两种典型沥青混凝土路面结构沥青层饱水状态动力响应三维有限元分析

水和动态荷载耦合作用是沥青混凝土路面发生水损害的主要原因.首先基于多孔介质理论,假定路面结构中的沥青混凝土材料为完全饱水的多孔介质材料,对两种典型路面结构--半刚性沥青混凝土路面、具有柔性基层的半刚性沥青混凝土路面分别建立了三维有限元模型;而后对比分析了两种路面结构在动态荷载作用下的竖向应力、竖向应变、孔隙水压力的空间...     

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。     

半柔性路面路用性能的试验及机理分析

半柔性路面是一种在开级配沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的一种路面结构,它兼具有沥青混凝土路面与水泥混凝土路面的特点.其材料结构属于骨架一密实结构,作为其基体的沥青混合料则属于骨架一空隙结构.结合半柔性混合料粘结界面上的SEM扫描电镜和傅立叶红外光谱图的分析,对半柔性路面优良的路用性能进行试验和机理的分析.研究结果表明:半柔性路面具有优良的高温稳定性和水稳定性,以及较好的低温抗裂性;母体沥青混合料设计空隙率为25%时路用性能最优;水泥胶浆的加入只是增强了沥青胶浆与级配骨料间粘结界面的特性,并没有改变沥青的性质;半柔性路面是一种综合性能良好、值得推广应用的新型高等级路面,研究所得结果对道路工程具有重要指导意义.     

浅析路面结构的优化及其经济性

沥青混凝土路面广泛应用于公路与城市道路,合理的路面结构组合是沥青混凝土路面设计的重点。着重研究在相同交通条件下,不同面层材料、基层材料组合对路面使用性能及其价格的影响,结合分析过程提出可行的路面结构优化建议。     

不同纤维沥青混合料路用特性的室内试验研究

研究了钢纤维、德兰尼特纤维和木质素纤维沥青混合料的马歇尔指标性能、抗拉强度、动稳定度、抗剪强度和疲劳寿命。结果表明,在沥青混合料中加入纤维可以显著提高沥青混合料的抗拉强度而使其刚度降低,从而具有良好的抗裂性能,钢纤维和德兰尼特沥青混合料具有较好的热稳定性及抗剪强度,钢纤维沥青混合料具有较高的疲劳寿命。因此,可以通过在沥青混合料中加入纤维来提高沥青混凝土路面性能和使用寿命,避免沥青混凝土路面在重载交通作用下的提前破坏和低温条件下沥青混凝土路面的收缩开裂,延长路面使用寿命。     

相变材料在沥青混凝土路面中的应用前景分析

相变材料虽在不同领域已得到广泛应用,但在公路交通领域尚处于探索研究阶段.相变材料具有相变潜热特性,应用于主动调控沥青混凝土路面与混合料的使用温度是可行的,可以减轻沥青混凝土路面与温度相关的病害,提高沥青混凝土路面的使用性能,延长沥青混凝土路面使用寿命.同时,可以减轻沥青混凝土路面的结霜结冰,提高抗滑性能和行车安全性,且减少道路融雪剂的使用,减轻融雪剂的危害,有利于环境保护,具有广阔的应用前景.为了实现相变材料在沥青混凝土路面中的应用,应该重点开展沥青混合料用相变材料的研发,掺相变材料的沥青混合料的调温效果与机理、路用性能、配合比设计方法与施工技术等方面的研究.     

沥青稳定碎石排水基层力学特性分析及材料试验研究

沥青稳定碎石排水基层可以显著减少沥青路面早期水损害,通过对设置排水基层的沥青路面结构进行力学分析,考察加入排水基层对路面结构应力和变形状况的影响,从结构角度提出对排水基层材料的性能的要求,并且对设置排水基层的半刚性基层沥青路面结构设计提出相应的建议.     

大粒径沥青混合料动态模量研究

大粒径沥青混合料由于其优良的力学性能,被广泛地应用于我国沥青混凝土路面下面层结构中,随着半刚性基层材料在使用过程中所表现出的与面层粘结性差、易开裂等缺点,将大粒径沥青混合料作为沥青混凝土路面基层材料的趋势越来越得到重视.作为基层材料,大粒径沥青混合料的回弹模量将直接影响到沥青混凝土路面结构的承载能力.沥青混凝土路面承受汽车动态荷载作用.产生相应的动态力学响应.材料的动态模量更具有实际意义.本文在对AC25、AC30两种大粒径混合料的动、静态模量进行试验研究的基础上,建立了材料动、静态模量之间的关系,为相应的研究和力学计算提供参考,同时.还对两种沥青混合料的应力依赖性进行了研究.     

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。     

聚乙烯复合改性沥青混凝土的应用与试验

本文主要介绍采用废聚乙烯薄膜与废轮胎橡胶为对辽河Ａ－１００甲普通道路沥青进行复合改性铺筑北京小红门沥青混凝土路面的试验情况；全面、详细地论述了改性沥青及其混合料的路用性能改善效果；总结了聚乙烯复合改性沥青混凝土路面的施工特点及关键技术。实践证明应用废旧材料进行沥青改性具有广阔的应用前景和良好的社会效益。     

岩沥青改性高模量沥青碎石性能及应用研究

根据埃塞俄比亚Addis Ababa至Adama高速公路区域的气候特点,拟采用高模量沥青碎石(HMAM)作为该项目路面结构的基层.为确保项目质量,研究了岩沥青改性沥青的针入度、延度、软化点三大指标,采用动态流变剪切仪研究了改性沥青的抗车辙因子和抗疲劳因子.通过分析不同岩沥青掺量下沥青的性能变化,确定了岩沥青的最佳掺量.研究了岩沥青改性HMAM的动态模量、抗压回弹模量、高温稳定性、水稳定性和抗疲劳性能.结果表明,岩沥青改性高模量沥青碎石具有良好的力学性能和路用性能,用作路面结构基层不仅可以减小路面厚度,而且可以大大提高路面的品质和寿命,最终在该项目中推广应用.     

高等级公路沥青混凝土路面再生适用性

针对高等级公路沥青混凝土路面材料与结构特性,结合沥青混凝土路面不同再生方法的工艺特点,分析了沥青混凝土路面材料及层面不同的再生机理,并且从旧路材料和工艺方法两方面进行了沥青混凝土路面再生利用的适用性评价。     

车辆荷载作用下纤维沥青路面响应分析

基于弹性理论,采用有限元方法分析车辆荷载作用下,纤维沥青混凝土的模量、不同道路等级下的纤维沥青混凝土层位置和厚度、基层厚度对路表最大弯沉、基层和底基层的层底径向应力的影响。结果表明,纤维加入到沥青路面后,提高了路面的整体变形能力,从而可以减小路面面层的厚度;基层厚度的增加,不仅缓解了由于纤维沥青混凝土面层厚度减小而产生的基层和底基层的层底径向应力的增加,而且可以减小纤维沥青混凝土的掺入量。在考虑提高路面结构的整体性以及面层和基层之间的粘结力时,给出了不同道路等级下纤维沥青路面结构的合理设计。     

橡胶粉与抗剥落剂复合改性沥青性能正交试验

随着水泥混凝土路面罩面工程增多,为保证其路面沥青混合料的强度和耐磨性能,选用花岗岩作为沥青混合料的骨架结构比较有利,但是由于花岗岩与沥青黏附能力较差,将抗剥落剂和橡胶粉加入沥青后得到的复合改性沥青能充分发挥材料各自良好性能。通过对该复合改性沥青的高温、低温等性能的正交试验,确定了该种沥青的掺配工艺。     

掺加沥青基碳纤维的沥青混合料路面的融雪研究

在沥青混合料中加入碳纤维和微胶囊相变材料,研究了微胶囊相变材料掺量和油石比对沥青混合料电阻率和融雪去冰效果的影响。结果表明,在马歇尔试件中油石比一定前提下,微胶囊掺量的增加会增大沥青混合料的电阻率,在通电情况下,路面掺加沥青基碳纤维的沥青混合料的热生成效率会提高,从而对路面融雪化冰效果会得到提升;马歇尔试件温度的降温趋势会随着微胶囊相变材料掺量的增加而逐渐变缓,稳定阶段的温度呈逐渐上升趋势;在实际掺加沥青基碳纤维的沥青混合料的配置过程中,如果碳纤维和微胶囊相变材料掺量一定的前提下,为了实现最佳的融雪化冰效果,油石比的选择可以直接采用最佳油石比。     

介绍一种水泥混凝土路面的新型填缝材料

水泥混凝土路面的填缝材料,过去多采用沥青,而后改用玛(?)脂,其使用性能较单纯沥青要好得多。近些年来又研究采用聚乙烯、聚氨酯等作填缝材料,其使用性能又比前者要好。但所有这些材料还都不能适应气温的变化,而且象聚乙烯、聚氨酯等材料价格高,贮存期短,也限制了各地的广泛采用。为了解决上述材料存在的问题,我们研制了一种新型填缝材料——ZJ填缝料,它的优点是:温度适应性强、模量小、回弹高、粘结好、具有耐久性,且价格合理,能作为产品成批供应。一、配制原理众所周知,沥青中加入橡胶,提高了软化点、     

全厚式高模量沥青混凝土路面结构设计及力学分析

利用路面专用程序PADS计算全厚式高模量、全厚式普通和半刚性基层3种沥青混凝土路面结构厚度;根据弹性层状理论体系,建立了上述3种沥青混凝土路面结构三维有限元模型,对路面结构在荷载作用下的设计层层底应力状态进行对比分析;应用美国MEPDG推荐的沥青混凝土路面永久变形预估方法对沥青混凝土路面结构进行车辙预估,并对其疲劳寿命进行了计算.结果表明,全厚式高模量沥青混凝土路面结构能够有效减薄路面结构厚度,是抗车辙性能及疲劳性能综合最优的路面结构类型.     

基体沥青混合料的体积参数对半柔性路面材料的性能影响分析

基体沥青混合料体积参数是半柔性路面材料设计的重要指标,它关系到半柔性路面的各项使用性能.通过体积法设计了不同空隙率以及相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,并且对不同龄期半柔性路面材料进行了力学性能和路用性能的试验,然后与普通沥青混合料的性能进行比较,分析研究基体沥青混合料的空隙率和孔结构对半柔性路面材料性能的影响规律.研究结果表明:随着基体沥青混合料空隙率的增加,半柔性路面材料的力学性能明显提高,路用性能有所改善;对相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,均匀级配设计的力学性能和路用性能优于连续级配设计.采用30%空隙率均匀孔结构基体沥青混合料制备的半柔性路面材料,7 d马歇尔稳定度高达17.69 kN,7 d劈裂强度达到6.32 kN,残留稳定度和冻融劈裂强度比均超过100%,动稳定度达到30 000次/mm以上,低温抗弯拉劲度模量达到6 486 MPa,抗压回弹模量模量达到2 812 MPa.     

超重车辆荷载作用下沥青混凝土路面剪应力分析

剪切型破坏是沥青混凝土路面的主要破坏类型之一,超重车辆的存在加剧了沥青混凝土路面的剪切破坏。针对超重车辆作用下的沥青混凝土路面剪应力开展研究,利用有限元方法,以半刚性基层沥青混凝土路面结构为背景,分析了不同轮胎接地压力下沥青混凝土路面内部剪应力的分布特征,对比分析了超重车辆对路面内部剪应力分布的影响。分析表明,在垂直车辆荷载和水平摩擦力综合作用下,最大剪应力极大值出现在路面表面,最大剪应力随轮胎接地压力的增大呈线性增长;对于超重车辆荷载作用的沥青混凝土路面,应当选择抗剪强度好的改性沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石等材料,同时应适当提高中面层材料抗剪强度。     

短切碳纤维/PE复合改性沥青混合料的路用性能

为研究短切碳纤维/PE复合改性沥青混合料的路用性能,采用低密度废旧聚乙烯、高密度废旧聚乙烯和短切碳纤维复合改性沥青混合料,评价单一改性和复合改性对混合料路用性能指标的影响。结果表明:复合改性沥青混合料的高、低温性能和水稳定性能均有较大改善;短切碳纤维和高密度废旧聚乙烯复合改性对沥青混合料高、低温性能的改善效果最好,短切碳纤维和低密度废旧聚乙烯复合改性沥青混合料的水稳定性能最优;同时,采用复合改性沥青混合料可延长路面使用寿命,节约经济成本。