柔性路面结构可靠性的敏感性分析

简要介绍了柔性路面结构可靠性定义、数学模型及分析程序，初步进行了柔性路面结构可靠性的敏感性分析，总结了柔性路面各参数值及参数变异性对路面可靠度的影响规律，从施工质量控制和优化设计的角度，提出了一些思考建议。     

柔性路面设计和施工参数的统计特性研究

运用概率论和数理统计的基本理论,对湖北省高等级柔性路面典型结构的设计和施工参数进行了统计分析,确定了各个参数的概率分布模型和变异性水平,其成果可为柔性路面的可靠性分析和设计提供基本依据。     

基于三维有限元的沥青混凝土路面结构可靠性分析

通过有限元中的可靠性分析工具,利用蒙特卡罗的拉丁超立方法抽样方法,将影响路面可靠性的因素视为输入随机变量,将路表弯沉、各层层底拉应力和极限状态函数作为输出变量,对典型沥青混凝土路面结构进行了可靠性分析。计算了路面结构的可靠度,对设计参数进行了敏感性分析,为有针对性地提高路面结构可靠度提供了决策依据。     

超重车辆作用下柔性路面的破损分析

该文讨论了超载对柔性路面使用寿命的影响以及超载导致的路面破损发展模型和超重车辆的收费计算公式.为此,首先建立了柔性路面的理论模型,应用这一模型,进行了敏感性分析和货车荷载下影响路面破损的显著性参数探讨.得到了通过荷载值与容许荷载作用次数之间的关系,以此为基础,进一步建立模型,用以评估柔性路面的损坏率以及确定车辆罚款额.     

路面专题连载——一、柔性路面设计指标及强度安全系数

十多年来我国沿用着以弯沉为指标的柔性路面设计方法。众所诸知,弯沉只是表征路面整体强度的一个综合性指标。只一个弯沉指标并不能充份表征路面在车轮荷载下的应力状态。如图1的两种路面结构,弯沉值相同,但弯曲程度(用层底拉应力或曲率半径表示)不同,路面1比路面2就处于更不利的应力状态(σ_(r_1)>σ_(r_2))。     

基于冻断试验的半柔性路面材料低温抗裂性影响因素研究

为了研究半柔性路面材料低温性能的影响因素,采用冻断试验评价半柔性路面材料低温性能,以冻断温度为评价指标,研究了沥青类型(90~#基质沥青、SBS改性沥青、TPS高黏改性沥青)、水泥基灌浆料种类(普通型灌浆料、橡胶粉型灌浆料、乳化沥青型灌浆料)以及基体空隙率(20%,24%,28%,32%)对半柔性路面材料低温性能的影响规律。试验结果表明:冻断试验能有效地区分出不同沥青、不同水泥基灌浆料、不同基体空隙率半柔性路面材料的低温抗裂性改善效益;冻断温度可有效地评价半柔性路面材料低温性能;基体空隙率在20%～32%范围内,冻断温度随着基体空隙率的增大呈先下降后上升的变化规律,基体空隙率在24%附近时,半柔性路面材料低温性能达到最佳;灌浆料增弹对半柔性路面材料低温抗裂性的改善效果明显,其中,乳化沥青灌浆料对半柔性路面材料低温性能的改善效果好于橡胶粉灌浆料;基体采用改性沥青后对冻断温度的降低幅度达到31.4%～38.3%,远大于灌浆料的影响,基体沥青的增弹比增黏对改善半柔性路面材料低温抗裂性更有利。     

湖北省柔性路面典型结构可靠性分析研究

介绍了柔性路面结构的可靠性分析方法与程序;总结了湖北省柔性路面典型结构,并对其进行了可靠性分析评价;在此基础上,推荐了几种满足可靠度指标的典型结构。     

重载交通下不同基层类型沥青路面结构应力分析

基于我国沥青路面设计理论及标准,参考实际沥青路面结构,选取不同的沥青路面结构与材料参数,如结构层厚度、模量和泊松比等,采用BISAR3.0路面力学计算程序计算分析不同基层类型对沥青混凝土路面结构内部应力状态的影响。结果表明,柔性基层路面与半刚性基层路面的破坏机理存在明显差异,为了实现2种路面的优势互补,应将柔性基层与半刚性基层的结构进行合理的优化组合,以弥补柔性基层和半刚性基层沥青路面的缺陷。     

关于柔性路面铺设保护层与路面横波浪防治问题的商议

广东省于1955年冬在所养护的七千余公里公路上,曾发生了普遍性的严重路面横波浪,造成很大威胁。经过1956年采取一系列的措施后,目前全省省公路局美护的公路路面大部份是平整完好的。笔者就几年来实际工作中的一些体验,提供以下参考意见共同商议。我们知道,当柔性路面受到行车作用后,即发生塑性形变,且随荷重作用次数的增多,形变积累也增多,即是说交通密度与交通性质是影响路面强度的基本因素。据此,如何使柔性路面在各种性质的交通密度和气候变化等等的作用与影响下,不受到破坏,仍然保持经常平整畅通是值得研究的问题。     

柔性路面系统可靠度分析

基于一阶可靠性法(FORM)、二阶可靠性法(SORM)和蒙特卡罗法对柔性路面可靠性进行模拟分析。通过敏感度分析,可知面层厚度是影响疲劳和车辙这两种破坏模式可靠性设计的关键参数。这两种破坏模式之间存在较高的相关性,同时发生破坏的概率与某一破坏发生的概率相近。此外,随着平均交通量小幅度增加,发生破坏的概率会相对增加,致使系统可靠性的界限更广。     

半柔性路面复合材料路用性能研究

半柔性路面是在大空隙基体沥青混合料(空隙率高达20%~35%)路面中灌入以水泥为主要成分的水泥胶浆而形成的路面,该产品兼具了水泥混凝土路面的刚性和沥青混凝土路面的柔性。本文仍采用传统的沥青混合料的评价方法对半柔性材料的路用性能进行了评价。     

影响无核密度仪精度的因素分析

无核密度仪(PQI)可及时获取沥青路面的压实度,而且不会损坏路面。文中结合南宁外环高速公路AC-20沥青混合料工程,对影响无核密度仪控制精度的各个因素进行研究,确保无核密度仪在工程应用中具有一定的可靠性。结果表明影响无核密度仪精度的因素主要有被测路面的温度、表面洁净程度、平整度、湿度及PQI的摆向与平行检测次数,其中路面湿度的影响最大。     

级配再生沥青混合料基层与级配碎石基层路面结构力学对比分析

在标准轴载作用下,运用ANSYS软件对路面结构进行了数值模拟,分析了以级配再生RAP混合料作为柔性基层的路面结构与以相同级配的级配碎石作为柔性基层的路面结构的应力及位移情况。通过对比得出,以级配再生RAP(Recycled Asphalt Pavement)混合料作为柔性基层的路面结构比相同级配的级配碎石作为柔性基层的路面结构,可以减小最大位移,减小最大剪应力,而最大竖向应力变化不大,这对于延长路面使用年限,有很大的提高。     

季节性变化下面-基结合状态对路面性能的影响

为研究面-基结合状态对沥青路面的影响,采用Bisar 3.0软件,考虑在季节性变化的条件下,对比分析不同结合状态对长寿命路面、柔性路面及半刚性路面受力状况的影响,并计算了不同控制指标下沥青路面的疲劳寿命。研究结果表明:面-基结合状态的变化对路表弯沉影响相对较小,对层底拉应力、拉应变的影响较大;路表弯沉、基层层底拉应力最大值出现在5月份,沥青层底最大拉应力出现在2、3月份,上、下面层层底拉应变最大值出现在7月份;长寿命结构在以沥青层层底拉应变为控制指标时,疲劳寿命均大于其对应的普通路面结构;柔性基层类长寿命路面及半刚性基层类长寿命路面在设计时应分别以沥青层层底拉应变及基层层底拉应力为控制指标。     

半刚性基层沥青路面结构可靠性分析

选用交通量、路面厚度、弹性模量、车辆荷载作为沥青路面结构设计中的影响参数。将这些服从一定概率分布的参数,在Ansys概率设计的可靠性分析中视为自变量。构造含有弯沉、层底弯拉应力、路基顶压应变共3个控制指标的路面结构承载能力极限状态函数作为可靠性分析的因变量。通过可靠性分析的结果可以得出半刚性基层沥青路面满足设计要求的概率。结果表明:当以弯沉作为控制指标时,路面结构满足设计要求的概率最低,以层底弯拉应力和路基顶压应变为满足设计要求的概率较高。增大路基回弹模量和基层厚度可以提高半刚性基层沥青路面的可靠性。对提高可靠度较为理想的选择是增加基层的厚度。     

柔性层状路面应力和位移场的边界元分析

为研究任意形状分布的各种荷载作用下柔性多层弹性路面应力和位移的性状分布特点,利用层状材料的广义Kelvin基本解,建立了边界元分析方法.结合广义Kelvin基本解与边界元方法,建立柔性层状路面边值问题的边界积分方程,对于核函数中出现的奇异积分做了解答.该方程中不舍在层状材料交界面上的积分,可求解任意形状分布各种荷载作用下的多层弹性体系应力和位移.算例分析表明:该方法可以获得较高的计算精度;由于采用了层状材料的广义Kelvin基本解,该方法能处理力学参数沿深度方向任意变化的柔性路面.     

公路路线设计可靠性分析

考虑公路路线设计指标不确定性(随机性),以可靠度理论为基础,建立设计指标极限状态下功能函数,利用一次二阶矩法求解可靠指标.通过可靠指标来分析平面全无控制交叉口停车视距设计,并与目前公路技术标准进行比较.同时对影响停车视距可靠性的各随机变量进行敏感性分析,结果表明车辆运行速度均值和方差及路面摩擦系数均值对停车视距设计指标可靠性影响最大.从而也验证了基于可靠度理论的公路路线设计比传统的定值设计法更为科学合理.     

沥青稳定碎石基层级配比选及路用性能研究

针对南方多雨地区的气候因素对路面早期水损坏的影响现状,结合湖南省宁(远)—道(县)高速公路工程中沥青稳定碎石(ATB-25)柔性基层试验路的修筑,提出了3种不同的级配曲线并在实践中进行了对比,推荐了ATB-25柔性基层级配范围,研究分析了ATB-25柔性基层的路用性能,并对试验路和正常生产路段路面结构进行了经济性比选,分析了沥青稳定碎石基层的经济效益,探讨了一种延长路面使用寿命的长寿命路面结构.     

柔性基层沥青路面在动荷载作用下Top-Down开裂模拟研究

针对柔性基层沥青路面主要病害形式Top-Down开裂开展病害机理研究,为病害预防提供技术支持,有助于提高道路服务水平,延长路面使用寿命。首先,对国内外目前柔性基层沥青路面Top-Down开裂研究成果进行了对比研究,分析了不同研究成果中对于Top-Down开裂形式、裂缝形成与发展机理提出的一致以及尚未达成共识的结论,确定以动态荷载下路面结构厚度、车辆荷载作为主要分析对象。然后,利用有限元计算软件进行实体建模,参考国内已建成道路选定代表路面结构,确定各项路面参数,基于子午线轮胎按照三向应力建模;分析动荷载作用下的应力最不利位置以及应力分布;选取车辆荷载作为主要变量,对动荷载作用下柔性基层沥青路面Top-Down裂缝起裂和发展的影响因素进行研究。基于断裂力学,以轴载和路面结构层厚度为主要变量,对微裂缝出现后影响裂缝发展的不同因素进行了对比。结果显示:当路面处于完整、连续的工作状态时,在动荷载作用下,剪应力τ是TopDown裂缝形成的主要原因;当路表出现微裂缝后,轴载对于裂缝发展的影响要远大于路面处于完整、连续状态时轴载的影响,应力强度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ的峰值显著提高,建议在柔性基层路面设计、验算时加入剪应力验算指标。     

层间黏结状态对柔性路面力学特性影响分析

为研究柔性路面在不同层间黏结状态下的力学响应规律,建立典型柔性路面结构型式及计算模型,利用BISAR软件对层间黏结状态从完全连续到完全滑动状态时面层、基层的竖向应力、水平应力及路基顶面弯沉进行计算分析。结果表明:随着层间黏结状态衰变,柔性路面基面层内竖向应力随之增大,最大增幅达到42%,易造成沥青层永久变形增加,导致车辙破坏;基面层内水平应力出现峰值突变,易造成各层间滑移;路基顶面竖向位移随之增大,易导致柔性路面整体弯沉过大。