混凝土桥面沥青铺装结构的剪切分析

车辙和推移是混凝土桥面沥青铺装结构的主要破坏形式之一,一方面是由于行车荷载作用下沥青层内产生较大的剪应力而引起沥青铺装层的塑性流动而逐渐形成车辙;另一方面是沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而引起的推移、拥抱等剪切破坏。试图通过三维有限元的计算方法,考虑荷载的非均匀分布,系统分析层间接触条件不同时,不同铺装层结构组合时的剪应力响应。分析显示,非均布荷载和层间接触条件对铺装层结构的剪应力有很大影响,合理的材料设计和结构组合对沥青混凝土桥面铺装具有重要意义。     

正交异性钢桥面铺装层受力分析

研究和分析正交异性钢桥面铺装层的受力状态,可以为桥面铺装设计提供必须的理论依据和设计指标;研究在车载作用下,沥青混凝土铺装层的应力应变分布变化规律及与钢板的粘结性能,同时考虑了沥青混凝土模量和加载位置对铺装层受力的影响.     

聚合物骨架混凝土与沥青混凝土车辙影响对比研究

对聚合物骨架混凝土和沥青混凝土开展车辙影响对比研究。分别对两种不同力学性能的路面材料进行室内车辙板和大型环道加速加载试验。结果表明聚合物骨架混凝土较沥青混凝土具有更好的抗车辙能力。对上述环道车辙试验进行有限元验证,结果表明:聚合物骨架混凝土在正常使用条件下,路面材料处于弹性工作状态,几乎不产生车辙;沥青混凝土路面在高温或重载交通条件下,车辙深度超过20mm,高温和重载对沥青混凝土车辙影响较大,交通对车辙影响相对较小。     

大型直道试验系统在混凝土桥面沥青混凝土铺装层抗车辙评价中的应用研究

针对广深高速公路东莞北大桥桥面沥青混凝土铺装层设计,采用大型直道试验系统,对水泥混凝土桥面的4种沥青混合料铺装结构进行高温车辙试验,并对测试结果进行了分析。结果表明:适当调整SMA沥青混合料中粗集料的粗细比并且对水泥混凝土桥面板进行铣刨处理可以提高沥青混凝土铺装层的高温抗车辙能力。对优化桥面沥青混凝土铺装层设计和工程施工产生了较好的指导作用。     

高等级公路沥青混凝土路面车辙病害现场调查及原因分析

通过对高等级公路沥青混凝土路面车辙病害的现场调查,发现了当前我国沥青混凝土路面车辙的主要形态和特点;结合室内试验和有限元分析,系统地探讨了半刚性基层沥青混凝土路面车辙产生的主要原因。     

T型混凝土梁桥桥面铺装的有限元分析

沥青混凝土桥面铺装与一般沥青混凝土路面在受力模式上完全不同。采用有限元方法对常见的T型混凝土公路桥桥面沥青混凝土铺装做力学分析。通过分析荷载在桥面不同位置的响应规律,得到T型梁桥桥面铺装的最不利受荷位置为支座端纵向接缝处;其次,通过分析沥青混凝土铺装层的厚度变化对于受力状态的影响规律,得出厚度的增加虽能减少层间剪应力,却会增大面层拉应力。分析的结果可作为进一步分析桥面铺装受力规律的基础。     

钢桥面灌注式树脂混凝土铺装材料与结构研究

为解决桥面系刚度不足时正交异性板的疲劳开裂和铺装的早期破坏问题,基于适度提高铺装材料模量和路用性能的思路,研发灌注式树脂混凝土(PRC)和相应铺装结构。通过室内试验,研究灌注用树脂性能、PRC路用性能和PRC铺装结构层间黏结性能;通过有限元建模和计算,分析PRC铺装结构的受力特点和对正交异性板疲劳细节的保护作用;采用复合梁疲劳试验和缩尺模型加速加载试验对PRC铺装的结构性能进行检验。结果表明:PRC具有优良的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性,满足沥青混合料技术要求,并具有较长的疲劳寿命;PRC铺装结构的层间黏结强度优于环氧沥青混凝土和浇注式沥青混凝土铺装结构;PRC铺装结构具有较小的表面拉应力和较大的底剪应力,但均远小于材料强度和层间黏结强度,且优于常用沥青混凝土铺装;采用PRC铺装结构,正交异性板疲劳细节的应力降低了20%左右,肋间相对挠度、最小曲率半径和相对挠跨比均更为有利,对桥面系起到了更好的保护作用;复合梁五点脉动弯曲疲劳寿命超过100万次,表明PRC铺装结构防水黏结层性能满足要求;加速加载试验中,加载12万次后PRC铺装结构无车辙,正交异性板无裂缝。工程应用结果表明,PRC及铺装结构工艺合理,铺装及正交异性板均未发现病害。     

钢桥面铺装粘弹性力学分析

由动态力学试验数据通过粘弹性力学关系式转换,得到用Prony级数进行数值表征的广义Maxwell模型参数。在此基础上,以九江长江公路大桥为例,通过有限元建模,模拟分析荷载-温度耦合作用下钢桥面铺装面层表面的应变状态,计算得到典型温度下4种铺装结构表面最大横向弯拉应变及其分布特征。结果表明,某温度下的一个加载过程中,任一荷位出现最大表面横向弯拉应变的位置在横断面上的分布是不同的,而双层环氧沥青混凝土铺装结构增加Eliminator防水粘结层可有效降低铺装表面最大横向拉应变。     

广东地区典型复合桥面铺装结构有限元分析

针对广东地区复合桥面铺装普遍存在的裂缝、车辙和推移等病害,该文运用有限元软件Ansys,建立带轮胎的典型复合桥面铺装结构实体模型,并进行了铺装层最不利荷载位置的确定和典型复合桥面铺装结构的力学分析。分析结果表明:综合选取3.65 m为铺装层的横向最不利位置,并以此作为荷载作用点进行铺装结构的数值模拟,铺装上层AC拉应力最大值位于轮胎接触表面,其最大横向拉应力值为0.704MPa,最大纵向拉应力值为0.655MPa;铺装下层AC主要受剪,为高温抗车辙的控制层;AC-PCC过渡界面处主要承受横、纵方向峰值均大于0.1 MPa的剪应力。     

浇注式沥青混凝土复合铺装的高温稳定性能研究

为提高浇注式沥青混凝土复合铺装的高温性能,减少铺装层在行车荷载作用下产生的高温车辙现象,本文将复合铺装层间接触状态分为未撒布碎石和撒布碎石2种情况,提出以动态机械分析试验方法(dynamic mechanical analysis,DMA)和车辙动稳定度方法评价浇注式沥青混凝土复合铺装高温稳定性能,通过四点弯曲试验和车辙试验研究复合铺装层高温性能,研究层间接触状态对复合铺装结构高温稳定性能的影响。研究结果表明,采用DMA试验方法和车辙动稳定度方法能有效评价复合铺装结构的高温稳定性能;浇注式+碎石+SMA复合铺装动态模量和动稳定度高于浇注式+SMA复合铺装相应数值;碎石粒径越大和用量越多对复合铺装动稳定度影响显著,推荐采用13.2～19 mm粒径碎石,推荐用量为10 kg/m~2。     

沥青混凝土桥面铺装渗出物成分及铺装层性能分析

对出现渗出斑迹的沥青混凝土桥面铺装状况进行了现场调查和取样检验,应用红外光谱法检测分析了沥青混凝土桥面铺装渗出物成分,试验检测了桥面铺装取芯空隙率及马歇尔稳定度,并对铺装切块进行了车辙试验评价,分析了桥面铺装渗出斑迹的原因及过程,总结了提高桥面铺装性能的措施.     

特大桥沥青混凝土桥面铺装材料应用研究

桥面沥青铺装层必须具有较高的强度、足够的厚度和较好的防水性能,以防止沥青混凝土产生车辙、开裂和水损害等病害影响行车使用。通过某特大桥沥青混凝土桥面铺装实体工程,总结桥面铺装沥青混合料的应用。     

钢桥面热塑性沥青混合料铺装车辙预估方法

钢桥面热塑性沥青混合料铺装车辙病害主要是铺装层抵抗剪切变形或塑性流动能力不足引起的,而铺装层混合料的初期压密只会增加车辙量而不足以形成车辙破坏。本文利用通用有限元ANSYS软件提供的蠕变模型和层-应变法,提出了钢桥面热塑性沥青混合料铺装车辙预估方法,并研究了车辙预估模型中参数的确定方法。实例分析表明,本文提出的钢桥面热塑性沥青混合料铺装车辙预估方法是可行的。     

长大纵坡水泥混凝土桥面铺装力学行为

以水泥混凝土桥面铺装层为研究对象,针对长大纵坡桥面铺装层容易产生推移和车辙的病害问题,采用ABAQUS软件,建立足尺的三维实体钢筋混凝土简支T型梁桥以及沥青混凝土桥面铺装层模型,选取4种坡度,分别对上坡、下坡、紧急制动以及车辆重复荷载作用等4种受力模式进行分析,得到铺装层纵向最大剪应力、沥青混凝土铺装层和水泥混凝土桥面板层间剪应力分布规律,以及50万次荷载作用下的车辙深度变化规律,较好地解释了病害产生的力学行为机理.     

沥青混凝土桥面铺装层间应力研究

为了减缓沥青混凝土桥面铺装病害,应用有限元软件ANSYS,通过建立8结点实体单元有限元模型,对沥青混凝土桥面铺装层间应力进行了分析。计算结果表明:沥青混凝土铺装厚度和模量、防水粘结层厚度和模量对铺装层间应力影响显著;层间应力随着超载比例的增加呈线性增长;水平荷载对横桥向剪应力影响较大。因此,在桥面铺装层设计和施工中,应选择合适的沥青混凝土铺装层材料和防水粘结层材料,并选择合理的厚度;运营过程中应严格控制超载和车速。     

基于有限元法的混凝土梁桥沥青铺装结构力学分析

以高速公路混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装为研究对象,以弹性力学为理论基础,采用ANSYS有限元软件建立了混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装整体结构模型,将实体子午线轮胎模型运用到桥面铺装结构分析中,同时考虑了轴重和胎压对结构受力的影响,研究了多因素条件下混凝土梁桥沥青混凝土桥面铺装结构的应力敏感性,为复合桥面铺装结构设计提供参考依据。     

桥面铺装状况评价及养护决策指标体系研究

在目前的养护规范中,水泥混凝土桥面沥青铺装技术状况评价体系多采用路面技术状况评价体系,并没有桥面专项养护手册。基于水泥混凝土桥面沥青铺装的主要病害类型、发展规律,分析现有桥面状况评价及养护决策的不足,提出了适合水泥混凝土桥面沥青铺装的病害分类及其权重系数,建立适合水泥混凝土桥面沥青铺装的破损状况评价体系和车辙状况评价体系,并最终形成水泥混凝土桥面沥青铺装养护策略。     

国内外典型桥面铺装组合结构性能研究

大跨径桥梁桥面沥青铺装材料的性能对行车舒适性及桥梁耐久性有重要影响,通过大量试验,分析国内外常用桥面铺装材料(双层SMA、浇筑式+SMA、美国环氧沥青混凝土)组合结构的低温变形能力、抗车辙能力、抗滑能力、抗渗能力和疲劳能力。试验结果表明,组合结构的抗渗能力和弯曲变形能力以浇筑式+SMA最佳,弯拉强度和抗车辙能力以美国环氧沥青混凝土最佳,SMA13的抗滑能力要优于环氧沥青混凝土。     

锌涂层腐蚀对环氧沥青砼铺装体系界面应变的影响

研究了环氧富锌涂层—环氧沥青粘结层—环氧沥青混凝土铺装体系在锌涂层腐蚀情况下界面应变与车轮载荷关系,采用Datataker应变采集仪在动载荷和静载荷作用下的钢板与沥青混凝土铺装层界面应变变化特征。结果表明:静载荷作用下界面应变大于对应铺装层位置的应变;在腐蚀区加载和腐蚀区相邻位置加载,使腐蚀区界面应变与其边缘应变发生逆转。往复动载荷0.7 MPa作用下界面应变增加2/3以上。超载的动载荷下界面应变明显增大;腐蚀区以上的沥青混凝土铺装层产生明显的应变。     

复合浇注式沥青混凝土高温性能分析

由于钢桥面铺装存在特殊性,在国内浇注式沥青混凝土铺装并没有显示出更好的高温性能。本文采用高温车辙试验、贯入度试验等方法,分析了搅拌时间、预拌沥青碎石、结构厚度、改性剂及结构组成对复合浇注式沥青混凝土高温性能的影响,并提出了改善复合浇注式沥青混凝土高温性能的一系列措施。