共振碎石化后沥青加铺层应力与疲劳断裂分析

针对共振碎石化后沥青加铺层的反射裂缝防治机理和作为长寿命路面结构的应用问题，使用有限元方法对水泥混凝土路面沥青加铺层和共振碎石化后沥青加铺层的受力特性和疲劳寿命进行了分析，研究了共振碎石化后沥青加铺层在各影响因素下的裂缝尖端应力强度因子和疲劳寿命变化规律。结果表明，共振碎石化技术有效减小了沥青加铺层的层底应力和裂尖应力强度因子，疲劳寿命是水泥混凝土路面直接沥青加铺层的8.75倍，可满足长寿命路面的设计要求。共振碎石化后沥青加铺层的疲劳寿命随面层模量和轴载的增大而递减，随共振结构层模量的增大而先减后增，随面层厚度和车速的增大而递增。     

旧水泥混凝土路面加铺层中裂缝缓解层的有限元力学分析

旧水泥混凝土路面加铺改造后主要破坏来自于旧水泥混凝土路面的反射裂缝,如何防止反射裂缝的发生也是旧水泥混凝土路面加铺改造的难点.为此,研究采用大碎石沥青混合料作为裂缝缓解层,对比分析了大碎石沥青混合料、密级配AC-20混合料、级配碎石与水泥稳定碎石4种不同加铺层的结构应力,采用有限元分析方法分析了在最不利荷载作用下,温度应力、荷载与温度应力耦合作用下以及加铺材料中的孔洞对加铺层底应力的影响,发现大碎石沥青混合料裂缝缓解层对防止反射裂缝的发生具有良好的作用.     

旧路面碎石化加铺方式对水泥加铺层的影响研究

针对湖南省某干线公路旧路改建实例,通过Abaqus有限元软件分析在旧路基层强度不同时,旧水泥路面碎石化后铺筑的水泥混凝土面层在行车荷载作用下面层产生的应力变化。若旧路基层为级配碎石、石灰粉煤灰土,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层拉应力相比旧路面凿除时拉应力减小,而旧路基层为水泥稳定砂砾时,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层应力相比旧路面凿除时拉应力增加;在混凝土加铺层下方增设18cm5%水泥稳定砂砾基层,并将原旧路碎石化层或旧路基层作底基层使用时,荷载作用下混凝土加铺层的拉应力可大幅减小。     

级配碎石层在旧水泥混凝土路面加铺改造中的应用

近年来,世界上许多国家对旧水泥混凝土路面进行了大量的修复工作,其主要措施是在旧水泥混凝土路面上加铺半刚性基层和沥青面层,但工程实践表明,旧水泥混凝土路面接缝或裂缝处的沥青加铺层极易产生反射裂缝,导致加铺层使用寿命的缩短,如何控制反射裂缝的产生和发展至今仍是道路工程界所面临的一大技术难题。论述了旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的成因,结合205国道唐山丰南段加铺改造工程应用实例,通过对级配碎石层防裂机理的深入分析,指出在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间铺筑级配碎石柔性过渡层可有效防止反射裂缝,达到旧水泥混凝土路面维修改造的理想效果,具有很高的推广应用价值。     

水泥混凝土路面碎石化层应力强度因子有限元分析

为比较是否碎石化对加铺后沥青路面结构应力的影响,本文从断裂力学入手,借助有限元软件,按等参八节点二维平面应变单元分析了两者在沥青加铺层情况相同时层底的应力强度因子。经对比分析,两者的Ⅰ型应力强度因子差别很大,而Ⅱ型应力强度因子基本相同,表明碎石化后沥青加铺层层底具有更好的受力特性,与不破碎直接加铺相比,能显著降低沥青加铺层底反射裂缝的可能性。这表明碎石化工艺对旧水泥混凝土路面的处治能满足加铺要求,达到了工艺处理的目的。     

碎石化后沥青加铺层应力对比分析

碎石化是一种旧水泥混凝土路面处治重要技术,它能降低建设成本,加快建设周期。文章基于有限元分析方法,首先对比分析了碎石化后加铺沥青面层和同厚度级配碎石层上加铺沥青面层的应力,结论认为碎石化后沥青加铺层底的拉应力要小于级配碎石的情况,证明碎石化后水泥混凝土板块优于级配碎石的力学性能;然后,通过改变碎石化层中两个主要分层的厚度和模量,分析不同的破碎程度对加铺层应力的影响,结论认为,碎石化下层厚度在10cm左右时,既能保证碎石化层仍然具有一定强度使沥青层底拉应力不至于过大,又能起到防止反射裂缝的作用。碎石化下层厚度不变时,加铺沥青层的受力状况随着碎石化下层模量的增大会稍有改善,拉应力、拉应变和弯沉都会有所减小,总体幅度在3%~9%之间。     

多锤头碎石化(MHB)技术研究

介绍了多锤头碎石化技术的方法与适应性,对采用MHB碎石化方法施工的优、缺点以及碎石化结构层的防反射裂缝机理进行了初步的分析与研究,提出了旧水泥混凝土路面碎石化后加铺结构的模型,认为多锤头碎石化技术是一种能消除旧水泥混凝土路面接、裂缝向沥青加铺层反射的有效方法.     

应力吸收层缓解沥青混凝土加铺层应力集中的数值模拟分析

沥青混凝土加铺层的反射裂缝,主要是由旧水泥混凝土路面接缝处应力集中导致加铺层应力过大而引起的。采用有限元方法对设置与未设置应力吸收层的加铺层结构进行对比分析可知,在旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层之间设置应力吸收层后,加铺层结构的荷载应力、温度应力及应力强度因子均有大幅度的降低,应力吸收层的模量越低,效果越明显。理论分析结果表明,应力吸收层可有效地缓解接缝处沥青混凝土加铺层的应力集中现象,延缓反射裂缝的产生与发展速度。     

旧水泥混凝土路面采用沥青加铺层裂缝反射常用措施分析

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一.目前常用的措施除增加沥青加铺层的厚度并选用优质沥青和配置抗裂性能好的沥青面层混合料外,还主要采用了能吸收和消散裂缝尖端应力的夹层及裂缝缓解层,如在加铺层和旧水泥混凝土路面之间设置土工合成材料织物、钢丝网或铺一层弹性模量低、抗拉性能好的橡胶沥青应力吸收层,也可在沥青加铺层和水泥混凝土路面之间铺设级配碎石过渡层或特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层,此外,还可对铺筑在旧水泥混凝土板上的半刚性基层每隔10 m～15 m进行预切横缝并加铺土工织物处理,这样也可以减少沥青加铺层的反射裂缝.为了消除旧水泥混凝土板接缝处的应力集中现象,还可对旧水泥混凝土板进行破碎处理,然后再加铺半刚性基层及沥青层.     

旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术应用研究

由于半柔性道路材料兼有高强度和高韧性的特点,可用作旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层中的应力吸收层,用来解决出现反射裂缝的问题,因此,在泡沫沥青冷再生技术研究成果的基础上,根据半柔性道路材料的属性和反射裂缝产生的原理,研发了旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术,专门用于防治路面反射裂缝,并结合湖州市318国道南浔段旧水泥混凝土路面改造工程的应用,取得了良好的实际效果.因此,旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术能有效地防治反射裂缝的产生,延长道路使用寿命,具有广阔的工程应用价值.     

水泥路面“白改黑”的防裂技术

为解决旧水泥混凝土路面"白改黑"加铺沥青面层的防反射裂缝技术问题,以提高道路的行驶舒适性,文中在分析反射裂缝的形成机理、各种抗反射裂缝措施的特点及加铺层底的荷载、温度应力及经济成本的基础上,指出:旧水泥路面与加铺层间设置夹层的方法对改善加铺层受力状态作用明显;而SAMI橡胶应力吸收层的技术经济和环保效果最佳;在旧路破坏严重的情况下,共振破碎技术不失为一种较好的施工方法。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面层的抗反射裂缝分析及处治措施

旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面层是一种常见的旧水泥混凝土路面改造措施,如何做好抗反射裂缝的处治是保证加铺质量的关键。通过理论分析说明了应力吸收层和加铺层厚度对加铺层底部应力的影响,然后简要介绍减少反射裂缝的防治措施,并以工程实践为例说明采用适当的措施可以明显减少反射裂缝的产生。     

对碎石化改造旧水泥混凝土路面的探讨

水泥混凝土路面碎石化改造技术是指在旧水泥混凝土路面改造过程中,利用专用破碎设备将旧水泥混凝土路面打碎、压稳后直接加铺沥青混凝土面层的施工方法。该方法不仅可以彻底解决加铺层的反射裂缝问题,而且具有经济、实用和高效的特点。以江苏省无锡市锡玉路改造工程为研究背景,利用原破碎后的混凝土路面作为改造后的底基层,对碎石化技术的基本原理、设备、施工工艺等介绍和探讨。     

特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层防裂机理分析

反射裂缝是旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的主要病害之一,目前尚无理想的解决方法,针对这一问题,提出了采用特粗粒径沥青碎石AM-40作为裂缝缓解层的方法,利用特粗粒径沥青碎石的多空隙结构阻断裂缝尖端的扩展路径,消散及吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的应力及应变,减小接缝处加铺层的应力集中现象。采用三维有限元法对设置普通沥青混凝土与特粗粒径沥青碎石2种类型裂缝缓解层的加铺结构进行力学对比分析可知,后者的荷载应力、温度应力及耦合应力均小于前者的应力值。通过加铺层试验路观测与理论计算分析表明,特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层可有效地防止或减缓水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的反射裂缝。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺结构力学分析

为防止和延缓旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层反射裂缝的产生和发展,采用有限元法,对直接加铺与施加防反射裂缝措施后再进行加铺的路面结构进行了力学分析和比较,以总结交通荷载、温度变化、材料参数以及采取防反射裂缝措施后对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构的影响规律.     

应力吸收层防治沥青混凝土加铺层反射裂缝机理分析及应用

通过对旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层反射裂缝形成机理分析,在旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层之间设置了薄沥青混凝土应力吸收层.经工程实例应用,设置应力吸收层的沥青混凝土加铺层,在温度及荷载周期性反复作用下具有较强的抗反射裂缝能力,为旧水泥混凝土路面改造工程提供参考.     

同步碎石应力吸收层合理模量及厚度的确定

旧水泥混凝土路面加铺罩面结构中存在大量反射裂缝,主要是由于旧路面板本身存在的接缝和裂缝造成加铺层应力集中,从而加速反射裂缝的产生。实践证明:同步碎石应力吸收层能很好地缓解反射裂缝的产生与发展,通过有限元计算对应力吸收层厚度与模量进行全面分析,确定了同步碎石应力吸收层的合理模量、厚度。     

水泥混凝土路面碎石化改造技术应用与探讨

水泥混凝土路面碎石化改造技术是指在旧水泥混凝土路面改造过程中，利用专用破碎设备将旧水泥混凝土路面打碎，压稳后直接加铺沥青混凝土面层的施工方法。该方法不仅可以彻底解决加铺层的反射裂缝问题，而且具有经济，实用和高效的特点。本文旨在结合水泥混凝土路面碎石化技术(rubblization)在山东省实际工程中的应用情况，对碎石化技术的基本原理、设备，施工工艺等作简要介绍和探讨，供广大同仁在水泥混凝土路面改造决策和实施中参考。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青层防止反射裂缝常用措施的分析

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一,控制反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面加铺层设计的关键。从增加沥青加铺层厚度;设置土工合成材料夹层;设置应力吸收夹层(SA-MI);铺筑级配碎石过渡层;铺筑特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层;旧水泥混凝土板上半刚性基层预切缝并铺筑土工合成材料;旧水泥混凝土板破碎稳定等方面进行阐述。     

碎石化技术在旧水泥混凝土路面改造施工中的应用

为解决旧水泥混凝土路面在改造后易产生裂缝的问题,依托旧水泥混凝土路面试验段对其进行共振破碎技术处理,对破碎前与破碎后的路面结构进行仿真计算,结果表明:采用碎石化技术对旧水泥混凝土路面破碎后,解决了水泥板的整体性和旧路裂缝处的应力集中问题,碎石粒料层强度较高,有效防止了反射裂缝;碎石化后结构的弯沉、回弹模量均满足要求,可在上面直接加铺沥青路面。