沥青混凝土路面表面裂缝的疲劳变温损伤分析

以沈阳——大连高速公路为工程背景，应用连续损伤力学理论，计入变温引起的沥青混凝土面层材料的非均匀性，对含表面裂缝的路面体进行疲劳变温有限元分析，并提出路面的疲劳损伤寿命预测方法。     

基于三点弯曲试验的高黏沥青砂应力吸收层的裂缝扩展过程研究

为了研究带3种贯通裂缝的水泥混凝土加铺高黏沥青砂应力吸收层和没有应力吸收层两种结构的反射裂缝的扩展路径与断裂机理,对带3种裂缝的两种结构试件分别进行三点弯曲室内试验。并以扩展有限元方法(XFEM)为基本方法,建立有限元模型对有应力吸收层的加铺层的裂缝扩展过程进行模拟。把扩展有限元模拟结果与室内试验结果进行比较并分析了反射裂缝的力学响应、扩展机理和断裂过程。结果表明:数值计算与试验的结果在断裂形态上相近,两者数据的相关性较高。高黏沥青砂应力吸收层能降低加铺层底部的应力集中,减缓加铺层下部裂缝扩展的速率,达到防治反射裂缝的目的。     

基于单轴拉伸试验的水稳碎石损伤本构方程研究

为了建立材料的损伤本构方程,针对不同龄期的水泥稳定级配碎石开展了单轴拉伸试验。根据不同龄期试验结果,研究了水泥稳定级配碎石抗拉强度与龄期之间的关系。通过拟合材料本构关系,建立了本构方程。基于Mazars损伤模型,提出了材料单轴拉伸状态下的损伤模型和损伤本构方程。结果表明:水泥稳定级配碎石前28d的抗拉强度快速增长,28d后抗拉强度的增长速率下降,对数函数可以很好地表征龄期与抗拉强度的关系;建立的本构方程可以从数学角度反映水泥稳定级配碎石的应力应变关系,但不能揭示材料的损伤演化过程;单轴拉伸状态下水泥稳定级配碎石的非线性损伤演化过程由3阶段组成;损伤本构方程比本构方程可以更好地表征水泥稳定级配碎石的3阶段损伤演化过程和应力应变关系。     

长短桩加固后软土地基沉降分析

以浙江省某沿海高速公路建设工程为依托,对长短桩与工程中常用的CFG桩进行对比,基于PLAXIS有限元法,分析长短桩加固后的地基沉降,并采用加权模量法计算沉降值进行验证。结果显示,长短桩性质优良,其工后沉降首先快速增加,经过长期交通荷载作用结构逐渐趋于稳定,沉降量增加缓慢,直至为稳定值,为日后长短桩的应用提供参考。     

含水率对稳定碎石土力学特性影响的试验研究

稳定碎石土的力学性能与水泥用量、级配和含水率等因素有关,现阶段对于前两方面研究较多,对于含水率的研究较少。通过采用相同压实度与水泥用量的稳定碎石土,研究在不同含水率条件下其7d无侧限抗压强度与抗压回弹模量的变化规律。研究结果表明:随着含水率的增加,稳定碎石土的7d无侧限抗压强度先升高后降低,在最佳含水率附近最高。同时,随着含水率的升高,其抗压回弹模量一直减小,在最佳含水率附近减小最为明显。     

稳定碎石土底基层材料力学参数试验研究

该文对辽宁省无砂石地区稳定碎石土的路用性能进行了系统的研究。碎石土是指粒径大于2mm以上的颗粒质量超过总质量50%的土,通过在天然碎石土中掺入碎石,设计了悬浮密实结构和骨架密实结构两种级配,采用水泥稳定和水泥土壤固化剂综合稳定,以7d无侧限抗压强度为评价指标选取合适结构类型,综合经济性和可行性,优选3组可行方案,进而确定3组方案的最佳水泥剂量,以满足二级及二级以下公路底基层重交通强度指标。在此基础上研究了3组方案不同龄期的无侧限抗压强度、90d的劈裂强度和抗压回弹模量,探讨碎石和固化剂的掺入对碎石土路用性能的影响,为实际工程应用提供参考。     

复合式路面层间界面力学特性试验研究

为了研究复合式路面层间界面的力学特性,通过自主研发设计的一种原理简单的直接拉伸仪器和层间剪切试验仪,对高黏弹沥青砂与水泥混凝土板复合式路面的层间界面拉伸与剪切特性进行了试验研究。研究结果表明:沥青砂与混凝土界面的抗拉强度随着加载速率的增大而增大,随着温度的升高而降低,从而可知在夏季高温时,沥青砂与混凝土之间的界面容易发生拉伸破坏;结构层间的的抗剪强度随着温度的升高而减小,随着加载速率的增大而增大,随着法向应力增大而增大。文中有关结论可为进一步研究层间界面力学与路用性能的关系、高黏沥青砂应力吸收层的设计与施工提供指导。     

玄武岩纤维高粘沥青砂蠕变损伤模型的研究

研究表明纤维可以增强沥青混合料的路用性能[1-2]。首先通过蠕变试验验证了玄武岩纤维增强沥青混合料抵抗蠕变变形的能力,然后使用基于Kachanov损伤机制和Burges模型进行耦合得到的蠕变损伤模型对得到的蠕变曲线进行拟合得到相关参数,结果显示拟合效果良好,说明该模型可以很好地描述蠕变三阶段曲线;最后对比分析了两种试件的延迟时间和松弛时间。     

基于稳定碎石土底基层的三级公路典型路面结构研究

针对辽宁省康平地区砂石短缺的现状,利用当地的天然碎石土,使用水泥与土壤固化剂对其进行综合稳定,并用级配碎石进行改良,经室内试验与实际工程论证,稳定碎石土可作为当地低等级公路的优良底基层材料。基于康平当地试验路段的实际情况,运用稳定碎石土做底基层材料,通过路面结构的设计与计算,确定在不同交通量、不同土基回弹模量范围时,三级公路沥青路面底基层的适宜厚度,并结合实际工况,给出康平地区碎石土底基层沥青路面的推荐结构。     

新型纤维增强沥青路面的研究

通过复合材料理论和劈裂试验的比较，确定了含纤维沥青混凝土的劲度模量；利用损伤理论计算了已含表面裂缝沥青路面的疲劳寿命，探讨了新型纤维增强沥青路面。