含碎石化层的沥青加铺路面结构分析

利用ABAQUS有限元软件建立了含碎石化层的沥青加铺路面结构模型,研究土基、旧路基层与碎石化层模量以及碎石化层和加铺层厚度对含碎石化层沥青加铺层路面结构的力学响应的影响,确定碎石化模量的控制范围.结果表明,荷载作用中心点及附近一定区域,沥青加铺层层底受拉;沥青加铺层层底拉应力对土基模量、旧路基层模量、碎石化层厚度不敏感,但当碎石化层模量较小(接近300MPa)或加铺层厚(大于20cm)时层底拉应力均较大,在重载作用下更大.因此碎石化道路必须验算沥青层层底拉应力指标.为使沥青层层底拉应力峰值不至于过大甚至超过容许拉应力,使得受拉区域控制在一定范围以内,同时为降低加铺层竖向剪应力及土基顶面压应变,并达到防治反射裂缝的效果,碎石化层的模量宜控制在500～1000MPa.     

设置抗裂结构层的旧水泥混凝土路面加铺结构温度应力分析

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层是一种常见的结构形式。采用有限元方法对不同加铺结构的温度应力进行计算,结果表明:采用抗裂结构层以后,接缝处沥青加铺层最大主应力、等效应力和最大剪应力基本上随加铺层厚度的增加呈减小的趋势,加铺层厚度越大温度应力越小。对比分析后发现,设置应力吸收层和大粒径沥青碎石抗裂结构层以后,接缝处最大主应力、等效应力和最大剪应力都有较大程度的减小。土工织物夹层的抗裂效果与夹层材料的模量有较大关系,当模量越大时对温度应力的减小程度越大。     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,采用有限元方法,视路面结构为弹性层状体系,建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型,分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明,对破裂后的旧水泥混凝土路面板块,沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低,较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力;而降低沥青加铺层模量,增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况,并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。     

基础模量对水泥混凝土路面沥青加铺层的影响分析

通过利用Ansys有限元软件对水泥混凝土路面沥青加铺结构的建模分析得出,在其他参数不变的情况下,基础模量越小,加铺层内的等效应力、最大主应力及弯沉值越大,反射裂缝越易产生。     

高速公路改扩建工程路面加铺结构层力学响应分析

依托昌九高速公路改扩建工程,针对高速公路改扩建工程中路面加铺结构层后力学响应特征进行了分析,结果表明:加铺结构层搭接宽度为60 cm时,加铺结构层后路面结构内部受力状态较优;水稳碎石层厚度变化对加铺结构层力学指标影响比沥青稳定碎石层厚度变化影响更大;水稳碎石层模量变化对加铺水稳碎石层层底拉应力、原路面层底拉应力和拉应变的影响相对较大,而沥青稳定碎石层模量变化对其它指标的影响相对较大;随着轴载的增大,各力学指标呈线性增长趋势。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计影响因素研究

目前国内外旧水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法尚未完善,至今仍未有公认的合理可行的设计方法。在前人研究的基础上,用三维有限元方法计算荷载作用下含土工合成材料夹层的沥青加铺层力学响应情况,分析加铺层底应力及弯沉随加铺层厚度、加铺层厚度模量、旧水泥混凝土层模量、夹层模量、路基模量等因素的变化规律以及影响程度,从而提出在加铺层设计中应给予重点考虑的设计因素,对考虑反射裂缝的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层设计方法进行了进一步探索和研究。     

不同碎石化效果下沥青加铺结构断裂力学分析

为研究不同碎石化效果下沥青加铺结构的反射裂纹应力强度因子及其疲劳寿命,探讨旧水泥混凝土路面沥青加铺结构断裂力学模型的不同有限元建模方式。研究结果表明：碎石化能防治反射裂纹的力学机理是水泥混凝土碎石化使原反射裂纹名义长度变短,反射裂纹可视为从碎石化层顶部开始萌生、扩展。据此,利用碎石化各子层(共3个子层)的模量和厚度变化模拟不同碎石化施工效果,从而建立碎石化加铺的断裂力学有限元模型。计算结果表明：应控制碎石化表层的最大矿料粒径和级配与优质级配碎石的接近;碎石化表层厚度过大对沥青路面疲劳寿命是不利的;在不存在层间脱层的情况下,保持碎石化表层以下水泥混凝土的完整性对沥青路面疲劳寿命是有利的;由于共振碎石化能够更好地控制碎石化表层粒径、级配和厚度及保持碎石化表层以下混凝土的完整性,因此共振碎石化的效果优于多锤头碎石化的。     

有限元分析应力吸收层对刚性路面加铺层的影响

采用有限元计算方法,分析了不同应力吸收层在接缝处对沥青加铺层层底拉应力、弯沉差的影响,确定了应力吸收层的合理厚度及模量。     

车辆荷载作用下水泥混凝土加铺层的力学特性分析

采用有限元方法,对旧沥青路面上加铺水泥混凝土复合路面结构进行了荷载应力分析,得出了板底荷载应力随加铺层厚度、旧沥青路面厚度和模量等参数变化的规律。加铺路面厚度应由旧沥青路面使用状况评定结果决定,根据旧沥青路面的好坏适当增减加铺层的设计厚度。     

重载交通碎石化加铺沥青路面结构的优化研究

针对特重交通荷载等级下,对国道G107路面改造工程的碎石化加铺沥青路面的结构方案进行优化分析。采用ANSYS有限元软件建模分层分析碎石化加铺沥青路面结构的层底拉应力及温度应力的力学性能,最终分析出最优的碎石化加铺沥青路面的结构组合,并利用层状弹性体系理论程序HPDS2011对该优化结构层进行验算,满足设计要求。     

级配碎石层结构应力影响因素分析

基于弹性层状体系理论,研究了级配碎石三向应力水平随半刚性基层厚度、级配碎石层厚度、沥青层厚度、路面基础模量、半刚性基层模量、级配碎石模量和沥青模量等参数的变化规律,继而推荐了各影响参数的合理取值,为级配碎石结构应力分析、模量取值和旧路加铺改建设计等提供依据。     

加铺层防裂材料使用效果影响参数的灰熵分析

在层间铺设防裂材料是防止加铺层出现反射裂缝的主要措施,防裂材料的自身参数对其防裂效果有重要影响。首先基于断裂力学理论,通过有限元程序计算了在车辆荷载应力及温度应力作用下加铺层裂缝尖端的应力强度因子,然后采用灰关联熵分析法分析了防裂材料的宽度、厚度、模量及黏结系数等参数对其防裂效果的影响程度。分析结果表明,防裂材料与上下层间的黏结性能是影响其防裂效果的最重要参数。     

旧水泥混凝土路面加铺层反射裂缝力学分析

采用断裂力学有限元的方法对旧水泥路面加铺密级配沥青碎石基层的路面结构进行分析,分析结果表明,增加沥青层厚度、提高沥青碎石基层的回弹模量均能有效地防止沥青路面反射裂缝的产生,建议在实际工程中可采用这两种方法,以减少路面反射裂缝的产生。     

旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝应力分析

通过建立旧水泥混凝土路面沥青加铺层有限元模型,应用ANSYS软件计算分析了车轮荷载位于最不利位置时反射裂缝的受力特性,并根据断裂力学理论研究了在不同影响因素下应力强度因子K的变化。计算结果表明:在荷载和温度作用下,控制着路面裂缝扩展的应力强度因子KⅠ和KⅡ随着沥青加铺层厚度的增加呈减小趋势;同时,裂缝尖端的应力强度因子将随着沥青加铺层模量的增加而增大;此外,降温幅度和轴载的变化对加铺层抗裂性能也有较大影响。     

成绵高速路面改造工程沥青加铺层力学分析

以成绵高速公路路面改造工程为依托,通过室内足尺模型试验,研究不同碎石化程度下,路面结构力学行为。研究表明:破碎层的破碎粒径是决定沥青加铺层路用性能的重要因素,碎石化程度较高的沥青加铺层(模型Ⅱ)的抗疲劳特性明显优于碎石化程度较低的加铺层(模型Ⅰ)。     

级配碎石在旧水泥混凝土路面加铺中的应用研究

通过室内试验研究级配碎石材料的力学特性,对级配碎石加铺层结构进行荷载应力、温度应力及耦合应力分析,探讨设置级配碎石裂缝缓解层的加铺层结构设计方法;提出以设计弯沉值为厚度计算指标、沥青加铺层及半刚性补强层层底拉应力为验算指标的破碎板加铺层厚度计算方法;提出防止反射裂缝的级配碎石的施工方法及质量控制措施.     

沥青混凝土路面加铺层反射裂缝成因分析及防治措施研究

分析了沥青混凝土路面加铺层反射裂缝的产生和发展过程,用有限元软件从断裂力学的角度分析沥青层厚度、沥青层模量对裂缝发展的影响。在沥青加铺层设计时,可通过添加改性剂、改变集料级配或混合料组成等措施提高混合料的抗变形能力。     

沥青混凝土路面加铺层力学分析

利用有限元方法对沥青混凝土路面加铺层进行了力学计算,分析了车辆荷载和温度应力对加铺层受力状况的不同影响,根据计算结果对控制加铺层内力提出了一些建议.     

基于不同格栅加筋层位的沥青路面加铺层结构应力分析

采用有限元软件对不同格栅层位对旧沥青路面加铺层结构应力应变的影响规律进行分析,探索格栅加筋在沥青加铺层结构中的最佳位置.通过计算得出:在只考虑整个加铺层底部的最大拉应力、拉应变的情况下,格栅设置在加铺层底部的抗拉效果比设置在其他层位要好;就沥青加铺层结构整体疲劳寿命来看,格栅铺设在加铺层厚度的1/6处比铺设在加铺层底部更能有效延长加铺层的疲劳寿命;同时通过理论计算得出应力吸收层与格栅加筋联合使用是提高加铺层疲劳寿命的有效方法.     

旧路加铺层结构受力特性的影响因素分析

沥青路面通车一段时间后,由于各种破坏状况的出现,不能满足正常的使用,需进行加铺改造。采用ABAQUS有限元软件模拟路面出现松散导致的模量不均匀状况,分析了沥青路面加铺层在此情形下的受力特性。