半刚性材料温度应力分析研究

针对半刚性基层材料缺乏对因外界温度变化所产生应力问题的研究,采用了国内4个典型省份的夏季及冬季极限温度,计算了在不同典型结构及不同地区条件下,半刚性材料受温度影响产生的温度应力.研究结果表明,对不同面层结构,受外界温度影响所产生的温度应力值相差很大,对在高速公路以及一级公路中使用的半刚性材料,完全可减少对温度性能的要求.该研究成果将室内测试结果和实际应用加以联系,对完善半刚性材料温度开裂评价体系具有一定的意义.     

预切缝半刚性基层沥青路面温度应力有限元分析

利用ANSYS有限元软件的耦合场分析单元对预切缝半刚性基层沥青路面温度应力进行计算,分析影响预切缝半刚性基层沥青路面温度应力的因素,得出了预切缝半刚性基层沥青路面未出现和出现反射裂缝时的温度应力分布情况,并对预切缝半刚性基层沥青路面出现反射裂缝时的温度应力与普通半刚性基层沥青路面进行了比较。     

典型半刚性基层材料参数的研究

选取南方几种典型半刚性材料,进行了物理力学性能的试验研究,得到了各种材料的设计参数及随龄期的增长规律。同时对比分析了抗压试验方法与劈裂试验方法以及劈裂强度与模量之间的关系。为半刚性路面结构设计及选材提供了科学依据。     

半刚性基层拉应力验算时双轴系数的分析

应用弹性层状理论和疲劳损伤等效原理，考虑轴距的不同，计算双轴轴数系数，得出适用于普通载重车和超限车的双轴系数公式，并与国内外设计方法的取值进行比较。结果表明：本文的计算公式方法正确，结果合理。但公式的实际还需结合野外测试进行修正。     

半刚性基层材料强度与收缩性能的试验研究

以青藏高原地区公路建设中常用的石灰稳定砂砾，水泥稳定砂砾、水泥石灰土稳定砂砾及二灰稳定砂砾等4种典型的半刚性基层材料为研究对象，通过混合料组成设计以及不同条件下的温度收缩系数和干燥收缩系数的测定等大量试验，对其强度及收缩特性进行了系统性的试验研究和分析，得出了在配比选用及收缩特性方面具有规律性和实用性的一些结论。     

半刚性材料养生问题研究

分析了半刚性材料养生条件的优劣，以及对沥青路面早期损坏与使用耐久性的影响。认为，水分的散失从表面开始，且表面水分的散失是干缩的前提，干缩几不在养生期产生，而是在干燥期产生。覆盖养生能营造温度平稳、湿度充足、强度均匀生长的环境和条件，有利于强度生长，可有效地降低干缩裂缝的产生。覆盖养生效果的优劣排序依次是覆盖塑料薄膜－－覆盖土－－覆盖麦秸－－洒水－－洒乳化沥青。     

半刚性基层材料冻融循环强度变化分析

半刚性基层材料的冰冻稳定性直接关系到整个路面的强度、使用质量和使用寿命,特别是在冰冻地区,基层材料的冰冻稳定性差会导致基层强度的明显下降,引起路面的整体破坏.结合几种常用半刚性基层材料的室内冻融循环实验结果,对半刚性基层材料的强度变化做出定量分析,以求为此类材料的使用做有益的指导.     

半刚性基层开裂特性研究

为了抑制半刚性基层沥青路面的开裂,提高半刚性基层沥青路面的服务质量,并延长其使用寿命,首先对半刚性基层载荷型裂缝和非载荷型裂缝的开裂机理进行深入分析,然后结合已有的裂缝抑制技术,包括混合料组成设计、道路施工控制、振动搅拌技术和柔性基层技术,研究了半刚性基层压实质量与基层开裂的关系,并提出了一种通过提高压实质量来提升半刚性基层抗裂能力的方法。通过分析压实质量对半刚性基层收缩性能和力学指标的影响,并结合试验数据,验证了该方法的有效性。     

混凝土桥水泥铺装层温度应力研究

针对典型T梁和箱形梁桥,在简支和多跨连续边界条件、承受正温度梯度、负温度梯度、温度和汽车耦合作用下,用有限元法分析水泥铺装层的受力特征和铺装层拉应力、层内最大剪应力、等效应力和接触层间法向拉拔力、层间剪应力,以及各应力对铺装厚度的敏感性.以箱形梁桥为对象,比较分析了连续水泥铺装和划缝、带裂缝工作状态下受力以及配钢筋的影响.提出了设计、施工建议.     

沥青路面条状修复基层的自膨胀和温度应力

推导了沥青路面半刚性基层条状修复结构在修复材料自膨胀和降温共同作用下,半刚性基层结构的自膨胀和温度应力的解析解,提出了考虑材料徐变影响的自膨胀和温度应力计算方法,并给出了自膨胀效应、温度年变化和日变化的等效徐变系数,讨论了基层平均温度的年较差和日较差与路表温度的年较差和日较差的之间关系。以上海地区为例,计算了不同修复结构下新旧基层界面和修复基层最大的自膨胀和温度应力,由计算结果看出,修复材料的自膨胀率宜大于800με,它可使新旧基层界面基本上始终处于受压状态,从而避免界面脱离而出现结构裂缝及修复区下沉的危险。     

半刚性基层沥青路面温缩型反射裂缝的扩展机理分析

通过对半刚性基层在温度应力作用下裂缝扩展机理的分析,以线弹性断裂力学理论和有限单元方法为基础、利用ANSYS计算软件,研究了产生反射裂缝的力学机理,分析了各参数对含裂纹路面结构的应力场以及裂纹尖端应力强度因子的影响。结果表明,得出裂纹尖端的应力集中是导致裂缝向上扩展的根本原因,降低基层材料的弹性模量能抑制或延缓基层裂缝的扩展;当裂缝已经反射到面层后,降低面层材料的弹性模量也可以起到抑制或延缓基层裂缝的扩展;同时,外界环境和路面结构对裂缝的扩展亦有较大的影响,应根据当地的气候条件合理地设计沥青面层和基层的厚度,以保证路面结构具有预期设计的抗裂性。为防止或减少反射性裂缝有重要的参考价值。     

半刚性基层沥青路面开裂成因及处治措施

该文通过对省道S342济宁段的K234＋900-K239＋100段的路面病害调查,发现半刚性基层沥青路面的开裂是主要病害,分析了路面产生横裂、纵裂和不规则裂缝的原因,并分别提出了相应的处治措施和维修方法。     

基于加速加载试验的半刚性基层沥青路面动力响应

为了了解移动车辆荷载作用下半刚性基层沥青路面结构动力响应规律,修筑足尺试验场,采用置入式应变传感器,检测加速加载设备在车轮荷载作用下的面层底部动力响应,研究了面层底部横向分布以及轴重和温度对路面结构动力响应的影响。结果表明:移动车轮荷载下,面层底部纵向弯拉应变呈拉压应变交变状态,荷载位置仅影响其数值大小;横向弯拉应变比较复杂,胎冠下部呈现拉应变状态,2个轮胎之间及轮胎外侧呈现压应变状态,胎肩位置呈现拉压应变交变状态;面层底部弯拉应变无法充分反映超载车辆对路面的破坏作用;温度对路面结构的动力响应影响显著,30℃、40℃和50℃下沥青路面动力响应分别为常温状态下的3倍、8.9倍和13.3倍。     

半刚性基层材料冻融循环强度变化分析

半刚性基层材料的冰冻稳定性直接关系到整个路面的强度、使用质量和使用寿命,特别是在冰冻地区,基层材料的冰冻稳定性差会导致基层强度的明显下降,引起路面的整体破坏。结合几种常用半刚性基层材料的室内冻融循环实验结果,对半刚性基层材料的强度变化做出定量分析,以求为此类材料的使用做有益的指导。     

半刚性基层拱胀现象的力学分析

采用材料力学中的压杆失稳理论和弹性力学中的薄板压曲理论对半刚性基层由温度变化引起的拱胀问题进行分析。计算出了半刚性基层不发生拱胀破坏的临界应力,将临界应力与其温度应力相比较,可以判断施工完成时半刚性基层是否会发生拱胀。对影响温度应力大小的技术指标进行了分析,给出这些指标在施工中的建议值。研究结果表明:两种方法分析计算的结果是一致的,但用压杆失稳理论进行分析偏安全。为避免半刚性基层产生拱胀破坏,在实际施工中,应该尽量避免半刚性基层在冬季施工以减小整个施工过程中温差;施工单位不宜追求高强度而增加水泥剂量而导致基层材料的回弹模量值过高;应该尽量采用膨胀系数较小的骨架密实型基层混合料。     

半刚性基层沥青路面交通荷载适应能力分析

根据路面状况和车辆轴载的长期检测数据,以及路面养护维修历史数据,分析了几种典型路面结构下路面破损状况、路面平整度、路面强度与累计当量轴次之间的关系。根据所得到的典型路面结构的使用性能变化规律,分别按路面破损状况、平整度、强度指标估计路面结构能够承受的交通荷载作用次数,得到了典型半刚性沥青路面结构的交通荷载适应能力。