级配碎石厚度对倒装式沥青路面结构受力及寿命的影响研究

文章以宿迁市326省道大修工程为依托,针对不同的级配碎石基层厚度,采用BISAR软件对沥青路面进行了力学计算,分析了路表弯沉、沥青面层底拉应力、半刚性基层底拉应力和沥青面层内竖向应力最大值产生的位置,以及随级配碎石层厚度的变化趋势,并对倒装式沥青路面寿命进行了研究。结果表明:随着级配碎石基层厚度的增加,路表弯沉呈线性减少趋势,半刚性基层底拉应力、不同层位的竖向应力和沥青路面的疲劳寿命逐渐减少,趋势逐渐变缓,沥青面层底拉应力逐渐增加,趋势逐渐变缓;级配碎石基层的设置及其厚度的增加对基层未开裂的沥青路面设计是不利的,但可减少基层开裂对沥青面层的影响。     

隧道半刚性基层沥青路面沥青层疲劳开裂影响因素研究

通过建立隧道半刚性基层沥青路面有限元模型, 对隧道内半刚性基层 (预设横向贯通裂缝) 沥青路面沥青层疲劳开裂进行研究, 研究表明对于隧道内半刚性基层沥青路面, 由于沥青层内最大拉应变显著大于沥青层底拉应变, 导致沥青层内的疲劳寿命远小于沥青层底的疲劳寿命。 沥青层层底疲劳开裂寿命影响因素敏感性排序为： 基层模量＞面层模量≈面层厚度＞基层厚度。 基层模量越大、 基层厚度越厚、 沥青面层模量越小对沥青面层疲劳开裂寿命越有利。     

基于响应面法的石质路基沥青路面结构优化研究

为了提高石质路基沥青路面结构的使用性能,应用响应面法对路面结构为沥青面层、级配碎石基层和石质路基的路面结构进行优化分析;按照公路沥青路面设计新规范的新设计指标来分析各个路面结构层厚度对新指标的影响,以各面层的厚度和基层的厚度作为约束条件,以沥青混合料疲劳开裂次数、沥青混合料层永久变形量和路基顶面竖向压应变作为响应因素建立响应面优化模型。研究表明:面层的厚度对永久变形量、疲劳开裂次数和路基顶面竖向压应变有显著的影响,而级配碎石基层厚度对三大指标影响较小。     

半刚性基层沥青路面交通荷载断裂应力分析

半刚性基层沥青路面施工及使用期间,半刚性基层中存在各种裂缝,这裂缝是否会继续向沥青面层传递对路面结构的性能及使用寿命有很大影响,主要研究半刚性基层开裂后交通荷载对沥青路面结构的作用,分析沥青面层的应力集中情况。通过计算与分析说明,在单纯交通荷载作用下,增加沥青面层厚度有利于降低面层底部裂缝尖端的应力集中程度。     

倒装路面结构面层在移动荷载作用下的层底拉应力分析

利用ANSYS建立倒装路面结构在移动荷载作用下的有限元模型,研究超载对于倒装路面结构沥青面层疲劳寿命的影响。结果表明,在车辆荷载作用下,倒装结构沥青面层层底拉应力比半刚性路面大,在移动行车荷载作用下可达到0.17MPa;沥青面层层底拉应力随行车速度增加有小幅增加,增加幅度在15%以内;随荷载水平增加,倒装路面结构沥青面层层底拉应力呈线性增加,在超载100%时,沥青层层底拉应力为标准轴载情况下的1.7倍。     

基于使用性能的公路沥青路面多指标分析与结构计算研究

研究了基于路面使用性能构建多指标设计体系的必要性,深入分析了沥青路面疲劳开裂、变形及其他不同损坏类型的产生机理与结构设计的关系,阐述了车辆荷载作用下路面各结构层的受力状态和材料性能要求,建立了控制沥青层和无机结合料半刚性基层底疲劳开裂、沥青混合料层永久变形以及沥青面层低温开裂等病害的设计指标和标准。针对我国常用的半刚性基层沥青路面在结构计算时提出相应的验算公式,并以新疆地区某二级公路为例进行多指标设计实际应用。     

超载条件下混合式基层沥青路面层底拉应力研究

分析半刚性基层的缺点,提出混合式基层沥青路面结构,并给出超载条件下轴载计算参数。采用Bisar3.0软件,计算在完全连续、部分连续和完全光滑三种界面条件下混合式基层沥青路面各结构层层底拉应力。结果表明,在完全连续条件下沥青层不会产生拉应力,路面内部拉应力最大值出现在半刚性基层底部;当沥青层与半刚性基层之间的接触条件由完全连续向完全光滑转变时,沥青层层底和半刚性基层层底的拉应力逐渐增大;在三种界面条件下,沥青面层表面轮隙中心处都出现较大的拉应力。     

沥青稳定碎石基层路面结构抗车辙性能研究

借鉴国外壳牌车辙预估方法,分析沥青稳定碎石基层沥青路面结构的抗车辙性能,并与半刚性基层沥青路面结构进行对比分析.结果表明:不论是沥青稳定碎石基层还是半刚性基层沥青路面结构形式,车辙主要发生在表面层和中面层;与半刚性基层沥青路面相比,沥青稳定碎石基层沥青路面结构产生的车辙深度增加不大.从提高沥青稳定碎石基层沥青路面的抗车辙性能角度出发,建议可着重提高沥青中上面层的抗车辙性能,并且ATB-25沥青稳定碎石基层厚度设置在15～20cm之间比较适宜.     

基-面层间不同接触状态下沥青路面结构受力分析

为了加强沥青路面面层和基层之间的连接,防止由于连接不足导致的层间剪切滑移和路面疲劳开裂,近年来,在辽宁省干线公路沥青路面新建和大修养护工程中,多在无机结合料稳定材料基层施工完成后,实施橡胶沥青碎石封层等下封层技术。利用有限元ABAQUS分析软件建立沥青路面结构模型,对模型施加动态轮载和约束,分析在两种不同层间接触状态下面层和基层之间层间剪应力及拉应力的变化规律,依据数值分析的结果可知,摩擦系数相对较大的层间处治技术对于提高层间连接性能及抗疲劳开裂具有显著效果。     

重载交通沥青路面设计指标研究

重载交通地区车辆超载严重,路面质量下降迅速,严重影响了车辆的行驶速度和运行安全.沥青路面结构设计重点考虑沥青面层的疲劳开裂、半刚性基层的开裂和车辙三个方面的临界破坏情况.采用ANSYS有限元软件进行路面结构力学响应分析和常用沥青路面结构应力应变分析.     

重载交通沥青路面设计指标研究

重载交通地区车辆超载严重，路面质量下降迅速，严重影响了车辆的行驶速度和运行安全。沥青路面结构设计重点考虑沥青面层的疲劳开裂、半刚性基层的开裂和车辙三个方面的临界破坏情况。采用ANSYS有限元软件进行路面结构力学响应分析和常用沥青路面结构应力应变分析。     

基于APT试验的半刚性基层沥青路面动力响应分析

通过足尺试验路加速加载试验研究半刚性基层沥青路面的动力响应,为路面性能预估及结构设计提供依据。通过修筑水泥稳定碎石基层和二灰稳定碎石基层2种结构APT试验路,埋设水平应变仪、竖向压应力传感器和温度传感器,实时采集路面结构动应力、应变、弯沉和路面温度场,分析温度与结构动应变、应力响应的关系,开展基于FWD弯沉盆的路面结构层模量和力学响应计算分析。研究结果表明,半刚性基层层底拉应变受温度影响较小,半刚性基层厚度对结构弯沉影响较大;半刚性基层厚度越小,其模量衰减越快;随重复荷载作用,半刚性基层层底拉应变响应先较快增加而后缓慢减小;在路面使用初期(2 560万次标准轴载),半刚性基层结构模量衰减较慢,当轮载作用1亿次标准轴载累计当量轴次时,半刚性基层模量约衰减55%。     

半刚性基层开裂原因及防治措施

半刚性基层是采用水硬性材料（又称无机结合料）稳定的各种集料和土类．并具有一定强度和厚度的路面基层结构：在半刚性基层上铺筑一定厚度沥青混合料面层的结构称为半刚性基层沥青路面。半刚性基层沥青路面具有强度和刚度较高、路面平整度好、噪音低,行车舒适、易于就地取材、施工工艺简单、工程投资较低、养护维修方便等优点,因此在国内公路建设中被广泛应用。但是由于设计．施工及半刚性基层材料自身原因导致路面开裂现象较为严重。因此深入了解半刚性基层特性及半刚性基层路面裂缝的影响因素．     

倒装式级配碎石层厚度对沥青路面设计指标的影响研究

大量的研究表明,柔性基层具有水稳定性好、承载力优良、施工方便等诸多优点。依托实体工程,分别采用ABAQUS和BISAR对5种厚度的级配碎石半刚性基层过渡层的路面结构进行分析计算,分析沥青层底拉应力设计弯沉两个设计指标与级配碎石和模量的关系。研究表明：随着级配碎石厚度的增加,沥青面层拉应力与设计弯沉均呈上升趋势。增加级配碎石模量有助于改善受力状况。作为半刚性基层过渡层,级配碎石层厚度应控制在15 cm内,其模量应大于400 MPa。     

典型沥青路面结构的力学响应对比分析

针对半刚性基层沥青路面、柔性基层沥青路面和复合式基层沥青路面三种国内典型路面结构,采用有限元分析软件建立仿真模型,模拟计算沥青路面拉应力、拉应变及剪应力等力学参数,对比分析三种路面结构在相同荷载及边界条件作用下的力学响应。通过对比分析可知:半刚性基层沥青路面竖向承载能力强,基、面层相接处受力不利;柔性基层沥青路面,基、面层共同承担外荷载,路面整体受力均匀,但变形较大;复合式基层沥青路面设置了柔性过渡层,综合了其他两种路面结构的特点,具有更广泛的适用性。     

南方富水隧道复合式路面防排水基层方案选用研究

为分析南方富水隧道复合式路面采用不同防排水基层方案的可行性与设计要点,基于路面结构弹性层状体系和疲劳寿命理论,对比分析了采用防渗素混凝土、多孔混凝土、开级配沥青稳定碎石、级配碎石4种不同基层的路面结构受力特性。结果表明:路面设计时应对层底受拉变形为主的沥青上面层和CRC混凝土面层进行疲劳寿命验算,最不利点位距轮隙中心横向距离分别为0.25δ和0;沥青上面层最大拉应变(ε_1)高于规范验算采用的沿行车方向拉应变值,出于保守考虑,结构验算时宜选用该值;沥青上面层、CRC面层疲劳开裂寿命在不同基层方案条件下可分别达到"重"和"特重"交通等级;4种基层方案均可满足重载交通需要,可灵活采用单一的或复合基层方案。     

级配碎石基层沥青路面非线性力学响应分析

为了明确级配碎石柔性基层沥青路面结构层位功能,就沥青面层厚度、级配碎石基层厚度和模量三个路面结构参数对级配碎石柔性基层沥青路面非线性力学响应进行分析,结果表明：随着面层厚度增大,基层最大剪应力降低,且面层厚度为9cm时面层剪应力最不利,面层厚度为12cm时面层层底拉应力最不利;基层厚度对基层剪应力影响不显著,且当基层厚度为30cm时,面层剪应力、层底拉应力均出现最小值;随着基层模量的增大,面层最大剪应力、层底拉应力和基层最大剪应力均有不同程度降低.     

浅析沥青路面反射裂缝的产生原因

半刚性基层沥青路面具有承载力高、行车舒适等优点,但由于半刚性材料收缩性大的特点,基层容易开裂并最终会反射到沥青面层上,使半刚性基层产生收缩裂缝,并最终导致沥青混凝土面层开裂,从而大大地缩短沥青混凝土路面的使用寿命。根据多年的路面施工经验,对半刚性基层裂缝的原因及处治方法进行综合分析。     

浅析沥青路面反射裂缝的产生及防治措施

半刚性基层沥青路面具有承载力高、行车舒适等优点,但由于半刚性材料收缩性大的特点,基层容易开裂并最终会反射到沥青面层上,使半刚性基层产生收缩裂缝,并最终导致沥青混凝土面层开裂,从而大大地缩短沥青混凝土路面的使用寿命。根据多年的路面施工经验,对半刚性基层裂缝的原因及处治方法进行综合分析。     

沥青稳定碎石基层施工工艺研究

相比半刚性基层,沥青稳定碎石基层具有良好的稳定性和耐疲劳特性,已经成为沥青路面的一种典型结构型式。为了解决沥青稳定碎石容易离析,厚度大,难以压实等问题,更好的发挥其功能特点,延长路面使用寿命,对沥青稳定碎石基层的施工工艺进行了研究。