基于叠加原理的沥青路面永久变形预估方法

分析了沥青路面产生永久变形的主要影响因素,采用"分层分区叠加思想",建立了考虑车辆重复荷载、路面材料特性及温度条件等因素综合作用的沥青路面永久变形预估方法,研究了预估模型中参数的确定方法。推导了重复荷载作用下沥青混合料的黏弹性本构模型,结合三轴重复加载试验数据研究了沥青路面各结构亚层沥青混凝土的蠕变柔量的拟合方法;通过对试验路温度进行实测,确定了年各代表温度区间内标准轴载作用次数;采用有限元方法分析了不同温度条件下沥青路面结构各亚层偏应力分布;最后运用该预估方法对綦万高速公路沥青路面的永久变形量进行了计算。结果表明:计算值和实测值基本吻合,建立的预估方法具有较高的计算精度,能够较精确地模拟沥青路面的变形规律。     

高模量沥青混凝土路面永久变形有限元分析

通过静态回弹模量试验,研究了不同级配类型高模量沥青混凝土的回弹模量,并由此建立ANSYS有限元沥青路面结构模型,计算分析中面层厚度、荷载作用大小、面层材料等因素对沥青路面永久变形的影响。研究结果表明:掺加PR-Module改性剂的高模量沥青混合料比普通沥青混合料可明显提高其回弹模量;单纯增加中面层的厚度对提高路面抵抗永久变形性能的效果并不显著;中面层采用高模量沥青混合料对降低路面永久变形的效果相对较好;荷载作用特别是重载超载对路面永久变形影响较大,高模量沥青混合料对降低重载超载作用下路面永久变形效果更为明显。     

三轴重复荷载作用下AC-13沥青混合料永久变形试验分析

采用半正弦波间歇荷载,使用MTS(Material Test Systerm)材料试验机对AC-13沥青混合料进行三轴重复荷载蠕变试验,研究试验温度和应力水平对沥青混合料永久变形特性的影响,得到了AC-13沥青混合料在不同温度和不同应力水平下的永久变形规律,对永久应变与荷载作用次数、应力水平和温度的关系进行非线性回归分析,提出来能够全面反映沥青混合料永久变形特性的模型,并绘制了不同温度下的三维图形,直观全面地反映沥青混合料变形的特性。     

沪宁高速公路沥青路面结构抗车辙性能环道试验研究

结合沪宁高速公路扩建工程,对其拟采用的3种沥青路面的结构在50℃～60℃高温下进行了环道车辙试验并测试了沥青路面各结构层的永久变形,分析了水泥稳定碎石半刚性基层、级配碎石柔性基层和各沥青结构层变形对路面车辙的影响。环道试验测定结果表明,对于沥青层厚度超过20cm的沥青路面结构,其柔性基层或半刚性基层对车辙的影响没有明显差异,永久变形主要发生在20cm深度范围以内。     

车辙形成机理浅析

车辙形成的最初原因是沥青混合料骨料压密及沥青在高温下的流动,最后导致骨架失稳,从本质上讲就是沥青混合料的结构特征发生了变化。其实沥青路面永久变形的产生是各种机理的共同作用,既有结构层强度变形的影响,也有沥青混合料的流动变形以及压密变形和磨损变形。几种机理在车辙形成过程当中又由于所历时的阶段不同及所处的环境不同等,而对车辙的影响也不相同。     

路面沥青混合料永久性变形机理及三轴重复荷载试验研究

分析了沥青混合料永久变形的形成机制,同时将SMA-13、AC-20、ATB-30这三种不同类型沥青混合料进行了三轴重复荷载试验,所得到的试验结果能够成为沥青路面使用寿命预估的依据。     

基于响应面法的石质路基沥青路面结构优化研究

为了提高石质路基沥青路面结构的使用性能,应用响应面法对路面结构为沥青面层、级配碎石基层和石质路基的路面结构进行优化分析;按照公路沥青路面设计新规范的新设计指标来分析各个路面结构层厚度对新指标的影响,以各面层的厚度和基层的厚度作为约束条件,以沥青混合料疲劳开裂次数、沥青混合料层永久变形量和路基顶面竖向压应变作为响应因素建立响应面优化模型。研究表明:面层的厚度对永久变形量、疲劳开裂次数和路基顶面竖向压应变有显著的影响,而级配碎石基层厚度对三大指标影响较小。     

沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型

为了正确预估沥青路面的永久变形,对沥青路面永久变形的非线性粘弹性有限元法进行了研究,推导了广义Maxwell模型的非线性粘弹性有限元法,建立了沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型,从弹性、非线性弹性、塑性、粘弹性、非线性粘弹性等方面对沥青路面的永久变形进行了分析,对沥青路面的永久变形进行了计算,并将计算结果和SHRP的计算结果以及SWK/UN轮辙试验结果进行了对比。计算结果表明:沥青路面永久变形的非线性粘弹-弹塑性本构模型是有效的,其路面变形计算值与SHRP的计算值相对误差为6.567%,与SWK/UN轮辙试验值相对误差为6.069%。     

基于Johnson-Cook黏塑性模型的沥青路面车辙计算

采用Johnson-Cook模型描述沥青混合料黏塑性本构关系,通过不同温度和不同应变率下单轴压缩试验确定沥青和改性沥青混合料的Johnson-Cook黏塑性模型参数,利用ANSYS瞬态动力学分析理论,分析了在设计年限内当量轴次和超载等不同条件下对沥青路面车辙变形的影响。结果表明:使用天然岩沥青改性沥青面层比基质沥青面层的抗车辙性能均提高20%,符合沥青路面车辙变形实际情况;基于Johnson-Cook黏塑性模型的车辙计算方法,为沥青路面车辙研究提供了一种新的思路和技术途径。     

温度对全厚式沥青路面路用性能的影响分析

结合石黄高速公路全厚式沥青路面试验路的部分试验数据,分析温度对沥青稳定基层性能的影响,得出了温度对沥青基层强度的影响以及对沥青混合料抗变形能力的影响情况,可供同行参考。     

基于ANSYS对复杂环境下沥青路面破坏研究

在极端温度与重载双重作用下,新疆地区沥青路面的正常运行期严重缩短。基于ANSYS有限元软件对新疆某沥青路面进行了温度场数值模拟,结果表明,沥青路面在极端低温下温度应力会导致路表首先开裂,随着面层厚度增加,面层层底最大温度应力减小趋势较大,而沥青面层表面的最大温度应力变化不大;温度是影响高温剪切变形的关键因素;抗车辙最不利的状况是沥青面层深度9~11cm的范围内,路表面层深度0~1cm位置处是剪应变增加幅度最大的范围。     

玻璃纤维土工格栅在沥青路面上的应用

玻璃纤维格栅是国内外公认的可用于减少沥青路面反射裂缝的技术措施.它具有高抗拉强度和弹性模量高的特点,其功能就是增强沥青混凝土的整体抗拉强度,改善铺装层的整体受力状态,减少永久变形,延迟疲劳破坏,防止和减少路面裂缝的产生.     

基于有限差分法的边坡稳定影响因素分析

首先探讨了有限差分法自身的误差,提出了合理的网格密度及边界条件;然后,通过与极限平衡法的比较,研究了剪胀角、抗拉强度、泊松比及弹性模量对边坡安全系数的敏感性以及对边坡变形特征的影响。研究表明:剪胀角、泊松比和弹性模量对边坡破坏时变形的影响较为明显,但弹性模量相对泊松比更为明显,抗拉强度较小时对边坡变形有影响。     

基于微观分析方法的沥青混合料抗车辙剂应用机理研究

为从本质上揭示车辙剂对沥青混合料抗车辙性能的增强机理,采用材料化学微观分析方法(扫描电镜分析(SEM)、红外光谱分析(IR)、热重分析(TGA)对掺加车辙王抗车辙剂的沥青胶结料进行了试验研究。分析结果表明:通过SEM发现,抗车辙剂通过与沥青和集料在高温下拌和过程中形成的纤维等形态在级配骨架内部搭桥而起到加筋、约束作用和嵌挤作用;通过IR发现,抗车辙剂通过与沥青在高温下的拌和,部分溶胀于沥青中发生反应,达到对沥青的改性,最终起到提高软化点温度、增加粘度、降低热敏性(提高热稳定性)等沥青改性的作用;通过TGA发现,在高温条件下,车辙王的弹性成分具有使路面的变形部分弹性恢复的功能,达到降低成型沥青路面永久变形的目的,最终提高沥青路面的高温稳定性。     

玻璃纤维土工格栅在沥青路面上的应用

玻璃纤维格栅是国内外公认的可用于减少沥青路面反射裂缝的技术措施。它具有高抗拉强度和弹性模量高的特点，其功能就是增强沥青混凝土的整体抗拉强度，改善铺装层的整体受力状态，减少永久变形，延迟疲劳破坏，防止和减少路面裂缝的产生。     

应用改性沥青提高沥青路面抗车辙能力

由于沥青混合料本身抗剪切变形能力不足,行车渠化严重和夏季高温等原因,高速公路沥青路面的面层沥青混合料较多出现行车道车辙,对行车舒适和安全带来了一定程度的不利影响.沥青面层的车辙受到沥青混合料的沥青结合料、矿料级配、现场碾压等因素的影响.降低沥青标号、采用改性沥青是减少沥青路面车辙的一种有效措施.     

温度对沥青混合料抗车辙性能影响的试验研究

沥青混合料是一种热敏感性材料,其力学性能受温度影响较大。夏季高温条件下,沥青混合料的流动性增加,抗压及抗剪切性能下降,沥青路面在车辆荷载的作用下易发生形变而造成路面病害,例如车辙,对道路的行车安全造成较大影响。论文针对该情况提出在三种温度条件下,对沥青混合料抗车辙性能随温度的变化规律展开研究。结果显示,当温度从45℃变化至75℃时,沥青混合料的动稳定度下降率达98%以上。     

深基坑桩锚支护结构变形的土体参数敏感性分析

为研究土体参数对深基坑桩锚支护结构变形的影响,利用有限元软件建立基坑计算模型,分别针对不同弹性模量、内摩擦角、黏聚力及泊松比对支护桩水平位移的影响进行敏感性分析,研究结果表明:增大土体弹性模量、内摩擦角和黏聚力,基坑支护桩变形量会逐渐变大;增大土体泊松比,基坑支护桩变形会逐渐变小;基坑支护桩水平位移最大水平位移发生在靠近桩中位置。研究结果可为不同土体参数的深基坑桩锚支护结构工程设计提供理论参考。     

钢渣热阻沥青路面的抗车辙性能研究

为了研究钢渣替代天然集料对沥青混合料高温抗车辙性能的影响,首先,用钢渣等体积替代玄武岩粗集料制备了不同钢渣掺量沥青混合料,对其热物性参数进行了测试,并通过室内等效热辐射试验对钢渣沥青混合料降温效果进行评价;其次,采用数值模拟方法分析了不同钢渣掺量沥青路面面层对温度场分布的影响,并利用单轴静载蠕变试验获取沥青混合料蠕变参数,建立基于上述温度场的车辙分析模型,对钢渣沥青路面的抗车辙性能进行评价。结果表明,钢渣的掺入使沥青混合料的导热系数降低,比热容增大,变化幅度最大可以达到40%以上;随着钢渣掺量增大,路表温度小幅度上升,而中下面层温度逐渐降低,其中4 cm深度处降温效果最为明显;当钢渣掺量为100%时,温度相较于纯玄武岩沥青路面降低了3.4℃,而75%掺量沥青混合料钢渣的车辙变形量最小,相较于玄武岩沥青混合料下降幅度达到43%,可有效提高路面抗车辙性能。     

沥青混凝土路面层发生车辙现象的原因分析与技术对策

沥青混合料是一种典型的粘弹性材料,其物理力学性能与温度及荷载作用时间密切相关,尤其是强度和劲度伴随着温度的升高而明显衰减,路沥青混凝土路面在夏季高温、重交通的重复作用下,由于交通的渠化,在轮迹带逐渐形成下凹和两侧鼓起的车辙现象,该永久性变形是现代高等级沥青混凝土路面最常见的高温病害. 根据工程实践表明,汽车在通常的荷载条件下:永久性变形主要在夏季温度高于25～30℃区间,即沥青路面的路表温度达到40～50℃以上时,已经达到或超过道路沥青的软化点温度,而很容易产生车辙,随着温度的升高及荷载的加重变形继续增大.相反;低于这个温度范围一般不容易产生严重的高温塑性变形,确切说,所谓高温是指高于25～30℃的气温条件.