半刚性基层沥青路面-路基协调设计

基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立两种典型半刚性基层沥青路面结构的三维有限元模型,针对3种路基高度和4种路基回弹模量,计算半波正弦荷载作用下路面结构的动态响应,结合半刚性路面各结构层疲劳寿命预估方程,分析路面结构疲劳寿命随路基回弹模量变化的规律和相互协调问题。结合交通等级标准,确定满足不同交通等级的临界路基模量。分析表明:路基模量对沥青层疲劳寿命影响较小,对半刚性基层和永久变形预估寿命影响较大;路基高度对半刚性基层路面各结构层疲劳寿命的影响均较小,尤其是对沥青层疲劳寿命影响更小;具有柔性底基层的半刚性路面结构的临界路基模量比具有半刚性底基层的路面结构大。     

路基回弹模量对沥青路面设计参数的影响

路基回弹模量是影响路面整体结构强度的重要因素,采用BISAR3.0路面应力计算程序,分析了路表弯沉、基层底面拉应力、面层剪应力等沥青路面设计参数伴随路基回弹模量变化的趋势。分析结果表明:随着路基回弹模量的增加,路面结构层的力学性能得到明显的改善,路面的理论疲劳寿命也大为提高。     

重载交通下半刚性基层路面荷载敏感性试验及对策措施

应用Shell法的BISAR程序,计算不同轴重条件下半刚性基层各层的层底拉应力,并分析重载作用下路面疲劳寿命的相对降低趋势,在此基础上分析基层模量和基层厚度对路面疲劳性能的影响,提出了重载道路路面结构设计应优先增加基层厚度的观点。     

路基回弹模量对刚性路面疲劳寿命的影响分析

基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立水泥混凝土路面结构体系三维有限元模型,针对2种路面结构形式和2种轴重的轴载作用,计算不同路基回弹模量下的路面结构响应,结合水泥混凝土疲劳方程,分析路基回弹模量对路面结构疲劳寿命的影响.结果表明,随着路基模量的增加,板底应力水平及变化率近似呈线性水平降低,而路面疲劳寿命与疲劳寿命折减率则呈现出较为明显的非线性变化,应力水平变化不大的条件将使得路面结构疲劳寿命产生显著影响;提高路基回弹模量在较高区间(40～60 kPa)将更加显著增大路面疲劳寿命,另外,增大轴载会使路面结构疲劳寿命显著降低.     

复合式路面疲劳裂纹扩展数值模拟研究

基于虚拟裂纹闭合法(VCCT)以及广义Paris公式,对隧道复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命进行研究.首先对现有的虚拟裂纹闭合法进行改进,编写出能够模拟复合式路面疲劳裂纹扩展的子程序UEL;采用有限元软件Abaqus对子程序UEL进行调用,计算出路面结构的能量释放率以及应力强度因子,结合广义Paris公式求得其疲劳裂纹扩展寿命.改进的虚拟裂纹闭合法能以一个模型计算出多种裂纹长度对应的能量释放率,很大程度上降低了计算代价;数值模拟结果表明:Ⅰ型应力强度因子KⅠ随着裂纹扩展长度的增加而增大;Ⅱ型应力强度因子KⅡ随着裂纹长度增加先呈递减趋势,然后递增;有效应力强度因子K eff与Ⅱ型应力强度因子KⅡ的变化规律大致相同.还利用改进后的虚拟裂纹闭合法研究了上下面层模量、混凝土层模量以及超载对疲劳裂纹扩展寿命的影响.结果表明:超载系数的增大会使复合式路面的疲劳裂纹扩展寿命显著降低;疲劳裂纹扩展寿命会随着上下面层模量的增大而递增,并与上下面层模量呈近似线性关系;疲劳裂纹扩展寿命也会随着混凝土层模量的增大而递增,但递增速率会逐渐变缓.对路面疲劳寿命影响大小的次序为:超载系数>混凝土模量>下面层模量>上面层模量.研究结果对复合式路面的结构设计具有一定的参考价值.     

新疆地区典型路面结构的路基压应力测试分析

通过修筑不同厚度半刚性基层沥青路面结构的室外试槽模型,并在路基中埋设传感器,分别采集试验车在100,150,200,250和300kN荷载作用下路基中的压应力,分析了不同强度半刚性基层路面结构对路基压应力的影响规律。测试结果表明:对于不同强度路面结构,沿路基垂直方向,随着深度的增加,压应力呈总体衰减趋势;从压应力衰减趋势来看,在本次试槽路面结构层中,增加相同厚度的沥青混凝土面层和水泥稳定砂砾,水泥稳定砂砾对提高路面强度更显著。     

重载交通沥青路面结构受力特性分析

针对当前车辆超载的情况及我国沥青路面的主要结构形式,分析车辆超载对半刚性基层沥青路面结构路表弯沉、弯拉应力、使用寿命的影响。数值计算结果表明：随着超载率的增加,弯沉和弯拉应力逐渐超过容许值;车辆超载使道路在使用年限内承受的累计标准轴次大大减少,导致路面使用寿命明显缩短。超载车辆对道路的一次性破坏作用使得通过疲劳破坏设计出的道路无法满足实际交通需求。     

改扩建工程路基施工应注意的问题

路基是公路的重要组成部分,是按照路线位置和一定技术要求修筑的带状构造物,承受由路面传来的荷载,应有足够的强度、稳定性和耐久性。路基作为道路的基础,在公路工程中起着重要作用。路基工程质量的好坏,直接影响到公路的使用品质、旅客的舒适和正常的行车安全。对原有旧路进行加宽改造时,一种方法是路线裁弯取直,对原有路基进行加宽;另一种方法是充分利用原有路面的基层和底基层,在两侧和单侧进     

二灰稳定碎石强度指标对水泥路面性能的影响

有关石灰-粉煤灰稳定碎石半刚性基层的强度指标对混凝土路面使用性能的影响的探讨,有助于对二灰碎石基层的强度指标与水泥混凝土路面的疲劳特性、挠度及混凝土路面板的疲劳寿命等的关系进行深入分析.     

沥青混凝土路面压实质量存在的问题及解决对策

沥青混凝土路面压实质量不高易出现的问题 网裂 网裂又叫龟裂,主要是由于路面的整体强度不足而引起的.一个原因可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差;另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂.另外,沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因.     

浅析水稳碎石基层水泥剂量测定方法研究

水稳碎石基层具有强度高、承载力强、耐久性好等特点,广泛应用于我国高等级公路建设中。当前,我国90%的公路路面基层是以水泥、粉煤灰、石灰等半刚性材料组成的,但是水泥剂量相关研究还不完善,施工过程中水泥剂量的不准确导致水稳基层铺筑质量下降,道路寿命缩短。基于国内外研究现状,从水泥计量系统出发,研究了集料称重系统和水计量系统的原理,随后试验研究分析级配变化和取样方法对水泥剂量的影响,按四种方法进行试验研究,得出了精确度最好的测定方法。为今后水稳碎石基层水泥剂量测定奠定了理论基础。     

浅析超载对路面结构的影响

在对广东省某五条高速公路(S01、S02、S03、S04、S05)进行交通量和交通轴载调查的基础上,分别计算了水泥混凝土路面和沥青路面应力应变,并对路面结构进行了验算,分析了超载对路面结构的影响,发现超载对水泥混凝土路面的疲劳破坏作用远大于沥青路面。     

土工格栅加筋半刚性基层材料的抗弯拉及疲劳性能试验分析

本文对铺设土工格栅与未铺设土工格栅的公路路面半刚性基层材料水泥稳定碎石中梁试件进行抗弯拉和弯曲疲劳试验研究,分析了土工格栅位于半刚性基层材料底面时对材料受力、变形及疲劳寿命的影响.结果表明,铺设土工格栅的半刚性基层材料的抗弯拉性能和疲劳寿命明显高于普通的半刚性基层材料.     

土工格栅加筋半刚性基层材料的抗弯拉及疲劳性能试验分析

本文对铺设土工格栅与未铺设土工格栅的公路路面半刚性基层材料水泥稳定碎石中梁试件进行抗弯拉和弯曲疲劳试验研究，分析了土工格栅位于半刚性基层材料底面时对材料受力、变形及疲劳寿命的影响．结果表明，铺设土工格栅的半刚性基层材料的抗弯拉性能和疲劳寿命明显高于普通的半刚性基层材料。     

沥青路面寿命后期沥青面层对结构强度的影响分析

在沥青路面寿命前期,沥青面层对结构强度的贡献举足轻重。但在寿命后期,由于重载、疲劳、水损害等诸多原因,沥青面层使用性能逐渐下降,对路面结构整体强度的贡献也在逐渐减小。以108国道霍州至侯马一级公路襄汾城区段的路面结构承载力调查数据为依据,分析了在沥青路面寿命后期,沥青面层对整个路面结构强度的影响。结果表明,在沥青路面寿命后期,沥青面层基本不起强度作用,强度几乎均由基层和底基层承担。研究成果可为沥青路面旧路改造,如铣刨沥青面层后重新铺筑新结构层等情况提供参考。     

浅析车辆超载对路面的影响

分析了车辆超载的严重性，并从理论上阐述了车辆超载对路面疲劳寿命的影响，以及对结构层弯拉应力的影响等。     

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基于半刚性基层沥青路面反射裂缝严重性,应用断裂力学理论及有限元软件ABAQUS,建立20结点等参有限元模型,数值模拟沥青路面反射裂缝的扩展,并应用Paris公式预估其疲劳扩展寿命,分析探讨反射裂缝扩展过程中应力强度因子K2 的变化规律及路面结构参数对其扩展寿命的影响.计算表明：(1)沥青面层反射裂缝的扩展只考虑偏荷载作用,K2 随着裂缝的扩展不断增大,初期扩展速度较慢,后期扩展速度急剧增加,直至破坏.(2)路面结构参数中,面层厚度、基层模量、底基层厚度、底基层模量和土基模量的增加对面层反射裂缝疲劳扩展寿命有利,而面层模量和基层厚度的增加则不利于面层反射裂缝的疲劳扩展.     

考虑横观各向同性疲劳损伤的沥青路面数值模型

为研究车辆荷载作用下沥青路面的疲劳损伤问题,假定路面结构内受拉区的疲劳损伤横观各向同性,推导了沥青路面考虑横观各向同性疲劳损伤的本构方程.采用FORTRAN语言开发了材料子程序UMAT,结合有限元分析软件ABAQUS,得到了沥青路面的横观各向同性疲劳损伤数值分析模型.通过对该模型在不同荷载下的疲劳寿命分析,建立了荷载-疲劳寿命曲线,与试验结果进行对比,验证了模型的可靠性,并分析了损伤度及水平拉应力在路面结构内的分布规律.研究结果表明:疲劳损伤主要分布在基层底面双轮中心线附近,该位置最先产生疲劳裂纹,随着荷载作用次数增加,受损区水平拉应力在减小的同时,分布规律也发生了很大的改变,其最大值位置沿道路竖向从基层底面向上移动,沿道路横向从双轮中心线位置往两侧移动;本文方法得到的路面疲劳寿命与试验结果吻合较好,相对误差在4.57%~9.82%之间.      

重载道路钢纤维混凝土路面结构及经济分析

钢纤维混凝土路面因其良好的路用性能,近年来在重载道路中得到了广泛的应用。而对钢纤维混凝土路面设计普遍存在设计过于保守,板厚偏厚导致造价过高,严重限制了钢纤维混凝土路面的发展,计算分析了钢纤维混凝土路面合理的结构,并对其疲劳寿命和经济性进行了分析,结果表明,重载道路钢纤维混凝土路面最佳厚度为26 cm,疲劳寿命较普通混凝土提高了近百倍,但造价约比普通混凝土提高50%左右。     

半刚性路面基层的弯拉和劈裂疲劳特性

本文对比分析服几种半刚性路面基层的劈裂疲劳和弯拉疲劳特性，应用强度理论对劈裂疲劳力学模型和弯拉疲劳力学模型条件下时刚性基层的疲劳寿命作了分析。