基于BISAR软件的半柔性复合路面层间粘结力分析

为研究半柔性复合路面层间粘结力对路面结构层应力的影响.通过拟定路面交通量以及材料参数,通过BISAR软件进行设计路面典型结构层计算,设计出以半柔性复合材料作为上面层的典型结构层以及沥青路面结构层,并研究层间粘结对半柔性复合路面弯沉、剪应力、行车方向拉应力和荷载方向拉应力的影响.结果表明层间粘结对半柔性复合路面弯沉、剪应力分布具有一定影响,建议在设计时将层间粘结作为重点考虑指标之一.     

路面面层弯拉应力回归公式研究

根据柔性路面面层弯拉应力的计算规则，分析了上中滑动，中下连续三层路面结构面层弯拉应力的解析解和常见和高等级柔性路面结构层厚度及模量的范围。首次成功地建立了三层体系路面结构面层弯拉应力回归逼近的数学模型，合理地选用了分段回归技术，求得了常见路面结构面层弯拉应力的回归逼近公式。精度分析表明，回归公式精度很好，与解析解比较误差很小，完全可以满足有关设计理论研究和工程设计的需要。     

层间黏结状态对柔性路面力学特性影响分析

为研究柔性路面在不同层间黏结状态下的力学响应规律,建立典型柔性路面结构型式及计算模型,利用BISAR软件对层间黏结状态从完全连续到完全滑动状态时面层、基层的竖向应力、水平应力及路基顶面弯沉进行计算分析.结果 表明:随着层间黏结状态衰变,柔性路面基面层内竖向应力随之增大,最大增幅达到42％,易造成沥青层永久变形增加,导致车辙破坏;基面层内水平应力出现峰值突变,易造成各层间滑移;路基顶面竖向位移随之增大,易导致柔性路面整体弯沉过大.     

旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术应用研究

由于半柔性道路材料兼有高强度和高韧性的特点,可用作旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层中的应力吸收层,用来解决出现反射裂缝的问题,因此,在泡沫沥青冷再生技术研究成果的基础上,根据半柔性道路材料的属性和反射裂缝产生的原理,研发了旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术,专门用于防治路面反射裂缝,并结合湖州市318国道南浔段旧水泥混凝土路面改造工程的应用,取得了良好的实际效果.因此,旧水泥混凝土路面加铺半柔性应力吸收层技术能有效地防治反射裂缝的产生,延长道路使用寿命,具有广阔的工程应用价值.     

报刊文摘

高等级道路柔性路面厚度设计最优化方法黄立葵叶国铮路面的安全性和经济性是一对矛盾,如何合理地设计路面,使此二者能得到某种平衡,这就是柔性路面优化设计的目的。文章提出了一种选择多层路面最佳层厚的方法。优化模型中,以路面单位面积的造价为目标函数,以弯沉、弯拉应力、剪应力、抗冻深度、最小及最大层厚为约束条件,利用改进的增量投索法求解优化模型,得出最优层厚。我国的设计方法仅考虑了路面的弯沉和应力,在高等级道路中除了上述指标外,还应     

橡胶沥青应力吸收层在柔性路面中的应用

介绍了橡胶沥青应力吸收层在柔性路面中的应用,探讨了橡胶沥青的建议标准、应力吸收层的施工工艺和施工质量管理体系。     

柔性基层在高寒地区沥青路面

为了研究半刚性基层、沥青稳定碎石柔性基层、级配碎石柔性基层和应力吸收夹层在减缓高寒地区沥青路面的半刚性材料层反射裂缝方面的不同效果,采用断裂力学理论和有限元技术,对半刚性材料层已有裂缝的4种路面结构进行了在车辆荷载和高寒地区的骤然降温综合作用下的热-力耦合分析.从应力强度因子和疲劳寿命两方面,开展了上述4种路面结构对反射裂缝在沥青面层中的扩展行为影响的对比研究.结果表明,在沥青混凝土路面的面层和半刚性材料层之间设置的柔性基层和应力吸收夹层可大幅度减缓反射裂缝的扩展速度,从而延长路面使用寿命,并按照沥青稳定碎石柔性基层、级配碎石柔性基层、应力吸收夹层、半刚性基层的顺序依次递减.     

武英高速公路汉新试验路段路面结构组合设计

依托武英高速公路汉新段试验路段,分别采用AC13（重交沥青）和AC13（改性沥青）为基体进行水泥灌浆,设计水泥灌浆沥青混凝土下面层,在其上加铺OGFC上面层,形成半柔性面层的复合式路面,然后对典型路面结构进行了弯沉和层底弯拉应力分析。结果表明,基于半柔性面层的复合式路面性能完全能够达到设计要求。     

季节性变化下面-基结合状态对路面性能的影响

为研究面-基结合状态对沥青路面的影响,采用Bisar 3.0软件,考虑在季节性变化的条件下,对比分析不同结合状态对长寿命路面、柔性路面及半刚性路面受力状况的影响,并计算了不同控制指标下沥青路面的疲劳寿命。研究结果表明:面-基结合状态的变化对路表弯沉影响相对较小,对层底拉应力、拉应变的影响较大;路表弯沉、基层层底拉应力最大值出现在5月份,沥青层底最大拉应力出现在2、3月份,上、下面层层底拉应变最大值出现在7月份;长寿命结构在以沥青层层底拉应变为控制指标时,疲劳寿命均大于其对应的普通路面结构;柔性基层类长寿命路面及半刚性基层类长寿命路面在设计时应分别以沥青层层底拉应变及基层层底拉应力为控制指标。     

半柔性材料的路面结构层位适用性分析

为分析探讨半柔性材料在沥青路面结构中的层位适用性,采用APBIH97软件计算了几种典型路面结构的半刚性基层层底拉应力、路基顶面压应变和不同面层深度位置剪应力。分析结果表明:半柔性材料用于路面上面层或中面层均可使半刚性基层层底拉应力及路基顶面竖向压应变降低,使沥青结构层内的剪应力减小。综合计算结果及经济性、行驶舒适性等因素,对于公交专用道,推荐将半柔性材料用于中面层;对于道路交叉口位置,推荐用于上面层。     

层间接触条件对沥青路面影响分析

提出层间粘结系数η,并对层间发生相对滑动条件下路面体响应的各分量进行了求解。分析柔性基层和半刚性基层路面结构的层间接触条件不同时,在不同的车型荷载及其不同的荷载分布情形下路面结构应力响应的差异。     

基于应力吸收层的冷再生加铺层耦合应力分析

利用线弹性力学原理建立路面结构三维模型,分析了沥青混凝土冷再生加铺层结构的荷载—温度耦合应力,总结出了在三种不同裂缝情况下冷再生加铺层结构各层应力随结构参数变化的规律。在此基础上采用有限元法建立路面结构三维模型,分析结果为泡沫冷再生基层能够有效的阻止反射裂缝的蔓延,设置应力吸收层后对减小面层剪应力、层底拉应力、基层拉应变和基础顶面压应变意义重大,使大修后的冷再生路面结构更具有柔性及耐疲劳性能,因此能够抑制和延缓裂缝反射到加铺层顶所需的时间,从而在很大程度上延长了路面的使用寿命。     

含半柔性水泥乳化沥青加铺层的路面结构承载力和疲劳寿命研究

在对比分析国内外旧水泥混凝土路面加铺补强结构形式的基础上,分析了半柔性水泥乳化沥青加铺层、沥青面层、旧水泥混凝土路面对不同路面结构承载力、疲劳寿命的影响。计算结果表明:在旧水泥混凝土路面破损不是很严重的情况下,两种路面结构的半柔性水泥乳化沥青加铺层、沥青面层均满足路面结构承载力和疲劳寿命指标要求,但考虑综合受力和建造成本因素,宜优先选用结构A,即加铺一层半柔性水泥乳化沥青混合料层和一层沥青混合料面层;当旧路面当量回弹模量相同时,增加沥青层厚度可有效减少各结构层层底拉应力,但在满足承载力和疲劳性能的前提下,并不是沥青层越厚越好。     

柔性层状路面应力和位移场的边界元分析

为研究任意形状分布的各种荷载作用下柔性多层弹性路面应力和位移的性状分布特点,利用层状材料的广义Kelvin基本解,建立了边界元分析方法.结合广义Kelvin基本解与边界元方法,建立柔性层状路面边值问题的边界积分方程,对于核函数中出现的奇异积分做了解答.该方程中不舍在层状材料交界面上的积分,可求解任意形状分布各种荷载作用下的多层弹性体系应力和位移.算例分析表明:该方法可以获得较高的计算精度;由于采用了层状材料的广义Kelvin基本解,该方法能处理力学参数沿深度方向任意变化的柔性路面.     

车辆多轮动载作用下柔性路面动应力响应

为研究重型车辆多轮动荷载产生的柔性沥青路面应力特性,建立考虑黏弹性的柔性沥青路面三维有限元模型,分析重型车辆多轮随机动荷载和移动恒动荷载作用下柔性沥青路面动态应力响应。结果表明:在路面的确定位置,2种动荷载作用下沥青各层的各向应力变化规律基本一致,而每个车轮通过时各向应力变化规律不同,沥青下面层Sup25底面纵向和横向应力呈现拉应力状态,且大于沥青各层上面的各向拉、压应力;在车辆行驶区域,沥青层各点的各向拉应力和压应力最大值出现的位置及大小均不相同,随机动荷载作用下各点的各向拉应力和压应力最大值的变化幅度较大,分别大于和小于移动恒动荷载作用下各点的各向拉应力和压应力最大值;沥青层各层在随机动荷载作用下各向最大拉应力和最大压应力相对移动恒动荷载作用下各向最大拉应力和最大压应力分别增加1.63%~20.14%和2.13%~28.93%;在研究柔性沥青路面动态响应时,必须考虑路面不平度引起的车辆多轮动荷载及其随机变化的影响。     

多层体系应力与位移的简易计算

本文为适应我国目前以垂直位移(弯沉)为指标和探索以应力、应变为新指标设计柔性路面的需要,提出一个利用双层体系数值解图表计算多层体系垂直位移、垂直应力和剪应力的方法。此法使多层路面结构的复杂计算变得较简单容易。当有了材料的计算参数以及应力、位移的设计指标以后,可据此拟订一个不仅包括表面垂直位移计算,而且包括土基垂直应力和剪应力验算在内的新设计方法。     

基于ANSYS的旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力状态研究

基于有限元软件ANSYS对设置应力吸收层的沥青加铺层进行仿真计算,分别研究了不同弹性模量和厚度的沥青加铺层和应力吸收层对路面结构层应力的影响。研究结果表明:在一定范围内,适当增加应力吸收层和沥青面层的厚度有利于改善路面的防裂效果,但过大的厚度对抑制反射裂缝作用很小,同时也会增加施工难度和造价等。综合施工、应力状态及造价等因素,本文给出的本项目应力吸收层厚度建议值为2.5cm。此外,计算结果表明:应力吸收层的弹性模量越小,其抑制反射裂缝的效果越好,但过小的弹性模量会降低路面整体强度,造成施工困难、易产生车辙等病害,给出的本项目应力吸收层弹性的建议值为500MPa.     

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.     

车辆动载作用下双级柔性加筋挡墙应力分析

以娄衡高速公路双级柔性挡墙工程为背景,采用MidasGTS NX有限元分析软件,对车辆动载下加筋挡墙的应力变化规律进行研究。通过对模型不同时刻、不同部位应力在加筋与不加筋2种情况下的对比分析以及各层土工格栅应力的分析,得出以下结论:车辆动载下,土工格栅对不同时刻水平正应力的变化规律和路面各层的大主应力变化几乎没有影响,但是土工格栅能有效地减小路面各层的小主应力。另外,第一层土工格栅控制最大压应力,第五层土工格栅控制最大拉应力。     

层间接触条件对柔性路面寿命预估的影响

从以往公路的使用情况来看,层间接触条件对路面结构的使用寿命有很大的影响.主要是层间分离使路面结构内部应力发生重新分布,导致路面结构受力更为不利.通过采用ANSYS有限元软件对典型的柔性路面结构模型进行应力、应变的计算,并结合AASHO和AI的路面疲劳寿命预估公式对路面寿命进行计算.按照常规的路面结构计算理论,选用层间光滑和层间完全连续状况对路面结构受力进行分析,并估算不同状况下的疲劳寿命.