碎石化后沥青加铺层应力对比分析

碎石化是一种旧水泥混凝土路面处治重要技术,它能降低建设成本,加快建设周期。文章基于有限元分析方法,首先对比分析了碎石化后加铺沥青面层和同厚度级配碎石层上加铺沥青面层的应力,结论认为碎石化后沥青加铺层底的拉应力要小于级配碎石的情况,证明碎石化后水泥混凝土板块优于级配碎石的力学性能;然后,通过改变碎石化层中两个主要分层的厚度和模量,分析不同的破碎程度对加铺层应力的影响,结论认为,碎石化下层厚度在10cm左右时,既能保证碎石化层仍然具有一定强度使沥青层底拉应力不至于过大,又能起到防止反射裂缝的作用。碎石化下层厚度不变时,加铺沥青层的受力状况随着碎石化下层模量的增大会稍有改善,拉应力、拉应变和弯沉都会有所减小,总体幅度在3%~9%之间。     

共振碎石化后沥青加铺层应力与疲劳断裂分析

针对共振碎石化后沥青加铺层的反射裂缝防治机理和作为长寿命路面结构的应用问题，使用有限元方法对水泥混凝土路面沥青加铺层和共振碎石化后沥青加铺层的受力特性和疲劳寿命进行了分析，研究了共振碎石化后沥青加铺层在各影响因素下的裂缝尖端应力强度因子和疲劳寿命变化规律。结果表明，共振碎石化技术有效减小了沥青加铺层的层底应力和裂尖应力强度因子，疲劳寿命是水泥混凝土路面直接沥青加铺层的8.75倍，可满足长寿命路面的设计要求。共振碎石化后沥青加铺层的疲劳寿命随面层模量和轴载的增大而递减，随共振结构层模量的增大而先减后增，随面层厚度和车速的增大而递增。     

水泥混凝土路面碎石化层应力强度因子有限元分析

为比较是否碎石化对加铺后沥青路面结构应力的影响,本文从断裂力学入手,借助有限元软件,按等参八节点二维平面应变单元分析了两者在沥青加铺层情况相同时层底的应力强度因子。经对比分析,两者的Ⅰ型应力强度因子差别很大,而Ⅱ型应力强度因子基本相同,表明碎石化后沥青加铺层层底具有更好的受力特性,与不破碎直接加铺相比,能显著降低沥青加铺层底反射裂缝的可能性。这表明碎石化工艺对旧水泥混凝土路面的处治能满足加铺要求,达到了工艺处理的目的。     

同步碎石集料粒径与沥青混合料配伍性研究

为了评价同步碎石应力吸收层集料粒径与沥青混合料的配伍性,在采用数字图像处理技术进行碎石撒布量标定后,采用静压法和轮碾法两种方式,成型不同粒径沥青混合料、不同规格粒径同步碎石应力吸收层组合试件,通过拉拔和斜剪试验分析了同步碎石集料粒径及沥青混合料最大粒径对拉拔和斜剪破坏应力的影响,采用试件的剖面状态分析及碎石与下承层的接触分析,分析了产生同步碎石集料粒径与沥青混合料配伍性规律的机理。结果表明:沥青混合料最大粒径越大,与同步碎石应力吸收层的结合越差。确定了5～10mm碎石应力吸收层与沥青混合料的配伍性较好。     

同步碎石应力吸收层混合料设计方法研究

同步碎石应力吸收层作为一种新型的应力吸收层,实践证明具有很好的缓解或抑制反射裂缝的产生与发展。沥青和碎石用量是影响同步碎石应力吸收层质量的主要因素之一,在详细介绍现有同步碎石封层应力吸收层沥青和碎石用量的计算方法上,提出了以层间抗剪强度为指标的设计方法。     

开级配大粒径沥青碎石混合料沥青路面温度应力影响因素分析

反射裂缝是半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面的主要病害之一,针对这一问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料作为裂缝缓解层的方法.基于开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ABAQUS为基础,对开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的温度应力进行分析,探讨了其结构层参数对其温度应力的影响规律.结果表明:开级配LSAM缓解层模量、厚度、空隙率对其自身温度应力具有显著的影响作用,是开级配LSAM缓解层沥青路面结构设计的重要参数.     

嵌挤填充沥青混合料应力吸收层的粘结性能研究

在路面结构中,理想的橡胶沥青应力吸收层,应为撒布的碎石与其上加铺的沥青混合料级配形成一个多级空间骨架结构,以阻碍层间发生滑移。通过粘结性能试验,归纳总结出橡胶沥青应力吸收层碎石粒径与沥青层级配之间的配伍性评价指标。研究结果表明:橡胶沥青应力吸收层撒布的碎石粒径,宜选取1/3~1/2沥青混合料公称最大粒径,以使橡胶沥青应力吸收层发挥出其优异的性能优势。     

级配碎石防反射裂缝层的性能分析

应用断裂力学理论对旧水泥砼路面沥青加铺层产生反射裂缝的原理进行了分析,建立了路面结构应力计算模型,通过有限元应力计算,表明采用级配碎石可减小裂缝处沥青加铺层的荷载应力,延缓反射裂缝的形成;对在旧水泥砼路面改造工程中设置级配碎石防反射裂缝层后路面变形及排水等性能进行了分析.     

碎石化旧水泥路面上水泥混凝土加铺层应力分析

将碎石化结构层分为上、中、下三层来构建有限元模型,深入分析了碎石化后,旧水泥路面上水泥混凝土加铺层的应力及其在不同参数下的变化情况,并给出了应力诺模图,并在试验路段进行了验证。结果表明:将碎石化层分为三层来构建分析模型是合理的,加铺厚度、脱空尺寸和碎石化下部模量等因素对水泥混凝土路面板结构应力计算结果影响很大。     

设置级配碎石加铺层的复合式路面实用性分析

采用级配碎石作为复合式路面裂缝缓解层,利用级配碎石层散粒体、柔性层状及加铺隔离作用有效吸收、消散荷载引起的沥青面层底部应力,并减小路面弯沉,达到抑制和延缓反射裂缝出现的效果。本文利用有限元法对不同级配碎石层厚度及弹性模量情况下的沥青面层应力及弯沉进行计算和对比分析,结果得到:合理增加级配碎石层的厚度能有效减小沥青面层的底部应力及弯沉值,而增加级配碎石的弹性模量效果则不明显。通过对实践的总结得出:设置合理厚度的集配碎石层能有效抑制复合式路面的反射裂缝。     

设置级配碎石功能层的沥青路面有限元模拟

级配碎石功能层指在半刚性基层与沥青面层之间铺筑10~15 cm厚的级配碎石,形成的倒装结构。级配碎石具有典型的非线性力学特性。利用有限元法,建立级配碎石功能层的沥青路面三维有限元模型,通过数值计算,得到沥青面层层底最大拉应力、沥青面层内剪应力以及半刚性基层底部最大拉应力。计算结果表明:级配碎石功能层厚度设计为10~15 cm,回弹模量设置超过300 MPa比较合理。     

碎石化水泥混凝土路面加铺层结构研究与设计

该文采用有限元法建立了碎石化条件下混凝土路面二维平面应变模型,对标准轴载和超载条件下不同类型加铺层结构的力学响应进行了计算,分析了路面弯沉、层底拉应力、层底拉应变等指标,提出半刚性基层加碎石化沥青薄层结构的有关建议。     

MHB碎石化后沥青加铺层应力有限元研究

M H B碎石化是一种旧水泥混凝土路面处置技术,该技术具有节约资源、降低工程造价等优点。目前,碎石化技术在我国尚在初步使用阶段,对碎石化层力学性能的研究还较少,运用大型有限元软件ABAQUS,首次考虑了松散层的作用,对考虑松散层、等厚度级配碎石层上沥青加铺层层底应力、应变和弯沉进行了对比分析。分析结果表明:碎石化层比同厚度级配碎石的力学性能好。     

碎石化旧混凝土路面上沥青加铺层应力及顶面模量

将碎石化处治的旧水泥混凝土路面层视为宏观均匀、各向同性的线弹性体,采用双层弹性层状体系模型,深入分析了碎石化旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的应力、弯沉变化规律,给出了对应不同交通量及沥青加铺层厚度下碎石化旧路面顸面最小回弹模量值,以及碎石化旧路面顶面最大容许弯沉值.研究表明,对应不同交通量和沥青加铺层厚度,要求碎石化旧水泥混凝土路面顶面弯沉在41～114(0.01 mm)之间变化,否则,顶面弯沉超过114(0.01mm),则碎石化旧路面不能提供所需的刚度要求,需另外设置基层后再加铺沥青层.     

特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层防裂机理分析

反射裂缝是旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的主要病害之一,目前尚无理想的解决方法,针对这一问题,提出了采用特粗粒径沥青碎石AM-40作为裂缝缓解层的方法,利用特粗粒径沥青碎石的多空隙结构阻断裂缝尖端的扩展路径,消散及吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的应力及应变,减小接缝处加铺层的应力集中现象。采用三维有限元法对设置普通沥青混凝土与特粗粒径沥青碎石2种类型裂缝缓解层的加铺结构进行力学对比分析可知,后者的荷载应力、温度应力及耦合应力均小于前者的应力值。通过加铺层试验路观测与理论计算分析表明,特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层可有效地防止或减缓水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的反射裂缝。     

高速公路ATB联结层设计参数敏感性分析

对高速公路沥青碎石（ATB）联接层防裂基本原理进行了介绍。通过改变其厚度与模量,利用BISAR程序计算各结构层的层底的最大弯拉应力,对沥青稳定碎石联结层的设计参数进行了敏感性分析,从经济和抗裂角度提出了沥青稳定碎石联结层适宜厚度与模量的建议值。     

沥青面层和层间处治措施对再生水稳基层路面反射裂缝的影响分析

反射裂缝是再生水稳基层的主要病害,沥青面层的厚度、模量以及层间处治措施如土工格栅、SBS沥青混合料应力吸收层和橡胶沥青碎石层等是影响反射裂缝的主要因素。该文结合再生水稳基层路面结构参数,通过有限元建模计算并定量分析了面层的厚度、模量和3种层间处治措施对表征裂缝反射能力的沥青面层底部应力的影响。结果表明:在一定范围内提升沥青面层和层间处治层厚度均能有效缓解面层底部的应力集中现象,但两者模量的提高会加大面层底部的剪应力和弯拉应力;且以上层间处治措施中SBS沥青混合料层间处治层对降低沥青面层底部应力集中最为显著。     

高粘高弹防水粘结应力吸收层性能研究

为了研究高粘高弹防水粘结应力吸收层性能,通过应用室内剪切试验和拉拔试验研究了碎石粒径、沥青洒铺量和碎石洒铺量对防水粘结应力吸收层粘结性能的影响,并对比了高粘高弹防水粘结应力吸收层与橡胶沥青应力吸收层和SBS改性沥青粘结层的粘结效果。研究结果表明:碎石洒铺粒径为9.5mm～13.2mm,碎石洒布量为16kg/m~2,高粘高弹改性沥青洒铺量为2.0kg/m~2,防水粘结应力吸收层具有最为优良的剪切强度和拉拔强度,其粘结性能、防水性能和疲劳性能都优于橡胶沥青应力吸收层和SBS改性沥青粘结层。     

橡胶沥青应力吸收层设计

在现行JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中,尚未涉及橡胶沥青应力吸收层的相关设计要求。根据工程实践和分析,应力吸收层的效果与其厚度和模量有一定的关系。为了保证橡胶沥青应力吸收层的质量,所用橡胶沥青及碎石应符合一定的技术要求。对于单层式应力吸收层结构,该文给出了橡胶沥青洒布量与碎石撒布量的计算图式。     

旧水泥混凝土路面加铺层中裂缝缓解层的有限元力学分析

旧水泥混凝土路面加铺改造后主要破坏来自于旧水泥混凝土路面的反射裂缝,如何防止反射裂缝的发生也是旧水泥混凝土路面加铺改造的难点.为此,研究采用大碎石沥青混合料作为裂缝缓解层,对比分析了大碎石沥青混合料、密级配AC-20混合料、级配碎石与水泥稳定碎石4种不同加铺层的结构应力,采用有限元分析方法分析了在最不利荷载作用下,温度应力、荷载与温度应力耦合作用下以及加铺材料中的孔洞对加铺层底应力的影响,发现大碎石沥青混合料裂缝缓解层对防止反射裂缝的发生具有良好的作用.