沥青路面裂纹扩展数值模拟及影响因素分析

应用线弹性断裂力学理论结合同时考虑交通与温度载荷的有限元方法来研究沥青路面裂纹扩展路径.采用1/4等参奇异性单元模拟裂纹尖端的应力奇异性,运用窗口移动技术模拟裂纹扩展路径,并发展了沥青路面裂纹扩展模拟程序.应用该程序模拟了不同荷载作用位置下路面结构中表面和基层底面裂纹的扩展情况,同时研究了路面结构层模量组合对沥青路面裂纹扩展的影响.模拟表明,该方法能较好地模拟裂纹扩展行为,有助于更好地了解沥青路面的开裂行为.     

柔性路面路基土的永久变形

提出了一种柔性路面路基土在车辆重复轴载作用下的永久变形的计算方法,采用现行路基路面设计理论中将应力分析和应变分析分别处理的通行准则,结合本文作者提出的一个路基土永久变形特性的实用模型,给出了计算永久变形的步骤并演示了一个算例,还分析了路基土的永久变形对柔性路面结构中两种常见损伤模式的影响。     

列车速度对无碴轨道路基动力特性的影响

为了分析列车速度对无碴轨道路基动力影响,采用层状体系理论,结合有限元方法,建立无碴轨道路基层状有限元模型,考虑了列车荷载的不同速度对基床表层振动加速度、竖向动位移、动应力及其横向分布等路基动力特性的影响,研究了无碴轨道路基荷载作用下的力学行为。结果表明:列车速度对基床表层加速度的影响较大,竖向加速度随荷载速度的提高而增大;列车速度对基床表层动位移影响较小,速度每提高20 km.h-1,其值变化不大于0.05 mm;路基表层动应力随列车速度的提高呈现一定的波动趋势。计算结果与实测结果相似,证明了该模型的正确性。     

深厚层软土地基袋装砂井处治的数值模拟

基于平面变形、空间渗流(PDSS)理论,从路基工后沉降角度出发,用岩土工程静力分析有限元程序PDSS2000,进行袋装砂井处治深厚层软基的数值模拟分析,研究全过程的软基沉降、侧移、孔压分布规律。结果表明,袋装砂井能有效加速软基的排水固结。对于福厦线一般地段,当路基高度为6m时,采用间距为1 0m的袋装砂井处治软基能满足路基工后沉降要求。     

膨胀土与改性膨胀土累积塑性应变及动力特性

结合成都绕城路膨胀土路基处治项目,利用动三轴试验研究膨胀土及改性膨胀土在重复荷载作用下的永久变形及动力特性。分析不同围压下弹性应变、累积塑性应变和动应变与荷载重复作用次数之间的关系,在log log坐标系中比在普通坐标系中能更好地区分累积塑性应变的三个阶段。比较了膨胀土与改性膨胀土的动力特性(如动弹性模量、动粘聚力、动摩擦角、阻尼比等),经改性后的膨胀土其力学特性得到了明显增强。     

基于逆阵的路面综合性能马尔可夫预测

马尔可夫模型预测路面使用性能的核心是确定状态转移矩阵，目前求概率转移矩阵的方法都需要大量数据，而且认为所得概率转移矩阵不变，而我国积累的路面使用性能数据(特别是高速公路)较少，直接利用目前概率转移矩阵计算可能导致较大的预测偏差。为此，试图建立利用较少数据、随路面使用性能变化而更新的项目级马尔可夫预测模型。     

基于CT试验技术的沥青混合料破裂模式研究

要解决沥青路面开裂问题,需要通过对沥青混合料内部破裂过程进行研究。用 CT 试验方法结合断裂力学模型能很好地分析沥青混合料中裂纹扩展的规律,对在应力强度门槛值附近的裂纹分析可以得出其裂纹尖端分支裂纹扩展长度。该计算分支裂纹长度的方法优点在于不用测量混合料的断裂强度因子和表面能数据,具有一定的实际应用价值。     

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.     

环境及荷重变化条件下的沥青混合料车辙试验研究

车辙的出现严重影响了路面的使用质量并威胁着交通安全。通过对同一批次沥青混合料进行车辙试验研究,系统分析了荷载、温度以及湿度等对沥青混合料动稳定度(DS)的影响规律,研究成果表明:随着荷载、温度、湿度的增加,动稳定度均逐渐减小,但不同因素对动稳定度的影响差别较大;在荷载增加的过程中,每个阶段均对动稳定度有显著影响,而温度上升和湿度增加对动稳定度的影响分别呈现先弱后强和先强后弱的趋势。温度、湿度、荷载等主要外部因素对沥青路面抗车辙性能有明显影响,是优化沥青混合料配合比设计必须考虑的问题。     

基于小波的路面裂缝识别研究

应用基于小波变换的图像分解和重构方案可以进行公路路面裂缝的检测与识别。首先对路面图像进行多分辨二维离散小波分解,根据在每个尺度2j上小波系数模最大值和相位(梯度方向)这两个分量的大小确定边缘的位置,进一步变换小波分解系数,达到去除噪音,加强裂缝边缘的效果。并通过实验分析和讨论了不同的小波基、不同分辨率水平、重构中使用的分解子图像对路面图像裂缝分割的影响,最后用简单的阈值技术生成二值图像,把裂缝从背景图像中分离出来。