复合式路面层间界面力学特性试验研究

为了研究复合式路面层间界面的力学特性,通过自主研发设计的一种原理简单的直接拉伸仪器和层间剪切试验仪,对高黏弹沥青砂与水泥混凝土板复合式路面的层间界面拉伸与剪切特性进行了试验研究。研究结果表明:沥青砂与混凝土界面的抗拉强度随着加载速率的增大而增大,随着温度的升高而降低,从而可知在夏季高温时,沥青砂与混凝土之间的界面容易发生拉伸破坏;结构层间的的抗剪强度随着温度的升高而减小,随着加载速率的增大而增大,随着法向应力增大而增大。文中有关结论可为进一步研究层间界面力学与路用性能的关系、高黏沥青砂应力吸收层的设计与施工提供指导。     

级配碎石基层沥青路面复合土工格栅最佳层位研究

为优化级配碎石基层沥青路面复合土工格栅结构,基于层状结构体系理论,采用黏弹性模型和Mohr-Coulomb模型表征沥青面层和级配碎石层的特性,通过Abaqus建模分析典型路面结构的应力、土工格栅的抗开裂性能和疲劳寿命,确定和试验路验证了土工格栅的最佳层位。结果表明:土工格栅位于沥青面层与级配碎石层交界面处时,级配碎石层受压,沥青层底的最大拉应力和拉应变最小,且结构疲劳寿命最长。综合考虑级配碎石厚度和模量对沥青层和半刚性基层层底最大拉应力的影响,建议级配碎石的模量≥300 MPa,厚度取15~20cm。研究成果可为复合路面结构提供设计理论依据和施工经验。     

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。     

层间接触时空心板桥铺装层应力分析

利用ANSYS软件对空心板桥模型进行了计算分析,该空心板桥模型的桥面铺装层间采用接触方式。文中分析了空心板桥横坡变化、铺装层厚度变化、铺装层弹性模量变化以及层间黏聚力变化对铺装层中各层应力的影响。计算结果表明:增加横坡坡度,调平层和沥青混凝土层的纵向剪应力明显增大;增加调平层厚度,沥青混凝土层和防水层的应力明显变化;增加调平层弹性模量,调平层的应力明显增加;增加防水层厚度,防水层纵横向拉应力都会减少;增加防水层弹性模量,防水层应力有明显增加,沥青混凝土层各应力明显减少;当沥青混凝土层厚度不大于12cm时,铺装层各层多数应力随沥青层厚度增加而减小;增加沥青层弹性模量,防水层纵横向拉应力明显减少,沥青层应力增加明显;当层间黏聚力大于0.125 MPa时,铺装层各层应力以及层间应力基本保持不变。     

基于ANSYS的旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力状态研究

基于有限元软件ANSYS对设置应力吸收层的沥青加铺层进行仿真计算,分别研究了不同弹性模量和厚度的沥青加铺层和应力吸收层对路面结构层应力的影响。研究结果表明:在一定范围内,适当增加应力吸收层和沥青面层的厚度有利于改善路面的防裂效果,但过大的厚度对抑制反射裂缝作用很小,同时也会增加施工难度和造价等。综合施工、应力状态及造价等因素,本文给出的本项目应力吸收层厚度建议值为2.5cm。此外,计算结果表明:应力吸收层的弹性模量越小,其抑制反射裂缝的效果越好,但过小的弹性模量会降低路面整体强度,造成施工困难、易产生车辙等病害,给出的本项目应力吸收层弹性的建议值为500MPa.     

严寒地区高黏高弹改性沥青应力吸收层沥青混合料路用性能研究

为解决河北省张家口市北部坝上地区沥青路面反射裂缝严重的问题,以高黏高弹改性沥青应力吸收层为研究目标,通过沥青的常规试验和PG分级试验来评价3种不同的应力吸收层沥青结合料,并对3种沥青混合料的路用性能进行了研究。通过室内试验结果表明,高黏高弹改性沥青的常规技术指标要明显高于常规改性沥青,PG分级也高于常规改性沥青。与普通改性沥青应力吸收层沥青混合料相比,高黏高弹改性沥青应力吸收层沥青混合料具有更好的路用性能。     

复合改性橡胶沥青应力吸收层应用技术研究

通过室内试验研究复合改性橡胶沥青应力吸收层的性能变化,结果表明,复合改性橡胶沥青应力吸收层中碎石9.5～13.2 mm的最佳撒布量为12 kg/m~2,沥青最佳洒布量为2.4 kg/m~2;复合改性橡胶沥青应力吸收层的剪切破坏变形是土工格栅的2倍多、乳化沥青封层的近3倍、聚酯玻纤布的近1.5倍。同时通过实体工程应用,验证了复合改性橡胶沥青应力吸收层良好的抗路面反射裂缝能力。     

连续配筋混凝土加铺沥青层复合路面温度应力分析

使用有限元软件建立了更加符合实际的高温天气下连续配筋混凝土加铺沥青层复合路面温度应力分析模型,综合考虑路面各结构层厚度方向的温度梯度非线性分布和温度周期性变化,以1 d为周期计算了混凝土层的温度应力,并总结了非线性温度梯度、沥青层厚度、CRC层厚度和基层摩阻系数对混凝土温度应力的影响规律。     

基于TPS改性沥青应力吸收层材料性能研究

为减少半刚性基层以及旧水泥路面加铺沥青层后出现的反射裂缝,常铺筑应力吸收层。该文采用TPS高黏改性沥青,利用Superpave方法进行配合比设计,并对其改性后的沥青高温、低温以及抗疲劳性能进行研究。针对应力吸收层的受力特点,通过比较不同材料的抗拉应变能力、抗弯拉强度以及常温和高温条件下的抗剪强度。通过试验结果分析认为TPS改性沥青混合料作为应力吸收层具有一定的优势。     

橡胶沥青应力吸收层性能试验研究

为延缓复合式路面沥青面层产生反射裂缝,通常会在沥青加铺层和水泥混凝土路面之间设置应力吸收层。通过复合试件的直接剪切与疲劳试验,对橡胶沥青应力吸收层与其它工程中常用应力吸收层的力学和疲劳性能进行比较和研究,揭示橡胶沥青应力吸收层的性能优势。     

沥青路面荷载型反射裂缝力学计算分析

该文为了探究开裂基层、旧路面结构上沥青加铺层开裂机理,并验证富沥青的沥青砂应力吸收层在防治沥青路面反射裂缝方面的作用效果,首先从建模入手,介绍了有限元模型的建立,继而分析确定了车辆轮载作用在沥青加铺层上的最不利位置,进一步分析了应力吸收层在防治沥青路面反射裂缝中的作用效果。     

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。     

基于应力吸收层的旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构分析

通过采用有限元软件计算分析不同防止反射裂缝措施条件下及加铺层厚度、应力吸收层厚度和应力吸收层模量变化对加铺层底荷载应力的改善情况.结果显示,应力吸收层的设置对层底荷载应力和沥青加铺层厚度设计均存在显著影响.同时,提出了应力吸收层厚度和模量的设置原则和要求,为旧水泥混凝土路面加铺沥青层结构设计提供了理论依据.     

基于三点弯曲试验的高黏沥青砂应力吸收层的裂缝扩展过程研究

为了研究带3种贯通裂缝的水泥混凝土加铺高黏沥青砂应力吸收层和没有应力吸收层两种结构的反射裂缝的扩展路径与断裂机理,对带3种裂缝的两种结构试件分别进行三点弯曲室内试验。并以扩展有限元方法(XFEM)为基本方法,建立有限元模型对有应力吸收层的加铺层的裂缝扩展过程进行模拟。把扩展有限元模拟结果与室内试验结果进行比较并分析了反射裂缝的力学响应、扩展机理和断裂过程。结果表明:数值计算与试验的结果在断裂形态上相近,两者数据的相关性较高。高黏沥青砂应力吸收层能降低加铺层底部的应力集中,减缓加铺层下部裂缝扩展的速率,达到防治反射裂缝的目的。     

二秦高速张家口段应力吸收层配合比设计方法适用性研究

为解决二秦高速张家口段沥青路面反射裂缝严重的问题,本文以高黏高弹改性沥青应力吸收层的配合比设计为研究目标。通过研究真空法、计算法、沥青浸渍法对应力吸收层混合料理论最大相对密度的测定,并采用马歇尔法、旋转压实法和基于路用性能的油石比确定方法对应力吸收层的配合比设计进行了研究。研究表明,相比真空法和计算法,沥青浸渍法更适用于应力吸收层混合料最大理论密度的确定;马歇尔法不适用于应力吸收层的配合比设计,而旋转压实法和基于路用性能的油石比确定方法都适用于二秦高速张家口段应力吸收层的配合比设计。     

板梁桥面薄层沥青混凝土铺装的应用研究

针对空心板梁桥的铰缝极易破坏的特征,文中提出压缩沥青混凝土铺装层,增加水泥混凝土调平层厚度,并优化防水粘结层的设计要点。室内试验表明,薄层沥青混凝土具有良好的路用性能,应力吸收层作为防水粘结层的抗剪切强度高达2.68 MPa。最终推荐采用双层钢筋网的水泥混凝土调平层+复合改性沥青应力吸收层+单层复合改性沥青混凝土的薄层板梁桥面铺装组合形式进行桥面铺装的维修,取得良好效果。     

路面纤维沥青应力吸收中间层试验研究

为了确定新型路面应力吸收层-纤维沥青应力吸收中间层(FR-SAMI)各材料的最佳用量,采用正交试验法进行试验设计,通过室内剪切试验得到的剪切强度和拉拔试验得到的粘结强度两个性能指标,来评价新旧路面界面间的粘结强度性能,并确定了FR-SAMI各材料最佳用量:纤维为120g/m2,纤维长度为6～8cm,乳化沥青为1.2kg/m2。     

沥青混合料复合小梁疲劳因素正交试验分析

研究采用正交试验设计对3种路面结构类型的双层沥青混合料复合小梁疲劳因素进行分析,并建立了疲劳方程模型。结果表明:黏层油用量对复合小梁的疲劳寿命影响最显著,而黏层油种类和应力水平对不同路面结构类型显著性存在差异性;AC-13+AC-20和SMA-13+AC-20在0.5kg/m2的SBS改性沥青黏层油作用下,OGFC-13+AC-20在0.75kg/m2的SBR改性乳化沥青黏层油作用下,且全部为低应力水平时,疲劳寿命最长;不同路面结构类型的疲劳方程模型符合二次抛物线关系,且相关性均达到97%以上;不同黏层油用量下,SMA-13+AC-20的疲劳寿命显著优于其他路面结构类型。     

贫混凝土基层沥青路面荷载应力有限元分析

为了研究贫混凝土沥青路面受力在不同路面结构和材料参数下的状况,通过三维有限元数值分析方法,分析了面层厚度、面层模量、应力吸收层厚度、应力吸收层模量和裂缝宽度对贫混凝土基层沥青面层层底应力的影响。路面结构计算与分析表明：在贫混凝土基层-沥青面层复合式路面结构中,适当增加沥青面层厚度对防治反射裂缝十分有效,而通过提高沥青面层强度的方法来减少反射裂缝效果不明显;一定厚度和模量的应力吸收层能有效降低沥青面层底面应力水平;贫混凝土基层裂缝宽度对沥青面层底面受力具有较大的影响。     

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。