循环荷载作用下路面模型试验研究

介绍了室内模拟交通荷载作用下路面和软土地基共同作用的模型试验，模拟试验结果得出了路面板的弯沉、应力以及永久变形。采用弹粘塑性有限元理论分析了路面在竖向静荷载和循环荷载作用下的应力和变形特性，并与试验结果进行了比较。     

公路路基回弹模量承载板测试方法改进研究

针对承载板测试方法的不足,在进行路基顶面应力和位移分析的基础上,选择甘肃省、河南省和河北省的4条不同等级代表路段进行了不同荷载标准下的承载板试验,提出了不同等级公路路面结构下路基顶面产生的回弹弯沉以及压应力的变化范围;分析得出在不同等级公路进行承载板试验时的荷载标准:对于高等级公路(二级以上),荷载标准一般取为回弹变形0.5 mm对应的应力;对于三级以下公路,则采用控制回弹弯沉到1 mm时结束;同时提出了采用控制应力的测试方法,针对不同等级道路采用不同加载上限及荷载分级方法。     

农村公路沥青路面结构计算分析

利用有限元法,对设置贫乳化沥青稳定碎石柔性基层的农村公路沥青路面结构的弯沉和应力,进行了计算分析。研究得出,采用贫乳化沥青稳定碎石和石灰土组成的混合式基层的沥青路面结构,整体承载能力较高。8 cm贫乳化沥青稳定碎石的荷载扩散能力与15 cm石灰土相近,且设置贫乳化沥青稳定碎石的路面结构,受力更加均匀,变形更为协调。结果表明,贫乳化沥青稳定碎石基层沥青路面适宜在农村公路中应用。     

基于ABAQUS模拟的TOR橡胶沥青路面应力响应分析

借助大型有限元软件Abaqus建立沥青路面结构模型,根据室内试验所得数据确定材料的参数,选取适合TOR橡胶沥青的路面结构,分析在标准荷载作用下路面各层层底的应力值以及路表弯沉值与路表剪应力值,并与SBS改性沥青路面结构进行对比,得出沥青面层所受拉应力值随着上面层模量的增大而增大,SBS改性沥青路面结构路表的弯沉值要小于TOR橡胶沥青路面结构路表弯沉值,SBS改性沥青路面结构的剪应力值要大于TOR橡胶沥青路面结构的剪应力,SBS改性沥青路面结构抵抗车辙变形的能力不如TOR橡胶沥青路面结构,并通过铺筑试验路,埋设了传感器,实测路面层底应力值,验证了模型的可靠性.     

残余弯沉对不同静态弯沉测量方法相关性影响试验研究

沥青路面在荷载作用下会产生竖向变形,其总变形值即是总弯沉值,总变形值包括瞬时弹性变形、黏弹性变形、黏性流动变形;卸载后瞬时弹性变形立即恢复,其回弹变形值即是回弹弯沉值;黏弹性变形会随时间延长而逐渐恢复,黏性流动变形因不能恢复称为永久变形,黏弹性变形值与永久变形值统称为残余弯沉值。残余弯沉值的大小影响着贝克曼梁弯沉测值与自动弯沉仪弯沉测值相关性。本文将自动弯沉仪测值转换成回弹弯沉值与贝克曼梁测值进行相关性分析,通过试验得到贝克曼梁测值与自动弯沉仪测值之间的相关关系方程,相关系数R不小于0.95。     

层间黏结状态对柔性路面力学特性影响分析

为研究柔性路面在不同层间黏结状态下的力学响应规律,建立典型柔性路面结构型式及计算模型,利用BISAR软件对层间黏结状态从完全连续到完全滑动状态时面层、基层的竖向应力、水平应力及路基顶面弯沉进行计算分析。结果表明:随着层间黏结状态衰变,柔性路面基面层内竖向应力随之增大,最大增幅达到42%,易造成沥青层永久变形增加,导致车辙破坏;基面层内水平应力出现峰值突变,易造成各层间滑移;路基顶面竖向位移随之增大,易导致柔性路面整体弯沉过大。     

控制土基永久变形的设计指标研究

以我国1978年柔性路面设计规范规定的路面结构破坏标准为基础,利用弹性层状体系计算程序计算了典型粒料基层沥青路面的土基顶面压应变和路表理论弯沉值,并利用弯沉值修正公式对理论弯沉值进行修正;在此基础上,首先建立了路表实际弯沉值与土基顶面压应变之间的回归公式,结合1978年柔性路面结构设计规范中的弯沉值控制模型,初步建立了控制土基永久变形的土基顶面压应变控制模型。     

行车荷载下沥青路面响应分析

利用大型通用有限元软件ANSYS,将行车荷载简化为移动的均布荷载,对沥青路面表面弯沉、层底变拉应力、路面层内部压应力及剪应力等进行了计算分析,得出了它们随时间变化的规律.     

基于多级加载蠕变试验的沥青混合料变形特性研究

沥青路面的永久变形是路面结构层在荷载作用下塑性变形的积累.采用旋转压实仪GC减小沥青混合料试件制作过程中的变异性,在此基础上以MTS810型液压伺服务系统分五级进行单轴压缩蠕变试验,研究重复荷载作用下沥青混合料的变形特性.从能量的角度分析了沥青混合料的永久变形内在机理,探讨了受压状态下耗散能与混合料不可恢复变形间的联系,分析了室温下荷载作用时间对沥青混合料应力与应变关系的影响.     

重载沥青路面设计方法初研

在对河南省车辆超载情况进行调查的基础上,提出了接近车辆超载实际情况的应力圆图示,并以此为基础对拟定路面结构的弯沉、基层底面应力进行了分析比较;得出了随着超载幅度的增大,路面结构弯沉、基层底面应力较规范图示逐渐增大的规律和幅度,表明路面设计必须考虑车辆超载的情况.     

行车荷载作用下半刚性沥青路面动态弯沉数值分析

为连续快速检测路面动态弯沉,通过建立行车荷载作用下沥青路面有限元动态模型,研究了在不同行车速度、不同测点的弯沉大小;通过改变路面各层厚度和模量对路面动态弯沉特性进行了研究。研究结果表明:不同车速条件下的路面动态弯沉并不相同,车速愈高弯沉愈小,并且弯沉最大值滞后于行车荷载作用的峰值;路面厚度增加显著减小路面动态弯沉,厚度对弯沉影响的大小依次为面层、基层和底基层;各层模量的增加将使路面的动态弯沉减小。     

装配式基层道路结构接缝荷载应力分析

为研究装配式基层路面结构基层接缝的应力情况,通过三维有限元分析方法,分析了装配式基层模量、基层厚度、荷载大小、土基回弹模量和层间接触条件等对装配式基层接缝底部荷载应力的影响。路面结构计算与分析表明:混凝土模量较填缝砂浆模量对结构影响大,不但能减小幅度大于前者的接缝弯沉,而且能从一定程度上增强接缝的传荷能力,基层模量的下降可以有效地减小荷载应力;随基层厚度和土基回弹模量的增加,接缝两侧弯沉值和底部荷载应力显著减小但逐渐趋于平缓,传荷能力增加;接缝弯沉和底部荷载应力在超载下均是呈线性关系显著增长,需严格限制超载重载;接触条件的恶化,接缝弯沉值和底部荷载应力基本增大,由连续状态变为非连续状态变化特别显著。     

基于模量反算的共振碎石化沥青加铺结构验算

目前国内早期修筑的水泥砼路面大多处于大中修阶段,旧水泥砼路面的加铺改造设计需确定设计参数。文中以湖南某高速公路大修工程加铺结构为例,利用FWD采集7个传感器位置的弯沉,得到共振碎石化加铺结构的实测弯沉盆,采用BISAR程序拟合得到各结构层的模量组合,根据动态弯沉值和拟合结果进行加铺结构刚度验算和厚度设计。得出旧砼板共振碎石化加铺层材料的刚度不得低于1 128.59 MPa;加铺结构半刚性基层层底拉应力、沥青混合料层总的永久变形量满足要求,拟定的加铺层厚度合理。     

路面专题连载——一、柔性路面设计指标及强度安全系数

十多年来我国沿用着以弯沉为指标的柔性路面设计方法。众所诸知,弯沉只是表征路面整体强度的一个综合性指标。只一个弯沉指标并不能充份表征路面在车轮荷载下的应力状态。如图1的两种路面结构,弯沉值相同,但弯曲程度(用层底拉应力或曲率半径表示)不同,路面1比路面2就处于更不利的应力状态(σ_(r_1)>σ_(r_2))。     

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.     

FWD荷载作用下刚性路面弯沉的动力响应分析

对于Kelvin地基上的混凝土板,利用有限元软件ANSYS,建立了落锤式弯沉仪(FWD)荷载作用下刚性路面的瞬态动力分析模型.通过改变地基阻尼系数和混凝土面板材料阻尼系数,研究路表弯沉的动力响应特征.探计了在不同的荷载频率作用下,路面弯沉峰值的变化规律,得出了刚性路面结构的临界频率.结果表明,阻尼系数越大,弯沉的峰值越小,而且路面阻尼较路基阻尼对弯沉峰值延迟效应更为明显;当加载频率高于临界频率时,随着频率值的增大,弯沉峰值逐渐减小;当加载频率低于临界频率时,随着频率值的增大,弯沉峰值逐渐增大,最后趋近于静力荷载作用下的弯沉值.     

基于FWD检测数据确定刚性路面板脱空范围

对于Winkler地基上的混凝土板,利用Ansys建立了落锤式弯沉仪(FWD)荷载作用下刚性路面的分析模型.在不同的工况作用下,计算脱空刚性路面板表面的挠度,根据路面弯沉值的变化趋势,得出了刚性路面弯沉盆形状系数βi的变化规律,研究对刚性路面结构在FWD荷载作用下确定脱空范围具有一定的理论意义和工程应用价值.     

冲击荷载作用下不设搭板路桥过渡段的动力响应分析

针对桥头跳车引起的冲击荷载问题,运用有限元软件,对不设搭板的路桥过渡段在冲击荷载作用下动力响应进行分析,得到不同台阶高度、车速及轴重作用下不设搭板路桥过渡段的路表弯沉、基层底拉应力以及路基顶面压应变等力学响应值。结果表明:冲击荷载作用下路表弯沉、基层底拉应力及路基顶面压应变等指标均大于静载作用下的力学响应值,路面结构设计时,应在静载作用下路面力学响应值的基础上乘以相应的动载系数。     

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。     

旧水泥砼路面加铺沥青层的三维有限元分析

应用Abaqus三维有限元分析软件,针对旧水泥砼路面进行直接加铺和增设应力吸收层后加铺沥青层两种处理方案,通过与原未改造路面对比,结合温度场,进行不同荷载作用下路面结构接缝弯沉和传荷能力分析,研究沥青加铺层结构强度和反射裂缝。结果表明,加铺沥青层后弯沉与传荷能力均有明显改善;温度场对旧砼路面弯沉和传荷能力的影响远大于荷载作用,加铺沥青层后弱化;结构强度指数能评价传荷能力,但对温度耦合下的超载有局限性;增设应力吸收层能有效阻止反射裂缝。