基层结构参数对沥青混凝土路面力学响应的影响分析

基于有限元软件ABAQUS,建立沥青混凝土路面结构三维有限元模型,分析了基层结构参数对沥青混凝土路面力学响应的影响。揭示了基层厚度、基层模量和基层与面层或底基层接触条件变化,对路表弯沉、面层层底拉应力和基层层底拉应力等路面力学响应量的影响规律;结合正交试验,提出了在基层结构参数中,路表弯沉受基层厚度影响显著,面层层底拉应力受基层与面层之间的接触条件影响最为显著,基层层底拉应力受基层模量影响显著。     

全柔性长寿命路面结构力学响应规律分析

为研究全柔性长寿命路面结构力学的响应规律,首先提出了一种全柔性长寿命路面(FFPAP)结构,然后将FFPAP结构与国内外4种典型高性能沥青路面结构进行对比,分析了不同长寿命路面结构对力学响应规律.研究结果表明,5种长寿命路面结构的位移、应力、应变整体规律大致相同,但是值的大小及分布不同,综合来看提出的FFPAP结构表现...     

不同形式荷载下沥青混凝土路面结构力学响应的对比分析

在分析车辆荷载作用下路面结构响应时,车辆荷载通常被简化为静止、振动和匀速移动3类形式.为了准确把握荷载不同简化形式下路面结构响应的差异,根据柔性路面的典型结构形式,建立了路面结构的离散元模型;采用离散元颗粒流软件,分别模拟了静止、振动和移动荷载对路面结构的作用,并对比分析了不同荷载形式下路面结构的力学响应.结果表明,静止、振动荷载只能反映移动荷载作用于路面结构后最大响应,亦即移动荷载越过路面结构某位置的瞬间,静止荷载响应与振动和移动荷载响应的峰值相当;静止、振动荷载不能反映移动荷载对路面结构引起的拉、压交替响应,以及车辆移动引起的路面结构内水平剪应力不同方向的两次作用.     

温度对长大上坡路段沥青混凝土路面动力响应的影响

为了研究温度对长大上坡路段沥青混凝土路面动力响应的影响规律,建立了一种移动荷载下长大上坡沥青混凝土路面动力响应模型,分析了温度对路面各动力响应参数的影响规律.结果表明:温度对长大上坡路段沥青混凝土路面动力响应影响很大;对于所研究的路面结构和坡度,在标准轴载作用下,当温度从10℃增加到30℃时,其面层底部纵向剪应变由65.61με增加到142.01με,横向剪应变由78.72με增加到175.13με,垂向压应变由-63.83με增加到-127.99με,远远大于面层底部的弯拉应变.过大的面层底部纵、横向剪应变和垂向压应变容易引起路面出现推移、拥包和车辙,在长大上坡路段路面设计时应充分考虑面层材料的耐高温性能和面层底部的抗剪强度.     

沥青混凝土路面表面裂缝的疲劳变温损伤分析

以沈阳——大连高速公路为工程背景，应用连续损伤力学理论，计入变温引起的沥青混凝土面层材料的非均匀性，对含表面裂缝的路面体进行疲劳变温有限元分析，并提出路面的疲劳损伤寿命预测方法。     

含有地下管道的沥青混凝土路面结构力学分析

针对现有含有地下管道的沥青混凝土路面的病害现象,应用有限元方法,建立了道路结构力学计算模型,研究分析道路回填材料的回弹模量、管道埋深及沟槽形式等因素变化下的力学行为,得出地下管道的存在对路面结构影响受力分布规律与范围,并和调查路面的病害情况进行对比,为沥青混凝土路面的结构设计与现场施工及改善路面的结构性能提供了理论参考。     

乳化沥青冷再生路面结构力学分析

结合浙江省320国道嘉兴世贸花园路段再生项目,采用ANSYS有限元对乳化沥青冷再生路面结构的力学性能进行理论计算与分析,研究得出:乳化沥青冷再生层铺筑完后,应保证足够的养生龄期至少在7d以上,否则沥青面层及乳化沥青再生层均易发生车辙及开裂等病害;乳化层厚度在本试验段中,厚度不宜低于10 cm;底基层模量增加,沥青层层底最大拉应力和拉应变有所降低,路基顶面压应变和路表弯沉明显降低,因此试验段采用水泥厂拌再生混合料铺筑底基层,既经济又稳定.     

相变材料在沥青混凝土路面中的应用前景分析

相变材料虽在不同领域已得到广泛应用,但在公路交通领域尚处于探索研究阶段.相变材料具有相变潜热特性,应用于主动调控沥青混凝土路面与混合料的使用温度是可行的,可以减轻沥青混凝土路面与温度相关的病害,提高沥青混凝土路面的使用性能,延长沥青混凝土路面使用寿命.同时,可以减轻沥青混凝土路面的结霜结冰,提高抗滑性能和行车安全性,且减少道路融雪剂的使用,减轻融雪剂的危害,有利于环境保护,具有广阔的应用前景.为了实现相变材料在沥青混凝土路面中的应用,应该重点开展沥青混合料用相变材料的研发,掺相变材料的沥青混合料的调温效果与机理、路用性能、配合比设计方法与施工技术等方面的研究.     

基于动态参数的新型半刚性沥青混凝土路面结构力学分析

基于弹性层状体系理论,借助大型有限元软件ABAQUS建立了新型半刚性路面结构三维有限元模型,引入铺面材料动态模量参数,并编写了UTRACLOAD和DLOAD用户子程序,研究不同车速以及连续变速下的路面结构动力响应,与基于静态参数的路面结构力学响应进行了对比;并分析了特定车速下新型半刚性路面结构与传统路面结构各力学性能指标的差异.结果表明;车速对路面结构各动力响应值的影响较小;车辆在连续变速时,路面结构上中面层受到了更为不利的剪应力作用;相比于静态模量,采用动态模量分析的半刚性基层层底拉应变减小,而沥青混凝土上面层剪应力水平增加;新型半剐性路面结构能有效降低交叉口路段车辙情况发生的几率,提高其抗永久变形能力.     

旧水泥路面加铺水泥-泡沫沥青混合料层结构力学响应分析

水泥-泡沫沥青混合料具有半柔性的特点,将其用于旧水泥混凝土路面加铺具有巨大优势。通过三维有限元模型系统分析了沥青加铺层厚度,水泥-泡沫沥青混合料材料厚度、模量,地基模量,旧水泥混凝土板接缝宽度等因素变化对沥青层最大拉应力、剪应力和路表弯沉的影响规律。指出水泥-泡沫沥青层厚度不宜低于8cm,模量宜在800~1200MPa。     

路面基层对沥青混凝土路面质量的影响

阐述了路面基层的作用和沥青混凝土路面基层必须具备的基本条件，同时根据地方路改造在路面基层施工中存在的普遍问题。提出了提高基层施工质量的建议。     

沥青混合料黏弹性数值转换与路面结构力学响应计算

为对比分析沥青混合料的弹性和黏弹性路面结构模型的不同力学响应特性,分别建立弹性和黏弹性两种三维有限元模型,计算结果表明:黏弹性模型中沥青层底拉应变随车速的增加而减小,在较低车速范围内沥青层底拉应变随车速的增加减小速率大,当车速超过80 km/h时,沥青层底横向拉应变减小速率迅速变小。弹性模型中沥青层底拉应变随车速变化规律不明显,不能反映车速对沥青层内力的影响。     

离析对沥青路面结构力学响应的影响

将沥青混合料离析分为无、轻度和重度三种水平,根据不同程度离析混合料级配、沥青用量与空隙率等关键指标,计算不同季节不同离析程度的沥青混合料动态模量。根据动态模量,进行力学分析,计算得到不同程度离析发生在各个结构层时沥青路面结构响应,分析离析对沥青路面结构力学响应的影响。     

跨通道沥青混凝土路面结构的非线性分析

该文对跨越通道构造物的沥青混凝土路面结构，分别将各层材料视为全线弹性、沥青面层非线性而基层和土基为线性、沥青面层和基层为线性而土基为菲线性、基层为线性而沥青面层和土基为非线性四种不同的材料性质组合，应用有限单元法分析了跨越通道附近路面结构的力学特性，得出了一些有益的结论。     

路面响应传感器与路面结构交互作用分析

用三维有限元分析了传感器与路面结构的交互作用。结果表明,植入传感器的路面结构在荷载的作用下有局部应力集中现象发生,传感器的应力和应变响应小于路面结构在相同位置的实际响应。     

采用无核密度仪定量检测与评价沥青混凝土路面非均匀性

沥青混凝土路面的非均匀性是其发生早期破坏的重要原因之一,在非均匀性区域极易导致路面上产生局部破损,严重影响了沥青混凝土路面的使用寿命。根据非均匀性的产生根源和特点,将沥青混凝土路面的非均匀性分为集料离析非均匀性和压实非均匀性,采用无核密度仪(PQI)快速无损地定量检测沥青混凝土路面的密度变化情况,对施工质量进行动态控制和评估,分析了沥青混凝土路面在横向和纵向的非均匀性及其原因。同时,研究了温度对沥青混凝土路面均匀性的影响,结果表明温度只要在压实温度以上,对非均匀性的影响并不明显。     

路基不均匀沉降对沥青混凝土路面结构影响数值分析

针对路基不均匀沉降条件下路面结构破坏机理难以解析的现状,引入数值分析方法,建立了沥青混凝土路面结构对路基横向不均匀沉降力学响应的有限元模型,重点针对路基两侧沉降、一侧沉降和中心沉降3种不均匀沉降形式进行分析,主要研究不均匀沉降量及路面结构参数对路面结构破坏的影响。     

沥青混凝土路面使用过程中沥青迁移现象的粘弹性力学机理

有关调查表明,我国诸多高速公路沥青混凝土路面在使用过程中产生了沥青迁移现象。沥青迁移逐渐造成了沥青混合料沿路面厚度方向的离析,面层沥青富集而底层沥青贫集,面层空隙率降低而底层空隙率增大。底层空隙率增大又伴随着负压的产生与空隙的连通,即便面层混合料中只存在微观裂纹,水分也会被吸入底层从而产生水损害。沥青迁移的积累也可能造成路面油斑或油斑带。本文根据非线性粘弹性力学原理论述了沥青迁移的物理力学本质,并探讨了其影响因素及减轻沥青迁移的材料学方法。     

基于非稳态温度场解析解的沥青混凝土路面温度分布研究

研究以实测气象资料来预估沥青混凝土路面结构层内温度场的分布状况为目的.通过分析太阳辐射、大气温度两种主要影响参数,运用传热学理论建立沥青混凝土路面二维非稳态温度场解析方程.并在云南大理地区埋设温度传感器进行实时数据采集,对计算模型和实测数据相关关系进行了对比分析.最终在云南省不同温度分区基础上,计算得到不同路表温度的结构内部温度分布曲线.研究结果表明:建立的以太阳辐射和大气温度日变化规律为基础的温度场解析方程模型计算结果与实测结果相比,误差最大3℃左右;温度分布曲线反映出在不同路表温度时,结构内部一定深度内温度分布的规律性和温度梯度的改变趋势,能有效地帮助材料设计,计算结果证明了该模型的合理性和有效性.     

集料对沥青混凝土路面车辙的影响

从形成车辙的沥青混凝土路面上收集路面钻件还到两年的时间，实验室试验揭示了形成车辙的普遍原因，如沥青含量过高，细颗粒集料以及天然的，圆状集料颗粒的百分率高等，设计开始一项试验计划以量化增加天然（未破碎）集料颗粒的数量取代破碎颗粒，对实验室内制备的沥青混凝土混合料塑性形状的影响。