水泥路面碎石化层顶部抗裂夹层疲劳性能分析

旧水泥路面碎石化后会显著降低旧路面结构的整体强度,导致沥青加铺层底易产生疲劳开裂破坏,故常在碎石化层顶部增设富油沥青AC-10抗疲劳夹层。文中通过疲劳试验和数值计算,分析不同荷载方式下碎石化层顶抗疲劳夹层的抗裂性能及抗裂力学机理。结果表明,抗疲劳夹层对偏荷载作用下的抗裂效果最明显,但对弯沉影响较小;疲劳试验与数值模拟结果处于同一数级,疲劳寿命预估方程可行;抗疲劳夹层通过改变裂纹边界、形状等延长裂纹扩展路径,降低裂纹尖端奇异性,从而显著提高沥青加铺结构的疲劳寿命。     

“白改黑”路面不同结构组合抗裂性能分析

为更加直观地了解"白改黑"路面不同结构组合的抗裂性能,采用多功能道路检测车对在役不同加铺结构"白改黑"路面进行检测,对比分析不同结构组合路面的横向裂缝间距、纵向裂缝贯穿率、龟裂分布律,并评价其对路面平整度和抗车辙性能的影响,验证不同加铺结构的抗裂性能。研究结果表明:增加结构层厚度、增设聚酯玻纤布或高弹性应力吸收层均可起到一定的抗裂缝反射性能;不同加铺结构不会对路面的平整度、抗车辙性能产生较大影响。     

碎石化的旧水泥路面上水泥混凝土加铺层应力分析和开裂预估

将碎石化的结构层分为上部、中部、下部3个部分,对其加铺层应力进行了分析,并对水泥混凝土加铺层的开裂进行了预估。结果表明:在进行碎石化层的水泥混凝土路面结构时,对路面寿命有较大影响的因素有行车道板间及板纵向的传荷能力、碎石化层温度梯度、下部模量、脱空面积以及水泥混凝土加铺层厚度,沥青混凝土夹层厚度、路肩和行车道、摩擦系数对路面结构使用寿命影响非常小,可忽略。在对疲劳开裂进行预估的时候,可以控制载荷疲劳应力的大小以及温度的疲劳应力,防止水泥混凝土路面板产生疲劳开裂,这样水泥混凝土的设计抗拉弯强度就会小于其综合作用力,并给出了疲劳断裂极限状态计算公式及相应的可靠度系数。     

移动荷载作用下长大纵坡沥青路面力学响应分析

为了研究结构层参数对长大纵坡沥青路面结构力学性能和路用性能的影响作用,采用有限元软件建立了移动荷载模型及长大纵坡沥青路面结构三维有限冗模型,分析了移动荷载作用下,面层、基层竖向压应力、最大剪应力、层底拉应力随各结构层厚度、模量及结构层组合的变化规律。结果表明：面层模量的增加在提高路面抗车辙性能的同时会降低其抗疲劳开裂性能;增大基层模量可以提高面层抗疲劳性能,但同时增加了基层层底拉应力,降低了基层抗疲劳性能;对于刚度较大的半刚性基层,面层厚度取低值可以增强长大纵坡沥青路面的抗车辙性能,基层厚度对于路面结构抗车辙性能影响较小;面层与基层模量比值在0．8～1．1范围内变化时,对长大纵坡沥青路面结构受力较为有利。     

半刚性沥青路面基面层间不同结合状态下的力学分析

针对半刚性沥青路面的基面层间的不同接触状态,采用BISAR 3.0(BitumenStress Analysis in Road)程序对旧水泥混凝土路面上半刚性沥青路面加铺层结构进行了应力分析,结果表明基面层间的最大剪应力及沥青层和基层的层底最大拉应力随着接触状态的劣化而增大.因此,良好的基面层结合状态可提高加铺层的抗疲劳开裂能力及层间抗剪切推移能力.     

粉性土路基补强层结构分析

对商开高速公路粉性土路基上加铺补强层后的路面结构进行了理论分析，并计算分析了不同层间结合条件下，补强层材料模量和结构层厚度对路基的承载力及抗变形能力的影响。     

水泥路面加铺罩面适应性分析

该文通过收集三条国道干线公路菏泽市城区段水泥路面加铺罩面实体工程建设资料,从原路面使用状况着手,开展了交通量及轴载状况调查;从加铺罩面材料选择、结构层厚度与组合、抗裂效果等方面分析了加铺罩面工程在相应道路上的适应性。研究表明,三条公路加铺罩面工程,反射裂缝防治效果良好,路面行驶质量及抗滑性能优良,能很好地适应道路使用要求。     

旧沥青混凝土路面加铺水泥混凝土层路面结构温度应力分析

目前,国内外对普通水泥混凝土路面的温度应力进行了深入的研究,但对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构温度应力研究尚未开展。根据路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ANSYS为基础,采用三维有限元法,对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构的温度应力进行分析,探讨了加铺层路面结构层参数对温度应力的影响规律,为寻求加铺层结构设计方法提供理论基础及依据。     

刚柔复合式路面反射裂缝扩展机理与防治措施研究

对于水泥混凝土板上铺筑沥青混合料面层的刚柔复合路面结构,反射裂缝是其主要病害之一。通过数值分析来探讨刚柔复合路面结构反射开裂主要原因,并采用改进的车辙试验对不同防反射裂缝材料的抗裂效果进行分析。试验结果表明:裂缝处的应力集中是复合路面结构产生这类破坏的主要原因,其中,温度变化对裂缝处沥青混合料加铺层破坏作用最大,其次是车辆偏荷载作用,破坏作用最小的是车辆正荷载作用;铺设玻纤格栅的复合路面结构层其抗反射裂缝效果最好,其次是铺设聚酯玻纤布和玻璃纤维的增强应力吸收层(FR-SAMI),最差的是只涂SBS改性沥青粘层的复合路面。     

层间状态对直接式PFCC-PCC路面应力分布影响分析

针对在原普通水泥混凝土(PCC)路面上实施聚丙烯纤维水泥混凝土(PFCC)加铺层的路面结构的层间状态对结构内荷载应力及温度应力的分布状况影响进行分析。首先,根据路面结构及温度场自然边界条件建立路面结构有限元模型;然后,通过改变不同结构层间的摩擦系数确定影响荷载应力分布的结构层;最后,通过采用不同的对流交换系数实现对层间分离温度应力分布状态的分析。结果表明:综合考虑结构层间分离作用对荷载应力和温度应力分布产生的影响,采取直接式加铺PFCC面层时应采取增大层间摩阻作用的措施,以延长路面结构的使用寿命。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力参数化分析

针对旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的路面改造工程,为提高加铺层使用性能,有效防止形成反射裂缝,本文应用有限元计算法,建立车辆荷载作用下路面结构应力的计算模型,分析了路面结构参数对应力结果影响,并采用正交分析法进行了结构层参数变化的敏感性分析。结果表明,随着车辆荷载的作用下,应力吸收层受到的等效应力较面层大,且呈线性增长;随着不同结构层厚度和模量的增大而有相应的增减;对不同加铺结构层的等效应力而言,各因素影响程度不同,对面层的而言,吸收层厚度为主要影响因素;对吸收层的而言,吸收层模量为主要影响因素。     

旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性及数值模拟

为研究旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性,采用预埋温度传感器的方式实测路面温度场,根据传热学原理建立旧水泥路面加铺沥青层结构的非线性瞬态3D温度场计算模型。基于实测气象资料,用修正后的双正弦函数、Fourier级数分别表示气温、太阳辐射,作为模型边界条件,采用ANSYS对路面温度场进行数值模拟并与实测温度场对比。研究结果表明:旧水泥路面加铺沥青层结构温度场一天的变化趋势是先降后升再降,升温速率明显大于降温速率,正负温度梯度交替出现,易诱发温度疲劳裂缝;各路面结构层的温度、温度梯度和变温速率的变化幅度随着深度增加而减小,且峰值、峰谷出现时刻随深度逐渐滞后;路面最高温度、最大正温度梯度均出现在沥青加铺层,应提高沥青加铺层抗高温车辙的性能;加铺层有效降低了水泥混凝土层的温度翘曲应力;依实测气温资料修正后的双正弦函数可以很好地模拟近路表气温的日变化规律;路面结构温度场的模拟值与实测值的偏差在3℃以内,说明该温度场模型具有很高的预测精度。     

非洲法语区典型粒料基层沥青路面结构力学分析

运用ALIZE软件,对非洲法语区典型柔性粒料基层路面结构在车辆荷载作用下的力学响应及结构受力特征和超标准轴载对结构的影响进行分析。结果表明:总体上各结构层应力集中度高,弯沉盆范围小,容易产生车辙及疲劳裂缝;结构整体模量较低,联轴对结构影响较小;增加沥青层厚度可快速降低基层、底基层以及土基等结构层顶面压应变值,有利于提高抗车辙能力,而提高基层模量可有效降低沥青层底拉应变,进而提高面层的抗疲劳开裂。     

大粒径透水性沥青混合料(LSPM)新型路面结构及工程应用的研究

分析了当前半刚性基层沥青路面中出现早期损坏的主要原因,并提出基于LSPM的新型路面结构组合,对新型"单粒径骨架连通空隙"结构的LSPM结构层分别从高温性能、水稳定性、透水性能、抗反射裂缝性能以及抗疲劳性能方面进行了分析比较,得出了LSPM是一种综合性能优良的沥青混合料。提出了基于LSPM的一系列新型路面结构组合,分别用于新建公路、旧路加铺改造等工程中。通过多年的工程研究与实践,给出了详细的施工控制流程和质量控制标准。     

山区高速公路水泥混凝土路面加铺沥青结构层设计

结合梅河高速公路沥青混凝土加铺罩面工程,在各种基础资料调查的基础上,根据旧水泥混凝土路面上加铺结构设计的原则,采用数值分析软件ANSYS对不同纵坡、不同加铺层厚度的沥青混凝土加铺层最大应力进行详细分析,介绍水泥混凝土路面沥青加铺结构层的设计。     

共振碎石化后沥青加铺层应力与疲劳断裂分析

针对共振碎石化后沥青加铺层的反射裂缝防治机理和作为长寿命路面结构的应用问题，使用有限元方法对水泥混凝土路面沥青加铺层和共振碎石化后沥青加铺层的受力特性和疲劳寿命进行了分析，研究了共振碎石化后沥青加铺层在各影响因素下的裂缝尖端应力强度因子和疲劳寿命变化规律。结果表明，共振碎石化技术有效减小了沥青加铺层的层底应力和裂尖应力强度因子，疲劳寿命是水泥混凝土路面直接沥青加铺层的8.75倍，可满足长寿命路面的设计要求。共振碎石化后沥青加铺层的疲劳寿命随面层模量和轴载的增大而递减，随共振结构层模量的增大而先减后增，随面层厚度和车速的增大而递增。     

同步碎石应力吸收层特性研究

目前国内外对旧水泥混凝土路面上加铺沥青结构层的组合类型和性能的研究很多,该文主要对沥青加铺层结构组合中的同步碎石应力吸收层进行研究,通过MTS疲劳试验模拟不同结构组合类型的加铺层的弯拉型和剪切型发射裂缝的扩展过程,评价同步碎石应力吸收层的效果;通过其力学特性和相关资料说明同步碎石应力吸收层具有良好的防水性、粘结性、低温抗裂、抗拉伸疲劳和流变等路用特性,是一种性能良好的新型应力吸收层。     

应力吸收层沥青混合料路用性能试验研究

通过对应力吸收层沥青混合料低温抗裂、高温车辙、水稳定性能及抗疲劳性能的试验研究,表明其具有良好的路用性能。低温弯曲试验表明,应力吸收层在-10℃低温的最大弯拉应变和抗弯拉强度在4000～6000衅和12～14MPa之间,满足应力吸收层抗反射裂缝需要的变形和强度要求。浸水马歇尔稳定度和冻融劈裂试验表明,应力吸收层混合料的水稳性能良好。UTM-25试验表明,含应力吸收层的复合沥青加铺层路面具有优异的抗疲劳性能。Hamburg车辙试验表明,应力吸收层没有降低沥青加铺层路面结构的整体抗车辙能力。     

多锤头碎石化(MHB)技术研究

介绍了多锤头碎石化技术的方法与适应性,对采用MHB碎石化方法施工的优、缺点以及碎石化结构层的防反射裂缝机理进行了初步的分析与研究,提出了旧水泥混凝土路面碎石化后加铺结构的模型,认为多锤头碎石化技术是一种能消除旧水泥混凝土路面接、裂缝向沥青加铺层反射的有效方法.     

高速公路旧水泥混凝土路面大修工程的技术设计研究

根据石太高速公路河北段水泥混凝土路面破损状况,参考近年来国内相似工程的实践经验,提出路面大修方案,对加铺不同沥青结构层厚度进行了计算;大修路面设计与新建公路设计不同,要考虑主线桥涵、路面顺接等标高控制,还要考虑加铺层结构及路面整体结构的受力合理性,通过计算比较,确定了路面大修工程的技术设计方案。