薄层罩面结构层间黏结技术指标研究

针对薄层罩面结构与原路面层间黏结强度不足导致病害发生的情况,基于层间破坏机理分析薄层罩面结构层间黏结强度技术指标及影响因素。建立薄层罩面结构计算模型,分析荷载作用下的层间力学响应规律。结果表明:层间最大应力均分布在单轮中心附近,其中最大拉应力出现在后半区域,最大剪应力出现在前半区域。分别研究水平力系数、结构层厚度、温度参数对层间黏结应力的影响,得出薄层罩面结构层间抗剪强度应大于0.5 MPa,抗拉强度应大于0.004 MPa。该技术指标可作为薄层罩面结构性能研究和黏结层材料选取的理论依据。     

旧水泥路面薄层沥青罩面结构层间剪应力分析

结合G104徐州机场路改造工程,利用ANSYS三维有限元计算工具,对薄层沥青罩面结构进行层间剪应力分析,从而为罩面结构组合设计提供理论指导。     

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.     

薄层与超薄刚性罩面结构设计理论与计算分析方法

薄层与超薄刚性罩面(UTW),指厚度分别为10～20cm和5～10cm的用于修复沥青混凝土路面的水泥混凝土罩面。薄层与超薄刚性罩面技术在国外已经有了较为广泛的使用和发展,但是我国薄层罩面的设计方法还处于空白状态。文章总结了国外薄层刚性罩面水泥混凝土罩面层和沥青下卧层在不同工作状态时的应力应变计算与分析方法,并介绍了刚性罩面层在层间完全结合和结合失效的工作状态对混凝土材料的最大应力的影响,为我国进行薄层与超薄刚性罩面设计提供了参考依据。     

移动恒载下设置隔裂夹层的复合式路面动力响应分析

级配碎石防反技术具有较好地防止"白改黑"路面反射裂缝的作用。将微黏结级配碎石引用到"白改黑"加铺结构中,通过建立ABAQUS三维有限元加铺结构模型,并采用黏弹性人工边界,分析了移动恒载作用下设置隔裂夹层的复合式路面动力响应。分析表明:设置微黏结级配碎石夹层可以显著减弱沥青加铺面层的动力响应;根据接缝处面层层底最大主应力与最大剪应力变化规律,建议设置夹层的沥青加铺厚度宜为15 cm;将夹层置于具有一定刚度的下卧层之上,更能发挥其隔裂效果;夹层模量在一定程度上影响着沥青加铺面层的动力响应特性,并且存在着一个最佳模量范围,约在584 MPa左右,使得面层的剪应力达到最小;夹层厚度对沥青加铺面层层底剪应力影响不大,建议夹层厚度设计在15 cm左右。     

薄层沥青混凝土在桥面铺装中的力学响应

采用ABAQUS有限元分析软件,建立水泥混凝土箱梁桥与工字梁桥三维整体有限元模型,分别研究了不同厚度薄层沥青混凝土铺装层在车辆荷载和温度荷载作用下的力学响应,以及铺装层自重对桥梁结构内力的影响。研究结果表明:在车辆荷载作用下,铺装层厚度由4cm增加至12cm时,箱梁桥与工字梁桥铺装层最大竖向剪应力分别增长了约72%与40%,因此,薄层铺装能够降低层内竖向剪应力水平,有利于缓解车辙病害的发展;在温度荷载作用下,铺装层厚度对层内拉应力及层底剪应力的影响并不明显,力学指标基本处于同一水平;在重力荷载作用下,厚度为4cm的薄层铺装相对于12cm的铺装层能够分别降低箱梁桥桥体内部最大Mises应力及最大主拉应力19.62%与17.70%,而对于工字梁桥而言,能够分别降低应力水平13.79%与10.16%,从而改善了桥梁结构受力状况。可见,薄层沥青混凝土应用于桥面铺装具有良好的力学可行性,在综合考虑环境与材料性能的基础上可在实际工程中推广应用。     

橡胶沥青超薄罩面层静力学行为及养护应用研究

加铺沥青超薄罩面层已成为旧水泥混凝土路面预养护中较为成熟的技术之一,为了进一步推广橡胶沥青材料在超薄罩面层中的应用;从橡胶沥青超薄罩面层的特性出发,借助有限元分析方法,量化分析了橡胶沥青超薄罩面层在静力学作用下的力学行为特点,并基于研究结果给出了超薄罩面层的厚度建议值;最后就橡胶沥青超薄罩面层在路面层预养护中的具体应用进行了阐述,为罩面层的推广应用提供了参考。     

超薄层罩面沥青混合料设计和技术发展研究综述

超薄层罩面技术是一种新型路面预防性养护技术。基于国内外超薄层罩面技术发展和应用现状,总结了超薄层罩面沥青混合料原材料组成、级配设计等内容,阐述了当前超薄层罩面沥青混合料施工注意事项,分析了当前超薄层罩面技术存在的问题,对超薄层罩面技术发展趋势进行了展望。     

旧水泥混凝土路面薄层沥青罩面结构内力分析

为研究旧水泥混凝土路面加铺薄层沥青面层时不同结构组合的内力特征,结合G104徐州机场路改造工程,利用ANSYS三维有限元计算工具,对2种典型薄层沥青罩面结构进行了结构计算,分析了结构内力及层间剪应力随结构层模量,层间接触条件及层问处理措施的变化规律,结果表明基础模量及加铺层厚度的变化对加铺层结构内力及板边弯沉差有较大的影响.     

沥青混凝土桥面铺装结构的剪切分析

以室内斜剪试验为基础,采用有限元软件ANSYS对斜剪试验进行计算模拟。模拟了五种试验工况,分析了不同工况下沥青铺装层剪应力的分布情况,并研究其参数改变时结构层的剪应力响应。分析显示,粘结层是桥面铺装体系的薄弱位置。桥面铺装层粘结材料采用环氧沥青比SBS改性沥青具有更好的抗剪性能,而桥面铺装层厚度的增加,对于改善铺装层的受力状态,延长铺装层的使用寿命有一定的作用。     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,采用有限元方法,视路面结构为弹性层状体系,建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型,分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明,对破裂后的旧水泥混凝土路面板块,沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低,较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力;而降低沥青加铺层模量,增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况,并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。     

纤维格栅增强机场双层道面荷载应力分析

为了分析纤维格栅增强机场水泥混凝土双层道面加铺层的荷载应力,采用ANSYS建立机场双层道面三维有限元模型,以J-8飞机荷载为计算荷载,选取机场水泥混凝土道面加铺层层底最大拉应力、层间剪应力、旧水泥混凝土道面板底最大拉应力、加铺层表面弯沉为考察指标.计算了机场双层道面层间接触对荷载应力的影响,并利用正交设计分析机场道面结构参数对荷载应力影响的显著性.研究表明：层间摩擦系数对机场水泥混凝土加铺层层底拉应力与层间剪应力影响较大;机场水泥混凝土双层道面各结构参数对加铺层层底最大拉应力都显著相关,应该作为机场水泥混凝土加铺层设计的主要分析指标;加铺层厚度和基础弹性模量与所考察的4个指标都显著相关.因此,在进行机场水泥混凝土道面加铺层设计时,必须重视基础处理技术并合理控制加铺层厚度.     

旧水泥混凝土路面错台对沥青加铺层受力的影响研究

利用有限元软件ANSYS建立考虑错台的路面结构有限元模型,分析在标准轴载下,不同荷载位置、沥青加铺层厚度和错台高度对沥青加铺层中最大剪应力的影响。计算结果表明：错台条件下,最不利荷位为荷载刚好完全作用在错台高板一侧;在对称加载时,沥青加铺层中也会出现较严重的剪应力集中现象;随错台高度的增加,最大剪应力显著增大;增大加铺层厚度可降低沥青混凝土开裂几率和延缓裂缝的向上反射。     

旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝应力分析

通过建立旧水泥混凝土路面沥青加铺层有限元模型,应用ANSYS软件计算分析了车轮荷载位于最不利位置时反射裂缝的受力特性,并根据断裂力学理论研究了在不同影响因素下应力强度因子K的变化。计算结果表明:在荷载和温度作用下,控制着路面裂缝扩展的应力强度因子KⅠ和KⅡ随着沥青加铺层厚度的增加呈减小趋势;同时,裂缝尖端的应力强度因子将随着沥青加铺层模量的增加而增大;此外,降温幅度和轴载的变化对加铺层抗裂性能也有较大影响。     

基于疲劳强度理论的超薄桥面铺装层裂缝扩展分析

以断裂力学为基础,借助有限元方法,建立了裂缝扩展的有限元计算模型。采用应力强度因子作为评价指标,分析了在对旧桥面铺装进行加铺时,旧铺装层已存在的裂缝对加铺层的影响;研究了在行车荷载和温度荷载的作用下,不同宽度的裂缝和不同的加铺层厚度对加铺层裂缝扩展的影响。研究表明,低温是引起裂缝扩展的主要因素;随着厚度的增加裂缝尖端的应力强度因子呈下降趋势,对于薄层铺装来讲,则需要较高的抗裂性。     

有限元分析应力吸收层对刚性路面加铺层的影响

采用有限元计算方法,分析了不同应力吸收层在接缝处对沥青加铺层层底拉应力、弯沉差的影响,确定了应力吸收层的合理厚度及模量。     

基于不同格栅加筋层位的沥青路面加铺层结构应力分析

采用有限元软件对不同格栅层位对旧沥青路面加铺层结构应力应变的影响规律进行分析,探索格栅加筋在沥青加铺层结构中的最佳位置.通过计算得出:在只考虑整个加铺层底部的最大拉应力、拉应变的情况下,格栅设置在加铺层底部的抗拉效果比设置在其他层位要好;就沥青加铺层结构整体疲劳寿命来看,格栅铺设在加铺层厚度的1/6处比铺设在加铺层底部更能有效延长加铺层的疲劳寿命;同时通过理论计算得出应力吸收层与格栅加筋联合使用是提高加铺层疲劳寿命的有效方法.     

大粒径沥青混合料在旧路补强中的有限元分析

大粒径沥青混合料用作道路养护时补强层的研究正处于探索阶段.针对该材料在道路补强时位置及厚度难以确定的问题,根据旧路加铺典型结构初拟结构组合库,建立分析模型,利用ABAQUS有限元软件进行计算分析.在典型结构组合情况下,通过改变补强层厚度,计算厚度变化对受拉不利层的最大主拉应力及主要受拉方向应力的影响.根据各层受力状况的有限元计算,评价结构组合的受力合理性,调整适宜的厚度范围.通过计算确定了大粒径沥青混合料直接加铺及将旧路铣刨至基层加铺时的合理厚度.     

加铺层防裂材料使用效果影响参数的灰熵分析

在层间铺设防裂材料是防止加铺层出现反射裂缝的主要措施,防裂材料的自身参数对其防裂效果有重要影响。首先基于断裂力学理论,通过有限元程序计算了在车辆荷载应力及温度应力作用下加铺层裂缝尖端的应力强度因子,然后采用灰关联熵分析法分析了防裂材料的宽度、厚度、模量及黏结系数等参数对其防裂效果的影响程度。分析结果表明,防裂材料与上下层间的黏结性能是影响其防裂效果的最重要参数。     

市政水泥混凝土道路加铺沥青面层技术分析

立足于市政水泥混凝土道路加铺沥青面层施工质量的监控,围绕施工的主要工序,对该技术进行探讨。施工过程要做好路面病害处治、应力层设计和面层结构及材料选用方面工作,提高沥青加铺面层的性能和防止反射裂缝的形成,使沥青加铺面层符合设计标准,发挥其功能。