级配碎石过渡层沥青路面结构设计方法研究

基于级配碎石过渡层沥青路面结构典型病害——车辙和疲劳开裂,确定控制级配碎石过渡层沥青路面4个设计指标:沥青层底弯拉应变、级配碎石层顶面竖向剪切应力、半刚性基层层底弯拉应力与路基顶面竖向压应变,给出推荐容许值和路面结构设计流程图;在不同土基强度和交通量分级下,给出级配碎石过渡层沥青路面的合理结构。     

沥青路面级配碎石层应力消散的细观研究

为了从细观角度阐释级配碎石作为应力消散层对半刚性基层反射裂缝的作用机理,利用离散元方法生成未设置和设置级配碎石层沥青路面结构的细观模型,模拟了上述两种路面结构在标准轴载作用下的响应过程,得到了两种路面结构的接触力分布、最大接触力、应力集中区域的y向平均应力和平均应变,以及集料颗粒的位移矢量.数值模拟结果表明:路面结构中产生的接触力主要沿荷载作用位置向下传递,设置级配碎石应力消散层后路面结构二中产生最大接触力比未设置级配碎石的路面结构一减小了6.1％,面层层底的平均应力、平均应变分别降低了11.79％,65.43％,集料的位移在路面表面附近最大,沿深度方向逐渐减小,路面结构一、二面层层底相同颗粒的位移分别为0.205 cm,0.126 cm,上述结果均体现了级配碎石对应力消散的效果.     

级配碎石顶面功能层应用技术

级配碎石属于无结合料粒料材料,这与传统的半刚性材料有较大的差异。近些年随着级配碎石应用越来越多,级配碎石顶面功能层如何合理设置越来越受关注。针对级配碎石工程顶面功能层应用技术上的争议,根据近些年的工程应用经验,同时借鉴国外应用情况,进行级配碎石顶面功能层应用技术中,功能层的型式,是否撒集料、撒集料的时机等进行阐述。     

设级配碎石过渡层沥青路面的非线性力学响应分析

为了明确设级配碎石过渡层沥青路面的结构层位功能,对其进行了非线性力学响应分析,结果表明:面层厚度增大,基层层底拉应力和过渡层剪应力减小;过渡层厚度增大,面层剪应力、层底拉应力和过渡层剪应力略有增大,但基层层底拉应力明显减小;基层厚度增加,面层剪应力、层底拉应力和过渡层剪应力增加,基层层底拉应力明显减小。     

倒装式沥青路面级配碎石过渡层渗水特性分析

针对路面结构内部自由水易诱发路面出现唧浆、松散及冻融等病害,研究了倒装式沥青路面级配碎石过渡层的排水性能,测试了级配碎石试件渗水系数。采用重型击实法成型试件,采用路面渗水仪测试其渗水系数,分析了主要影响因素(如主要筛孔通过率、空隙率等)对级配碎石混合料渗水性能的影响,进而拟合了其渗水系数预估公式。研究表明:空隙率及4.75mm以下筛孔通过率对渗水系数的影响大于4.75mm以上筛孔通过率,过渡层级配碎石空隙率宜分布在13%～15%内;基于各因素对渗水系数影响程度的综合分析,采用关键因素(关键筛孔通过率和空隙率等)回归得出了渗水系数预估公式,该公式适用于0.075mm筛孔通过率在3%～14%范围内的级配碎石渗水系数预估,可为倒装式沥青路面过渡层级配碎石的设计、渗水系数现场测试提供指导。     

级配碎石沥青路面倒装结构力学响应分析

倒装结构中,级配碎石层由下基层变成上基层,引起受力状态明显变化,分析和了解此变化规律有助于优化路面设计.现采用ABAQUS建立动载下不同沥青路面结构的有限元模型,分析路面在不同结构参数下的力学响应.结果 表明:与半刚性基层路面相比,倒装结构能够适当发挥材料的特性,有效防止反射裂缝;但弯沉较大,且容易产生Top-Down...     

级配碎石顶面封层的设置

级配碎石属于无结合料材料,这与传统的半刚性材料有较大的差异,不能完全照搬半刚性顶面封层做法。目前,我国级配碎石顶面封层有不同的做法,有洒透层油+碎石,有直接洒透层油,还有洒透层油+粘层+碎石等。本文借鉴国外经验,并结合具体工程,从透层油的选择及撒碎石的工艺,介绍如何设置级配碎石顶面封层,为类似工程应用提供参考。     

设置级配碎石加铺层的复合式路面实用性分析

采用级配碎石作为复合式路面裂缝缓解层,利用级配碎石层散粒体、柔性层状及加铺隔离作用有效吸收、消散荷载引起的沥青面层底部应力,并减小路面弯沉,达到抑制和延缓反射裂缝出现的效果。本文利用有限元法对不同级配碎石层厚度及弹性模量情况下的沥青面层应力及弯沉进行计算和对比分析,结果得到:合理增加级配碎石层的厚度能有效减小沥青面层的底部应力及弯沉值,而增加级配碎石的弹性模量效果则不明显。通过对实践的总结得出:设置合理厚度的集配碎石层能有效抑制复合式路面的反射裂缝。     

沥青路面级配碎石基层的设计与施工工艺

级配碎石在级配良好并得到充分压实的情况下,利用其嵌挤作用,具有相当好的承载能力,有一定的排水功能,因而常用作路面的基层。半刚性基层沥青路面作为过渡层时,可以有效改善半刚性基层收缩裂缝的反射裂缝的发生。本文介绍级配碎石基层的材料和配合比设计、施工工艺,以及在应用中应注意的事项。     

南广高速公路沥青路面级配碎石基层的施工

半刚性基层容易产生收缩裂缝并反射到沥青面层上，从裂缝进水又不能排除，导致沥青路面出现早期破坏。解决半刚性基层开裂反射缝的有效途径就是在沥青面层与半刚性基层之间增设级配碎石过渡层，或全部采用柔性级配碎石基层。为了达到此目的，在南广高速公路上采用级配碎石作了4种不同路面结构型式的试验路和依托工程。本主要介绍级配碎石的施工方法，并针对施工中出现的问题，提出了相应技术处理措施。     

聚氨酯级配碎石层特性研究

针对高速列车荷载与水耦合作用下聚氨酯级配碎石层水致损伤问题,通过室内模型试验,探讨水环境-动载耦合作用下,聚氨酯级配碎石层的长期受力和变形规律。得出如下结论:聚氨酯掺量达到8%时,聚氨酯级配碎石孔隙率达2%左右,聚氨酯成膜厚度较厚,浸水后聚氨酯级配碎石的抗压强度、抗折强度以及回弹模量基本保持不变;在长期动载作用下,聚氨酯级配碎石层累积变形、动压力以及动孔压在注水前后变化较小,有良好的力学行为和防水效果。     

聚氨酯级配碎石层特性研究

针对高速列车荷载与水耦合作用下聚氨酯级配碎石层水致损伤问题,通过室内模型试验,探讨水环境-动载耦合作用下,聚氨酯级配碎石层的长期受力和变形规律。得出如下结论:聚氨酯掺量达到8%时,聚氨酯级配碎石孔隙率达2%左右,聚氨酯成膜厚度较厚,浸水后聚氨酯级配碎石的抗压强度、抗折强度以及回弹模量基本保持不变;在长期动载作用下,聚氨酯级配碎石层累积变形、动压力以及动孔压在注水前后变化较小,有良好的力学行为和防水效果。     

含级配碎石层的组合式基层沥青路面轴载换算方法研究

含级配碎石层的组合式基层沥青路面与半刚性基层沥青路面在结构组合和设计指标上都有较大区别,若再以弯沉和弯拉应力指标作为换算指标进行轴载换算,显然是不合理的,为此,本文建立了基于沥青层层底拉应变、级配碎石层顶面剪应力、半刚性材料层层底拉应力的轴载换算方法,对该类型的路面设计具有指导意义。     

级配碎石柔性基层沥青路面试验路研究

通过试验路观测的方法,对级配碎石柔性基层沥青路面进行了研究,分析了级配碎石柔性基层的路用性能和性能主要影响因素,给出了级配碎石基层结构设计、合理层厚、最佳级配以及原材料控制等关键影响因素的相关建议。研究结果表明级配碎石柔性基层能有效减缓半刚性基层沥青路面的常见病害,且其强度满足使用要求;当其用于旧路加铺时可直接摊铺而不必采用倒装结构,但应控制其最小厚度不小于15cm、最大粒径和4.75mm、0.075mm通过率在建议范围内;还应控制石料压碎值、针片状含量和塑性指数满足要求,且碎石宜由4档以上矿料掺配而成。     

沥青路面级配碎石基层施工工艺及质量控制

级配碎石呈松散粒料结构,在外力作用下(例如压实机具)使颗粒间空隙达到最小,通过颗粒间的表面摩擦力产生固结,也称为嵌挤锁结。铺筑在半刚性基层与沥青面层之间的级配碎石过渡层,处于三向受压的状态,不传递拉应力、拉应变,使得级配碎石层能充分吸收其下层裂缝释放的应变能,从而达到抑制裂缝的效果;级配碎石的隔离作用,大大的改善了半刚性基层的湿度尤其是温度状况,极大的减少了半刚性基层遭受的温度及湿度变化,从而从根本上极大的减轻了半刚性基层自身的温缩和干缩;级配碎石层较大的空隙结构,使其成为路面结构的重要排水途径,极大的提高了路面排水效能,降低了水对路面结构的危害。因此,这种上柔下刚的结构组合既发挥了半刚性基层沥青路面高强度的优点,又在很大程度上克服了半刚性路面的缺点。可减少养护量,降低养护成本,延长道路使用寿命。本文结合试验路段,浅论一下级配碎石施工工艺及质量控制。     

级配碎石复合式基层沥青路面力学响应研究

级配碎石复合式基层沥青路面结构能够有效解决半刚性基层所存在的病害问题。为了了解落锤式弯沉仪(FWD)作用下沥青路面的动力响应特性,采用ABAQUS软件建立两种路面结构有限元模型,分析了复合式路面结构与半刚性基层路面的差异,并研究了不同路面结构参数条件下的各结构层特征及其影响相关性。结果表明:在相同路面结构条件下,通过数值模拟分析得到的路表弯沉数值与路面实测结果的趋势是一致的,具有很高的相关性;采用级配碎石基层替代部分水泥稳定碎石,在一定程度上削弱了路面结构的整体刚度和抗疲劳性能;对路面结构进行半正弦曲线加载,路表弯沉随时间的变化存在一定的滞后现象,结构层厚度和回弹模量对路表弯沉具有重要影响;结构参数对面层层底最大拉应变的影响程度大小为:水泥稳定碎石回弹模量沥青面层厚度水泥稳定碎石厚度沥青面层模量。     

水泥改性级配碎石基层沥青路面结构研究

通过系统的室内外试验研究,提出水泥改性级配碎石基层材料,指出在级配碎石中掺入2.0%～2.5%剂量的水泥,能极大地提高级配碎石基层的强度和水稳性,并避免水泥稳定碎石基层干缩开裂、疲劳断裂、水损害等固有的缺陷。建立了一种水泥改性级配碎石基层的非线性力学模型,提出了其结构设计的方法。     

沥青路面级配碎石基层组成设计和施工工艺

级配碎石具有良好的柔性、隔温性和排水性等特点,作为柔性基层的一种,在国外有着广泛的使用。级配碎石的施工关键是材料的控制和良好的级配,并采用合适的施工工艺。     

级配碎石的级配选择

级配碎石层材料的强度较低。主要来源于碎石颗粒本身的强度以及碎石颗粒之间的嵌挤力。为了得到较高强度和稳定性的材料,采用反映材料强度的指标CBR值。对级配碎石的级配以及试件的成型方式这两个影响因素进行了分析。     

沥青路面级配碎石上基层性能改善措施研究

为充分发挥级配碎石基层作为沥青路面结构上基层能够有效缓解下部半刚性基层反射裂缝及水损害等优势,同时提高级配碎石层抗剪强度,减少其抗剪强度弱、易出现塑性变形的风险,将从级配碎石原材料、级配范围以及添加聚丙烯纤维3个方面进行研究,以期综合提高级配碎石基层的路用性能.