基于有限元对沥青加铺层温度应力与荷载应力研究

采用ANSYS软件构建三维有限元模型分析了加铺沥青路面的旧水泥混凝土路面温度场和行车荷载应力场,对反射裂纹的形成的影响因素进行了探究。结果表明:温度应力和行车荷载是导致反射裂纹形成的主要原因,且温度应力影响更明显;存在一个最佳基层模量和基层脱空宽度能有效延缓反射裂缝的扩展速度,对于加铺层厚度对反射裂缝的影响,只有在加铺层厚度大于20 cm时,才能有效抑制反射裂缝形成。     

旧砼沥青罩面层及应力吸收层有限元分析

旧水泥混凝土路面上罩沥青加铺层是一种较为常见的路面改造方式,通常的做法是在加铺层下面设置应力吸收层。为了减少反射裂缝的发生,采用ANSYS软件对不同层厚的加铺层以及不同弹性模量的应力吸收层进行三维有限元分析,通过不同路面结构的加铺层底主应力、剪应力、拉应力以及弯沉的对比分析,确定合理的加铺层厚度以及应力吸收层模量。分析结果表明,应力吸收层的弹性模量宜为4~6 GPa,沥青加铺层厚度宜为5~10 cm。     

基于应力吸收层使用效果的加铺层路面反射裂缝预估模型建立

从应力吸收层实际使用效果出发,提出了以量化计算反射裂缝实际发生状况及应力吸收层实际效果的参数:反射裂缝发生率Rc及应力吸收层止裂度DI.结合反射裂缝裂尖场强逐年变化及交通量数据,回归得到反射裂缝预估模型,得到如下主要结论:1)采用应力吸收层的加铺层路面反射裂缝发生率Rc为未采用应力吸收层加铺层路面的29.7％,应力吸收层的止裂度DI达到3.36,采用应力吸收层可显著缓解加铺层路面发生反射裂缝;2)在行车荷载作用下,加铺层底部开裂形式以滑开型开裂为主;3)建立了未采用应力吸收层及采用应力吸收层水泥路面沥青加铺层反射裂缝发生预估模型.     

ISAC应力吸收层对加铺层荷载及温度应力的影响分析

ISAC应力吸收层是一种用于防止沥青加铺层反射裂缝的新型应力吸收层,它由玻纤格栅、土工布和粘弹性薄膜层复合组成夹层。采用三维有限元法对设置ISAC应力吸收层的标准加铺层结构与另两种未设置ISAC应力吸收层的对比加铺层结构进行应力分析,计算结果表明:在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间设置ISAC应力吸收层后,加铺层结构的荷载应力与温度应力均有较大幅度的降低。     

旧水泥路面加铺沥青层结构力学特性分析

采用沥青加铺层结构是修补旧水泥路面的有效方法,由于旧水泥路面裂缝的存在,沥青加铺层易产生反射裂缝.建立三维有限元模型,对水泥混凝土路面加铺沥青层结构的受力特性进行了分析,通过分别改变加铺层厚度,夹层模量及轴载,得出加铺层应力响应的变化规律,并对不同加铺层结构在温度荷载耦合作用下的应力进行了对比分析.其结论对实际工程中选...     

级配碎石防反射裂缝层的性能分析

应用断裂力学理论对旧水泥砼路面沥青加铺层产生反射裂缝的原理进行了分析,建立了路面结构应力计算模型,通过有限元应力计算,表明采用级配碎石可减小裂缝处沥青加铺层的荷载应力,延缓反射裂缝的形成;对在旧水泥砼路面改造工程中设置级配碎石防反射裂缝层后路面变形及排水等性能进行了分析.     

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。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层荷载应力分析

视路面结构为弹性层状体系,采用Ansys程序建立了经过可靠性验证的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构三维有限元模型,分析了车辆荷载、加铺层厚度和材料参数变化及各种典型防止反射裂缝措施对沥青加铺层底最不利处荷载应力的影响.分析结果表明:增加沥青加铺层厚度能有效降低加铺层结构层底最大主应力σ1、最大剪应力τ max和等效应力σt;对分析的实例加铺层结构,在铺筑级配沥青碎石过渡层的情况下,土工布夹层模量变化对缓解荷载应力的作用并不明显;在加铺层结构拟采用的各种典型防止反射裂缝措施中,以7 cm厚AM-20沥青碎石过渡层+2.5 cm厚应力吸收层组合措施效果最佳,其加铺层底的最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σc下降幅度分别达78.6％、82.9％和84.4％.     

STRATA应力吸收层对加铺层荷载及温度应力的影响分析

STRATA应力吸收层是一种用于防止沥青加铺层反射裂缝的新型沥青混合料,它采用特殊聚合物对沥青进行改性,具有高弹性、不透水及抗裂性能好的优点。采用三维有限元法对设置DTRATA应力吸收层的标准加铺层结构与另两种未设置STRATA应力吸收层的对比加铺层结构进行应力分析,计算结果表明:在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间设置STRATA应力吸收层后,加铺层结构的荷载应力与温度应力均有较大幅度的降低。     

水泥混凝土路面加铺应力吸收层结构应力分析

旧水泥混凝土路面上沥青混凝土罩面结构中大量反射裂缝的形成和存在,主要是由于旧路面板受到行车荷载或者是持续循环的温度应力的反复作用,或者是二者耦合作用。解决反射裂缝问题,必须将如何消解旧板裂缝或接缝处的应力集中现象放在罩面工程的首要位置考虑。设置应力吸收层可有效地防治和延缓反射裂缝的产生、扩展。对采用应力吸收层的罩面结构进行三维有限元分析和耦合应力分析,得出应力吸收层的设置能有效地改善接缝处路面结构的应力集中现象。旧水泥混凝土路面的破损状况与结构特征的有效评定是加铺前的关键步骤,关系到加铺成功与否,对于防治和延缓反射裂缝有着重要的作用。     

应力吸收层缓解沥青混凝土加铺层应力集中的数值模拟分析

沥青混凝土加铺层的反射裂缝,主要是由旧水泥混凝土路面接缝处应力集中导致加铺层应力过大而引起的。采用有限元方法对设置与未设置应力吸收层的加铺层结构进行对比分析可知,在旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层之间设置应力吸收层后,加铺层结构的荷载应力、温度应力及应力强度因子均有大幅度的降低,应力吸收层的模量越低,效果越明显。理论分析结果表明,应力吸收层可有效地缓解接缝处沥青混凝土加铺层的应力集中现象,延缓反射裂缝的产生与发展速度。     

基于应力吸收层旧水泥砼路面沥青加铺层防治反射裂缝的应用研究

结合旧水泥路面加铺沥青面层的路面改造实体工程,运用STRATA应力吸收层进行加铺层反射裂缝防治,介绍了沥青加铺层结构方案及防治反射裂缝的措施,分析了STRATA应力吸收层沥青混合料的性能要求,提出了沥青加铺层施工质量控制措施。     

旧水泥路面加铺沥青面层结构的反射裂缝成因分析和防治

为了研究旧水泥路面加铺沥青面层结构的反射裂缝的形成原因,通过建立路面有限元模型,分别计算了路面结构在车辆车载作用下的拉应力和剪应力以及温度降低引起的拉应力,并且分析了应力吸收层防治反射裂缝的效果。研究表明:车轮偏荷载引起的剪应力和温度降低引起的拉应力是导致反射裂缝的原因;应力吸收层能显著减小面层底部的剪应力和拉应力,可以有效防止反射裂缝的形成。     

碎石化水泥混凝土路面加铺层结构研究与设计

该文采用有限元法建立了碎石化条件下混凝土路面二维平面应变模型,对标准轴载和超载条件下不同类型加铺层结构的力学响应进行了计算,分析了路面弯沉、层底拉应力、层底拉应变等指标,提出半刚性基层加碎石化沥青薄层结构的有关建议。     

碎石化的旧水泥路面上水泥混凝土加铺层应力强度因子分析

碎石化后加铺水泥混凝土层是旧水泥混凝土路面一种旧路改建方式,反射裂缝是其病害形式之一。为了预估水泥混凝土加铺层的反射裂缝,分析碎石化技术是否对水泥混凝土加铺层有减缓反射裂缝发生的效果,采用ABAQUS有限元软件对旧水泥路面上水泥混凝土加铺层的应力强度因子进行分析。对比碎石化水泥混凝土面层和直接加铺水泥混凝土面层两种路面结构的应力强度因子,研究了碎石化的旧水泥混凝土路面上水泥混凝土加铺层的断裂破坏机理。结果表明,对旧水泥混凝土路面碎石化可以降低反射裂缝发展速度或推迟反射裂缝产生时间,从而延长路面使用寿命。     

不同降温速率下两种应力吸收层对复合式路面的适用性

大量研究表明,在水泥混凝土基层上加铺沥青混凝土面层修筑的复合式路面,可以克服水泥混凝土路面和沥青混凝土路面的缺点,集两种路面结构的优点。但根据美国俄亥俄州交通厅对已建成CC-AC复合式路面的复合式病害调查结果显示,复合式路面易产生的病害为反射裂缝。国外相关研究表明,采用应力吸收层技术可以解决此问题。基于有限元分析软件ANSYS,建立了复合式路面结构的三维模型,分别采用ISAC应力吸收层及低模量沥青混凝土应力吸收层两种应力吸收层,对不同初始温度复合式路面在不同降温速度下产生的温度应力进行了仿真分析,得出低模量沥青混凝土应力吸收层在防止放射裂缝方面要优于ISAC应力吸收层。     

旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术应用研究

由于半柔性道路材料兼有高强度和高韧性的特点,可用作旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层中的应力吸收层,用来解决出现反射裂缝的问题,因此,在泡沫沥青冷再生技术研究成果的基础上,根据半柔性道路材料的属性和反射裂缝产生的原理,研发了旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术,专门用于防治路面反射裂缝,并结合湖州市318国道南浔段旧水泥混凝土路面改造工程的应用,取得了良好的实际效果.因此,旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术能有效地防治反射裂缝的产生,延长道路使用寿命,具有广阔的工程应用价值.     

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。     

基于三维裂缝的加铺层温度应力分析

以京津塘（北京—天津—塘沽）高速公路改扩建工程为依托,结合旧路破损状况,采用有限元分析软件ANSYS 10.0,假定层间为完全连续,模拟沿线的温度场条件,对带三维裂缝的加铺层结构分析路面参数对温度应力的敏感性。结果表明采用旧路带裂缝的加铺模型时,在温度场的作用下,结构竖向位移与加铺层厚度无必然联系;一天中横向应力的波动幅度远大于水平应力;加铺层增厚、结构等效应力水平下降但应力强度因子与弯拉应力均提高,裂尖应力集中加剧。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力影响因素分析

为了分析旧水泥路面沥青加铺层的应力分布情况,采用三维有限元力学计算方法,分析加铺层模量、旧水泥混凝土板的有关参数以及基础条件对加铺层应力的影响。由计算可知,在一定程度内,加铺层模量的增大有助于减弱荷载造成的损害;适当增大接缝宽度,提高基层和土基的模量及有效处治板底脱空,可以减小沥青加铺层内的应力,延缓或防止反射裂缝发展。