大跨径钢桥沥青铺装层裂缝行为研究进展

综合国内外最新研究成果,对大跨径钢桥面沥青铺装层的裂缝行为展开了全面的分析,介绍了断裂力学相关理论,基于断裂力学理论采用室内试验与数值模拟手段研究了铺装层疲劳开裂,综述了裂缝行为机理以及裂缝几何因素(缝长、缝深)、铺装体系(铺装层、正交异性板、黏结层)及外界环境(温度、重载及超载、水)对铺装层裂缝行为的影响。研究结果表明,铺装层疲劳裂缝的研究方法主要有三点弯曲梁试验、楔入劈裂试验的室内试验与数值模拟,以及钢桥面铺装层体系足尺3D有限元模拟方法,运用离散元虚拟模型的细观分析方法对裂缝行为机理的研究较室内试验更好,且3D模型效果较2D更优;总体而言,铺装层裂缝扩展速率随裂缝长度、深度的增加而增大,外界荷载的持续作用使铺装层处于更加不利的工作状态,优化铺装体系设计可以延缓铺装层裂缝扩展速率。研究结果可为钢桥面沥青铺装的抗裂设计及后期维修养护工作提供参考依据。     

基于三点弯曲试验的高黏沥青砂应力吸收层的裂缝扩展过程研究

为了研究带3种贯通裂缝的水泥混凝土加铺高黏沥青砂应力吸收层和没有应力吸收层两种结构的反射裂缝的扩展路径与断裂机理,对带3种裂缝的两种结构试件分别进行三点弯曲室内试验。并以扩展有限元方法(XFEM)为基本方法,建立有限元模型对有应力吸收层的加铺层的裂缝扩展过程进行模拟。把扩展有限元模拟结果与室内试验结果进行比较并分析了反射裂缝的力学响应、扩展机理和断裂过程。结果表明:数值计算与试验的结果在断裂形态上相近,两者数据的相关性较高。高黏沥青砂应力吸收层能降低加铺层底部的应力集中,减缓加铺层下部裂缝扩展的速率,达到防治反射裂缝的目的。     

基于疲劳试验的旧水泥路面加铺层结构分析

基于剪切型反射裂缝疲劳试验,对5种典型的旧水泥路面加铺层结构进行防裂能力试验；通过试验分析发现,铺设应力吸收层能够有效减缓旧水泥路面发射裂缝的出现,延长沥青层的使用寿命.     

STRATA应力吸收层系统性能验证研究及其应用

基于3个典型工程的Strata应力吸收层系统的应用实践,并以这3个实体工程为依托,进行了Strata应力吸收层系统车辙试验,温度型、荷载型反射裂缝疲劳试验研究和验证。试验研究结果表明,Strata反射裂缝吸收层的模量足以抵抗车辙的产生,并且具有优良的延缓反射裂缝能力。     

沥青加铺层抗反射裂缝性能的影响因素

为了分析加铺层材料类型、裂缝宽度、加载频率、加载位置、加载应力比等因素对沥青加铺层抗反射裂缝性能的影响,通过建立水泥混凝土加铺沥青层的模型,采用MTS进行疲劳试验。试验结果表明:SBS沥青+PRM+土工格栅混合料的抗反射裂缝能力优于其他材料;裂缝宽度越小,加铺层混合料的抗反射裂缝能力越好;加载为偏荷载时,沥青加铺层的抗反射裂缝能力越好;当加载频率小于10Hz时,沥青加铺层的抗反射裂缝能力锐减;应力比越小,沥青加铺层的抗反射裂缝能力相对较好。     

级配碎石裂缝缓解层防裂机理及足尺疲劳试验

反射裂缝是旧水泥混凝土路面沥青加铺层的主要病害之一,目前尚无理想的解决方法,针对这一问题,提出了采用级配碎石作为裂缝缓解层的方法。对级配碎石层的防裂机理进行了分析,采用大型反射裂缝试验台架进行了设置级配碎石层及其他对比结构层的加铺层疲劳破坏试验,模拟了沥青加铺层荷载型及温度型反射裂缝的产生、发展过程。结果表明,级配碎石防裂效果最好,玻纤格栅和土工布的防裂效果次之,普通沥青混凝土加铺层防裂效果最差。     

梁板结构裂缝宽度量测方法及试验研究

讨论了现有梁板结构裂缝宽度量测技术的缺陷;基于碳纤维智能层的力电传感特性,对带有预制裂缝的玻璃钢板试件进行循环等幅加载检测试验,研究碳纤维智能层对试件表面裂缝宽度变化的感知能力。试验研究结果表明:在单加-卸载周期内,树脂基碳纤维智能层传感器的电阻随钢板裂缝宽度基本呈线性变化;在循环加-卸载周期内,树脂基碳纤维智能层传感器的电阻随钢板裂缝宽度基本呈现周期性变化;构件挠度在一定范围内,传感器电阻稳定性好。     

沥青砼加铺层反射裂缝的防治措施探讨

如何防治反射裂缝是在旧水泥砼路面上加铺沥青层的关键问题之一.文中通过对沥青加铺层反射裂缝产生机理的分析,阐述了防治反射裂缝的主要方法,总结了防治反射裂缝的有关理论、设计、试验和施工等方面存在的问题.     

水泥混凝土路面沥青混凝土罩面层反射裂缝的防治

依托湖北省汉宦高速公路旧水泥混凝土路改造工程实例,通过对防治反射裂缝方案的选择、材料性能试验并结合加铺层施工工艺来对旧水泥混凝士路面沥青混凝土罩面层防治反射裂缝的办法进行研究.材料性能试验结果表明:采用STRATA反射裂缝应力吸收层后沥青混凝土的整体稳定性比原沥青混凝土有较大提高,具有更好的防裂性能.还因地制宜地对施工工艺进行了精心制定.加铺罩面层建成后,有关单位的检测数据表明,通车几年均未出现反射裂缝,说明合理的防治反射裂缝方案选择与严格的施工工艺结合起来是防治反射裂缝的有效办法.     

水泥混凝土路面沥青罩面中应力吸收层的应用研究

反射裂缝一直是水泥混凝土罩面层损坏的关键问题.针对国内外采用的很多方法都不能有效解决反射裂缝问题.本课题通过反复研究,发现反射裂缝应力吸收层系统的关键在于应力吸收层采用超高性能聚合物改性沥青.通过大量试验,不断优化应力吸收层混合料级配,同时确定沥青的最佳用量,路用试验结果表明超高性能改性沥青混合料疲劳性性能良好,是一种经济有效的方案.     

聚酯玻纤布加筋沥青混凝土桥面铺装性能研究

通过脉冲荷载下的反射裂缝模拟试验和轮载作用下的反射裂缝模拟试验,对聚酯玻纤布和玻纤格栅材料抗反射裂缝的能力进行比较,并对加聚酯玻纤布后粘结层的粘结性进行了评价。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝防治措施

通过试验,对沥青加铺层的层间拉拔强度、层间抗剪强度进行分析,结果表明,采用浸润沥青的聚酯玻纤布作为防止反射裂缝的措施,既可实现防反射裂缝,也可实现接缝处的封水。     

水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝防治

本文对水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝形成机理进行了理论分析 ,采用弹性理论与有限元方法 ,对水泥混凝土路面上沥青加铺层应力和位移进行了计算 ,通过试验验证了理论分析与计算的正确性 ;针对反射裂缝形成机理 ,提出沥青加铺层反射裂缝的防治措施。     

沥青加铺层反射裂缝发展疲劳模拟试验研究

恰当的疲劳试验能够很好地反映加铺层中各材料和结构层的工作状态,可为加铺层理论分析与计算以及结构设计提供宝贵的参数.文章在总结已有试验经验的基础上,对沥青混合料车辙试验系统进行改造,可实现对水泥混凝士板沥青加铺层弯拉型和剪切型反射裂缝扩展过程进行模拟,比较不同沥青加铺层结构和材料抗反射裂缝的能力,为优选最佳沥青加铺层材料和结构提供依据.     

低剂量水稳基层防治薄面层沥青路面反射裂缝研究

采用低剂量水泥稳定碎石基层作为防治薄面层沥青路面反射裂缝的主要方案,利用室内试验和试验路工程分别得到不同剂量水泥稳定碎石基层的收缩特性以及强度发展规律。力学分析和观测结果都证明该方法可以有效防治薄面层沥青路面反射裂缝。     

聚酯玻纤布层间粘结性能研究

在道路中潜在的开裂层与其上面层之间设置聚酯玻纤布夹层,可以有效的延缓裂缝扩展到沥青层,相关研究表明,夹层的黏附性是影响聚酯玻纤布防治反射裂缝效果的主要因素之一。本文采用斜剪试验对聚酯玻纤布夹层的粘结性能进行了试验研究,分析了黏层油种类、黏层油用量、剪切速率等因素对聚酯玻纤布夹层抗剪切性能的影响。     

水泥混凝土路面沥青加铺罩面层反射裂缝的防治

依托上海市A30高速公路旧水泥混凝土路改造工程实例,通过对防治反射裂缝方案的选择、材料性能试验并结合加铺层施工工艺来对旧水泥混凝土路面沥青罩面层防治反射裂缝的办法进行研究。材料性能试验结果表明:采用玻纤格栅加筋后沥青混凝土的整体稳定性比原沥青混凝土有较大提高,具有更好的防裂性能。本文还因地制宜地对施工工艺进行了精心制定。加铺罩面层建成后,有关单位的检测数据表明,通车一年多的试验路及相关路段路面使用状况良好,均未出现反射裂缝。说明合理的防治反射裂缝方案选择与严格的施工工艺结合起来是防治反射裂缝的有效办法。     

设置防裂夹层的沥青加铺层结构轮载模拟试验对比分析

为了评价不同夹层材料防反射性能和它们延缓旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝的效果,根据现有的国内外防反射裂缝室内模拟试验,采用轮辙仪进行模拟试验,设计了弯拉型和剪切型2种室内模拟试验模型,其加载方式更接近于实际。模拟试验对比研究了加铺经编玻纤格栅、FHGS高强玻纤复合材料土工格栅(以下简称:FHGS格栅)、聚酯玻纤布、橡胶应力吸收层等四种防反射裂缝措施与直接加铺沥青面层之间防反射裂缝效果的差距。试验结果表明:弯拉型模拟试验中加铺经编玻纤格栅、FHGS格栅、聚酯玻纤布、橡胶应力吸收层与无防反措施相比,其加铺层终裂时轮载作用次数分别增加了3.86倍、3.54倍、3.03倍、2.19倍;剪切型模拟试验中加铺经编玻纤格栅、FHGS格栅、聚酯玻纤布、橡胶应力吸收层与无防反措施相比,其加铺层终裂时轮载作用次数分别增加了2.31倍、3.24倍、1.81倍、1.94倍。综合比较且考虑到尺寸效应的问题,在水泥路面白改黑实际工程中应当优先采用FHGS格栅作为防反射裂缝的措施。     

旧水泥混凝土路面沥青罩面层间处治方案对比研究

基于拉拔试验、APA试验以及扭剪疲劳试验研究了橡胶沥青应力吸收层、橡胶粉改性AC—5沥青混合料、玻璃格栅+纤维改性沥青混合料3种应力吸收层的层间粘结特性、抗反射裂缝能力和抗疲劳耐久性,试验结果表明,采用砂粒式AC—5橡胶粉改性沥青混合料方案的层间粘结强度最大,且其在水-温耦合作用下抗反射裂缝效果最好,而玻璃格栅+纤维改性沥青混合料抗扭曲疲劳性能最好,总结了一套应力吸收层方案选择及性能评价的试验方法,为"白改黑"工程应力吸收层结构选择提供理论借鉴。     

增韧改性沥青抗裂增强功能层研究

为抑制沥青路面的反射裂缝,提高沥青下面层抗反射裂缝能力和弯拉疲劳寿命,针对现有裂缝防治措施的不足,研究开发增韧改性沥青GATB-25,通过显著增强下面层的抗裂功能,显著延长沥青路面的整体寿命;从级配优化、抗裂胶结料优选方面介绍了增韧改性沥青GATB-25的开发过程,并通过试验路验证了抗裂增强功能层的防裂缝性能。