级配碎石基层沥青混凝土路面非线性力学响应分析

为了明确级配碎石柔性基层沥青混凝土路面结构层位功能,就沥青混凝土面层厚度、级配碎石基层厚度和模量3个路面结构参数对级配碎石柔性基层沥青混凝土路面进行非线性力学响应分析,结果表明:面层厚度增大,基层最大剪应力降低,且面层厚度为9 cm时面层剪应力最不利,12 cm时面层层底拉应力最不利;基层厚度对基层剪应力影响不显著,且当基层厚度为30 cm时,面层剪应力、层底拉应力均出现最小值;当增大基层模量时,面层最大剪应力、层底拉应力和基层最大剪应力均有不同程度降低.     

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。     

基于断裂力学的路面碎石化技术防反射裂缝机理研究

水泥混凝土路面碎石化技术以效率高、成本低逐渐成为国内一种重要的处治技术。通过对旧水泥路面碎石化前后的断裂力学分析,依据有限元分析,通过改变碎石化层中两个主要分层的粒径层厚度和粒径模量,对比分析碎石化前后路面和不同破碎程度的应力场变化,研究认为碎石化后表层的拉应力小于级配碎石的情况,表明碎石化后水泥混凝土板块优于级配碎石的力学性能;分析不同的破碎程度对加铺层应力的影响了,发现碎石化下层厚度在8～12cm左右时,碎石化表层拉应力与内部粒径间咬合作用力最佳,起到发挥结构性支撑强度与防止反射裂缝的作用。     

旧路面碎石化加铺方式对水泥加铺层的影响研究

针对湖南省某干线公路旧路改建实例,通过Abaqus有限元软件分析在旧路基层强度不同时,旧水泥路面碎石化后铺筑的水泥混凝土面层在行车荷载作用下面层产生的应力变化。若旧路基层为级配碎石、石灰粉煤灰土,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层拉应力相比旧路面凿除时拉应力减小,而旧路基层为水泥稳定砂砾时,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层应力相比旧路面凿除时拉应力增加;在混凝土加铺层下方增设18cm5%水泥稳定砂砾基层,并将原旧路碎石化层或旧路基层作底基层使用时,荷载作用下混凝土加铺层的拉应力可大幅减小。     

基于Abaqus的旧水泥混凝土路面加铺沥青层结构的力学研究

依据弹性层状体系理论,采用Abaqus程序建立三维有限元模型,分析旧水泥混凝土路面加铺沥青层结构的加铺层厚度、模量、地基模量变化,以及采取典型防治反射裂缝措施时接缝处沥青混凝土加铺层底最不利处的荷载应力状态。结果表明:在车辆荷载作用下,加铺层厚度的增加可以显著降低接缝处沥青加铺层底应力;随加铺层模量的增加,接缝处沥青层底应力逐渐增大;地基模量越小,在相同荷载作用下,加铺层内应力及弯沉越大;各种拟采用的防治反射裂缝措施中,7 cm级配沥青碎石辅以3 cm应力吸收层这种组合措施效果最佳。     

应力吸收层厚度对沥青路面加铺层性能的影响

在原有混凝土路面上加铺沥青混合料面层,不仅充分利用原有混凝土路面的剩余强度,还能显著改善路用性能。为了改善层间粘结性能,提出了在沥青加铺层和水泥混凝土路面间铺设同步碎石应力吸收层。选择SBS改性沥青作为胶结料,建立沥青路面结构有限元模型,分析了应力吸收层厚度对加铺层路表弯沉、层底拉应力、顶面剪应力、裂缝两侧弯沉、最大剪应力的影响。研究表明:应力吸收层厚度和模量对加铺层力学性能有一定影响,应力吸收层最佳厚度为0.02m~0.025m,最佳模量为600MPa~800MPa。     

级配碎石基层沥青路面复合土工格栅最佳层位研究

为优化级配碎石基层沥青路面复合土工格栅结构,基于层状结构体系理论,采用黏弹性模型和Mohr-Coulomb模型表征沥青面层和级配碎石层的特性,通过Abaqus建模分析典型路面结构的应力、土工格栅的抗开裂性能和疲劳寿命,确定和试验路验证了土工格栅的最佳层位。结果表明:土工格栅位于沥青面层与级配碎石层交界面处时,级配碎石层受压,沥青层底的最大拉应力和拉应变最小,且结构疲劳寿命最长。综合考虑级配碎石厚度和模量对沥青层和半刚性基层层底最大拉应力的影响,建议级配碎石的模量≥300 MPa,厚度取15~20cm。研究成果可为复合路面结构提供设计理论依据和施工经验。     

水泥混凝土路面碎石化后加铺沥青层设计方法研究

水泥混凝土路面碎石化后,加铺沥青面层,目前还没有相关的设计方法可以遵循。该文分析了国外破碎稳固后沥青加铺层结构设计方法,并根据我国现行的沥青路面设计规范评价碎石化层的承载能力,并以设计弯沉为控制指标的沥青加铺层设计方法,同时验算沥青层底拉应力。     

基于有限元的旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层荷载应力分析

以弹性层状体系理论为基础,采用ANSYS程序建立了经过可靠性验证的旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层结构三维有限元模型,分析了车辆荷载、加铺层厚度、材料参数变化及各种典型防止反射裂缝措施对沥青混凝土加铺层底最不利处荷载应力的影响.分析结果表明:增加沥青混凝土加铺层厚度能有效降低加铺层结构层底最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σe;对分析的实例加铺层结构,在铺筑级配沥青碎石过渡层的情况下,土工布夹层模量变化对缓解荷载应力的作用并不明显;在加铺层结构拟采用的各种典型防止反射裂缝措施中,以7 cm厚AM-20沥青碎石过渡层+2.5 cm厚应力吸收层组合措施效果最佳,其加铺层底的最大主应力σ1、最大剪应力τmax和等效应力σc下降幅度分别达78.6％、82.9％和84.4％.     

结构参数对倒装式沥青路面力学响应影响分析

采用Bisar软件建立路面结构计算弹性层状体系模型,通过改变级配碎石（水稳）基层的厚度和模量,对倒装式沥青路面力学响应进行分析,揭示了级配碎石（水稳）基层的厚度和模量变化对沥青路面弯沉、沥青面层层底拉应力和水稳基层层底拉应力等路面力学响应的影响规律;结合正交试验,提出在基层结构参数中沥青路面弯沉主要受级配碎石基层模量和水稳基层厚度的影响,沥青面层层底拉应力基本不受基层厚度和模量的影响,因而应考虑面层与基层间的粘结情况,水稳基层层底拉应力主要受水稳基层厚度的影响。     

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。     

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.     

旧沥青路面裂缝对白色罩面层受力的影响分析

采用有限元方法,分析了旧沥青路面裂缝对白色罩面层受力的影响,得到了板底荷载和温度最大耦合应力随加铺层厚度和模量等参数变化的规律。结果表明:旧沥青路面横向裂缝位于加铺水泥混凝土板板中时,板底荷载应力、温度应力及二者耦合应力均为最大,且随加铺水泥混凝土板模量增加而增大,随水泥加铺层厚度的增加而减少。     

旧水泥路面碎石化加铺级配碎石与沥青罩面结构组合设计参数研究

结合工程实际,针对旧水泥路面碎石化加铺级配碎石与沥青罩面结构,利用有限元计算方法量化分析了不同级配碎石层厚度及模量、沥青罩面层厚度对罩面结构的变形及力学性能影响,确定了该罩面结构组合设计参数的合理取值范围,可为旧水泥路面碎石化加铺级配碎石与沥青罩面结构组合设计提供参考。     

旧水泥混凝土路面MHB碎石化后强度机理分析

多锤头破碎机(M u ltip le-H ead B reaker,简称MHB),是我国近年来日益广泛应用的一种旧水泥混凝土路面碎石化设备,其相应工艺也越来越完善。但经MHB碎石化后,碎石化层的粒径分布状况及其强度形成原理仍没有被深入分析。首先,从碎石化层的成型开始,通过外观界定,分析了碎石化后水泥混凝土板块各粒径分布层的强度形成原理,提出了咬合嵌挤理论。最后,对碎石化后水泥混凝土层的路面结构功能定位提出了对比分析结论,认为碎石化层可以直接作为新加铺沥青混凝土路面结构的基层或底基层,能满足新加铺路面结构的要求。     

碎石化混凝土路面沥青加铺层结构的数值分析

将沥青加铺层及碎石化混凝土视为连续及非连续颗粒介质,分别采用有限差分法与颗粒离散单元法模拟沥青加铺层及碎石结构层的力学行为,并采用耦合的方式,分析碎石化结构层与沥青加铺层对外荷载作用的联合力学响应.在满足边界相容条件与平衡条件的前提下,通过交界面上作用力与节点位移(速度)的传递,模拟了系统的荷载响应过程,并通过某工程实例对计算值和实测值进行了比较.结果表明:采用耦合原理计算的路表弯沉最大值与FWD实测结果较为接近,且两者沿径向分布规律相一致.     

级配碎石裂缝缓解层防裂机理及足尺疲劳试验

反射裂缝是旧水泥混凝土路面沥青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,提出了采用级配碎石作为裂缝缓解层的方法。对级配碎石层的防裂机理进行了分析,采用大型反射裂缝试验台架进行了设置级配碎石层及其他对比结构层的加铺层疲劳破坏试验,模拟了沥青加铺层荷载型及温度型反射裂缝的产生、发展过程。结果表明,级配碎石防裂效果最好,玻纤格栅和土工布的防裂效果次之,普通沥青混凝土加铺层防裂效果最差。     

Superflex改性沥青在混凝土路面薄层罩面中的应用研究

对Superflex改性沥青及混合料的性能进行试验研究,结果表明Superflex改性沥青具有较高的粘度、软化点和针入度,混合料具有粘结性和高温稳定性好、抗车辙能力强等优点.可用于"白改黑"工程应力吸收层、薄层加铺等工程领域,延长路面使用寿命.     

柔性基层和半刚性基层沥青路面有限元对比分析

通过级配碎石承载板试验建立级配碎石基层材料的非线性承载力本构模型公式,利用ANSYS通用有限元软件建立柔性基层沥青路面典型结构平面模型。对粒料基层沥青路面和半刚性基层沥青路面结构受力进行分析,包括柔性基层沥青路面在不同受力条件下应力、应变的传播规律以及与半刚性基层沥青路面之间的应力、应变传播差异。