实测沥青路面温度场分布规律研究

通过在实体工程中埋设温度传感器,以准确获得环境因素作用下的沥青路面温度场分布情况。根据大量的实测沥青路面温度场数据,对不同气温和气候条件下沥青路面温度场的分布规律进行了深入系统的分析和研究。对高温期温度场数据针对性分析后发现,路面温度与结构层深度之间具有良好的相关性并建立了相应的关系式,以此可预测结构层任何深度处的路面温度,为研究夏季高温条件下沥青路面的抗车辙性能提供了依据。     

浅析法标混合式沥青路面结构设计

目前中国高等级公路主要以半刚性基层沥青路面结构为主,对混合式沥青路面结构的使用和研究较少,该文介绍了法标下该结构的设计控制指标、容许值、标准轴载下结构层应力应变计算过程和结构的破坏模式,同时论述了混合式沥青路面结构的结构层材料选择和设计注意事项,并对混合式沥青路面结构的优缺点进行了分析。     

基于FWD的沥青路面弯沉及反算模量的温度修正

利用落锤式弯沉仪(FWD)在中原地区沥青路面的实测弯沉盆,采用系统识别方法对沥青路面结构层模量进行反算,进而分析沥青路面弯沉及反算模量与沥青温度之间的关系,并建立了相应的温度修正公式。     

道路层面响应参数采集系统的设计开发

开发了一种路面及层面间结构受力状况采集检测系统,该系统可为道路受力特性分析、沥青路面早期损坏研究、提升高速公路养护、维修及道路状况评估水平提供技术支撑。系统主要包括4部分:太阳能充电锂电池组电源、车辆到位感知模块、数据采集存储系统及上位机分析软件。其中前3部分布置在应用现场,用于实时在线测试并存储车辆对路面产生的应变数据;上位机分析软件用于从大容量Flash存储器离线提取已存储的应变数据。并通过实验验证了系统无人值守采集数据的可行性,对测试数据的有效性进行了分析。结果表明,开发的系统满足现场测试要求。     

粒料基层沥青路面结构力学响应研究

通过FWD实测粒料基层沥青路面结构的弯沉并将路面结构层的反算模量用于路面结构三维有限元力学模拟,分析了粒料基层沥青路面结构在车辆荷载作用下的力学响应特点,对比了粒料基层顶面压应力理论计算结果.通过埋设在粒料基层顶面的土压力盒实测压应力,对两者存在差异的影响因素进行了探讨.     

半刚性基层沥青路面结构施工阶段的测试与分析

以上海市罗山路工程为依托,在施工阶段逐层进行了测定,包括回弹弯沉、承载板测定路面当量回弹模量、各结构层底面应变状态等.通过测定数据的分析,研究半刚性基层沥青路面各结构层的贡献情况,对分析半刚性基层沥青路面结构的结构性能,进行路面结构的组合设计具有较大的参考价值.     

沥青路面温度场的热量分析研究

以高速公路沥青路面为依托工程,现场连续实测了各结构层的温度,分析了高温和低温温度场及其日周期变化规律.在此实测数据基础上,选取合适的材料热物性参数,针对冬季低温和夏季高温2种情况,计算分析了沥青路面的热量交换,以期进一步认识沥青路面的温度场.结果表明,沥青路面的温度场可以用结构层单位体积的热量变化来描述,二者的变化规律具有良好的对应性;路面热交换主要集中于沥青层,而在基层的变化较小;路面在冬季处于放热状态,在夏季处于吸收并储存热量状态.     

半刚性基层沥青路面结构设计指标的研究

本以上海市罗山路工程为依托，在其施工阶段逐层进行了测定，包括回弹弯沉、承载板测定路面当量回弹模量，各结构层底面应变状态等。同时对材料进行室内物理力学性质测定。通过测定数据的分析，研究半刚性基层沥青路面各结构层的贡献情况。对分析半刚性基层沥青路面结构的结构性能，进行路面结构的组合设计具有较大的参考价值。     

FWD作用下沥青路面动力特性数值研究

为了研究路面厚度、模量、加载速度等因素对FWD作用下沥青路面动力特性的影响,该文基于有限元原理建立沥青路面动力特性模型,并通过与实测数据进行对比分析验证所建模型的精度,最后对FWD作用下的沥青路面弯沉及应力等动力特性及路面厚度、模量、加载速度对其动力特性的影响进行了研究,重点研究了不同结构层厚度及加载速度下面层、基层和底基层各自的应力变化情况以及路面弯沉变化趋势。研究表明:结构层厚度、设计参数(模量等)、加载速度等因素的变化对沥青路面动力特性均存在不同程度的影响,研究结果有助于根据路面结构的应力及变形特点进行路基路面结构设计,同时对分析路面损坏的原因及采取何种预防措施提供参考及依据。     

基于远程监测的车辙等效温度预估模型建立

针对沥青路面车辙等效温度预估模型建立过程中,路面温度预估模型无法快速准确地测定不同时刻各深度结构层的实时温度数据和计算过程复杂等问题,通过埋设温度传感器,连接实时温度监测系统,采集不同时刻各深度结构层的实时温度。同时通过自行开发的计算程序,建立车辙等效温度预估模型。研究结果表明,远程监测系统可即时建立车辙等效温度预估模型,为公路养护的及时性和制定长周期养护规划提供可靠基础。     

模量对柔性基层沥青路面力学响应研究

采用ABAQUS有限元软件建立三维沥青路面模型,模拟柔性基层沥青路面在不同的结构层模量组合下的力学响应,研究结构层模量对柔性基层沥青路面的力学响应(应力、应变和位移)。结果表明:沥青路面结构层模量对柔性基层沥青路面力学响应有重要影响;对于柔性沥青路面,要确保下面层有足够的模量,并且选择合宜的柔性基层模量;在路面设计、施工中需要注重中、下面层与柔性基层的施工质量。     

基于远程监测的车辙等效温度预估模型建立

针对沥青路面车辙等效温度预估模型建立过程中,路面温度预估模型无法快速准确地测定不同时刻各深度结构层的实时温度数据和计算过程复杂等问题,通过埋设温度传感器,连接实时温度监测系统,采集不同时刻各深度结构层的实时温度。同时通过自行开发的计算程序,建立车辙等效温度预估模型。研究结果表明,远程监测系统可即时建立车辙等效温度预估模型,为公路养护的及时性和制定长周期养护规划提供可靠基础。     

湿热重载地区长寿命沥青路面动态响应实测系统研究

设计了湿热重载地区沥青路面动态响应实测系统及其布设、测试方案,实测系统包括4个子模块。湿热地区区域环境高温多雨,模块一以温湿度传感器动态监测沥青路面结构的温湿度场;重载地区重轴载、高胎压、大交通量,模块二以电阻应变式传感器动态监测各层横、纵向应变,模块三以多点位移计动态监测各层竖向变形;模块四以竖向压力计动态监测各层压应力。4个模块协同工作以确定沥青路面结构不同温、湿度场下应力及三向应变状态。对云罗高速公路3种长寿命沥青路面结构试验路动态响应系统进行布设、测试,统计传感器存活率,对测试结果进行滤波和平滑处理。结果表明实测系统设计合理,布设、测试方案得当,实测结果能较好地体现沥青路面动态响应。     

实测沥青路面温度场分布规律的回归分析

以实际运营中的沥青混凝土道路结构为试验对象,提出了一套完整的道路结构温度场实测方案。根据大量的实测沥青路面温度数据研究了沥青路面温度场的分布规律,并利用回归分析对沥青路面温度场与气温之间的相关关系进行了探讨。考虑到升温阶段和降温阶段气温对沥青路面温度场影响的差异,分别研究了基于升温阶段和降温阶段沥青路面温度与气温的相关关系,并给出了不同温变阶段下任意深度处沥青温度的预估模型。对实测数据与预估数据的比较表明:该模型具有较好的精确性与实用性。     

高模量沥青混凝土对沥青路面结构的高温受力影响分析

为了分析高模量沥青混凝土对沥青路面结构在高温条件下受力的影响,揭示高模量沥青混凝土路面的抗车辙机理,该文对沥青路面结构层材料进行了动态模量试验,并基于高温动态模量建立了弹性层状体系模型,使用Bisar软件分析了高温条件下中面层模量对路面结构受力的影响。结果表明:在高温条件下,随着中面层模量的提高,荷载下方上面层层底与中面层层顶的压、剪应力应变大幅降低,下面层的应力应变有小幅降低,整个路面结构应变水平的降低使其具有良好的抗车辙能力,该研究成果可为沥青路面的抗车辙设计提供参考。     

基于疲劳损伤的沥青路面设计温度及预估模型研究

针对沥青路面结构必须控制的疲劳破坏形式,以沥青层层底拉应变作为控制沥青路面疲劳开裂的指标。通过实测沥青面层层底最大拉应变与路面结构不同深度处路面温度的相关性分析,确定了沥青路面疲劳损伤的设计温度,提出了以沥青层中间温度作为沥青路面疲劳开裂分析的设计温度和试验条件。通过实测永久性沥青路面试验路每小时的路面温度和气象数据,分析了沥青层中间温度的分布规律,对沥青层中间温度与气温、路面深度之间的相关关系进行了计算分析,建立了沥青层中间温度的预估模型。结果表明,沥青路面应变响应与温度密切相关,随着路面温度的升高,沥青层底拉应变增大;沥青层中间深度处温度与沥青层底拉应变相关性最高,采用沥青层中间深度处温度能较好地评价路面结构的抗疲劳性能。     

考虑实测轮载的动态模量加载波形及荷载作用时间取值研究

利用三维有限元计算工具,考虑沥青路面结构层不同的模量和厚度组合,结合实测的竖向轮胎-路面接地压力并考虑水平作用力,分析沥青路面结构层不同深度处的竖向应力脉冲波形.分析结果表明:同一沥青路面结构层不同深度处,不仅其竖向应力脉冲波形不相同,波长也不一样;也就是说,对同一路面结构不同深度处动态模量的确定,除了需要考虑不同的实验室加载波形和加载频率以外,还需要对荷载作用时间的取值做出修正.     

柔性基层耐久性沥青路面结构力学分析

为给柔性基层耐久性沥青路面结构设计提供依据,通过对不同的沥青总厚度、相同总厚度下不同层厚度组成、不同的弹性模量等各结构层参数的最值进行组合,分别分析了各种参数组合对不同控制指标的影响,利用Minitab数据分析软件对数据库内的数据进行回归分析,推导出力学响应模型,衡量了各结构层参数对路面结构力学指标的影响。研究表明:沥青层的总厚度是沥青层层底拉应变指标的主要影响参数;柔性底基层厚度是土基顶压应变指标的主要影响参数;柔性底基层动模量参数对各指标值均有显著影响;土基模量是路表弯沉值和土基顶压应变指标的主要影响参数。     

山东省高速公路沥青路面典型结构力学响应观测验证

基于路面温度场采集系统和应力应变采集系统对山东省高速公路沥青路面典型结构进行了力学响应观测,并基于实测温度场对路面材料模量参数进行了温度修正,采用有限元法建立了路面结构力学模型,对路面结构在不同车速作用下的力学响应进行了观测验证。结果表明,路面结构实测应变与理论分析结果能很好的吻合,为路面结构、材料在荷载作用下的行为规律研究提供了大量有用线索。     

半刚性基层沥青路面动态应变响应模拟分析

为研究半刚性基层沥青路面的结构动态应变响应规律,依托工程项目开展动态应变实测,并基于ABAQUS进行了三维动态仿真试验,对结构各层的应变响应规律进行对比分析。结果表明,最大纵向及横向拉应变均出现在冷再生层底部,说明疲劳开裂最可能在此产生。面层与基层间接触接近于滑动条件,可能是由于裂缝处面层与半刚性基层间产生了脱空。实测与数值仿真所得各层动态应变规律较为一致,说明动态应变测试方法能较好地反映沥青路面的真实应变响应,可为半刚性基层沥青路面结构设计与性能评价提供依据。