高等级沥青路面表面裂缝扩展规律及寿命研究

为了减缓沥青路面表面裂缝,基于断裂力学理论并应用有限元软件ABAQUS,建立了20节点等参元有限元模型,对路面表面裂缝进行数值计算,且采用Paris公式预测了表面裂缝扩展寿命,分析探讨了应力强度因子K2在表面裂缝扩展过程中的变化规律及路面结构参数对表面裂缝疲劳寿命的影响。计算表明:(1)表面裂缝的扩展只考虑偏荷载作用,在裂缝的扩展过程中,随着表面裂缝向下不断的扩展,其K2增大到一个峰值后,再缓慢下降。(2)在路面结构参数正常取值的范围内,对表面裂缝扩展寿命影响较大的是面层厚度、面层模量、基层模量,而土基模量、底基层厚度、底基层模量、基层厚度对表面裂缝扩展寿命的影响很小。     

沥青路面反射裂缝疲劳寿命的计算方法及其影响因素分析

采用断裂力学有限元模型,结合疲劳断裂理论,对温度荷载作用下反射裂缝疲劳寿命的理论和计算方法进行了阐述,同时计算并分析了反射裂缝疲劳寿命的影响因素,为防裂材料和防裂层结构的选择提供了理论依据.     

沥青路面反射裂缝疲劳寿命的计算方法及其影响因素分析

采用断裂力学有限元模型,结合疲劳断裂理论,对温度荷载作用下反射裂缝疲劳寿命的理论和计算方法进行了阐述,同时计算并分析了反射裂缝疲劳寿命的影响因素,为防裂材料和防裂层结构的选择提供理论依据。     

浅述反射裂缝疲劳分析

在分析国内外反射裂缝疲劳分析研究现状的基础上,提出反射裂缝不同情况下产生机理的不同及其各因素的影响程度。结合沥青材料特性,提出反射裂缝疲劳分析的切实可行且能较好反映其特性的疲劳累积损伤理论。最后提出反射裂缝疲劳形成寿命和疲劳扩展寿命预测的研究思路与方法。     

动荷载作用下沥青路面寿命预估

基于4自由度的1/2车辆振动模型,以路面不平整度为激励,运用系统动力学和车辆振动理论分析了不平整路面上的行车动荷载;采用修正Shell永久变形理论,考虑荷载和环境的综合作用,计算了动荷载作用下路面产生的永久变形和平整度的衰变规律;并结合某高速公路路面平整度检测结果,参照质量规范得出路面的剩余使用寿命,建立了动荷载作用下的沥青路面剩余寿命计算与预估的方法。研究结果表明,应用该法不但能够较为准确地预测沥青混凝土路面的剩余使用寿命,还能为准确评价道面使用品质和制定费用-效益最佳路面养护方案提供依据。     

沥青路面结构两阶段寿命预估

基于传统疲劳强度理论,用修正系数的方法来估计裂缝扩展阶段的寿命没有任何的理论依据.提出两阶段方法预估沥青路面结构的疲劳寿命,运用有限元方法对沥青路面进行疲劳断裂分析,研究沥青路面裂缝的扩展规律.     

沥青混凝土路面加铺层疲劳寿命分析

为研究沥青混凝土加铺后路面的疲劳寿命,在国内外关于沥青混凝土加铺层的设计方法、材料等基础上进行了广泛研究,采用不同的路面破损控制指标对沥青混凝土路面加铺层的疲劳寿命进行了分析。研究结果表明:以车辙和反射裂缝作为控制指标预估沥青路面加铺层疲劳寿命是可行的。因此,分析路面疲劳寿命时应从路面主要破坏特征入手,分析各个控制指标下路面的使用寿命。     

基于控制应变周期荷载试验预估沥青混凝土疲劳寿命

疲劳裂缝是路面破坏的一种,为路面受到长期、反复的荷载后,由内部产生的微小破坏开始,渐渐加深、延长,从沥青面层底部由下而上累积成为类似鳄鱼皮般的表面龟裂,进而影响路面的性能。研究的主要目的是探讨沥青混凝土的裂缝生成与疲劳寿命,采用级配类型为AC—20的某高速公路的现场钻芯试件,进行室内控制应变疲劳试验,应用劲度变化曲线的裂缝生成机制,与应力-应变回圈面积的消散能理论,推估沥青混凝土疲劳寿命与临界应变。结果表明,应用劲度变化曲线与消散能理论,所得的疲劳寿命都有一致性,故可判断其都可作为疲劳寿命的定义。其中以劲度变化曲线较为便捷,可以作为推估裂缝生成与疲劳寿命的参考方法。可作为沥青混凝土路面疲劳研究与设计的参考。     

沥青路面的双向疲劳损伤

疲劳损伤是沥青路面技术体系中的一个重要问题,各种设计方法中都建立了相应的疲劳设计模型。为研究全寿命周期内沥青路面的疲劳演化行为,基于RIOHTrack足尺环道开展了6 000万次加载试验,获得了19种不同结构形式的疲劳损伤状态,研究提出了沥青路面的双向疲劳损伤模式,即：在行车荷载作用下,沥青路面同时产生自上而下和自下而上的疲劳损伤。其中：自上而下的疲劳损伤是由压剪荷载造成的,根据路面结构形式的不同,一般表现为T-D横向疲劳裂缝与车辙变形的对偶式损伤;自下而上的疲劳损伤是由整体性材料结构层的层底弯拉荷载引起的,是一种传统的疲劳损伤模式。需要指出的是,单一某个结构层的弯拉疲劳破坏并不会导致整体结构的破坏,即某一结构层的疲劳寿命并不等于整体结构的疲劳寿命。针对自下而上的疲劳损伤模式,提出疲劳寿命逐层累积的分析方法,以完善沥青路面弯拉疲劳寿命的评估。     

泡沫沥青冷再生混合料疲劳特性及其长寿命冷再生沥青路面结构优化

为了研究新旧沥青长期融合作用下泡沫沥青冷再生混合料的抗疲劳耐久性,采用4点弯曲疲劳试验,对80％、100％的RAP泡沫沥青冷再生混合料进行了低应变水平下的疲劳试验,分析RAP、再生剂、模拟服役时间对泡沫沥青冷再生混合料疲劳性能的影响规律,拟合回归了泡沫沥青冷再生混合料的疲劳方程,确定了泡沫沥青冷再生混合料的疲劳极限应变...     

面向自动驾驶编队的沥青路面结构疲劳寿命预估模型

与传统有人驾驶货车相比,自动驾驶货车编队具有更为紧凑的队列形式与更快的行驶速度,极大提高了道路通行能力与运输效率,但同时也使得车辆荷载作用特点发生了显著变化,从而影响沥青路面的疲劳寿命。针对现行疲劳寿命预估模型在自动驾驶货车编队行驶场景下适用性不足的问题,以编队荷载作用下的沥青路面结构层底应变波形特征为切入点,建立了面向自动驾驶货车编队的柔性基层沥青路面疲劳寿命预估模型。通过分析375种不同编队荷载工况下的沥青层层底应变波形,发现层底最大拉应变随行驶速度、前后车间距、左右车间距的增大而减小,随单列车辆数的减少而减小;针对波形参数的主成分分析结果表明,编队荷载下的应变波形可以用D、β_D-、θ_1sμ、θ_2sμ、ε_n共5个相互独立的特征参数进行表达,且该波形特征参数与编队行驶特性参数之间存在不同程度的相关性;依据等效损伤理论计算标准温度(20℃)下柔性基层沥青路面达到疲劳破坏时的编队荷载作用次数,进而提出了基于应变波形特征的沥青路面结构疲劳寿命预估模型。对比仿真结果与模型计算结果发现自动驾驶货车编队场景下...     

疲劳当量温度计算方法研究

现行沥青路面设计规范以15℃作为测定沥青混合料疲劳性能的试验温度,忽略了地区之间存在明显的温度差异。根据路面弹性力学层状理论,对控制应力与应变2种疲劳加载模式进行分析,讨论了适用于路面实际疲劳状况的加载模式。分析了影响沥青路面疲劳寿命的因素,并采用SHELL方法,根据Miner法则计算疲劳当量温度,提出了日疲劳当量温度的计算公式,计算了我国8地区的年疲劳当量温度,讨论了不同地区疲劳当量温度的取值范围和取值方法。研究结果表明,控制应变模式较适用于我国路面实际情况,不同地区路面疲劳试验温度与气温和沥青层厚度之间存在e指数函数关系。     

浅析沥青路面产生裂缝的原因及预防措施

该文根据沥青路面裂缝形式,分析各类裂缝产生原因,并提出相应预防措施.     

基于疲劳损伤的沥青路面设计温度及预估模型研究

针对沥青路面结构必须控制的疲劳破坏形式,以沥青层层底拉应变作为控制沥青路面疲劳开裂的指标。通过实测沥青面层层底最大拉应变与路面结构不同深度处路面温度的相关性分析,确定了沥青路面疲劳损伤的设计温度,提出了以沥青层中间温度作为沥青路面疲劳开裂分析的设计温度和试验条件。通过实测永久性沥青路面试验路每小时的路面温度和气象数据,分析了沥青层中间温度的分布规律,对沥青层中间温度与气温、路面深度之间的相关关系进行了计算分析,建立了沥青层中间温度的预估模型。结果表明,沥青路面应变响应与温度密切相关,随着路面温度的升高,沥青层底拉应变增大;沥青层中间深度处温度与沥青层底拉应变相关性最高,采用沥青层中间深度处温度能较好地评价路面结构的抗疲劳性能。     

长寿命沥青路面概述

在英国、公路交通量不断增长，这就促使研究人员对现行的道路设计方法重新进行评价。该文正是ＴＲＬ的Ｍｉｋｅ Ｎｕｍｎ最近对多条试验路的性能的总结。     

德国沥青路面温度场的预估模型及应用

介绍了目前在德国沥青路面设计中所采用的温度场预估模型及其最新发展,分析了沥青路面温度场预估模型的影响因素.并且通过沥青层温度场的预估模型、温度与沥青混合料劲度模量的关系、沥青层弯拉疲劳方程和Miner疲劳损伤累积定理,阐述了温度场在沥青路面设计中的应用.     

高等级道路沥青路面裂缝修补技术

本文针对整体强度足够的沥青路面所出现的裂缝，介绍研制的一种弹性好，粘结力强，温度稳定性好，耐火、常温施工，操作简便，并在高速公路上已大面积推广应用的修补材料及其施工工艺。     

含裂缝水泥混凝土路面剩余疲劳寿命评估

文章以弹塑性断裂理论为基础,利用abaqus软件对路面裂缝开裂深度分别为3cm、6cm、9cm和12cm进行力学分析,并拟合出裂缝扩展规律。结果表明,当裂缝深度大于6cm时,应力强度因子增幅较快,此时路面疲劳寿命衰减也很快。本文为含裂缝水泥混凝土路面疲劳寿命评估提供一种有效计算方法。     

考虑半刚性结构层横向贯通裂缝的沥青路面疲劳特性分析

采用有限元计算分析在无横向裂缝和有横向贯通裂缝两种工况条件下沥青路面的弯沉、沥青层最大拉应力和最大剪应力、半刚性层最大拉应力以及计算疲劳寿命,分析结果表明,考虑半刚性层存在横向贯通裂缝时,内部应力增加且计算疲劳寿命将大为降低。在提出高速公路沥青路面结构必要时应考虑存在裂缝的工况下进行验算。     

基于FWD预估沥青路面剩余寿命的探索

如何合理的利用FWD测得的数据来评定路面寿命是道路研究的一个重要课题。依托实体改扩建工程,使用FWD检测路面的弯沉,采用三层和四层体系来反算结构层模量,比较反算结果后,使用三层体系反算的模量值进行沥青路面剩余寿命的预估。