基于疲劳寿命的高模量材料结构层适用性研究

采用BISAR软件,分析高模量沥青混合料应用于路面结构不同层位时的剪应变,基于高模量材料疲劳性能与剪应变的关系计算沥青层疲劳寿命,从疲劳性能角度分析高模量沥青混合料适用结构层位。结果表明:当高模量沥青混合料应用于三层路面结构中的一层时,用于下面层效果最好,用于上面层最差;当高模量沥青混合料应用于三层路面结构中的两层时,应用于中下面层效果优于上中面层,即高模量沥青混合料应用层位越低,对路面结构疲劳性能越有利。     

高模量沥青及混合料动态模量研究

沥青及沥青混合料动态模量是评价其抵抗变形能力的关键指标,高模量沥青及混合料通过加强路面材料的动态模量,实现路面抗车辙目的。研究采用TLA改性沥青、35号硬质沥青HMB-C以及SBS改性沥青分别制备了高模量沥青及混合料,采用沥青流变仪及路面性能简单试验仪分别测定了沥青及混合料动态模量,并分析了CAM模型及Sigmoidal模型对高模量沥青及混合料的适用性。结果显示,30%TLA改性沥青与35号硬质沥青性能相近,沥青混合料流变性质与其胶结料流变特性密切相关;沥青及混合料动态模量优劣排序均为30%TLA>HMB-C>5%SBS;CAM模型可适用于预测高模量沥青动态模量,而Sigmoidal模型可用于预测高模量混合料动态模量。     

高模量沥青混合料的试验研究

从高模量沥青混合料的材料组成及配合比设计出发,通过与基质沥青混合料和几种改性沥青混合料路用性能的对比,利用试验方法分析了高模量沥青混合料材料的高温稳定性、低温抗裂性以及不同温度和加载频率下的动态模量。试验表明,采用高模量沥青混合料在保证沥青混合料路面低温性能不降低的前提下可以有效提高沥青混凝土路面的高温稳定性;同时,根据对动态模量试验数据的分析,得出提高沥青混合料弹性模量可以有效减缓高速公路沥青混凝土路面车辙产生的结论。     

高模量沥青混合料在南非推广应用分析

高模量沥青是一种混合了多种硬沥青和高质量粘结剂的热拌沥青,最早应用于法国。这种沥青混合料具有优异的高温稳定性和疲劳性能。在总结了高模量沥青混合料设计方法的基础上,同时基于高模量沥青混合料设计参数,分析了将南非路面设计方法与高模量沥青混合料结合应用的可行性。     

高模量沥青研究与性能试验

在介绍高模量沥青研究过程和原材料试验的基础上,进行了3种高模量沥青性能试验,同时进行高模量沥青混合料验证试验。结果表明,高模量沥青的针入度为20~50(0.1 mm),软化点≥60℃,脆点≤-10℃,135℃动力粘度<3 Pa.s,PG等级为PG76-22;高模量沥青混合料高温抗车辙性能、动态模量、抗水损害性能、经济性能均强于SBS改性沥青和辽河AH-90#基质沥青混合料,证明了在路面中面层应用高模量沥青混合料是解决高温状态下路面产生车辙病害的有效途径。     

基于GTM设计方法的高模量沥青混合料的试验研究

为了克服现行马歇尔沥青混合料设计方法存在的缺点,采用GTM旋转压实设计方法进行高模量沥青混合料的配合比设计,并与马歇尔设计方法的试验结果进行对比,系统分析两种不同设计方法下高模量沥青混合料的路用性能,认为GTM旋转压实设计方法能够模拟路面的压实状态,使得高模量沥青混合料的路用性能与设计思路更加一致。     

高模量沥青路面车辙的数值分析

为研究高模量沥青混合料对沥青路面抗车辙能力的影响,分别采用PR外掺剂和50#硬质沥青制备高模量沥青混合料,应用于路面结构的中、下面层,再利用ABAQUS有限元程序进行了路面车辙的数值分析。结果表明,采用PR外掺剂和50#硬质沥青后,沥青混合料模量显著提高,蠕变应变显著降低;高模量沥青路面的路表车辙大幅减少,幅度达36.4%;沥青面层各层永久变形占总车辙的比例表现为上面层比例变化不大,中面层比例降低,下面层比例提高。高模量沥青混合料可以提高沥青路面的抗车辙能力,值得推广应用。     

高速公路高模量沥青路面设计研究

高模量沥青路面是长寿命沥青路面的形式之一,但目前国内应用规模较小,在结构与材料设计方面缺乏数据支撑。文中依托雄安新区津石高速公路永久路面试验路建设,采用法国路面结构计算软件ALIZE对半刚性基层与柔性基层高模量沥青路面结构进行计算分析,并全面评价高模量沥青混合料的路用及力学性能。结果表明,半刚性基层和柔性基层高模量沥青路面均适用于重载交通;低标号沥青高模量沥青混合料是一种适用于永久路面的高性能沥青混合料,其60℃动稳定度不低于5 000次/mm,-10℃低温弯曲破坏应变不低于2 000×10^-6,单轴压缩动态模量较目前常用类型沥青混合料提高60%以上。     

高模量沥青混合料与AC型沥青混合料技术性对比分析

依托广西河池至百色高速公路路面工程,对广西区内常用AC型沥青混合料与耐久性高模量沥青混合料进行技术性对比分析,研究耐久性高模量混合料在广西地区的推广应用价值,为广西区内沥青路面结构层混合料类型的多样性选择提供依据。     

高模量沥青混合料抗车辙性能与施工特性研究

为深入研究高模量添加剂对沥青混合料抗车辙性能的影响,采用美国SHARP计划的动态剪切流变试验手段从研究高模量添加剂对沥青车辙因子的影响,通过复合式结构的高温车辙试验评价高模量沥青混合料作为中面层的抗车辙效果。结果表明:高模量添加剂可有效的提高沥青的车辙因子G*/sinδ,提高沥青的PG分级,增加沥青材料的应用范围;采用高模量沥青混合料铺筑中面层能够明显的提高路面结构的抗车辙性能;同时,高模量添加剂对路用性能均有不同程度的提高。     

高模量沥青混凝土路面力学数值模拟

高模量沥青混凝土(HMAC)作为一种新型路面材料,具有模量高、抗车辙性能好、对低温开裂及温度疲劳开裂敏感性不强等优点,对于提高路面抗车辙能力非常有效。该文利用通用有限元软件ANSYS,对设置高模量沥青混凝土层的半刚性基层沥青路面的荷载响应进行数值模拟分析,结果表明高模量沥青混凝土可显著抑制车辙的产生,并推荐出高模量沥青混凝土层的模量和厚度的合理范围。     

高模量沥青混凝土路面抗车辙性能分析

从力学角度研究沥青混凝土模量的提高对于车辙产生的影响,提出了抵抗车辙危害新方法。从车辙产生的机理出发,分析高模量沥青混凝土材料的基本力学性能及路面结构中面层模量对车辙产生的影响;利用试验方法分析了高模量沥青混凝土材料的动稳定度和动态模量值,利用数值计算方法分析路面结构力学性能并分析高模量下路面结构的力学响应。通过试验研究发现,高模量沥青混凝土材料的动稳定度和动态模量值都有显著提高,有利于抵抗车辙产生;数值计算结果表明,路面承受最大剪应力的范围在路面结构的中面层,采用高模量沥青混凝土材料,提高路面结构中面层的弹性模量,可以有效地改善路面结构的受力状态,降低剪切应变的数值,抑制和减少沥青路面车辙的产生。     

基于抗车辙功能的高模量沥青混凝土应用研究

针对沥青路面的车辙损坏,通过掺加改性剂PR／RA以提高沥青混凝土模量,达到有效提高路面抗车辙能力的目的。介绍了高模量沥青混凝土（HMAC）的研究成果,如提出基于抗车辙功能高模量沥青混凝土的合理设置层位和模量值的合理取值范围、抗车辙能力强的高模量沥青路面结构组合,以及高模量沥青混凝土路面典型结构等。并结合试验路实体工程,提出高模量沥青混凝土路面的施工工艺与质量控制技术。     

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。     

沥青混凝土路面动力特性数值模拟研究

为了研究路面结构层厚度、模量、加载速度等因素对FWD作用下沥青混凝土路面动力特性的影响,基于有限元原理建立沥青混凝土路面动力特性模型,并通过与实测数据进行对比分析验证所建模型的精度,最后对FWD作用下的沥青混凝土路面弯沉、应力等动力特性及路面厚度、模量、加载速度对其动力特性的影响进行了研究,重点研究了不同结构层厚度及加载速度下面层、基层和底基层各自的应力变化情况以及路面弯沉变化趋势.研究表明:结构层厚度、设计参数(模量等)、加载速度等因素的变化对沥青混凝土路面动力特性均存在不同程度的影响.研究结果有助于根据路面结构的应力及变形特点进行路基路面结构设计,同时为分析路面损坏的原因及采取何种预防措施提供参考及依据.     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力分析

目前旧水泥混凝土路面的改造工程中,采用沥青加铺层是比较常见的方案,并在其间设置应力吸收层来控制反射裂缝。利用BISAR30程序分析了应力吸收层厚度和模量变化,对旧水泥混凝土路面非接缝和非裂缝区沥青加铺层结构应力的影响。计算结果表明:随着应力吸收层厚度的增加,沥青加铺层的路表弯沉和层底拉应力也不断地增加,并使路面内部的拉应力和剪应力均有不同程度的增大,且随着应力吸收层模量的增大,沥青加铺层内部的路表弯沉和层底拉应力及路面内部应力和剪应力均有不同程度的减小。     

沥青混凝土路面结构组合力学分析

沥青混凝土路面面层厚度和基层模量是路面结构设计中的重要参数。采用3种典型路面结构,分析基层模量变化时的面层最大剪应力和层底弯拉应变的变化趋势。结果表明,增加沥青混凝土层厚度和增大基层模量能减小层底弯拉应变,有利于获得更长的结构疲劳寿命。同时,基层模量增大使面层剪应力增大。为此,在原有的层底弯拉应变和基顶压应变指标的基础上,提出增加抗剪指标以控制基层模量在合理范围内,防止出现过早的局部损坏。最后,提出了长寿命沥青混凝土路面组合设计的建议。     

贫混凝土基层沥青路面温度应力数值分析

为了探讨贫混凝土基层沥青路面在不同路面结构和材料参数下的温度应力状况,利用三维有限元数值方法,分析了沥青面层厚度和模量、贫混凝土基层厚度和模量以及基层缩缝宽度对沥青路面温度应力的影响。结果表明:沥青面层厚度对路面温度应力有显著影响,但沥青面层模量对路面温度应力影响不明显;贫混凝土基层厚度和模量对温度应力影响不显著;基层缩缝宽度对路面温度应力有显著影响。适当增加沥青面层厚度对延缓反射裂缝十分有效,适当增加沥青面层模量对延缓反射裂缝只起到较小的作用;改变贫混凝土基层的厚度、模量对延缓反射裂缝作用不明显;适当宽度的基层缩缝对延缓反射裂缝效果显著。     

冲击压稳结合高模量沥青技术在重载混凝土道路改造中的应用

该文通过介绍一种在重载交通下破损水泥混凝土路面快速改造升级的新技术在广州北环高速路面改造工程中的应用,探讨和总结了旧路面冲击压稳结合高模量沥青混凝土的罩面加铺技术对道路改造中的病害快速处理、路面结构等级的改善和提升作用.     

广东省水泥混凝土桥面单层沥青铺装层使用状况调查与分析

为提高广东省高速公路水泥混凝土桥面铺装的使用性能,降低铺装层结构选用不当所带来的风险,对省内4个典型项目桥面铺装层的结构型式、使用状况及病害原因进行了调查分析,并采用有限元软件对铺装层厚度对铺装层内及层间的应力进行了计算分析。结果表明:单层沥青混凝土桥面铺装主要用在桥梁恒载限制的路段,需采用高粘度改性沥青做防水粘结层+高模量沥青混凝土或SMA的桥面铺装结构,且施工要求高,与单层沥青铺装层相比,采用双层沥青铺装层,铺装层内最大剪应力和沥青层与粘结层间剪应力分别下降18%和37%。