改扩建工程拼接路面受力分析及拼接方式

路面拼接是高速公路改扩建必须要面对的问题,其拼接方式对路面结构的应力应变分布及稳定性有重大影响.应用ABAQUS有限元软件分析不同搭接宽度的路面力学响应,并在变化荷载位置情况下,分析沥青混凝土层的拉应力、剪应力变化,得到以下结论:路面层进行搭接后与不进行搭接相比层间最大拉应力、剪应力显著减小;设搭接时,最大拉应力随搭接...     

基于路面应力分析高速公路拓宽工程差异沉降控制标准

结合佛（山）开（平）高速公路拓宽工程,运用有限单元法分别模拟计算了高速公路拓宽工程新老路基发生差异沉降时沥青混凝土路面、水泥混凝土路面两种路面结构的应力状态,对差异沉降引起的路面结构层不同位置、水泥稳定碎石层中的附加拉应力和剪应力进行分析,并提出了新老路基差异沉降控制标准。     

玻纤格栅对旧水泥路面拓宽拼接的力学影响分析及应用

为研究高速公路旧水泥路面拓宽拼接中,增设玻纤格栅对新旧路面各结构层的力学影响,应用有限元软件建立模型,进行不同工况下的应力对比分析。研究表明:拼接路面搭接处增设玻纤格栅后,有效地提高了路面各结构层的抗拉、抗剪能力;增设格栅使新旧路面结构层应力分布更为均匀,对路面反射裂缝的产生与发展起到很大的抑制作用;玻纤格栅的设置层数为3层、宽度为1.5m时效果最佳。     

道路改扩建工程中新老路面拼接受力状态的数值模拟

主要结合实际工程,通过模拟分析手段,利用有限元软件ANSYS,建立典型拼接路面结构的三维模型,结果表明,在设置搭接时,不设搭接路面承受应力要明显大于路面所承受的应力值,并且同时伴随着拼接路面结构的搭接宽度的增加,所产生的最大拉应力的增加程度也随之减小,而整个路面所受到的应力大小就会分布更加均匀;同时也会导致我们的最大剪应力呈现下降的趋势,当搭接的宽度不断增加的时候也会使得我们的最大剪应力的减小幅度变小;在搭接宽度增大到一定程度后,对路面结构内部应力的改善无意义。在拼接路面,不利位置有三个,分别为第二道拼接缝左侧0～50. 5 cm区域、顶层接缝位置左侧0～50. 5 cm区域、顶层接缝位置右侧0～50. 5 cm区域。在设计路面拼接时,在这些不利位置,避免分布重车道轮迹带。     

级配碎石基层沥青混凝土路面非线性力学响应分析

为了明确级配碎石柔性基层沥青混凝土路面结构层位功能,就沥青混凝土面层厚度、级配碎石基层厚度和模量3个路面结构参数对级配碎石柔性基层沥青混凝土路面进行非线性力学响应分析,结果表明:面层厚度增大,基层最大剪应力降低,且面层厚度为9 cm时面层剪应力最不利,12 cm时面层层底拉应力最不利;基层厚度对基层剪应力影响不显著,且当基层厚度为30 cm时,面层剪应力、层底拉应力均出现最小值;当增大基层模量时,面层最大剪应力、层底拉应力和基层最大剪应力均有不同程度降低.     

水泥稳定碎石基层施工方案合理性研究

沥青路面水泥稳定碎石基层施工质量是影响路面使用寿命的重要因素。运用 kenpave 软件,以7、14 d龄期材料性能为输入参数,对养生龄期不同时实际施工车辆荷载引起的水泥稳定碎石层层底拉应力进行了计算。同时,采用单一变量的方法系统分析了路面结构层厚度、材料抗压回弹模量、荷载及施工方案对层底最大拉应力的影响。然后通过水泥稳定碎石基层层底拉应力与材料的弯拉强度的对比,研究了不同水泥稳定碎石基层施工方案合理性。     

道路陡坡对水泥混凝土路面荷载应力的影响分析

以水泥混凝土路面结构为研究对象,采用三维有限元方法分析不同纵坡条件下路面结构在标准轴载作用下的应力变化。得出了板底弯拉应力、混凝土板最大主拉应力、层间剪应力与道路坡度之间的关系,探讨了水泥混凝土路面在纵坡地段的受力机理,为特殊地段路面结构设计提供参考。     

水稳层对冲击压实白加黑路面力学性能的影响

针对冲击压实技术处理后的白加黑路面,采用三维有限元方法,研究水泥稳定基层对新铺沥青混凝土路面力学行为的影响。计算结果表明:铺设水泥稳定基层能够明显改善沥青混凝土层底的应力分布状况,并显著减小层底的弯拉应力和等效应力,对沥青混凝土面层起到较好的保护作用。在此基础上,进一步对水泥稳定层厚度进行了讨论,结果表明:随着水泥稳定基层厚度的增加,路表弯沉趋于均匀,最大弯沉值和沥青混凝土面层的层底拉应力也相应减小,从而降低沥青混凝土层底破坏的可能性;同时,随水泥稳定层厚度的增加,沥青混凝土面层内的最大剪应力也呈减小趋势,但当水泥稳定层达到一定厚度后,则对剪应力的降低效果不明显。     

水泥混凝土路面拓宽结构设计的力学分析

针对水泥混凝土路面拓宽结构的受力特征,通过现行设计规范中复合式路面疲劳应力验算、采用有限元对等厚度及变厚度拼接面板板边(纵向板中)位置的拉应力、拉杆受力计算和接缝剪应力的验算。结果表明:采用等厚度拼接方案板边纵向拉应力小于变厚度结构,拉杆受拉应力及接缝位置剪应力则大于变厚度拼接方案,但仍可满足沥青罩面抗剪强度的设计要求。     

道路扩建工程中路堤拼接部力学特性研究

道路扩建工程中加宽路堤的填筑将会改变原有路基、路面的应力场和应变场,引起新旧路堤拼接部产生不均匀塑性累积变形和附加应力。文中研究了道路扩建工程中路堤拼接部力学特性。结果表明,道路加宽后路面最大剪应力出现在新旧路堤拼缝旧路侧1m左右的位置,最大横向拉应力出现在路堤中线位置。剪应力相对拉应力较小,应加强拼缝处的抗拉性能。道路加宽宽度越大,对地基和路堤的沉降影响越不利。道路扩建工程须重视拼接部位地基和路堤不均匀沉降及其引发的病害,并采取适当的措施予以解决。     

旧路面碎石化加铺方式对水泥加铺层的影响研究

针对湖南省某干线公路旧路改建实例,通过Abaqus有限元软件分析在旧路基层强度不同时,旧水泥路面碎石化后铺筑的水泥混凝土面层在行车荷载作用下面层产生的应力变化。若旧路基层为级配碎石、石灰粉煤灰土,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层拉应力相比旧路面凿除时拉应力减小,而旧路基层为水泥稳定砂砾时,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层应力相比旧路面凿除时拉应力增加;在混凝土加铺层下方增设18cm5%水泥稳定砂砾基层,并将原旧路碎石化层或旧路基层作底基层使用时,荷载作用下混凝土加铺层的拉应力可大幅减小。     

山区陡坡水泥混凝土路面的应力分析

根据水泥混凝土路面的受力特点,运用三维有限元方法,分析在标准荷载作用下,不同道路纵坡面层层底最大拉应力、层底最大剪应力的变化规律,以及不同超载率对不同坡度下面层力学指标的影响。分析结果表明,拉应力和剪应力都随道路纵坡的增大而增加。其中,剪应力影响幅度较大,更易使面层开裂;超载情况下,应力指标均显著上升。因此,应尽量提高水泥混凝土面层的抗拉强度和抗剪强度,并严格限制陡坡路段车辆超载。     

低剂量水泥稳定碎石基层沥青路面结构力学分析

针对低剂量水泥稳定碎石基层沥青路面,选择我国当前高速公路和干线公路半刚性基层沥青路面典型结构型式,采用弹性层状体系力学分析软件Bisar3．0分析计算路面结构层底拉应力,并考虑基层厚度和模量、不同面层厚度对其的影响。计算结果表明：增加底基层厚度对于层底拉应力影响较小,底基层厚度增加10cm,基层层底拉应力仅降低0．023MPa;底基层模量对基层层底拉应力有显著影响,其模量越高,基层层底拉应力就越小;面层厚度对基层层底拉应力影响较大,基层层底拉应力随面层厚度的增加逐渐减小,当面层厚度在18～20cm时,水泥稳定层层底拉应力为0．086～0．082MPa。     

高速公路改扩建工程新旧路面基层接缝处理施工技术研究与应用

依托京哈高速公路改扩建工程长余项目,在旧路二灰碎石基层、沥青面层的基础上,加宽新建水泥稳定碎石、沥青稳定碎石以及沥青面层结构。施工过程中通过不断探索研究,形成了一套新旧路面结构拼接施工技术方法,并在实际施工过程中运用实施,验证了路面拼接质量的可控性,并取得了良好的社会效益和经济效益。重点进行新旧路面结构层拼接前的清理、接缝处水泥浆的洒布与灌缝、接缝处混合料的离析控制、接缝处混合料的拌和以及碾压等施工工艺的研究与应用,以满足路面结构的整体性能和强度要求。     

应力吸收层厚度对沥青路面加铺层性能的影响

在原有混凝土路面上加铺沥青混合料面层,不仅充分利用原有混凝土路面的剩余强度,还能显著改善路用性能。为了改善层间粘结性能,提出了在沥青加铺层和水泥混凝土路面间铺设同步碎石应力吸收层。选择SBS改性沥青作为胶结料,建立沥青路面结构有限元模型,分析了应力吸收层厚度对加铺层路表弯沉、层底拉应力、顶面剪应力、裂缝两侧弯沉、最大剪应力的影响。研究表明:应力吸收层厚度和模量对加铺层力学性能有一定影响,应力吸收层最佳厚度为0.02m~0.025m,最佳模量为600MPa~800MPa。     

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。     

基于BISAR软件的半柔性复合路面层间粘结力分析

为研究半柔性复合路面层间粘结力对路面结构层应力的影响.通过拟定路面交通量以及材料参数,通过BISAR软件进行设计路面典型结构层计算,设计出以半柔性复合材料作为上面层的典型结构层以及沥青路面结构层,并研究层间粘结对半柔性复合路面弯沉、剪应力、行车方向拉应力和荷载方向拉应力的影响.结果表明层间粘结对半柔性复合路面弯沉、剪应力分布具有一定影响,建议在设计时将层间粘结作为重点考虑指标之一.     

长寿命水泥混凝土路面结构分析与应用

连续跟踪检测广西2008年、2016年建成通车的2条长寿命水泥混凝土路面,分析长寿命水泥混凝土路面结构和使用性能,提出设计车道承受累计标准轴次1亿次的长寿命水泥混凝土路面结构为32 cm混凝土+4 cm沥青混凝土隔离层+透层+40 cm水泥稳定碎石基层+20 cm级配碎石底基层,混凝土设计弯拉强度不小于5 MPa,每道横向缩缝设传力杆,支架法施工;服役期内水稳基层底部可能脱空,需采用地质雷达探测识别;主要养护内容为表面功能修复、缩缝填缝料更换、水泥稳定碎石基层下脱空和路基空洞注浆处治。     

碎石化旧水泥混凝土路面加铺沥青层技术研究

以长张高速公路益常段旧水泥混凝土路面改造工程为依托,简述旧水泥混凝土路面碎石化技术;通过建立计算模型,比较共振碎石化、多锤头碎石化及冲击破裂稳固3种破碎(破裂)情况下加铺沥青层结构的加铺层层底拉应力及相对弯沉比情况,表明共振破碎后原路基整体强度优于多锤头碎石化技术。     

桥梁预制场硬化层再利用的可行性分析

从保护环境、节约成本、减少建筑垃圾、缩短工期等角度出发,分析研究桥梁预制场硬化层再利用的可行性。通过ABAQUS有限元软件计算考虑多轴共载的超载情况下的水泥混凝土板内应力,确定硬化层不被破坏的最佳厚度;分析接缝对不同路面结构的弯沉、沥青层底拉应力、沥青层底剪应力的影响,确定合适的路面结构。结果表明:将水泥混凝土硬化层作为垫层并设置40cm厚水泥稳定级配碎石,能够延缓硬化层接缝产生的张拉裂缝和剪切裂缝的出现,桥梁预制场硬化层再利用是可行的。