测试方法对沥青混合料动态模量取值的影响

单轴压缩动态模量是沥青路面的重要设计参数,为明确不同测试方法对模量取值的影响,通过试验研究发现:Haversine波比半正弦波和三角波测得的动态模量高20%～50%,φ100mm×150mm圆柱体试件测得动态模量比φ100mm×100mm高20%～60%;10Hz频率下连续加载方式测得的动态模量比间歇加载高20%;对试件端部进行处治能有效削弱端部效应的影响,采用外接传感器进行回弹变形采集精度更高。并建立了两种不同尺寸试件回弹模量之间的线性关系。     

实测轻型货车轮载作用下沥青路面力学响应分析

作者利用自己实测的轮胎接地压力分布,用三维有限元方法分析了轻型货车不同轮胎,在不同胎压和不同负荷作用下,沥青路面结构层的力学响应。结果表明:实际的轮胎接地压力分布具有明显的非均匀性,且随轮胎的结构类型、花纹、胎压、负荷甚至使用年限的不同而有很大的差异。轻型货车对路面结构产生的应力响应不能忽视。     

移动轴载作用下路面沥青层动态响应模量主曲线研究

路面沥青混合料层的模量是路面设计的必要参数之一,为定量分析现场沥青层的实际模量特性,提出了一种由现场实测应变数据出发,确定沥青层动态响应模量主曲线的方法,实现了对沥青层现场动态特性的精准表达。首先,实测了柔性基层、半刚性基层2类典型沥青路面不同温度及轴载移动速度下的沥青层动态应变响应;其次,以实测应变波形为基础,分析了不同加载工况下的现场沥青层加载频率特征;最后,基于实测应变值,利用有限元模型反演得到沥青层的动态响应模量,结合沥青层加载频率,建立了沥青层动态响应模量主曲线,并进一步对该主曲线的可靠性进行了验证。研究结果表明：沥青层内部加载频率与轴载移动速度呈正比,且与温度正相关;沥青层现场动态响应模量值随温度升高显著减小,随轴载移动速度增大而增大;结合加载频率及响应模量反演结果,可利用Sigmoidal模型很好地拟合得到沥青层响应模量主曲线;验证结果表明,该主曲线可较为准确地预估其他温度及轴载移动速度下的沥青层响应模量值。所提出的确定沥青层动态响应模量主曲线的方法可为其他试验路应变实测数据的处理提供参考。     

山区高速公路坡面荷载的动态效应与实测研究

为了获取公路陡坡路段荷载对路面结构的动态效应,为理论计算分析和试验分析提供可靠的参数,利用自主开发的轮胎对地压力动态分布实时测量装置,进行了不同车型、不同载重、不同车速和不同纵坡条件下坡面轮胎接地压力的动态测量,得出了不同速度下坡面轮胎接地压力的分布及其变化规律。结果表明,高速运动状态下,重载货车轮胎接地形状近似于矩形,车速越高接地形状接近矩形的相似程度愈高;随着车速提高,接地压力的分布形式从凸起型分布逐渐向鞍型分布演变,接地压力峰值逐渐减小;运动状态下,车辆轮胎接地压力在行进方向上呈半正弦波分布,在横向上表现为非均匀分布。     

压实黄土路基静动态回弹模量相关关系研究

通过室内承载板法和重复加载三轴试验研究1种典型黄土路基土在最佳含水量、3种压实度下的回弹特性,分析了静动态回弹模量的相关关系.重复加载三轴试验方法参照美国AASHTO路基土与未处治粒料回弹模量试验规程(T307-99),制定了三轴重复加载测试方法.研究结果表明,黄土路基静动态回弹模量均随着压实度的增加而增加,而且静动态回弹模量相差比较大,动态回弹模量大约为静态回弹模量的3.8～4.5倍.     

试件类型和加载模式对沥青混合料动态模量的影响研究

为分析试件类型和加载模式对沥青混合料动态模量的影响,采用法国梯形梁试验机和美国沥青混合料性能试验仪,对SMA-m13沥青混合料试件在弯拉和压剪两种受力模式下进行动态模量试验,分析试验温度和荷载频率对梯形梁和圆柱体试件动态模量和相位角的影响.试验结果表明:两点弯拉动态模量与单轴压缩动态模量受荷载频率和温度的影响变化趋势基...     

不同荷载模式下沥青混合料的动态模量依赖模型

为准确地描述沥青混合料动态模量的温度和荷载依赖性,分别开展了不同条件下4种沥青混合料的两点弯拉和三轴围压动态模量试验.基于时温等效原理,采用Boltzmann函数模型建立了基准频率为10 Hz的沥青混合料弯拉和三轴动态模量主曲线,分析了试验方法对沥青混合料动态模量的影响,构建了不同荷载模式下的基于温度和荷载参数的沥青混...     

泡沫温拌再生沥青混合料回弹模量与动态模量的试验研究

为了研究不同RAP掺量对泡沫温拌再生沥青混合料模量的影响,明确泡沫温拌再生沥青混合料的力学性能和黏弹特性,对RAP掺量为0、20%、30%的泡沫温拌再生沥青混合料分别进行回弹模量和动态模量试验。利用回弹模量荷载～变形曲线及应力～应变曲线分别计算得到混合料的加载变形L₀、残余变形L₃以及耗散能W_i。此外,通过构建动态模量主曲线,预测55～70℃范围内动态模量。利用Cole-Cole曲线分析RAP对混合料玻璃态转化温度T_g的影响。研究结果表明,掺加RAP提高了混合料的回弹模量和动态模量,随着RAP掺量的增加,混合料的加载变形L₀、残余变形L₃以及耗散能W_i均有所降低。动态模量主曲线预测结果表明,当温度为70℃时,掺加30%RAP时动态模量比0 RAP和20%RAP分别提高了63.6%和52.3%。Cole-Cole曲线表明,添加RAP后混合料的玻璃态转化温度T_g由5℃向20℃偏移。上述指标均能够有效评价泡沫温拌再生沥...     

实测轮载下层间接触条件对沥青路面的力学影响分析

沥青路面的层间接触状况,对路面的结构行为起着重要的作用。该文应用三维有限元,结合实测的轮胎-路面接地压力并考虑水平荷载作用力,通过模拟沥青层之间、沥青层与基层之间的层间粘结状况,即完全连续和层间分离(但考虑摩擦),计算沥青路面结构内的力学响应。计算结果表明:层间接触条件对沥青路面结构内的力学响应(如拉应力、压应力、剪应力或剪应变等)有明显的影响;层间不连续会加速路面损坏,产生裂缝、推移、变形、车辙等病害。     

干湿循环作用下高液限粉土动态回弹模量试验研究

针对高液限粉土,采用新型试验方法进行干湿循环试验,并对干湿循环后的试验土样进行了动态回弹模量试验,探索动态回弹模量随干湿循环次数、含水率、应力状态的变化规律。研究结果表明:(1)回弹模量与围压呈正相关,与干湿循环次数、偏应力和含水率呈负相关;(2)回弹模量变化幅度随着干湿循环次数的增加而不断降低,首次降低最为明显,经历3～5次循环后衰减基本达到稳定,回弹模量衰减幅度约为63%;(3)干湿损伤对含水率变化较为敏感,随含水率增大,干湿循环损伤因子逐渐升高。此外,干湿损伤对应力状态变化规律影响较小,呈现出无序性。     

循环荷载作用下软土动力特性试验研究

为研究循环荷载作用引起的软土动力特性变化及由此导致的地基承载力不足等问题,以营口软土为研究对象,通过动三轴试验,研究了动应力幅值、固结围压、固结比、振动频率和振动次数对软土动力特性的影响.试验结果表明:营口软土具有明显的结构性,其动应变-振动次数(εd-lg N)曲线和动骨干曲线存在明显的应变转折点,超过此应变转折点后,土体变形迅速增加;动强度随固结围压的增加而增大,固结比和振动频率对软土动强度的影响却并非简单的一致增大或减小;动弹性模量随固结围压、固结比和振动频率的增加而增大,而动阻尼比则随着固结围压和固结比的增加而减小,随振动频率的增加而增大.     

加速加载下沥青路面地震波模量分析

为探索沥青路面地震波模量与路面响应的关系,在细砂路基上的半刚性基层沥青路面进行了MLS66足尺加速加载试验,同时进行了加载区域地震波模量的测试,分析了地震波模量与加载次数、路面温度、车辙变形以及沥青面层底部拉应变的定性或定量关系.结果表明:在加速加载试验过程中,地震波模量随加载次数的衰减过程大致可分为迅速衰减及稳定降低阶段,前一阶段中平均衰减速度为0.1 GPa/万次,模量减少值约占总地震波模量降低值的75％,后一阶段衰减速率降低一个数量级;地震波模量与车辙永久变形呈二次多项式关系;地震波模量与上面层层底温度的变化趋势相反,多项式模拟可较好地表达二者关系;地震波模量与面层层底纵、横向应变变化趋势相反,且变化程度相当.     

沥青混合料动态模量预估模型研究

动态模量是描述沥青混合料动态性能的主要参数,众所周知路面荷载是典型的冲击动态荷载。而我国现在采用的参数是静态弹性模量,因此在路面设计时有必要引入动态模量。动态模量可以通过试验测定,本文介绍了利用预估模型进行计算的方法,介绍了Witczak、Hirsch、New Witczak、韩国Lee等预估模型,用这些模型计算出动态模量的预估值,并把这些预估值和试验值进行了比较、评价,认为Hirsch模型优于其他模型,最后做了原因分析,并提出研究建议。     

沥青混合料动态模量试验研究

对一种Superpave级配沥青混合料不同空隙率的试样进行了不同温度、不同加载频率条件下动态模量试验,分析了混合料动态模量随体积参数、加载条件的变化规律,研究结果对我国的路面设计模量动态参数的选择具有借鉴意义。     

低震多频高烈度区黄土的动弹性模量和阻尼比特性

在调查山西地震动历史事件的基础上,对山西汾渭地堑带上高速公路边坡黄土进行了动力特性参数的试验研究.首先,选取典型黄土边坡进行现场爆破试验获取了边坡黄土介质的地震动时程曲线;接着,以这些动力特性作为动三轴试验的模拟加载方式和参数,对不同路段边坡的30组马兰黄土(Q3)和离石黄土(Q2)进行了室内动三轴试验,获得了边坡黄土在低震多频动荷载下动力特性的一些规律:冲击地震荷载作用下加速度幅值比正弦循环波幅值较大;相同的动荷载作用下,动弹性模量(Ed)越大,黄土的动黏聚力(Cd)越高,动摩擦角((o)d)则越低,离石黄土(Q2)与马兰黄土(Q3)的初始动弹性模量(Ed0)分别为80 ～150 kPa、25 ～ 100 kPa;动弹性模量均值(Eda)分别为10 ～20 kPa,10 ～30 kPa;对二者的动应变(εd)-动阻尼比(λ d)曲线拟合得动阻尼比(λ d)的增长速率分别为马兰黄土(Q3)0.199 8,离石黄土(Q2)为0.128 5.     

交通荷载作用下公路路基动力响应研究

针对双向四车道高速公路路基路面结构形式,建立有限元模型,施加三维一致粘弹性人工边界,并基于车辆动力分析理论,对模型施加交通荷载,从而获得了路基的动力响应参数。计算结果表明:标准轴载作用下,路基内3 m深度处,竖向动应力衰减率达80 %以上,路基内竖向动应力的影响深度为3 m左右;路基顶面的竖向动应力随着距车轮外缘距离的增大迅速降低,2 m范围内衰减约90 %,竖向动位移衰减约60 %,交通荷载对路基的影响宽度为6 m左右。     

基于Rayleigh波频散特征的路基模量反演成像方法与试验研究

路基动态回弹模量是影响路基路面结构耐久性与稳定性的关键参数之一。为了实现路基动态回弹模量无损检测精细化,基于Rayleigh波在弹性层状体系中的传播特性,揭示了Rayleigh波在基准路基路面结构中的理论频散特征,并通过显式瞬态动力有限元方法对路基路面结构体系中Rayleigh波场响应进行了数值计算,结合频域波数域变换法与相位移法建立了路基路面结构中Rayleigh波频散曲线的联合提取方法。通过将提取的Rayleigh波频散曲线按自适应遗传算法反演的路面各结构层模量值作为已知约束条件,进一步对路基工作区细化分层,以此建立了路基工作区动态回弹模量的反演成像方法。通过在足尺道路试槽内点对点依次进行Rayleigh波、FWD、承载板和弯沉测试,建立了各测试结果之间的相关关系。研究结果表明：Rayleigh波反演的路基动态回弹模量与其他测试方法相应结果的判定系数R²均大于0.85,且反演成像结果能够全面、清晰地反映路基的承载能力与压实质量。研究成果可为路基路面工作特性智能感知方法与技术的发展提供理论参考。     

刹车荷载反复作用下沥青路面剪切动响应三维有限元分析

为了揭示刹车反复作用下沥青路面剪切动响应力学行为特征,应用ABAQUS建立了典型半刚性基层沥青路面三维计算模型,针对沥青路面剪切动响应控制性外部影响因素,以及单次及反复刹车作用下沥青路面剪应力与水平位移变化规律进行了数值模拟分析.计算结果表明:加速度和阻尼比对路面结构残余水平位移存在较大影响;刹车作用效应随着深度的增加而迅速衰减,路表呈现为波浪形的剪切推移变形特征;反复刹车导致沥青路表残余变形缓慢累积.作用次数达到106次后可形成波浪形车辙病害.     

动力固结的显式非线性数值分析

动力固结是一种有效的地基加固方法,应用显式瞬态非线性有限元分析了动力固结时夯锤对地基土的冲击碰撞过程,分析中考虑了碰撞中出现的材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合的特性,得到了不同落距和不同锤重条件下夯锤的动能迁移、撞击力时间历程、夯锤下应力分布及土的能量吸收、变形和密度的时间历程,并得到了它们之间的相互关系,分析结果表明:位移时程与应力时程并不同步,位移滞后于应力;夯坑深度与夯锤动能的自然对数成正比;夯锤的初始动能与最大撞击力并不一一对应;有限元分析反映了动力固结过程的基本规律,再现了夯锤与土体碰撞的整个过程。