基于灰靶理论的隧道路面结构类型选择

为了选择适合于隧道工作环境与交通条件的路面结构类型,提高隧道路面的使用性能延长使用寿命,在广泛调研的基础上,采用灰靶理论从整体刚度、耐久性、平整度、抗滑性能、耐磨性能、修复与重建难度6个方面系统地比较了水泥混凝土与沥青混凝土两种常用的路面结构类型在隧道内的适用性。分析结果表明,采用灰靶理论评判模型选择隧道路面结构类型在一定程度上克服了选择过程的主观因素,使隧道路面的选择结果更具有客观性;在隧道内特殊的工作环境与交通条件下沥青路面的性能更加优越,具有更好的适用性,能提高隧道路面抗滑性能,降低噪音,改善行车舒适性,维修、养护简便,保证隧道营运通畅,为实体工程路面结构类型选择提供依据。     

基于ABAQUS的修正Burgers蠕变模型二次开发

通过蠕变有限元理论及实现方法研究,借助ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT,二次开发出修正Buyers蠕变模型子程序。之后对单轴蠕变试验进行数值模拟,对比分析了ABAQUS自带时间硬化蠕变模型和自编修正Buyers蠕变模型的优劣。研究证明本次编写的修正buyers蠕变UMAT子程序能够正确区分沥青混合料的粘弹性变形,弥补了ABAQUS自带蠕变模型的不足。     

硅灰改性橡胶混凝土路用性能研究

为减少环境污染及改善水泥混凝土路面的韧性,研究了硅灰改性橡胶混凝土的路用性能。通过密度、抗折强度、抗压强度及劈裂强度试验,研究了掺硅灰的橡胶混凝土基本力学性能及物性的变化规律,试验分析了混凝土的冲击韧性;采用噪声仪及超声波仪研究了橡胶混凝土的减振降噪效果。试验研究表明,硅灰的掺加,提高了普通混凝土的抗折强度、抗压强度及劈裂强度;随着橡胶颗粒体积掺量的增加,橡胶混凝土的密度、抗折强度、抗压强度、劈裂强度与压折比逐渐降低;橡胶颗粒的掺加提高了混凝土的冲击韧性,噪声水平有所下降;随着橡胶掺量的增加,混凝土的阻尼降噪效果越明显;当橡胶颗粒体积掺量不超过30%粗集料时,可获得路用性能较优的橡胶混凝土路面材料。     

基于非参数假设检验的高速公路车辆分类研究

为获得高速公路车辆分类的量化方法,根据典型测点的各车型轴载谱数据,归纳了高速公路的主要车型,并研究了高速公路车辆分类方法。采用2个独立样本的非参数假设检验,研究了客车与各型货车前轴及单后轴的称重数据是否来自同一总体,在此基础上,采用多个独立样本的非参数假设检验方法研究了各型货车间相同轴型的称重数据是否来自同一总体。研究表明,各型货车力学特性接近,属于同一大类型;而客车与货车的力学特性差异明显,因此可将客车与货车划分为两大类型。非参数假设检验方法为高速公路车辆划分提供了量化的依据。     

利用韧性比指标进行改性沥青低温性能评价

为了评价改性沥青低温性能,采用FDT试验进行研究,并将试验结果与沥青常规试验及SHRP试验结果进行比较,验证了FDT试验的可行性。基于FDT试验提出了新的沥青低温性能评价指标韧性比RT/V,然后利用RT/V进行多种不同改性沥青的低温性能评价,并比较常规试验指标及SHRP试验指标。结果表明,利用韧性比指标进行沥青低温性能评价与用常规指标和SHRP指标具有高度一致性,而且FDT试验具有操作简单,设备价格低廉等优点,因此利用韧性比进行沥青低温性能评价具有可行性。同时通过RT/V与BBR试验的m值相关性分析,提出要使得改性沥青具有良好的低温抗裂性能,即BBR试验的m值大于0.3,则要求RT/V不小于5.4。     

沥青路面线性疲劳损伤特性及应力状态演变规律

为了研究沥青路面结构在车辆荷载作用下的疲劳损伤演化特性及应力状态演变规律,运用通用有限元软件ABAQUS及二次开发平台,建立考虑路面材料线性疲劳损伤的沥青路面结构数值计算模型,分析沥青路面结构在车辆荷载反复作用下路面结构损伤以及路面结构内部水平正应力的空间分布与演化规律。结果表明:路面结构损伤主要分布在双轮中心线下靠近层底的区域,随着荷载作用次数增加,基层层底与底基层层底损伤度均增加,但增加幅度逐渐减小;双轮中心线下靠近层底区域,考虑损伤的路面结构相比无损路面结构,水平拉应力均有所减小,且随荷载作用次数增加,水平拉应力逐渐减小,但减小的幅度逐渐趋缓。研究结果可用于路面维修养护中路面破坏区域及程度的判断,以及路面设计研究中设计指标的确定。     

旧混凝土路面冲击破碎后表面弯沉和回弹模量

我国修建的第一批高速公路有不少是水泥混凝土路面，经过十余年的使用已经进入大修期。安徽省高速公路总公司采用了冲击破碎旧路面加铺水泥混凝土或沥青混凝土工艺大修路面。称为‘冲击白 白’和‘冲击白 黑’法。用建立的‘三维叠层结构模型’研究了冲击破碎后的弯沉和回弹模量的关系，可用于实测弯沉确定实际地基模量。     

高等级路面旧沥青混合料热再生分析

为了解高等级沥青路面的路用性能老化规律,并为其热再生利用提供数据基础,该文主要针对旧沥青的老化状况进行相应的再生剂选用,分析了旧集料的退化情况,并进行相应的调配。     

含EPS夹层台背回填材料的离心模型试验

通过离心模型试验, 研究了EPS (ExpandedPolystyrene) 夹层以及"夹层+格栅"结构对台背土压力和差异沉降的影响。根据等应变原则对台背结构、地基、回填材料、格栅和夹层材料进行模拟, 采用n为20的模型比尺进行离心模型试验; 并运用数字图像技术分析了土工格栅的位移与变形。研究发现设置夹层后回填材料对台背的土压力显著减小; 台背与回填材料的差异沉降有所增加。"夹层+格栅"结构进一步减小了回填材料对台背的土压力, 桥台与回填材料的差异沉降也比较小, 格栅所受的拉应力明显变大。结果表明夹层的存在非常有利于格栅加筋效果的发挥, "夹层+格栅"的处理方法更加适用于三背回填的实际工程。     

基于数值模拟的半刚性基层沥青路面反射裂缝扩展路径分析

为了深入研究半刚性基层沥青路面反射裂缝的破损机理,应用离散元软件建立了半刚性基层复合结构模型,计算分析了裂缝尖端处的应力场,研究了在荷载作用下沥青路面裂缝的扩展规律,以及集料及空隙等沥青混合料细观结构因素对反射裂缝扩展路径的影响机理。结果表明:随着加载次数增加,裂缝尖端处应力降低,应变增加,黏结刚度下降,黏结损伤逐渐累积致使裂缝开展;规则对称的粗集料裂缝扩展会围绕集料对称地向上开裂,形状及相对位置不对称的集料反射裂缝会趋向于从损伤速率较快的一侧向上开裂;空隙会加剧裂缝尖端处的应力集中,裂缝会趋于向着空隙开展。