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。     

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。     

旧水泥混凝土板加铺沥青罩面结构的应力分析

通过对沥青面层、夹层和旧水泥混凝土板结构的最大剪应力、主应力和等效应力的分析,研究组合结构体系的受力模型和应力水平,这对于有效分析"白加黑"路面结构受力情况,选择沥青加铺层结构有着重要的指导意义。     

应力吸收结构层拉压模量差异对路面力学性能的影响

应力吸收结构层沥青混合料是一种沥青含量较高的热拌沥青混合料,具备较好的弯拉变形性能和抗车辙性能,且其拉伸模量与压缩模量(下文简称“拉压模量”)存在较大的差异。为研究旧水泥路面加铺中该类材料的拉压模量差异对路面结构的影响,针对其不同拉压模量的本构模型,建立32种路面结构模型进行数值模拟,分析材料的模量和厚度对路面力学性能的影响。结果显示:依据以压缩模量模型计算得到的应力吸收结构层材料的层底拉应变结果进行路面设计偏保守;应力吸收结构层材料拉压模量比的降低,对于减小层底拉应变从而降低材料疲劳引起的开裂风险是有利的;应力吸收结构层的层底拉应变与其厚度呈正相关,两种模量模式下计算得到的应变差与厚度呈正相关。     

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.     

基础模量对水泥混凝土路面沥青加铺层的影响分析

通过利用Ansys有限元软件对水泥混凝土路面沥青加铺结构的建模分析得出,在其他参数不变的情况下,基础模量越小,加铺层内的等效应力、最大主应力及弯沉值越大,反射裂缝越易产生。     

沥青加铺层反射裂缝成因及扩展机理分析

旧水泥混凝土路面上沥青加铺层反射裂缝的产生主要是由于温度应力和交通荷载周期性重复作用下产生的疲劳破坏。由于旧水能混凝土路面接缝处不能承受拉应力和剪应力,所以在裂缝和接缝处的沥青加铺层最容易受到破坏。因此,反射裂缝一般情况下都与旧水泥混凝土路面的接缝或裂缝相对应。疲劳裂纹的萌生与扩展沥青加铺层疲劳裂缝萌生过程包括强度准则满足时的初裂状态和格里菲斯准则满足后的裂缝扩展。     

含碎石化层的沥青加铺路面结构分析

利用ABAQUS有限元软件建立了含碎石化层的沥青加铺路面结构模型,研究土基、旧路基层与碎石化层模量以及碎石化层和加铺层厚度对含碎石化层沥青加铺层路面结构的力学响应的影响,确定碎石化模量的控制范围.结果表明,荷载作用中心点及附近一定区域,沥青加铺层层底受拉;沥青加铺层层底拉应力对土基模量、旧路基层模量、碎石化层厚度不敏感,但当碎石化层模量较小(接近300MPa)或加铺层厚(大于20cm)时层底拉应力均较大,在重载作用下更大.因此碎石化道路必须验算沥青层层底拉应力指标.为使沥青层层底拉应力峰值不至于过大甚至超过容许拉应力,使得受拉区域控制在一定范围以内,同时为降低加铺层竖向剪应力及土基顶面压应变,并达到防治反射裂缝的效果,碎石化层的模量宜控制在500～1000MPa.     

高速公路改扩建工程路面加铺结构层力学响应分析

依托昌九高速公路改扩建工程,针对高速公路改扩建工程中路面加铺结构层后力学响应特征进行了分析,结果表明:加铺结构层搭接宽度为60 cm时,加铺结构层后路面结构内部受力状态较优;水稳碎石层厚度变化对加铺结构层力学指标影响比沥青稳定碎石层厚度变化影响更大;水稳碎石层模量变化对加铺水稳碎石层层底拉应力、原路面层底拉应力和拉应变的影响相对较大,而沥青稳定碎石层模量变化对其它指标的影响相对较大;随着轴载的增大,各力学指标呈线性增长趋势。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计影响因素研究

目前国内外旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法尚未完善,至今仍未有公认的合理可行的设计方法。在前人研究的基础上,用三维有限元方法计算荷载作用下含土工合成材料夹层的沥青加铺层力学响应情况,分析加铺层底应力及弯沉随加铺层厚度、加铺层厚度模量、旧水泥混凝土层模量、夹层模量、路基模量等因素的变化规律以及影响程度,从而提出在加铺层设计中应给予重点考虑的设计因素,对考虑反射裂缝的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层设计方法进行了进一步探索和研究。     

旧水泥路面不同加铺方案设计研究

通过对现有旧水泥路面加铺方案的分析,防治反射裂缝的方法主要有土工合成材料、应力吸收层、大粒径沥青碎石层、级配碎石层,对以上几种方案进行ANSYS应力计算,对其沥青层底主应力、等效应力和最大剪应力进行分析,以及沥青层顶弯沉差的对比,得出每种材料对防治反射裂缝的效果,以供加铺方案设计参考。     

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。     

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。     

CRC+AC复合式路面层间剪应力分析

分析了连续配筋混凝土复合式路面层间剪切应力与沥青面层厚度、连续配筋混凝土基层厚度、材料回弹模量、材料泊松比、层间防水层厚度及回弹模量的关系,并在工程试验的基础上应用B ISAR软件对层间的剪应力大小进行计算分析。认为层间最大剪应力随着沥青层的厚度增加而减小,且结合状态越好,层间最大剪应力越大;铺设防水层有利于降低层间剪应力,但其弹性模量不宜过大。     

基于应力吸收层的沥青加铺层温度应力分析

对加铺沥青面层的水泥混凝土路面进行温度应力分析发现：应力吸收层并不是越厚越好,应力吸收层的厚度对层间剪应力和结构竖向位移影响较大,而对沥青层底拉应力的影响比较小;高模量的应力吸收层材料对结构竖向位移、层间剪应力和沥青层底拉应力均不利。     

柔性冷再生加铺厚度的研究

柔性再生层一般较新铺结构层强度低,受力特征与新建路面结构不同。针对重交通道路,拟定结构层,运用有限元软件分析不同加铺厚度,各层的剪应力和层底弯拉应力水平,确定适宜的加铺结构和厚度。对于重交通道路,在柔性再生层上宜加铺两层热拌沥青层。     

基于有限元方法的“白加黑”路面荷载应力研究

如何解决接缝处的反射裂缝是公路路面“白加黑”工程中的关键问题之一,为此建立路面结构有限元数值模型,研究沥青加铺层厚度和旧水泥混凝土路面厚度变化对沥青层底荷载应力的影响,同时对比分析聚酯玻纤布、应力吸收层以及两者组合的三种抗裂缝处治措施的作用效果。结果表明：适当增加沥青加铺层的厚度可延缓反射裂缝的产生,考虑经济效果,沥青加铺层厚度存在最优值10cm;旧混凝土路面厚度对沥青加铺层反射裂缝的影响较小;聚酯玻纤布和应力吸收层均可削弱沥青层底的应力集中。抗裂缝效果从小到大为：直接加铺沥青层<聚酯玻纤布<应力吸收层<聚酯玻纤布+应力吸收层。     

复合式路面层间剪应力分析

复合式路面的常见病害常表现为层间剪切滑移破坏.选取典型的水泥混凝土下面层、黏结层、沥青混凝土上面层为一整体,应用BISAR3.0程序,计算分析了复合式路面层间最大剪应力、剪切角及其对温度、结构层厚度、材料模量、行车荷载等参数的敏感性.结果表明:AC层厚度、黏结层模量、行车荷载对层间剪应力、剪切角影响显著,当黏结层厚度由...     

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。     

连续配筋混凝土刚柔复合式路面界面剪应力分析

连续配筋混凝土刚柔复合式沥青路面是一种新型复合式路面结构,具有强度高、整体性强等优点,但由于沥青与混凝土层间变形协调性能差,易发生剪切破坏。基于弹性层状体系理论,采用BISAR3.0程序计算了连续配筋混凝土刚柔复合式路面层间最大剪应力,研究分析了温度、结构层厚度、表面摩擦系数、轮载等主要影响因素对层间最大剪应力的影响,揭示了层间最大剪应力的分布规律。结果表明,层间最大剪应力随着温度、表面摩擦系数、轮载增加而增加,且变化幅度明显;随着结构层厚度的增加而减小,趋于非线性下降。