桥面铺装层间界面力学性能试验研究

文章针对桥面铺装层间界面的力学特性,开展了层间界面的剪切强度、动态剪切疲劳以及拉拔强度试验研究,分析温度、加载速率、竖向荷载、界面构造深度等因素对桥面铺装层间界面力学特性的影响,获得了一些有意义的结论,为桥面铺装层间界面力学性能研究提供依据。     

半刚性沥青路面界面应力分析

半刚性沥青路面在我国高速公路路面中应用广泛,但由于沥青面层与半刚性基层的层间变形协调性差,易产生较大的层间剪应力而引起沥青面层的剪切破坏。文章基于弹性层状体系理论,采用BISAR3.0软件分析了材料回弹模量、泊松比、行车荷载、层间结合状态等因素对沥青面层和半刚性基层层间最大剪应力、压应力的影响,并总结出各因素影响下的应力分布规律。     

桥面铺装层内应力应变分布及结构厚度的讨论

采用各向同性的大挠度薄板建模,利用三维有限元分析方法,对桥面铺装设计中的关键参数进行讨论,探讨不同参数组合条件下铺装层内部受力分布的影响,有限元分析结果表明,沥青混凝土铺装层厚度,粘结层模量对铺装层内部以及铺装层与粘结层界面的剪应力影响最为显著,桥面铺装设计厚度设计宜在10～12 cm,同时设置必要的防水粘结层。     

薄层复合式路面层间粘层技术研究

针对薄层复合式路面层间粘结问题,文章采用不同界面处理方式和不同层间粘结材料系统研究层间粘结技术。结果表明:采用酸洗加刻槽的界面处理方式,结合SBS改性沥青或橡胶沥青粘结材料等能有效提高薄层复合式路面的层间粘结强度和抗剪强度。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青面层层间结合措施的试验研究

为分析层间结合措施对旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的作用效果,文章依托广西柳南高速公路改建工程,结合项目所在地区降雨量、交通量及原材料特性,采用室内直剪和斜剪试验评价手段,研究评价层间界面状态、沥青混凝土性质特点、黏层材料选用等因素对层间结合效果的影响。结果表明:保持层间界面干燥且具有良好的粗糙度、采用较大粒径的沥青混凝土或提高沥青面层的压实度水平,有利于提高水泥混凝土路面与沥青面层间的层间抗剪切能力;而采用不同黏度黏层材料的室内剪切试验,其结果不具有代表性,建议后续研究中应结合现场层间的实际粘结效果对比验证。     

高速公路长大陡坡路段半刚性沥青路面设计中剪应力研究

<正>沥青路面结构层受到的剪应力过大,将导致沥青路面出现车辙、推挤、滑移、拥包以及TOP-DOWN开裂等破坏。长期以来,我国沥青路面设计规范中设计指标为路表弯沉和沥青层底弯拉应力,并未考虑剪应力。而在纵坡路段,路面受到水平荷载影响,内部剪应力急剧增大,导致纵坡路段剪切破坏及其严重。为此,本研究采用层状弹性体系理论,分析纵坡路段半刚性基层沥青路面剪应力分布特点,为纵坡路段半刚性沥青路面的设计研究提供参考。     

层间接触状态对长寿命沥青路面结构的影响分析

长寿命沥青路面层间接触状态对路面的使用性能有直接影响。文章针对典型长寿命沥青路面结构,采用BISAR 3.0多层弹性体系计算程序,系统分析了层间接触状态对长寿命沥青路面表面弯沉、沥青层底拉应变、路基顶压应变以及面层最大剪应力的影响。分析结果表明：层间接触状态的变化对长寿命路面沥青层底的拉应变和路基顶面压应变的影响最大,对路表弯沉的影响也较为明显;相对而言,对面层最大剪应力影响不明显。     

桥面沥青铺装粘结层拉、剪应力分析

水泥混凝土桥沥青铺装层的破坏主要与荷载作用下产生的应力集中有关,为准确分析桥梁各部应力集中的分布特性和变化规律,文章以线弹性分析理论为基础,采用通用大型有限元分析软件ANSYS,对不同荷载条件下的铺装体系内部拉应力和剪应力进行计算分析。结果表明,将铺装体系内各部最大拉应力和最大剪应力值作为铺装层结构设计和材料选择时的一项重要控制指标是科学合理的。     

新建路面沥青混合料芯样的固有各向异性研究

文章基于工程实践,对现场新建路面进行取样开展蠕变试验,计算不同温度、加载时间、频率下的沥青混合料的蠕变柔量、松弛模量、动态模量,并对沥青混合料的各向异性进行计算和分析。研究发现：沥青混合料的蠕变性能各向异性随着温度和加载时间的增大而增大;松弛性能各向异性随着温度和加载时间的增大而减小;动态性能各向异性随着温度升高、加载频率的降低而增大。同时,基于西格摩德模型,以20℃为例,对沥青混合料各向异性随温度及频率的变化曲线进行拟合,计算得到沥青混合料蠕变性能、松弛性能、动态性能与加载时间、频率的曲线模型,通过对比模型与数据曲线图可以发现,各向异性曲线模型与试验计算结果的拟合程度较好,可以用于指导沥青路面结构响应分析和结构设计,为今后基于沥青各向异性开展的设计和研究工作提供指导和借鉴。     

基于粘结滑移理论的桥面铺装层间受力分析

文章介绍采用气动饲服沥青材料试验机进行45°斜剪试验,分析桥面铺装层间界面的抗剪强度,研究温度、界面构造深度的影响.同时利用界面力学中的粘结滑移理论,对层间界面荷载-滑移曲线展开分析,将其分为四个受力阶段并给出了各阶段的拟合曲线.分析了层间粘结强度的形成机理,为今后层间界面的力学特性研究提供了一种新的思路.     

半刚性基层沥青路面层间结合室内试验研究

沥青路面基面层间结合状态的好坏,主要体现在层间抗剪切变形的能力以及层间的粘结性能。抗剪切变形能力强、粘结性能好,则层间不容易出现滑动,反之,层间容易出现滑动,导致层间及沥青层内应力水平提高,进而影响沥青路面的使用性能,对基面层间结合状态进行室内试验研究,能有效地指导路面结构的设计与施工,从而提高半刚性沥青路面结构的使用寿命。     

干线公路高模量沥青混凝土应用研究

文章试验研究了不同PR/RA改性剂掺量的高模量沥青混凝土(HMAC)的抗车辙性能,分析了层位、层厚、模量、轴载、温度和荷载次数等因素对高模量沥青混凝土路面抗车辙性能的影响程度,提出了合理的路面层位设置、模量取值范围及路面结构组合,并通过某干线公路试验路段,验证了高模量沥青混凝土的抗车辙效果。     

铺装层结构受力敏感性分析

以某连续梁桥为例,对影响铺装层结构受力的主要因素(水平作用力、铺装层结构厚度、铺装层结构混凝土强度等级、荷载)进行参数敏感性分析。结果表明:水平作用力、荷栽增大导致铺装层结构的受力为线性增大,铺装层结构混凝土强度等级、铺装层结构厚度增大导致铺装层结构的受力基本为非线性增大。建议在满足桥面抗滑性能的基础上,尽量减小摩擦系数,并严格控制超载车辆。     

连续刚构桥沥青砼桥面铺装病害调查与分析

文章结合连续刚构桥梁自身的受力特点,通过定量分析桥面铺装的病害种类和分布情况,得出裂缝、变形与防水粘结层失效是其铺装层破坏的主要形式,并分析了病害产生的原因,提出以铺装层顶面的横向拉应力和底面剪应力为铺装结构分析的力学控制指标。     

复合改性浇筑式沥青混合料疲劳性能分析

为研究浇筑式沥青混凝土结构疲劳特性,优化桥面铺装结构整体性能,文章通过四点弯曲疲劳试验分析了复合改性沥青类型、油石比、应变水平及拌合温度等主要因素对劲度模量、加载次数、滞后角及耗散能指标的影响。结果显示:复合改性沥青类型及用量对疲劳性能存在显著影响,随沥青用量增加,GA沥青混合料的劲度模量呈下降趋势,破坏时的疲劳加载次数呈增加趋势;随应变水平的增加,劲度模量呈幂函数下降趋势,累积耗散能呈线性函数关系下降,破坏时的加载次数显著降低,劣化了疲劳寿命。汇总研究成果,合理地调整最佳沥青用量等参数,能够降低或避免GA沥青混合料老化问题,提高桥面铺装结构整体刚度及延长其使用寿命。     

水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究

为研究水泥混凝土桥面防水粘结层的拉拔性能、剪切性能、老化后拉拔性能和老化后剪切性能,以扎隆沟至碾伯镇公路K20+638.00达坂山大桥为工程依托,采用水性环氧类材料,不粘轮特种粘层材料、乳化沥青+碎石制备试件,进行层间剪切试验和拉拔试验。结果表明：随着防水粘结层用量的增加,拉拔强度和剪切强度均呈现先增大后减小的趋势,水性环氧防水粘结层材料与不粘轮特种粘层材料的最佳洒布量均为0.8kg/m²,改性乳化沥青+碎石材料的最佳洒布量为1.2kg/m²,该研究为水泥混凝土桥面铺装设计提供了依据。     

西部地区桥面超薄铺装层技术研究

西部交通建设科技项目"西部地区桥面超薄铺装层技术研究"针对水泥混凝土桥梁桥面铺装层的性能要求,对桥面超薄铺装层技术进行了系统研究。通过对我国西部地区水泥混凝土桥梁和桥面铺装的主要形式及典型病害调查研究,采用理论分析和试验测试相结合的方法,对混凝土桥面超薄沥青铺装层的应力、材料配合比设计、结构组合设计及相关工程应用技术进行了分析,提出了适用于不同环境及交通的薄层和超薄铺装层结构,同时针对不同铺装层厚度和桥梁情况,制备了相应的高性能材料,以确保铺装层的使用性能和使用寿命。本篇对该课题项目研究成果进行推介。     

大厚度水泥稳定碎石基层层间有限元模拟分析

大厚度水泥稳定碎石基层分层施工使得基层由设计中的整体受力变为两薄层受力,层间接触的存在降低了基层的路用性能,从而降低了整个路面结构的使用性能。文章采用有限元软件ABAQUS,分别对两种不同工况下(分层施工和全厚式施工)的大厚度水泥稳定碎石基层路面进行路表弯沉、面层底面和基层底面的最大主应力、土基顶部最小主应变及面层底面最大剪应力等指标的有限元模拟,分析不同工况的大厚度水泥稳定碎石基层路面的荷载响应。     

钢桥面铺装结构层间粘结性能影响因素研究

桥面铺装粘结层的层间粘结性能直接关系到桥面铺装层的长期稳定。文章为探究集料类型、级配类型、粘结环氧沥青材料涂抹量对桥面铺装层层间粘结性能的影响,采用辉绿岩、石灰岩、花岗岩三种集料,粗、中、细三种级配类型,0.2 kg/m²、0.4 kg/m²、0.6 kg/m²、0.8 kg/m²四种环氧树脂涂抹量,通过室内小梁弯曲试验、层间拉拔剪切试验进行研究。结果表明：采用高强度的集料、细集料含量高的级配类型、0.2～0.6 kg/m²的环氧树脂涂抹量可以有效提高钢桥面铺装层层间粘结强度,减少铺装层病害的产生。     

低温地区橡胶沥青应力吸收层对沥青路面结构温度应力的影响

本文采用有限元软件对低温地区典型的半刚性沥青路面结构进行了力学响应模拟,分别计算了温度应力和温度与荷载共同作用下的路面结构力学响应,分析了不同时刻路面内部温度应力随外界环境的变化规律,计算结果表明:无论是单独温度作用,还是荷载和温度共同作用,路面结构应力随外界气温呈现周期性变化,设置应力吸收层可显著减小沥青层底拉应力,说明设置应力吸收层可抑制或减缓基层反射裂缝向面层扩展。