沥青路面按弯沉等效轴载换算的研究

采用单轴双轮弯沉测试车 ,实测了不同轴载、轮压与路面强度下的弯沉 ,计算并分析了在不同轴重、轮压与路面强度下弯沉和按弯沉等效的轴载换算指数的变化规律。分析表明半刚性基层沥青路面轴载换算指数主要与路面结构强度、公路等级和轴重有关 ,轮压的影响并不明显 ;轴载换算采用轴重比比轮压比更准确、方便。根据实测数据推导了半刚性基层沥青路面按弯沉等效轴载换算公式 ,新公式反映了轴重、路面结构强度和公路等级对轴载换算的影响。     

应用线弹性疲劳损伤理论的沥青路面轴载换算

应用疲劳损伤力学基本原理,探讨了适用于沥青路面轴载换算的新方法,并对该方法拟合的公式与规范按弯沉等效推荐的当量轴载换算公式进行了比较。计算结果表明在进行沥青路面轴载换算时,采用不同的等效换算原理,将导致非标准轴载与标准轴载当量换算系数上的不同,前者较后者大。这种差异一方面直接影响沥青路面的结构厚度设计,对设计年限内累计当量标准轴载作用次数的低估,必然导致沥青路面早期破损现象的发生;另一方面揭示弯沉等效表征的是路面结构的瞬间刚度性质,代替不了路面结构的长期疲劳强度特性。     

基于层间剪切疲劳等效的沥青路面轴载换算研究

层间剪切疲劳是沥青路面主要破坏形式之一,针对现有的沥青路面设计方法对层间剪切疲劳问题涉及较少,依照沥青路面轴载换算思想,通过选取三种不同沥青路面结构形式,采用BISAR程序计算得出路面结构层间剪应力,回归分析了荷载换算指数,并结合层间剪切疲劳方程,计算得出基于层间剪切疲劳等效的沥青路面轴载换算指数。结果表明:对于相同路面结构,在轴载相同条件下,胎压对层间剪应力影响较小;选取的半刚性基层、柔性基层和混合基层三种沥青路面结构,层间剪应力轴载换算指数比较接近,且大于现行沥青路面弯沉轴载换算指数。     

设再生面层的沥青路面轴载换算方法研究

首先评价了规范中轴载换算方法的不足之处,针对沥青路面结构的主要病害形式进行针对性的设计;其次通过对设再生面层的沥青路面结构型式进行调研,得出设再生面层路面结构的主要病害形式,提出以半刚性基层层底拉应力、裂缝尖端应力强度因子和路表弯沉值为指标的轴载换算;最后通过荷载作用等效原则,进行轴载换算公式的理论推导,得出轴载换算系数。结果表明,采用以半刚性基层层底拉应力和路表弯沉为指标的轴载换算系数与规范给定的换算系数较为接近,可近似采用规范中规定的轴载换算公式,而采用裂缝尖端应力强度因子的轴载换算系数较规范中规定的弯沉等效原则所得换算系数偏小。     

干线公路沥青路面典型结构的研究

考虑自然环境、交通状况、筑路材料等因素，通过路况调查和理论分析，筛选出了适宜于河南省干线公路沥青路面典型结构，路面典型结构按公路等级推荐，共3类39种结构，而且提出了轴载换算简化方法和季节修正系数，当量轴次增长率的概念。     

重载条件下沥青路面按弯沉等效的轴载换算

重轴载高胎压是目前我国干线公路上重要的交通荷载条件。基于调查的重载交通轴载、胎压的组成特点,考虑干线公路路面典型结构及其材料的非线性性质,计算得到不同重轴载下、不同轮胎接地压强的理论弯沉。利用理论弯沉与轴载的关系,通过综合弯沉修正系数,按弯沉等效原则,得出在实际重轴载、高胎压条件下,考虑材料非线性的半刚性沥青路面的轴载换算指数公式,并通过实际工程测试得到了验证。进一步分析表明,在反应不同接地压强轮胎对路面损坏的不同和对轴载换算系数的影响方面,现容许弯沉公式存在不足,本文依据调查的重轴载作用特点和有关文献资料,提出了适于重载的容许弯沉公式修正式。     

基于沥青道路土基应力参数的轴载换算

为研究基于沥青道路土基应力的轴载换算方法,选取了RIOHTRACK足尺试验路的4种沥青路面结构,分析了其在不同使用状态、不同轴重车辆加载作用下土基内部的应力响应,据此推得以土基应力为指标的轴载换算系数,分析了不同轴重下的轴载换算系数及轴载换算系数与季节、路面结构使用状态之间的关联性。同时,以选取的4种结构为原型,分别在APBI程序中建立了计算模型,计算了不同轴载不同轮迹偏移作用下路基内部的应力响应,明确了试验结果的合理性,给出了不同结构下的轴载换算系数变化规律及其建议值。结果表明:由土基应力试验数据推得的轴载换算结论的准确性不会受试验过程中轮迹偏移的明显影响;不同季节及不同路面的使用状态对半刚性基层路面、强基薄面结构路面及复合式结构路面的轴载换算系数影响较大,对全厚式沥青路面则影响不显著;在试验选取的轴重范围之内,不同轴重对应的轴载换算系数在所有路面结构中均未呈现出明显的差异性规律;对于全厚式沥青路面结构,轴载换算系数宜取为4.61,对于强基薄面结构、半刚性基层路面结构及复合式路面结构,轴载换算系数宜取为5.96。     

基于应力强度因子的面层反射裂缝轴载换算方法研究

采用疲劳断裂理论,根据完好路面结构半刚性基层底部弯拉应力等效原则,对三维与平面应变模型荷载进行近似地等效转换。以裂缝扩展速率为等效原则,给出不同轴型和级位下荷载型反射裂缝的轴载换算系数,并与现有沥青路面设计规范进行分析比较。结果表明,基于裂缝扩展速率等效原则的轴载换算系数当轴重小于标准轴载时,比现有沥青路面设计规范中轴载换算系数略微偏大,当轴重大于标准轴载时,要偏小一些。     

柔性基层沥青路面轴载换算方法研究

文中结合重载交通实际状况和柔性基层沥青路面的普遍结构形式,考虑柔性基层沥青路面材料的非线性,采用粘弹性有限元法分析重载交通对柔性基层沥青路面路表弯沉的影响,提出了轴载换算指标,得到了柔性基层沥青路面的轴载换算公式。结果表明:柔性基层沥青路面对于重载交通的轴载敏感性小于半刚性基层路面,更能适应我国公路运输中超载超限问题突出的现状。     

沥青路面荷载换算季节修正系数的研究

由于不同季节轴载对沥青路面疲劳损坏影响的不同,应在轴载换算时进行季节修正。提出了季节修正系数的概念,并利用轴载等效原则,推导出了季节修正系数与季节影响系数的关系,结合理论分析和参照AASHTO设计法,给出了季节修正系数的建议值,从而完善了轴载换算理论,使轴载等效换算更加合理。     

不同路面结构的重载敏感性分析

我国主要的路面结构为半刚性基层沥青混路面、水泥混凝土路面及柔性基层沥青路面,不同的路面结构在荷载的作用下表现出不同的力学特性。本文通过非线性力学分析,探讨了路面结构在重载作用下的非线性特性,得出了考虑重载条件的沥青路面轴载换算方法。结合路面结构轴载状况的调查及新的轴载换算方法,分析了不同路面结构对重载的敏感性。     

沥青路面轴载换算新方法

现规范沥青路面轴载换算是基于疲劳损伤等效建立的,采用的是线性疲劳损伤理论,这种换算方法无法考虑既有损伤对后续加载过程的影响,低估了荷载的作用,造成换算的不科学性,为了解决这个问题,论文通过沥青混合料疲劳试验,建立了沥青混合料的非线性疲劳损伤演化方程,据此,建立了基于非线性损伤理论的沥青路面轴载换算新方法。     

水泥混凝土路面的超限运输车辆轴载换算方法研究

现行公路水泥混凝土路面设计规范进行轴载换算时,主要考虑的是上世纪80年代以前的情况,显然是不能适应当今公路车辆超限运输以及目前水泥混凝土路面结构的实际情况。为计算超限车辆对道路的影响,本文采用理论分析的方法,应用有限元程序求解更大范围内的荷载应力关系。按照等效疲劳损耗原则进行不同轴载间的换算,得到适用于超限运输车辆的水泥路面轴载换算公式,以便对超限运输车辆对于道路使用的影响做出定量的评价。     

组合基层沥青路面轴数系数研究

以弹性层状体系理论为基础,采用轴载换算方法,以设计弯沉值、半刚性基层层底拉应力为换算指标,通过变换不同的结构层参数及轴距计算了组合结构层沥青路面轴载换算公式中的轴数系数,并通过程序计算得出了建议轴载换算公式。计算结果与我国规范的设计方法进行了对比分析。结果发现轴数系数与轴距及结构层参数关系密切,采用拉应力指标控制轴载换算比弯沉指标更为合理;该方法计算理论与我国规范规定的设计理论相适应,但计算所得的弯沉轴数系数与规范差异很大。因此,应加强实际应用,及时根据具体实例对其进行修正。     

半刚性基层沥青路面按弯沉等效的轴载换算公式的研究

根据不同荷载与路面状况下弯沉的实测结果，计算并分析了按弯沉等效的轴载换算指数的变化规律。分析表明半刚性基层沥青路面轴载换算指数主要与路面结构强度和轴重有关，并由此根据实测数据分析得到了按弯沉效时半刚性基层沥青路面的轴载换算公式，供规范修订时参考。     

基于路基顶面压应变的沥青路面轴载换算方法

对于沥青路面设计,选用了路基顶面压应变为设计时的控制指标。利用BISAR程序,计算了不同路面结构在不同轴重、不同胎压下路基顶面压应变。根据轴载换算等效原则,计算了基于路基顶面压应变的不同路面结构在不同轴重、不同胎压下轴载换算指数。结果表明,不同胎压、不同轴重及不同路面结构等情况对轴载换算指数的影响较小,各种情况下轴载换算系数的平均值为0.986;并结合路基顶面容许压应变计算得到基于路基顶面压应变的轴载换算系数为4.93。分析结果可为今后路面设计方法的轴载换算提供参考。     

环境温度变化对沥青路面轴载换算的影响

在不同的环境温度下,沥青路面车辆轴载换算指数是不同的,而非现行沥青路面设计规范中采用的定值4.35.在总结国内外研究成果的基础上,从沥青混合料的粘弹性力学性质入手,利用沥青劲度模量确定沥青混合料劲度模量,选用材料动模量,利用Bisar软件计算出半刚性基层沥青路面在不同温度下的荷载反应,分析拟合出半刚性基层沥青路面关于温度的轴载换算公式.考虑温度对轴载换算的影响,使轴载换算更加准确.     

半刚性基层沥青混凝土路面的轴载换算关系探讨

针对目前广泛应用的半刚性基层沥青路面结构特点以及普遍存在的车辆轴载超限现象，采用理论分析法，以半刚性基层的层底拉应力为控制指标，利用有限元计算程序对典型结构进行荷载应力分析，并根据材料疲劳方程建立了相应的轴载换算方法。     

山区通村公路水泥混凝土路面轴载换算方法的研究

通过对承德地区山区通村公路的轴载谱进行分析研究,阐述了现行水泥混凝土路面轴载换算方法,并提出了其作为通村公路轴载换算标准的局限性。运用ANSYS有限元软件分析计算,重新回归了荷载应力公式中的相关系数,推导了通村公路水泥混凝土路面的荷载应力公式和轴载换算公式,可为山区通村公路水泥混凝土路面设计提供参考。     

沥青路面轴载抗滑等效换算方法

采用与我国路面结构设计时轴载等效换算类似的方法,按照抗滑指标衰减量等效的原则建立了沥青路面轴载抗滑等效换算公式,并提出了轴数系数和轮组系数的确定方法;基于轴载抗滑等效换算公式,提出了沥青路面抗滑寿命预测方法;以某高速公路为算例,开展不同轮压下SMA16的抗滑性能衰变试验,并借鉴沥青混合料疲劳方程的获得方法,建立了SMA16基于BPN值的抗滑疲劳方程,以此为基础,应用所提出的抗滑性能预测方法预测了该高速公路路面的抗滑寿命。结果表明,该轴载抗滑等效换算方法用于高速公路沥青路面抗滑性能分析是可行的。