半刚性基层沥青路面低温开裂成因研究综述

半刚性基层沥青路面低温开裂一直是沥青路面的主要病害之一,也是国际学术界研究的重点内容。考虑到此种类型路面结构在中国的广泛应用,该文对半刚性基层沥青路面低温开裂的相关研究成果进行了综述,在分析路面低温开裂机理的基础上,从设计、施工、运营3个阶段分析了各因素对半刚性基层沥青路面低温开裂的影响,为预防和控制沥青路面低温开裂提供借鉴与思考。研究发现,对各阶段的影响因素进行合理的控制能够改善路面的低温抗裂能力,减少路面低温开裂病害的发生。     

水对沥青混合料低温性能影响的试验研究

沥青路面的开裂是路面的主要病害之一,因而是各国道路界普遍关心的问题,沥青路面的低温开裂受各种环境因素的影响。文章采用四种级配的沥青混合料,三种试验条件,探讨了水对沥青混合料低温性能的影响,为路面设计中沥青混合料的选用提供参考。     

公路高模量沥青路面永久开裂和疲劳寿命的探析

在目前的公路设计中对于高模量的沥青路面的设计比较少,出现了一下病害,本文采用高模量帮刚性基层沥青路面的设计,对公路沥青路面的结构永久开裂和疲劳寿命进行模型预估分析,通过对比高模量对沥青路面的永久开裂和疲劳寿命的影响,科学地为公路路面结构的设计提供理论基础。     

沥青路面低温开裂问题探讨

沥青路面的低温开裂已成为各国道路界普遍关注的核心问题。文中分析了国内外低温开裂研究的进展,说明了沥青路面温缩裂缝的形式及影响因素。     

Numerical Simulation of Low-temperature Shrinkage Cracking of Asphalt Pavement Based on Cohesive Zone Model

低温缩裂是沥青路面使用过程中遇到的主要病害之一,为了更清楚地揭示沥青路面低温缩裂的机理,基于内聚力模型,运用ABAQUS有限元软件对沥青路面的低温缩裂过程进行数值模拟.建立了粘弹性分析的模型,对约束试件温度应力试验(TSRST)进行数值模拟,其数值模拟结果与试验结果非常接近；拟定路面结构内聚力及粘弹性材料参数,模拟了不同降温时间情况下沥青面层断裂损伤的情况.结果表明:低温缩裂模型中加入粘弹性参数后,路表面层发生初始损伤的起始温度要求更低；从断裂过程上来看,弹性的沥青面层开裂具有瞬时性,开裂过程极为短暂;加入粘弹性材料参数后,沥青路面开裂具有过程性,比弹性的路面结构更接近实际沥青路面的开裂状况.     

沥青路面Top-Down开裂成因的有限元分析

源于路表面的轮迹带附近的纵向开裂(Top-Down开裂)是重交通沥青路面的主要损坏类型之一,也是国际沥青路面工程界对道路损坏研究的新热点。为此在实测轮胎接地压力的基础上,建立了路面结构的三维有限元模型,计算出4条实际道路的最大拉、剪应力值及其位置,绘制了它们的等值线图。对最大拉、剪应力位置与开裂现象,最大应力值与应力强度进行了比较和分析。分析结果表明,轮载下强大的剪应力是造成Top-Down开裂的主要原因。     

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。     

基于SCB试验的沥青混合料低温性能评价指标研究

研究沥青混合料低温性能评价指标与路面开裂状况之间关系，是合理确定沥青混合料低温性能评价标准的重要依据。为解决传统小梁弯曲试验同现场开裂相关度不高的问题，针对现场不同裂缝间距段落的芯样，引入半圆弯曲试验（SCB）开展混合料低温断裂与抽提沥青BBR试验研究，建立沥青路面开裂间距与沥青混合料断裂能、断裂韧性、劲度模量等指标的关系。从SCB与BBR对比试验可得出结论：改进后的SCB试验能真实反映吉林地区沥青路面实际低温开裂状况；提出了寒区沥青路面低温开裂判定标准；并通过断裂能及断裂韧性等指标的对比分析，提出采用SCB试验的断裂能作为混合料低温性能的评价指标更为合理。研究成果丰富了沥青混合料低温性能评价方法，为完善沥青路面低温抗裂设计提供了技术支撑。     

沥青路面温度场的预估模型

柔性路面沥青层的温度场预估模型对沥青路面的抗裂性能和开裂预估有着重要作用。为了得到一个利用无穷级数形式表示且易于实现的解析模型,该文采用了统计分析模型在实测路面温度数据的基础上快速预测了沥青路面的温度场。并在夏季和冬季同样的天气条件下测得现场温度数据,在柔性路面沥青混凝土层内进行了模型验证。现场测得的温度数据表明:该预估模型可以很容易地应用于协助现场工程师根据测量的路面温度数据快速估算沥青路面的温度场。     

沥青路面老化与温度场引起的模量梯度研究

由沥青路面老化与温度引起的模量梯度是造成路面Top-Down裂缝的主要原因,为对Top-Down裂缝进行开裂预估,本文通过计算路面不同深度的平均温度得出路面的温度场分布,研究沥青路面老化随龄期、温度、空隙率和深度的发展变化规律,建立老化预估模型。根据老化预估模型中沥青粘度与沥青混合料动态模量的关系,得到沥青混合料随老化时间、温度、深度、空隙率变化的梯度模量。研究结果表明:通过全寿命沥青路面结构的老化预测模型、沥青粘度与沥青混合料动态模量的关系式,可建立不同老化程度和动态模量之间的关系。     

沥青结合料裂化装置试验

低温热裂化是沥青路面损坏的一个主要原因。每年交通主管部门都要下拨数量可观的经费用于修复或更换开裂部分的路面,但是根据气候环境合理地评估沥青结合料并加以处理可以最大限度地降低热开裂导致的路面过早损坏。     

旧沥青路面开裂状况对加铺层结构的影响

旧沥青路面裂缝是对加铺层使用性能及寿命造成影响的最直接原因,而现有的加铺层设计方法对此考虑较为不足。针对这种情况,建立有限元模型,设定旧沥青路面开裂宽度和深度变化范围,系统研究了旧路开裂状况对沥青加铺层结构荷载内力及温度内力的影响规律,从而为旧沥青路面加铺层设计提供参考。     

基于内聚力模型的沥青路面低温缩裂研究

为了深入分析沥青路面低温收缩裂缝的形成和扩展问题,引入了双线性内聚力模型。使用双线性内聚力模型模拟了沥青路面的低温缩裂过程,并且讨论了双线性内聚力模型参数和面层结构参数对低温缩裂的影响。研究表明:随着温度的降低,沥青面层经历了从材料损伤到断裂的过程。在降温幅度较小时,沥青路面虽然没有形成宏观裂缝,但是路表附近的路面材料已经经历了一定程度的损伤;当降温幅度达到一定值时,沥青路面就会发生脆性断裂,形成宏观裂缝。增加断裂能可以减小路面的损伤程度和受损深度,降低路面的断裂温度,从而延缓了路面的断裂。与断裂能相比,提高开裂强度可以更有效地减小路面的损伤程度和受损深度;减小面层的弹性模量和温度收缩系数可以有效地减小面层的损伤程度。     

加入添加剂后沥青胶结料的低温性能试验及评价

沥青的低温性能是影响沥青路面低温开裂的主要原因。本研究针对几种添加剂的不同掺量的沥青胶结料,选用延度、测力延度、直接拉伸试验(DDT)、弯曲梁蠕变试验(BBR)等试验方法,分析几种添加剂对沥青胶结料低温性能的影响。     

高寒地区沥青路面开裂形态与成因分析

以高寒地区沥青路面开裂调研资料为基础,对高寒地区沥青路面开裂病害进行形态描述与成因分析,归纳总结出该类地区沥青路面的主要开裂破坏形式,对高寒地区沥青路面结构与材料的研究工作具有指导作用,同时对类似地区公路建设中沥青路面结构与材料设计也具有借鉴作用。     

高等级公路半刚性基层沥青路面开裂的机理分析及防治

结合高等级公路半刚性基层沥青路面的开裂问题，讨论温缩裂缝和反射裂缝的成因。从面层材料、层问粘结、基层施工及养护等方面提出横缝的防治措施。     

旧水泥混凝土路面上沥青路面罩面实用设计方法的研究

针对旧水泥混凝土路面沥青路面罩面结构特点,提出以控制罩面层产生反射开裂及罩面层与旧水泥混凝土界面产生剪切破坏为标准的沥青路面罩面厚度设计方法,并分析了相应应力计算公式的合理性。     

高速公路沥青稳定碎石基层的应用

研究了密级配沥青稳定碎石的抗剪强度与抗裂性能。通过室内试验研究和铺筑试验路,得出密级配沥青稳定碎石混合料的油石比为3．4％～3．6％时,动稳定度达到3000次·mm^-1以上,沥青路面路表的回弹弯沉远小于设计弯沉。试验路通车3年后的调查结果表明,半刚性底基层沥青稳定碎石基层具有优良的抗裂性能和抗车辙性能。