粗粒式应力吸收层路面结构设计与有限元分析

依托柳南高速公路改扩建工程,并针对目前中外经常使用的砂粒式应力吸收层材料存在的问题,提出了一种既可充当路面结构层,又具有应力吸收层功能的粗粒式应力吸收结构层。通过对旧路面和主骨料空隙填充法(CAVF法)设计的粗粒式应力吸收层路面的结构进行有限元建模,分析两种结构的应力应变情况,得出了粗粒式应力吸收层能够有效吸收应力并减少反射裂缝的产生的结论。     

材料热物理参数对沥青路面温度场影响的模拟分析

首先在考虑沥青路面与周围环境热交换过程的基础上,利用ADINA有限元软件构建了沥青路面温度场评估模型,并确定了模型的边界条件,然后通过数值模拟的方法分析了导热系数、表面传热系数和路面反射率这3个材料热物理参数对沥青路面各结构层温度场的影响.结果表明：沥青路面的温度变化主要发生在其表层和面层（即沥青层）,而基层、底基层和土基的温度变化很小;相同条件下,沥青路面各结构层的日温度差会随着各结构层深度的增加而减小;沥青路面各结构层的温度会随着结构层深度的增加出现变化相位逐渐滞后的现象;修铺沥青路面时所用材料的导热系数越大、表面传热系数和路面反射率越小,沥青路面的温度越高,因此,为使整个沥青路面温度降低,铺筑沥青路面时应使用导热系数较小、表面传热系数和路面反射率较大的材料.本研究可为沥青路面的选材设计提供理论支撑,有助于改善沥青路面的温度场,减小沥青路面对城市环境造成的不良热效应.     

柔性基层路面裂缝对结构层材料模量的敏感性分析

为了分析柔性基层路面裂缝对结构层材料模量的敏感性,应用有限元软件ABAQUS建立了含表面裂缝的路面模型,分析了裂缝尖端应力场在不同路面结构层模量下的敏感性。结合模拟成果可知:柔性基层路面表面裂缝尖端应力应变弹性场对面层模量和土基模量的敏感性较强。在柔性基层路面设计时,应在满足规范的前提下适当的选取结构层模量,从而延缓裂缝的扩展。     

水泥稳定碎石施工研究

随着我国高速公路建设事业的不断发展,路面结构层也在不断改进,半刚性材料被广泛用于修建高等级公路路面的基层或底基层。随着时间的推移,新建或改建的高等级公路的沥青面层出现了不同程度的早期损坏现象,如何改善路面使用性能及延长路面的使用寿命,从水泥稳定碎石的形成机理、技术及施工等方面进行分析以期有所改善。     

沥青砼路面裂缝填封修补问题探析

裂缝是沥青路面常见的病害,路面现裂缝不但影响路容美观和行车的舒适性,而且若不及时对裂进行填封修补,将会使路表水通过裂缝进入路面结构层内,导路面承载能力下降,进而造成路面局部或成片损坏,大大缩短面的使用寿命。本文试就沥青砼路面裂缝填封修补的相关问题进行探讨。     

影响公路压实因素的一些体会

压实使路基及路面各结构层的材料具有足够的密实度,可以充分发挥路基土和路面材料的强度,可以减少路基、路面在行车荷载下产生的形变,可以增加路基土和路面材料的不透水性和强度稳定性。本文针对对公路施工的压实要求,从影响路基路面的压实因素来分析,在施工过程中如何保证路基路面的密实度是我们值得关注的问题。     

基于路面破坏响应的差异沉降控制标准

针对高速公路路基差异沉降引起的路面破坏问题,经过路面结构力学响应分析,建立差异沉降控制标准,对路基施工质量进行控制,防止路面开裂。通过对路面结构有限元模型施加初始位移边界条件,模拟差异沉降对路面结构的影响;对不同差异沉降作用下路面结构附加应力进行分析,综合考虑路面材料抗弯拉强度与结构层抗疲劳破坏性能,提出了基于路面破坏响应的差异沉降控制标准。结果表明:只考虑路面材料抗弯拉强度时,以变坡率0.23%作为沉降控制标准;考虑结构层抗疲劳破坏性能时,以变坡率0.58%作为差异控制标准,综合考虑二者共同影响时,以变坡率0.37%作为差异控制标准,相应的路基横向与纵向沉降控制值分别为4.5 cm和7.5 cm。     

耐久性再生集料半刚性基层沥青路面三阶段结构设计

再生集料半刚性基层沥青路面在重复荷载及环境因素影响作用下,经历整体、板体、块体和散体的复杂状态。提出了基于三阶段设计方法的耐久性再生集料半刚性基层沥青路面结构设计,并进行了相关的计算分析。结果表明,三阶段结构设计更能体现再生集料半刚性基层沥青路面结构层在不同阶段对应的路面寿命。分阶段选用的材料参数与实际路面结构层材料的工作状态基本吻合,设计的路面结构使用状况比现行采用弯沉值作为唯一设计参数设计的路面结构更符合现实,更能准确地反映了路面结构状态的发展过程。     

水对沥青砼路面造成的破坏及预防措施

近年来,随着国家对高速公路建设投资力度的加大,我国的交通事业得到了迅猛发展,但在高速公路迅猛发展的同时,沥青砼路面在建成并通车运行不久后即出现一系列早期破坏的现象,比如坑洞、鼓包、龟裂、车辙等,这些现象被称为水破坏。特别是在冬春两季,降雪和降雨可能渗入路面结构层,夜间冻结,白天融化,如此多次反复冻融作用会使沥青砼路面水破坏更加严重,再加上汽车车轮荷载的反复作用,进入路面结构层内部中的水分在作用力反复作用下不断产生挪移挤压,水分逐渐渗入到集料与沥青之间的结合界面上,使沥青材料的粘附性不断降低,并最终丧失黏结     

沥青混凝土路面结构设计探讨

从沥青路面结构层应力、弯沉、抗车辙性能、材料尺寸等几个方面讨论了路面结构设计，并根据西南某高速公路交通调查数据，进行了路面结构设计尝试。     

温度对沥青混合料密实度的影响

<正> 沥青混凝土的密实度对沥青混凝土的物理力学性质特别是沥青混凝土面层的使用性能和使用寿命有至关重要的影响。同一种沥青混凝土,在不同密实度下的现场空隙率有着明显的差别。国内外研究证明:①沥青混凝土的空隙率过大,降水容易透入结构层中,使沥青路面产生各种各样的水破坏;②沥青混凝土的空隙大于8%时,空气容易进入结构层中,使沥青容易氧化变脆,从而导致沥青混凝土松散,产生裂缝,间接影响路面的使用寿命;③空隙率增大,沥青混凝土的疲劳寿命和弯拉劲度下降。研究表明,热拌沥青混凝土的空隙率每增加1%,沥青面层的使用寿命就要降低10%。     

考虑层间接触的沥青路面非线性疲劳损伤特性分析

运用通用有限元软件ABAQUS及其二次开发平台,建立考虑路面材料非线性疲劳损伤的沥青路面结构数值计算模型,分析不同层间接触状态对受损路面结构层底损伤度、结构层底水平正应力、路表弯沉以及对路面结构层疲劳寿命的影响。研究结果表明:随着面层与基层层间摩擦因数的逐步增大,基层层底损伤度逐步增加,底基层层底损伤度逐步减小,且两者逐渐接近;基层层底水平拉应力逐渐减小,底基层逐渐增大;路表弯沉逐渐减小;基层疲劳寿命减小,底基层疲劳寿命增加,且两者逐渐接近。总体来说,良好的层间接触状态能使各结构层充分发挥作用,从而增强结构整体承载能力。     

环境对路面结构层的影响及处理措施

20世纪70年代后期,我国的高等级公路开始推广应用,现已研究制订出很多具有我国特色的、密切结合我国实际情况的高等级公路路面结构层设计理论和方法。本文分析了环境对路面结构层的影响,并提出处理措施,为路面结构层设计提供一些参考。     

骨架密实型水泥稳定碎石基层施工工法

半刚性基层作为公路路面中的主要承重结构层,决定着路面使用寿命的长短。半刚性基层是由砂石材料或工业废料与水泥、石灰等无机结合料按一定比例加水拌和,并经摊铺、压实、养生而成。本文对骨架密实型水泥稳定碎石基层施工进行了详细的阐述,分析其特点,介绍其施工工艺和质量控制。     

基于温度-车辆荷载作用下沥青路面细观力学响应

为了研究温度-车辆共同荷载作用下沥青路面各结构层细观力学响应,依据常用沥青路面各结构层材料级配及孔隙率建立了离散元模型,通过拟合室内单轴压缩应力-应变曲线获取模型的细观参数.在此基础上,对车辆荷载和不同温度作用下的沥青路面响应进行求解,分析各结构层细观力学响应及结构层颗粒变化情况.研究结果表明:在移动荷载及温度共同作用下,随着路面结构层深度增加,垂向位移逐渐降低,温度越高垂向位移越大;各结构层垂向应力随路面深度增加而依次减小;水平方向各结构层应力情况复杂,上面层处于受压状态,其余结构层颗粒既有受压也有受拉状态;切向应力处于拉应力与压应力交替状态,温度对颗粒应力影响较大;颗粒前期速度振动较为剧烈,后期速度振动较为平缓.     

旧路加宽路面结构层参数变化的敏感性分析

旧路加宽改造后,由于沉降和变形的差异而可能造成路面结构层的层底脱空,从而使路面结构处于非常不利的受力状态.路面结构受力状态的变化受诸多因素的影响,其中最为值得关注的结构层参数的变化.运用三维有限元法分析了结构层参数变化对层底脱空状态路面结构受力影响的敏感性,提出了在旧路加宽加铺改造工程中可供借鉴的结构层参数取值.     

浅谈公路路基施工中的冲击碾压施工技术

在公路工程建设方面,压实可以使路基及路面各结构层的材料具有一定的密实度,提高路基土和路面材料的不透水性及强度稳定性,减少路基、路面在行车荷载作用下产生的永久性变形,这对于公路的路基、路面具有重要的意义。本文主要结合相关的工程案例,对冲击碾压技术在公路路基施工中的应用做了探讨。     

路面结构层厚度施工质量控制

随着社会经济的快速发展和交通行业的不断繁荣,车辆数量急剧增加,这对路面质量提出了更高的要求。路面结构层厚度直接关系到路面质量,因而对于路面结构层厚度的施工质量具有重要的意义。本文将从施工机械配置控制、混合料比例控制、施工工艺控制三方面对如何控制路面结构层厚度施工质量做出分析,并提出相应的措施。     

京石高速公路拓宽沉降控制标准

为确定京石高速公路拓宽沉降控制标准,以京石高速公路拓宽工程为依托,假设路面结构层底面沉降服从抛物线,建立了车辆荷载作用下的路面结构层数值分析模型,数值分析结果表明:旧路肩和新路肩之间的横坡改变率随着填高的增加先增大,在填高4~5m时达到最大,而后减小;为了保证路面结构在长期车辆荷载作用下路面结构层安全,旧路肩和新路肩之间的横坡改变率不宜超过0.45%.基于上述数值分析结果,结合已有工程经验,确定了京石高速公路拓宽沉降控制标准:旧路中心沉降不超过3 cm;拓宽后路基最大工后沉降不超过10 cm;旧路肩和新路肩之间的横坡改变率不超过0.45%.     

高速公路施工中保证沥青路面平整度的措施

平整度是高速公路路面施工质量与使用品质的重要指标,平整度的好坏直接影响着行车的平稳性和舒适性。不平整的路面将会增大行车阻力,造成行车颠簸,影响行车的速度、安全及驾驶平稳和乘客的舒适,而且不平整的路面容易积水,当积水渗入路面,在不断行车荷载的作用下,造成局部损坏,时间久了还会造成路面结构层的破坏。为了保证路面的平整度,就必须在材料、机械、工艺等方面下功夫。在此,仅以我处承建的凤永高速16标路面施工为例,介绍一下为保证路面平整度而采取的措施。