山区高速公路路面结构形式探讨

通过对我国山区高速公路路面情况的调查,结合国外山区高速公路路面现状,分析我国山区高速公路半刚性基层路面、组合式基层路面、柔性路面3种主要路面结构形式,并考虑到易发病害、成本、山区高速公路特点等因素,对半刚性基层路面、组合式基层路面、柔性路面3种主要路面结构形式提出相应优化建议。     

浅谈低等级道路路面基层对质量的影响

根据多年的沥青混凝土路面施工和养护经验,从路面基层和底基层的作用和路面基层应具备的条件等方面,分析了路面基层引起沥青路面出现的多种病害和路面基层施工中存在的问题及其原因,提出了路面基层施工的一些看法,供同行参考。     

火山灰路面基层路用性能研究及机理分析

为解决火山灰分布地区道路工程中传统路面基层原材料的短缺问题,依据火山灰材料的颗粒组成及化学成分,将其用作路面基层的集料、结合料。对不同配合比的火山灰路面基层混合料进行不同龄期的强度、抗收缩性能、抗冻性能及抗疲劳性能试验,通过和二灰碎石及水泥稳定砂砾基层材料路用性能的比较来确定火山灰路面基层的控制参数。同时对不同龄期的火山灰路面基层混合料进行XRD测试,结合测试结果分析火山灰稳定基层的反应机理。路用性能试验和反应机理分析结果表明,火山灰路面基层是一种有潜力的基层材料,火山灰混合料集料的颗粒组成范围可用于指导火山灰材料在路面基层中的应用。     

重庆垫忠高速公路路面基层及路面施工技术探讨

路面基层及路面在公路结构中起着关键作用,而且路面面层的使用性能、使用寿命都与路面基层的质量有着十分密切的联系.文章结合重庆忠县-垫江段高速公路施工实例,针对其路面基层及路面施工工艺,对公路路面基层施工的方法及质量控制进行了探讨,为同行提供参考.     

沙漠区横向隆起路面力学响应数值分析

阿拉善沙漠区沥青混凝土路面因路基硫酸盐盐渍化发生横向隆起病害。根据病害实体特征,利用Abaqus软件建立了路面横向隆起病害3D模型,分析了路面结构层厚度、弹性模量、路基盐胀作用等影响因素下路面结构的力学响应规律,路面结构受力对上述影响因素的参数敏感性及各因素共同作用下路面结构受力的最优及最不利组合。结果表明:路面隆起段中间位置出现最大拉应力和压力,在盐胀作用区域出现较大的应力分布;路面结构力学响应因素中,面层厚度、面层和基层弹性模量对路面隆起病害实体的受力影响显然弱于基层厚度对隆起结构受力的影响;隆起病害实体受力主要受控于基层厚度;面层应力普遍小于基层应力,在面层和基层抗拉强度比较接近的条件下,路基盐胀作用首先导致基层拉裂破坏,然后再发生面层拉裂破坏,即基层要先于面层发生拉裂破坏;基层、面层较厚的路面结构,基层受到的拉应力较小,不易产生基层的拉裂破坏,而基层、面层较薄的路面结构,基层受到的拉应力较大,易于产生基层的拉裂破坏。为了防止沙漠区沥青混凝土路面盐胀引起横向隆起病害,可通过设计优化,科学合理地选择路面结构厚度和模量,有效降低横向隆起引起各结构层的拉应力,避免路面结构进一步引发其他病害。     

基于全寿命成本分析的组合式基层沥青砼路面设计

针对韶赣高速公路的工程特点,开展了组合式基层沥青砼路面的应用研究。通过全寿命成本分析的比较论证,发现组合式基层沥青砼路面在广东地区应用的实例极少。总结了组合式基层沥青砼路面及传统沥青混凝土、水泥混凝土路面的优缺点,并提出了组合式基层沥青砼路面结构方案。     

耐久性基层沥青路面结构比选研究

以某新建公路工程为背景,运用ABAQUS软件建立路面结构三维模型,针对工程初步设计供选的三种耐久性基层沥青路面结构进行力学响应和疲劳寿命对比分析,得出以下结论:①RCC基层、加强型半刚性基层路面结构的路表弯沉峰值较于倒装式半刚性基层路面要小,故该路面结构的承载能力更优;②RCC基层、加强型半刚性基层和倒装式半刚性基层路面结构的沥青层层底拉应变差距较小,故均具有良好的抗疲劳损伤性能和使用性能;③倒装式半刚性基层路面结构的沥青下面层层底拉应力峰值较小,故抗拉开裂性能较优;④RCC基层沥青路面结构的半刚性基层和底基层的层底拉应力以及疲劳寿命较于其余两种路面结构要小,故RCC基层沥青路面结构的抗疲劳能力、抗拉压性能较优;⑤三种路面结构中RCC基层的各项性能较优,故工程路面结构推荐RCC基层。     

沥青路面路基结构组合优化力学数值探析

采用ABAQUS建立了沥青路面结构的三维有限元模型,对典型沥青路面的动力学特征进行了模拟计算,通过分析路面结构动力响应量和结构参数的关系,获得了两者的正负相关性,并提出了改善路面结构受力状态的有效途径。研究结果表明:面层模量一定时,随基层模量的增加,路表弯沉下降,半刚性路面和组合式路面基层层底应力增加;当基层模量一定时,随面层模量的增加,半刚性路面路表弯沉的变化较小,倒桩式路面和组合式路面路表弯沉变化明显,且组合式路面的基层层底应力明显提高;随基层模量增大,半刚性路面收底基层层底应力变化显著,受面层模量影响较小;当面层模量达到2 000 MPa后,基层模量对倒桩式路面底基层层底应力影响可忽略;面层模量较高时,基层模量和面层模量的增加,组合式路面的底基层底应力减小;随基层厚度的增加,路面各力学响应指标逐渐减小,基层厚度大于40 cm时,通过增加基层厚度来改善路面疲劳开裂效果减弱;基层厚度小于20 cm时,底基层的弯拉应力较大,路面基层为主承重层,承担较大的荷载作用,因而可通过提高基层厚度来抑制弯拉破坏,改善基层受力。     

不同基层类型沥青路面裂缝的长期发展规律

为探讨基层类型对沥青路面裂缝长期发展规律的影响,针对山西某高速公路3种基层类型(柔性基层、半刚性基层、刚性基层)、2种基层厚度(50,55cm)的6段沥青路面试验路,于铺筑后连续4年、加铺后连续4年测定了路面裂缝数目和分布规律的发展情况。结果表明,半刚性基层沥青路面的裂缝数目、开裂面积及其发展速度均明显大于刚性和柔性基层;增加基层厚度可以减少半刚性基层沥青路面裂缝数目和开裂面积,但对于刚性基层和柔性基层路面作用有限;加铺后路面裂缝的发展规律与新建路面相似,加铺对于柔性基层路面意义更大。     

重载交通下不同基层类型沥青路面结构应力分析

基于我国沥青路面设计理论及标准,参考实际沥青路面结构,选取不同的沥青路面结构与材料参数,如结构层厚度、模量和泊松比等,采用BISAR3.0路面力学计算程序计算分析不同基层类型对沥青混凝土路面结构内部应力状态的影响。结果表明,柔性基层路面与半刚性基层路面的破坏机理存在明显差异,为了实现2种路面的优势互补,应将柔性基层与半刚性基层的结构进行合理的优化组合,以弥补柔性基层和半刚性基层沥青路面的缺陷。     

多年冻土区高等级公路的路面结构变形

以共玉高速一期工程为依托,利用FLAC3D有限差分软件分析路面结构在水热力耦合作用下的沉降变化规律。结果表明:半刚性基层、复合式基层和柔性基层沥青路面沉降变形规律相同,路中沉降变形最大;柔性基层路面结构在初始阶段承载能力低,变形较大;随时间增加,半刚性路面变形增长最快,复合式路面次之,柔性路面最慢;推荐多年冻土区高等级公路优先采用柔性基层沥青路面结构。     

水泥路面基层模量及厚度力学性能分析

采用数值计算的方法对路面在不同基层模量及厚度时的受力性能、抗疲劳性能进行分析比较,得出提高基层的模量及增加基层的厚度可以明显改善路面的受力性能、提高路面的疲劳使用寿命,进一步指出基层模量的提高可以通过改变基层的级配组成来实现。     

降雨入渗条件下新型路面排水系统性能研究

为实现路面结构快速有效排水,基于非饱和渗流理论,提出采用复合土工合成排水材料的新型路面排水系统,该系统由三部分组成,从上而下依次为水力传导层、毛细防渗层和隔离层。开展了新型路面排水系统模型试验和数值模拟分析以研究降雨入渗条件下新型路面排水系统性能;模型试验通过在路面结构的基层和路基分别设置张力计,实时监测基层和路基基质吸力变化;采用控制变量方法,建立考虑非饱和渗流的数值分析模型,分析新型路面排水系统设置位置、厚度、坡度对排水性能的影响。研究结果表明:新型路面排水系统可将入渗水快速有效排除,基层材料在试验过程始终处于非饱和状态,并在降雨停止后第10min基层的基质吸力开始回升;新型路面排水系统能够防止水下渗至路基,降雨过程中路基土的吸力始终保持在初始吸力值;采用新型路面排水系统时,基层体积含水率在降雨过程中不断上升但未达到饱和体积含水率,在降雨停止后基层体积含水率呈现小幅下降,路基体积含水率则保持不变;在面层和基层之间、基层和路基之间均设置新型路面排水系统更有利于控制基层吸力和体积含水率;增加新型路面排水系统厚度和坡度可在一定程度上减小基层材料的含水量,提高基层承载比;研究成果可为新型路面排水系统工程应用提供理论依据。     

基于不同基层沥青路面长期性能观测与分析

为探讨更加适合于江苏省高速公路沥青路面典型结构,该文主要对沪宁、沿江和镇溧共3条典型高速公路进行了观测,分别使用柔性基层和半刚性基层沥青路面的弯沉、路面的破损状况和车辙等长期路用性能进行评价与分析。长期使用性能结果表明:柔性基层比半刚性基层高速公路路面弯沉大,但随观测年限递增,弯沉增长变化率比半刚性基层小;柔性基层的路面破损率和破损增长率均要小于半刚性基层;柔性基层比半刚性基层的车辙深度大,但车辙深度随时间的增长变化率和半刚性基层基本相当。综合考虑路面结构的弯沉、破损状况和车辙以及长期经济性可得,选择柔性基层类型的高速公路路面结构更适合于江苏省的公路建设。     

在建高速公路水稳基层裂缝形成原因分析

为分析在建高速公路路面基层出现的纵、横裂缝原因,本文依托在建蚌淮高速公路路面工程项目,调查在建路面出现的各种基层裂缝状况,从实践和理论上分析这些裂缝产生的原因。分析结果表明,不良的路基和没有严格的施工控制是在建路面基层出现裂缝的重要原因,环境温度的变化加剧了这种病害的发展。文章最后指出处理裂缝的方法及在建路面基层裂缝的预防措施。     

水泥混凝土路面半刚性基层的适宜厚度

半刚性基层是水泥混凝土路面常用的基层类型。通过计算不同道路等级、累计当量轴次、水泥混凝土面层和半刚性基层厚度条件下水泥混凝土路面的行车荷载疲劳应力和温度梯度疲劳应力,分析其变化规律,提出了水泥混凝土路面半刚性基层的适宜厚度,供工程设计人员参考。     

半刚性基层和柔性基层沥青路面加速加载试验研究

半刚性基层路面暴露出一些缺陷和不足成为公路路面结构的早期破坏原因之一,根据半刚性基层和柔性基层沥青路面结构的野外加速加载试验结果,对比分析两种结构的沥青路面的车辙、承载能力和对水的适应性,从而对半刚性基层路面和柔性基层沥青路面结构的使用性能进行评价。     

从西三试验路看我国长寿命半刚性基层沥青混凝土路面

长寿命沥青混凝土路面已成为国际道路工程界普遍重视的一项研究内容。半刚性基层沥青混凝土路面由于其自身固有的一些缺点,早期损坏情况往往较为严重,难以实现路面的长寿命。结合我国半刚性基层沥青混凝土路面的破坏特点,在分析西三试验路路面使用性能长期观测数据的基础上,就延长半刚性基层沥青混凝土路面的使用寿命,提出了改进设计方法、保证施工质量、加强路面养护等措施。     

公路路面工程中水泥稳定碎石基层施工技术

为了提高公路路面的质量、提高公路路面的使用寿命,本文主要针对公路路面工程中水泥稳定碎石基层施工技术的应用问题进行分析和探讨。增加了公路路面基层的强度、耐压性、以及稳定性,促进公路路面工程整体质量的提高。     

等级公路路面结构的分析研究

通过大量调研,指出了我国等级公路半刚性路面结构的早期病害及其特点,通过有限元分析,研究了几种不同路面结构的力学响应,综合分析并推荐了合理的等级公路路面结构。结果表明,交通轴载大、路面结构层薄、基层模量过高、层间刚度差大、路基和地基的承载能力不足,是等级公路半刚性路面早期损坏的关键原因。通过采用骨架密实型水泥稳定碎石基层或水泥石灰土基层,适当降低基层的强度与刚度,有利于路面结构整体协调工作,可有效地防止反射裂缝,缓解水损坏,延长路面结构的疲劳寿命。