粒料层路面非线性效应分析及修正

应用迭代法和有限元软件ANSYS,建立可考虑粒料层非线性特性的路面结构分析程序;对于粒料基层柔性路面而言,在圆形荷载作用下粒料基层上中部的弹性模量较初始值有所增加,而下部性模量则减小。粒料基层弹性模量这种变化对路面结构力学响应的影响可通过等效模量修正系数来表征。本文详细分析了面层刚度半径、基层厚度、荷载集度、以及初始围压等因素对面层层底压应力、面层层底弯拉应力指标的等效模量修正系数的影响规律。结果表明,粒料层非线性对面层层底压应力、面层层底弯拉应力的影响较大,而对路表弯沉、路表弯沉盆及土基压应变的影响很小,一般精度要求时可忽略。     

含腐殖质夹层沥青路面在交通荷载作用下力学响应分析

为了分析含有腐殖质夹层沥青路面力学响应,采用有限元数值模拟的方法,探讨了不同交通荷载作用下腐殖质夹层距路表深度对路表弯沉、面层层底拉应力、面层拉应变、基层层底拉应力及底基层层底拉应力的影响规律,并与正常沥青路面的力学响应进行对比。研究结果表明：随着腐殖质夹层离路表越深,路表弯沉值及底基层层底拉应力逐渐减小,面层层底拉应力、面层拉应变及基层层底拉应力逐渐增大;路床范围内含有腐殖质对路面力学响应的影响大于路床范围外。研究成果可用于指导原地面存在腐殖质夹层的沥青路面施工设计。     

层间接触状态对长寿命沥青路面结构的影响分析

长寿命沥青路面层间接触状态对路面的使用性能有直接影响。文章针对典型长寿命沥青路面结构,采用BISAR 3.0多层弹性体系计算程序,系统分析了层间接触状态对长寿命沥青路面表面弯沉、沥青层底拉应变、路基顶压应变以及面层最大剪应力的影响。分析结果表明：层间接触状态的变化对长寿命路面沥青层底的拉应变和路基顶面压应变的影响最大,对路表弯沉的影响也较为明显;相对而言,对面层最大剪应力影响不明显。     

层间接触状态对沥青路面力学响应的影响研究

文章采用有限元分析软件ABAQUS建立了半刚性基层沥青路面结构模型,分析了层间接触状态对路表弯沉、面层底面最大正应力、面层底面最大剪应力力学响应、基层底面最大剪应力、路基顶面压应变力学响应的影响.研究表明,相较于标准轴重和层间连续状态,当轴重增加以及层间接触处于滑动状态时,路表弯沉明显增加、且面层底出现较大水平拉应力、剪切应力,路基顶面应变明显增加.     

省道202线平安至大力加山段超载运输影响公路安全运营分析

为了验证超载对S202线路面结构的影响,结合《青海省省道202线平安至大力加山段两阶段施工图设计》中的路面结构,借助于结构力学分析方法,分析不同交通量下的设计弯沉、结构层底弯拉应力等设计指标。     

广西大厚度柔性路面试验段结构选型力学分析

文章为了研究广西大厚度柔性路面耐久性结构,以田新高速公路项目为载体铺筑试验路段并开展了试验段结构的选型。采用麦路软件进行路面结构设计参数验算与力学分析,分别选取了田新高速公路设计用路面结构、广西大厚度柔性路面结构试验段一和试验段二、山东推荐的组合式耐久性路面结构等四种典型结构,采用田新高速公路交通设计参数计算并对比分析了各结构的设计指标,对三种大厚度柔性路面结构的路表弯沉、竖向位移、竖向压应力、水平拉应变各力学指标进行计算并分析了分布规律。结果表明:沥青混合料层厚度大的柔性路面结构的综合力学性能明显优于厚度小的柔性路面结构:规范中容许永久变形量要求不适用于大厚度沥青路面结构:推荐的广西大厚度柔性路面耐久性试验段结构具有水平拉应变小、疲劳寿命长、低温抗开裂性能好等特点,综合力学性能较优。     

高速公路长大陡坡路段半刚性沥青路面设计中剪应力研究

<正>沥青路面结构层受到的剪应力过大,将导致沥青路面出现车辙、推挤、滑移、拥包以及TOP-DOWN开裂等破坏。长期以来,我国沥青路面设计规范中设计指标为路表弯沉和沥青层底弯拉应力,并未考虑剪应力。而在纵坡路段,路面受到水平荷载影响,内部剪应力急剧增大,导致纵坡路段剪切破坏及其严重。为此,本研究采用层状弹性体系理论,分析纵坡路段半刚性基层沥青路面剪应力分布特点,为纵坡路段半刚性沥青路面的设计研究提供参考。     

大厚度水泥稳定碎石基层层间有限元模拟分析

大厚度水泥稳定碎石基层分层施工使得基层由设计中的整体受力变为两薄层受力,层间接触的存在降低了基层的路用性能,从而降低了整个路面结构的使用性能。文章采用有限元软件ABAQUS,分别对两种不同工况下(分层施工和全厚式施工)的大厚度水泥稳定碎石基层路面进行路表弯沉、面层底面和基层底面的最大主应力、土基顶部最小主应变及面层底面最大剪应力等指标的有限元模拟,分析不同工况的大厚度水泥稳定碎石基层路面的荷载响应。     

不同荷载及胎压对沥青路面结构力学响应的影响分析

为研究不同汽车荷载及胎压对沥青路面结构的力学响应影响,文章以典型的半刚性基层沥青路面结构为例,采用ANSYS有限元软件模拟了以20%为步距增大的超载标压、标载超压的路面表层力学变化,并将荷载、胎压两因素对各力学响应指标的影响进行方差分析。结果表明：路表左右轮载点竖向应力值分别为底基层底竖向应力值的46.39倍、47.56倍;随荷载逐步递增,路表的竖向位移、水平及竖向应力均呈上升趋势;随胎压逐步递增,路面表层水平及竖向应力均呈上升趋势,但胎压增大对竖向位移影响不明显。因此在实际公路运营中应控制行车超载、超压情况,以免路面力学结构发生破坏。     

半刚性沥青路面结构强度综合评价方法研究

为进一步研究路面结构强度不同评价方法在广西地区半刚性沥青路面的适用性,文章通过FWD采集广西典型高速公路沥青路面指标,并通过现行养护规范法、水稳层底面应变法、模量衰减法、路表弯沉法计算评价路面结构强度。经验算对比,其强度系数、上水稳层底面拉应变和损伤度指标具有良好的对应关系,可为广西地区半刚性沥青路面结构强度评价的准确性、路面寿命评估与养护决策规划提供参考依据。     

基于级配碎石基层的沥青混凝土路面结构有限元分析

采用ANSYS有限元软件,以广河高速惠州段沥青路面结构形式为例对级配碎石基层沥青路面结构建立静态弹塑性模型,分析了改变各结构层参数对级配碎石沥青路面结构力学性质的影响。计算得出:沥青层厚度选取17 cm为最优;沥青混凝土模量值为1 200 MPa能很好的控制路基永久变形;级配碎石层厚度为30 cm以及模量的增大时都可以有效地减小沥青层底拉应变和土基顶面的压应变;土基模量值的增大可以有效地减小土基顶面的压应变。     

基层间接触状态对沥青路面结构受力的影响分析

文章基于有限元接触理论,建立考虑层间粘结状态的大厚度半刚性基层沥青路面结构有限元分析模型,模拟分析不同基层间摩擦系数条件下的路表弯沉变化规律、面层层底弯拉应力变化规律以及上下基层底部弯拉应力变化规律。结果表明:在基层间粘结接触较弱的情况下,完全假设各层间为连续状态分析得到的路面弯沉值及应力值会与考虑层间摩擦时的计算值存在较大的差异,对沥青路面结构受力分析合理性的影响是不可忽略的;只有基层间摩擦系数大到一定程度后,大厚度半刚性基层沥青路面结构才能近似等效为层间连续,在基层间摩擦系数较小的情况下,可采用有限元接触模型进行大厚度半刚性基层沥青路面结构的设计分析。     

重载下水泥混凝土路面结构分析

针对重载车辆,基于有限元法,建立了典型水泥混凝土路面结构的三维有限元分析模型,分析了不同轴载、不同轴型作用下的水泥混凝土板应力分布状况。表明板底最大水平应力随轴重的增大而几乎成线性增大,重载将显著增大水泥混凝土板底应力;单轴轴载在板纵向边缘产生的应力大于双轴和三轴的应力。     

低剂量水泥稳定碎石基层研究

文章针对半刚性基层强度高,但反射裂缝和温缩裂缝突出的缺点,分析不同的基层模量对土基顶面压应变、面层底部的拉应变、面层内部的最大剪应力的影响,提出了合理的基层模量范围。并通过回弹模量试验,分析了不同水泥剂量对水泥稳定碎石基层结构强度的影响。     

城市支路升级改造路面结构设计

随着城市路网规划调整,部分城市支路道路等级提升至次干路。道路等级提升,对原路面结构强度的要求也相应提高。如何合理利用现有道路资源,节省工程投资,是道路升级改造过程中需要重视的问题。本文通过创建路面结构模型,利用原路面当量回弹模量Et和加铺层抗压模量的累加,计算出修正弯沉值;同时通过预测交通量的累计轴载计算出设计弯沉值。将两弯沉值进行比较,根据比较结果,采用不同的改建方案,并在工程实践中予以应用。     

旧水泥混凝土路面路用性能评价方法

基于结构承载力、平整度、破损状况评价等三方面对旧水泥路面路用性能进行研究,提出了路表弯沉值,三米直尺连续测得路面不平整的统计标准差,路况指数PCI这三个评价指标,并建立了路面使用性能评价模型,进一步提出基于回归模型的评价方法不适合于高等级公路路面使用性能的综合评价的结论.     

路面结构参数变化对路面结构的影响

分析了沥青路面结构层模量和厚度的变化对沥青路面结构层应力、应变和弯沉分布规律的影响,为合理选择路面结构参数,作好路面结构组合设计工作奠定了基础.     

贵州省水稳基层就地冷再生路面结构设计研究

文章针对贵州省山区公路所用筑路材料,研究了不同新旧料比例下冷再生混合料的力学指标及路面结构设计参数范围;基于弹性层状体系理论,提出由路表弯沉反算基底回弹模量的拟合公式,并根据双圆均布垂直荷载作用下的弹性层状连续体系理论提出了冷再生路面设计流程,为贵州省山区公路的基层就地冷再生路面结构设计提供了参考。     

水泥路面板底脱空评价及压浆处治工艺

为了研究水泥路面板底脱空评价方法及压浆处治工艺,文章依托某高速公路旧路改扩建项目,采用落锤式弯沉仪进行水泥混凝土路面板底脱空评价分析,并对压浆材料配合比设计方案进行比选,同时对压浆处治方案及质量控制检测进行探讨。结果显示:采用三级荷载进行弯沉测试,以荷载-弯沉线性拟合截距绝对值≥40μm时判定为板底脱空具有较好的适用性;经过五种配合比设计方案比选,选取方案一作为最终注浆材料的配合比设计方案;为减小行车荷载对孔内浆体强度形成扰动影响,建议封闭交通3d左右,由于项目所处广西地区,封闭2d即可满足通行要求;采用落锤式弯沉仪进行三级加载,若荷载-弯沉拟合曲线截距10μm,则可判定达到注浆效果,满足后期加铺质量要求。工程实践表明该评定方式可以较好地控制压浆效果、保证脱空处治效果。     

S型级配曲线特征及对AC型沥青混凝土配合比设计的优化

为寻求AC型沥青混凝土路面高温抗车辙能力不足问题的解决办法,文章通过分析S型级配曲线特征,提出用S型级配曲线改造AC型结构方法,并依托具体工程实践开展了优化设计研究。通过实验分析与示范工程实践,发现优化后的沥青混凝土路面具有强度高、抗车辙能力强、施工方便和性价比高等特点,为重载交通路面设计提供了一种新的思路与方法。