预制块体路面结构力学特性的有限元计算分析

针对预制块路面结构特点建立力学分析模型,运用数值分析软件对其路表弯沉进行计算,分析预制决厚度、基层模量、基层厚度及土基模量对块体路面结构受力的影响.计算结果表明,随着块体厚度增加,路表计算弯沉逐渐减小;在块体厚度相同的情况下,基层厚度越大,路表计算弯沉越小;基层底面的弯拉应力随土基模量增大而减小.     

高速公路桥梁预制场硬化层再利用技术研究

鉴于目前山区高速公路临建工程建设受地形地势征地拆迁等因素制约,桥梁预制场一般设置在主线路基上。从保护环境、节约成本、减少建筑垃圾、减少施工工期等角度出发,研究高速公路桥梁预制场硬化层再利用技术,即保留混凝土硬化层作为路面结构层中的垫层、底基层使用。根据运梁通道处的砂石运输车及运量车等重载计算混凝土硬化层层底拉应力,以改进桥梁预制场硬化层方案。此外,还通过采用HPDS2011软件验算复合路面结构,包括验算水泥混凝土硬化层层底拉应力和复合式沥青路面弯沉以及各层层底拉应力。研究结果表明:通过合理设计桥梁预制场硬化层,以保证硬化层在预制场使用过程中不被损坏,桥梁预制场硬化层作为路面垫层和底基层使用是可行的。     

底部槽型预制块路面水平阻力试验研究

为研究路面荷载等级要求较高场所中的预制块路面面层与砂垫层之间相互作用,对底部槽型预制块路面抵抗水平滑动的性能进行研究.利用液压千斤顶作用在反力架上,对预制块路面结构进行水平加载,试验研究不同砂垫层类型、砂垫层厚度和预制块类型等工况下预制块路面的水平阻力,提出用临界水平阻力f评价预制块路面抵抗水平滑动的能力.结果表明,在...     

水泥混凝土加铺层贫混凝土基层荷载应力分析

为了分析贫混凝土基层水泥混凝土路面结构的基层和新铺水泥混凝土板的应力情况,以清远~连州一级公路为依托,通过三维有限元分析方法,分析了贫混凝土基层模量、贫混凝土基层厚度、原路面作底基层后的等效厚度和模量以及荷载大小等对新水泥混凝土板和贫混凝土基层板荷载应力的影响。路面结构计算与分析表明:随贫混凝土基层模量的增加,贫混凝土基层板底拉应力逐渐增大,新板板底拉应力逐渐减小;贫混凝土板厚变化在允许的范围内,并不影响按平均板厚计算得到的荷载应力值,设计时可按照平均厚度计算;底基层等效厚度和模量的变化对新加铺水泥混凝土板底部拉应力的影响不显著;荷载的增加是造成荷载应力增加的重要因素,故必须严格控制超载现象。     

混凝土预制块铺面接缝渗水特性试验研究

混凝土预制块铺面被广泛应用于城市人行道、小区、公园和景区路面铺装,预制块铺面存在大量不连续接缝,致使其渗水特性与传统的沥青路面和水泥路面有很大不同。针对混凝土预制块铺面接缝的渗水特性开展试验研究,研究接缝材料和接缝宽度对渗水系数的影响,实测不同类型接缝在不同时间段内的渗水量,在此基础上提出预制块铺面的设计渗水系数和渗水量计算方法。通过室内模拟降雨试验研究预制块铺面的排水特性,针对混凝土预制块用于高速公路紧急停车道提出典型的路面结构内部排水方案。     

多孔混凝土基层荷载应力有限元模拟计算

由于多孔混凝土低抗折强度、较低弯拉模量和大于常规厚度,使得计算参数不符合现有混凝土板荷载应力计算规范.通过对多孔混凝土基层结构道路的有限元模拟,针对不同路面结构材料因素条件,计算了多孔混凝土基层的荷载应力,同时分析了这些因素对基层荷载应力的影响趋势.     

超薄型水泥混凝土路面的应力分析

利用三维有限元计算程序EverFE,分析计算了基层顶面回弹模量、路面板厚度、路面板的平面尺寸等因素对超薄型水泥混凝土路面应力的影响。     

混凝土预制块铺面的承载力特性试验研究

混凝土预制块铺面是由单个预制块体按照一定规则拼装而成的一种特殊路面结构,被广泛应用于城市人行道、小区、公园和景区路面铺装。预制块铺面存在大量不连续接缝,使其承载力特性与传统的沥青路面和水泥路面有很大不同。从定性角度对预制块铺面承载力机理进行分析,通过室内预制块铺面的承载板试验研究接缝特性、砂垫层厚度、块体几何尺寸等对其承载力的影响,得到临界弯沉、荷载扩散系数和永久变形影响系数等预制块铺面结构极其重要的力学行为参数,对研究混凝土预制块铺面结构设计具有重要参考价值。     

路面结构设计中关键因素的正交分析

通过对路面结构设计中关键因素的分析，考虑土基模量，基层厚度和基层模量三个因素，并根据工程经验选取相应的因素水平，利用正交分析方法，进行计算并通过直观分析得出这些关键因素对路面性能的影响。根据我国沥青路面设计规范，路面性能采用路面的设计指标和验算指标来表征：路面表面湾沉、基层底部拉应力和底基层底部拉应力。分析表明：土基模量和基层厚度对路面性能的影响至关重要。而基怪模量的影响要小得多。土基的模量宜在50－100MPa之间，基层厚度宜取20cm左右。     

沙漠区横向隆起路面力学响应数值分析

阿拉善沙漠区沥青混凝土路面因路基硫酸盐盐渍化发生横向隆起病害。根据病害实体特征,利用Abaqus软件建立了路面横向隆起病害3D模型,分析了路面结构层厚度、弹性模量、路基盐胀作用等影响因素下路面结构的力学响应规律,路面结构受力对上述影响因素的参数敏感性及各因素共同作用下路面结构受力的最优及最不利组合。结果表明:路面隆起段中间位置出现最大拉应力和压力,在盐胀作用区域出现较大的应力分布;路面结构力学响应因素中,面层厚度、面层和基层弹性模量对路面隆起病害实体的受力影响显然弱于基层厚度对隆起结构受力的影响;隆起病害实体受力主要受控于基层厚度;面层应力普遍小于基层应力,在面层和基层抗拉强度比较接近的条件下,路基盐胀作用首先导致基层拉裂破坏,然后再发生面层拉裂破坏,即基层要先于面层发生拉裂破坏;基层、面层较厚的路面结构,基层受到的拉应力较小,不易产生基层的拉裂破坏,而基层、面层较薄的路面结构,基层受到的拉应力较大,易于产生基层的拉裂破坏。为了防止沙漠区沥青混凝土路面盐胀引起横向隆起病害,可通过设计优化,科学合理地选择路面结构厚度和模量,有效降低横向隆起引起各结构层的拉应力,避免路面结构进一步引发其他病害。     

长寿命沥青路面结构设计多因素分析

为了研究影响长寿命沥青路面结构设计的关键因素,选取了路面结构设计所需的5种参数,分为4个水平,并采用正交计算方法,利用BISAR3.0程序对不同因素、不同水平下的路面结构内部拉应变、拉应力和基顶压应变进行分析.结果显示:对面层、基层拉应变和基层拉应力影响最显著的因素是基层模量;而对土基顶面竖向压应变影响最显著的因素是面...     

路面冻胀开裂热-应力耦合分析

为了更有效防治季节性冰冻地区道路病害,对路面冻胀开裂力学机理进行了研究。通过对路面冻胀开裂病害现象的调查分析,指出半刚性基层冻胀是道路冻温开裂病害发生的重要因素之一;建立了道路结构热-应力有限元模型,对路面在半刚性基层冻胀作用下的力学响应进行了计算与分析,提出了基于基层冻胀的路面劈裂破坏理论;通过对路面开裂判据应力计算,分析了路面冻胀开裂对冻温材料力学性能变化的敏感性。结果表明,基于半刚性基层冻胀的路面劈裂破坏理论,能够更合理地解释路面冻胀开裂现象;半刚性基层的冻胀性能以及路面材料的强度特性,均对路面冻胀开裂有较大的影响作用。     

嵌锁块路面受力特性研究

水泥混凝土嵌锁块路面结构具有结构强度较高、耐久性好、工程造价低、养护维修方便的优点,另外施工铺筑时机械化要求不高,比较适用于低等级公路。针对传统嵌锁块尺寸小、传荷能力弱的缺点,该文开发了大尺寸企口嵌锁块,并对其路用性能进行了分析。通过有限元法建立了嵌锁块路面数值计算模型,研究了大尺寸企口矩形嵌锁块铺设方向、块体尺寸、土基强度、基层厚度、接缝传荷等因素对嵌锁块路面受力性能的影响,发现土基强度、基层厚度和接缝传荷是影响路面结构力学性能的重要因素,提出了适合低等级公路建设的铺砌方式和块体尺寸,为合理设计大尺寸企口嵌锁块路面结构提供了理论依据。     

预制块路面设计应用研究

预制块路面已在国内得到广泛应用，但由于缺乏研究，设计及施工要求的不完善，使预制块路面出现诜我质量问题。本通过对国内外预制块路面应用的调查研究，找出切合我国预制块路面的设计方法与合理的结构组合，以供使用参考。     

水泥路面预制板拼接修复技术荷载应力多元回归研究

预制混凝土板水泥路面快速修复技术是采用预制板对原水泥混凝土路面破损部位进行快速替换的新型修复技术,仅需4～6 h即可开放交通。该技术具有开放交通快、养护成本低、环境影响小、气候适应性强、交通安全性高等优点。但目前国内对该技术的研究较少,尚未形成可以指导实践的路面结构设计方法。综合运用正交设计方法、多元统计回归方法以及有限元数值模拟分析方法,对荷载作用下,PCS的荷载应力特征进行分析,确定荷载应力的六大关键影响因素,即预制板长度L、面板厚度hc、面板模量Ec、基层厚度hb、基层模量Eb、地基反应模量K,并建立荷载应力随六因素的多元回归关系。     

冻土地区路基融沉变形对沥青路面结构的影响

采用有限元方法建立了路基发生融沉变形时沥青路面结构的轴对称计算模型,将融沉变形分别简化为二次曲线和余弦曲线,分析了融沉变形对最大拉应力点位的影响,重点讨论了融沉盆形状、半径、融沉深度等因素对沥青路面结构面层和基层最大拉应力的影响。结果表明:路基的不均匀融沉变形在路面结构面层顶面产生拉应力,成为面层破坏的主要原因;在基层底面产生较大的附加应力,将会造成基层开裂,因此在多年冻土地区的路面设计中应考虑附加应力的影响。     

轻型交通小尺寸水泥混凝土路面基层冲刷分析

使用小板块水泥混凝土路面可以降低水泥混凝土路面的荷载和温度应力水平。在应用薄层水泥混凝土路面的时候,为了降低水泥混凝土路面中的应力水平,一般水泥混凝土路面板块尺寸要小于常规水泥路面。本文使用ISLAB2000有限元软件计算了标准轴载作用于板角位置时,轻型交通水泥路面在不同板块尺寸划分时的板角最大弯沉和用于分析基层冲刷损伤的变形能,对轻型交通水泥混凝土路面使用小板块提出了建议。     

基于有限元法的水泥砼路面最不利荷载位置最大弯拉应力响应分析

通过采用路面有限元分析软件EverFE.2.24,分别分析了面层和基层厚度、基层和土基强度、传力杆等对水泥砼路面最不利荷栽位置的弯拉应力力学响应,得出各因素与水泥砼路面最大弯拉应力的响应关系,为水泥砼路面的结构设计提供参考依据.     

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.     

耐久性沥青路面混凝土基层荷载应力的数值计算

为给混凝土基层耐久性沥青路面结构设计提供依据,利用均匀设计表安排对混凝土基层底面荷载应力有显著性影响的因素组合,采用三维有限元方法计算混凝土基层底面在标准轴栽,以及单轴一单轮、单轴-双轮和双轴-双轮等不同轴栽作用下的荷栽应力,对计算结果进行回归分析,并分析了轴轮型对基层荷载应力的影响.结果表明:不同轴一轮载作用下,混凝土基层底面的荷载应力与面层厚度、基层厚度、基层模量、地基模量等因素之间存在良好相关关系;此外,双轴-双轮组荷载在基层底面产生的荷栽应力小于单轴-单轮组和单轴-双轮组,因此通过增加轴数和轮胎数目可以有效缓解重载、超载车辆对路面的破坏作用.