不同路面结构的重载敏感性分析

我国主要的路面结构为半刚性基层沥青混路面、水泥混凝土路面及柔性基层沥青路面,不同的路面结构在荷载的作用下表现出不同的力学特性。本文通过非线性力学分析,探讨了路面结构在重载作用下的非线性特性,得出了考虑重载条件的沥青路面轴载换算方法。结合路面结构轴载状况的调查及新的轴载换算方法,分析了不同路面结构对重载的敏感性。     

基于层间剪切疲劳等效的沥青路面轴载换算研究

层间剪切疲劳是沥青路面主要破坏形式之一,针对现有的沥青路面设计方法对层间剪切疲劳问题涉及较少,依照沥青路面轴载换算思想,通过选取三种不同沥青路面结构形式,采用BISAR程序计算得出路面结构层间剪应力,回归分析了荷载换算指数,并结合层间剪切疲劳方程,计算得出基于层间剪切疲劳等效的沥青路面轴载换算指数。结果表明:对于相同路面结构,在轴载相同条件下,胎压对层间剪应力影响较小;选取的半刚性基层、柔性基层和混合基层三种沥青路面结构,层间剪应力轴载换算指数比较接近,且大于现行沥青路面弯沉轴载换算指数。     

基层模量对重载交通沥青路面受力特性的影响分析

基层模量是沥青路面设计的重要参数，它的取值将直接影响到沥青路面的受力计算结果与使用寿命。在应用BISAR3．0程序系统计算不同轴载情况下基层模量变化对沥青路面受力与变形特性的基础上，统计得到了基层模量对重载交通沥青路面使用寿命的影响模型。结果表明，基层模量对重载交通沥青路面的使用寿命具有显著的影响，在设计中需要根据工程实际，选用合理的基层模量参数。     

重载沥青路面研究

为了分析车辆实际超载情况，结合交通调查，利用移动式轴重仪进行了现场轴重测试，得到了车辆轴载的实际分布及超载的准确数据，采用线性和非线性分析方法对重载下沥青路面弯沉，弯拉关系进行了分析，得出了此种情况下弯沉，弯拉等效的轴载换算方法；利用车辙仪进行了常规荷载与重载时车辙试验，得到了动稳定度与轴重之间关系，提出了重载沥青路面设计方法。     

县乡公路沥青路面轴载换算的研究

应用弹性层状体系理论 ,对县乡公路沥青路面结构进行理论分析 ,重点研究了轻交通轴载对薄弱沥青路面结构的影响 ,并根据江苏省县乡公路交通调查资料 ,应用轴载换算基本理论 ,建立了县乡公路沥青路面的轴载换算公式     

重载交通路段的道路路面设计方法探析

分析了重载交通路段的交通状况和运维特点,总结了车辆荷载对道路路面的作用机理,包括弯曲、疲劳、剪切和车辙效应。分析了我国规范对于重载交通路段设计的不适宜性,从而提出针对重载交通路面的设计方法,首先需要确定临界作用荷载,并进行轴载换算等效,最后基于长寿命路面设计思路进行沥青路面设计,这样能够满足重载交通路段路面的运营使用寿命。     

重载条件下沥青路面按弯沉等效的轴载换算

重轴载高胎压是目前我国干线公路上重要的交通荷载条件。基于调查的重载交通轴载、胎压的组成特点,考虑干线公路路面典型结构及其材料的非线性性质,计算得到不同重轴载下、不同轮胎接地压强的理论弯沉。利用理论弯沉与轴载的关系,通过综合弯沉修正系数,按弯沉等效原则,得出在实际重轴载、高胎压条件下,考虑材料非线性的半刚性沥青路面的轴载换算指数公式,并通过实际工程测试得到了验证。进一步分析表明,在反应不同接地压强轮胎对路面损坏的不同和对轴载换算系数的影响方面,现容许弯沉公式存在不足,本文依据调查的重轴载作用特点和有关文献资料,提出了适于重载的容许弯沉公式修正式。     

环境温度变化对沥青路面轴载换算的影响

在不同的环境温度下,沥青路面车辆轴载换算指数是不同的,而非现行沥青路面设计规范中采用的定值4.35.在总结国内外研究成果的基础上,从沥青混合料的粘弹性力学性质入手,利用沥青劲度模量确定沥青混合料劲度模量,选用材料动模量,利用Bisar软件计算出半刚性基层沥青路面在不同温度下的荷载反应,分析拟合出半刚性基层沥青路面关于温度的轴载换算公式.考虑温度对轴载换算的影响,使轴载换算更加准确.     

基于实测轴载谱的沥青路面轴载换算系数细化研究

为了应对货运车辆重载化和路面结构组合多样化对沥青路面结构设计的影响,如何得到较为准确的轴载换算系数显得尤为重要.采用动态称重系统(WIM),收集了3个监测断面的交通流数据,通过轴载谱分析,得到了监测断面的载重率远大于规范标准值.以实测轴载数据为基础,将轴载研究范围扩大至500 kN.以新规范中4项设计指标取代旧规范中的2项指标,通过有限元软件An-sys对不同基层路面结构相应的轴载换算系数进行了细化研究,并采用Origin对相关数据进行拟合.结果表明基于沥青混合料层疲劳等效的轴载换算系数,对半刚性基层和刚性基层路面,宜采用与轴载大小相关的线性函数;对沥青层永久变形量的轴载换算系数,上面层宜取3.0,中面层宜取3.5,下面层取宜4.0.      

沥青路面按弯沉等效轴载换算的研究

采用单轴双轮弯沉测试车 ,实测了不同轴载、轮压与路面强度下的弯沉 ,计算并分析了在不同轴重、轮压与路面强度下弯沉和按弯沉等效的轴载换算指数的变化规律。分析表明半刚性基层沥青路面轴载换算指数主要与路面结构强度、公路等级和轴重有关 ,轮压的影响并不明显 ;轴载换算采用轴重比比轮压比更准确、方便。根据实测数据推导了半刚性基层沥青路面按弯沉等效轴载换算公式 ,新公式反映了轴重、路面结构强度和公路等级对轴载换算的影响。     

基于直道足尺车辙试验的沥青路面重载轴载换算方法研究

车辙现已成为沥青路面一个严重问题,车辙也将发展成为沥青路面设计指标之一,故需建立起与其相对应的轴载换算公式。通过对3种典型的沥青路面结构进行直线式加速加载足尺试验,对不同重载作用下路面车辙随荷载作用次数的变化关系进行分析,得到了车辙预估方程,进而用等形变法建立了基于路面车辙等效的重载轴载换算公式。实验证明,利用该这个公式,再通过车辙预估方程计算的车辙与直道实测车辙数据拟合情况较好。     

重载交通半刚性基层条件下沥青面层的力学响应研究

为研究重载条件下半刚性基层沥青面层的结构力学响应,运用ABAQUS有限元软件计算半刚性基层沥青路面的弯沉、层底拉应力与拉应变、沥青面层最大剪应力,分析轴重、基层模量及厚度对力学响应的影响规律,并通过多因素方差分析研究各因素的影响敏感性。结果表明:轴重对弯沉、层底拉应力与拉应变、沥青面层最大剪应力的影响最明显,基层厚度次之,基层模量的影响最小。     

结构层厚度对重载交通半刚性基层沥青路面使用寿命的影响分析

厚度计算是半刚性基层沥青路面设计的首要任务,结构层厚度会直接影响到沥青路面结构的受力特性及使用寿命。应用SHELL设计方法的BISAR3程序,系统分析各结构层厚度变化对重载交通沥青路面路受力特性以及路面结构疲劳寿命的影响,阐述了面层、基层、底基层厚度对并重载交通半刚性基层沥青路面的使用寿命的影响规律。通过参数的敏感性分析计算,给出了重载交通半刚性基层沥青路面使用寿命的预测模型,有利于合理选择路面结构层厚度,做到工程造价与使用寿命的协调统一。     

超载下的沥青路面轴载换算

以现行沥青路面设计规范为基础,通过分析国内外相关资料,针对超载交通的特点,分析获得超重轴载下的沥青路面轴载换算公式。     

重载作用下典型路面结构动态响应数据采集与分析

通过在试验路埋设沥青应变仪、温度场传感器等路面响应监测设备,采集了荷载和环境因素作用下不同路面结构沥青层底动态应变响应,分析了动态应变响应特征和应变响应与路面温度、轴载的关系,比较了不同结构的沥青层底最大应变值,构建了路面结构沥青层底应变响应预估模型,揭示了不同路面结构在重载及温度耦合作用下的沥青层底动态应变响应规律。研究结果表明,随着轴载的增加、路面温度的升高,沥青层底最大拉应变增大;不同路面结构沥青层底应变响应变化与其结构组合、交通荷载及环境因素有关,表现出一定的重载和温度敏感性差异;在对比的结构中,组合式基层结构比永久性路面结构具有更小的沥青层底拉应变,传统半刚性基层结构在重载和较高路面温度下具有较大的沥青层底应变响应。     

半刚性基层沥青路面交通荷载适应能力分析

根据路面状况和车辆轴载的长期检测数据,以及路面养护维修历史数据,分析了几种典型路面结构下路面破损状况、路面平整度、路面强度与累计当量轴次之间的关系。根据所得到的典型路面结构的使用性能变化规律,分别按路面破损状况、平整度、强度指标估计路面结构能够承受的交通荷载作用次数,得到了典型半刚性沥青路面结构的交通荷载适应能力。     

面层模量对重载交通沥青路面受力特性及使用寿命的影响分析

面层模量是路面设计的重要力学参数,它的取值将直接影响到路面结构的设计结果及受力特性。应用路面计算程序,系统分析面层模量变化对重载交通沥青路面路表弯沉、基层层底拉应力、底基层层底拉应力以及路面结构疲劳寿命的影响,并阐述其影响规律。结果表明,面层模量对重载交通沥青路面的受力与变形特性及使用寿命具有显著的影响,提高面层模量值将增大面层应力,显著减小路表弯沉值、基层及底基层层底拉应力,进而提高路面的疲劳寿命。     

轴载、轮胎内压与轴载换算的研究

通过不同路面强度状态、不同轴载和不同轮胎压力下轮胎与路面接触压力和弯沉的测定,对以弯沉为指标的轴载公式的理论推导过程进行分析和试验验证,对轴载换算公式推导过程中存在的问题进行讨论。试验验证结果表明,轴载的增加对路面结构造成的损坏比轮胎压力的增加要严重的多。     

面-基层间接触条件对半刚性沥青混凝土路面极限轴载的影响

通过对典型结构的理论分析．探讨沥青混凝土面层与半刚性基层之间的接触条件对半刚性沥青混凝土路面极限轴载的影响。计算与分析显示：对于给定的路面结构．存在一个极限轴载;面—基层间接触条件对极限轴载有重要影响,层间条件从连续到滑动的变化可以导致极限轴载降低大约40％;路面极限轴载与现实超载车辆轴载处于同一量级,所讨论结构在不同的接触条件下的极限轴载在183～399kN之间变化;虽然在某种意义上有破坏,半刚性沥青混凝土路面在极限轴载作用后不一定丧失承载能力。