基于层间接触板底脱空压浆处治力学行为分析

为了分析压浆处治时考虑层间接触状态的板底脱空力学行为,建立了ANSYS三维有限元模型,分析了不同层间接触状态下的处治尺寸、处治厚度和压浆模量对水泥面板挠度和等效应力的影响。结果表明:挠度与弯拉应力随层间接触状态的增强呈下降趋势,尤其是处治尺寸在400～600 mm区间内,接触状态对水泥面板性能的影响较大。层间接触状态由光滑到连续可分为三阶段:接触系数在0. 0～1. 0为优化阶段,接触系数在1. 0～4. 0为发展阶段,接触系数在4. 0～6. 0为次优化阶段。压浆模量的增大与层间接触状态的增强都有利与提高水泥面板的结构性能。在实际施工中,应选择压浆模量不小于500 MPa且粘结度较好的压浆材料进行灌注。     

路面板脱空弯沉差判定与自补偿压浆材料处治

针对目前基于弯沉的路面板底脱空判定方法研究的不足及常用压浆材料处治板底脱空存在“二次脱空”的情况,以烟台一威海高速路试验段为依托工程,通过对试验段路面板同板板中心、板边中点和板角弯沉检测数据的统计分析,结合钻孔实测,提出路面板底脱空同板弯沉差判定标准,并引入自膨胀补偿收缩理论改良压浆材料,推荐分别适用于处治路面板底轻度、中度和重度脱空的有机类、水泥类和掺砂类自补偿压浆材料.试验段钻孔复核与弯沉检测结果表明,路面板底脱空同板弯沉差判定标准具有较高的准确度和可信度,推荐的自补偿压浆材料处治效果良好.     

路面板底脱空唧泥判定与自补偿压浆材料处治

针对目前唧泥程度与路面板底脱空相关关系国内外研究较少以及常用压浆材料处治板底脱空存在“二次脱空”的情况,以烟台-威海高速公路试验段为依托工程,通过对试验段唧泥高度观测数据的统计分析,结合钻孔实测板底脱空量,提出基于唧泥高度的路面板底脱空程度判定标准;并引入自膨胀补偿收缩理论,改良有机类和水泥类压浆材料,推荐分别适用于处治路面板底轻度、中度和重度脱空的自补偿式压浆材料.试验段钻孔复核与弯沉检测结果表明:基于唧泥高度的路面板底脱空判定标准准确度可达80％以上;板底脱空路面板经推荐的自补偿式压浆材料处治后弯沉小于0.2 mm.     

压浆技术在混凝土路面加铺沥青薄层中的应用

板底脱空病害处治的好坏,直接影响到旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的效果和寿命。通过分析水泥混凝土路面接缝处弯沉差来评定压浆技术处治脱空板底的效果,解决了路面面板脱空病害处治质量判定的难题。     

压浆处治对旧水泥混凝土路面板力学响应影响的数值模拟

为进行压浆处治后水泥混凝土面板力学响应分析,使用三维有限元软件建立板底压浆处治模型,根据数据绘制应力和挠度与其相关影响因素的变化关系图,系统分析了压浆尺寸、压浆厚度和压浆模量三个压浆参数,以及面层厚度、基层厚度、基层模量和荷载大小四个结构参数对压浆处治路面板力学行为的影响。结果表明:当压浆厚度和压浆尺寸较小时,对水泥混凝土面板力学行为影响较大且占主导地位的是压浆尺寸;当荷载从100 kN增加到180 kN时,水泥混凝土路面板的应力增幅在80%以上,说明荷载大小的变化对水泥混凝土路面板影响显著;在压浆处治过程中,当压浆模量大于基层模量时,其处治效果较好,但当压浆模量逐渐达到1 000 MPa,压浆处治效果作用缓慢,材料性能得不到充分利用。     

路面养护中压浆技术的运用

压浆处治技术,是针对砼路面在使用过程内出现的板块脱空危害而提出的修复板底基层密实,确保板底均匀支撑的技术措施。其作用为：通过压浆处治,可以充实板底脱空,恢复密实,改善面板的支撑状况,使砼板的受力状态符合设计原理,避免砼路面板过旱损坏。通过对板底脱空的压浆处治,由于压浆材料本身稳定性好,强度大,加上浆体的流动性能好,在压力作用下,有较强的渗透力,因而能够改善基层和路基的密实度和水稳定性,从而增加基层的稳定性,增强路面的使用寿命。     

砼路面板底脱空压浆材料的试验分析

板底脱空是水泥混凝土路面病害的主要原因,也是当前我国水泥路面养护的重点。通过某水泥混凝土路面板底压浆加固工程实例,阐述压浆材料技术的性能要求,着重分析压浆材料配合比设计思路和试验方法。针对常规试验仪器无法测定的大流动性浆体问题,提出相应的试验装置和坍落直径指标,推荐压浆材料配合比。通过项目实施前后板角弯沉测量和1a后弯沉跟踪测量,表明所使用的压浆材料和压浆措施对处理板底脱空效果明显。     

旧水泥混凝土路面压浆处治技术与应用

本论述结合天北高速公路水泥混凝土路面钻孔压浆处治维修,提出了适合本项目的板底脱空判断方法、压浆工艺。应用结果表明,采用贝克曼梁判断板底脱空,数据可靠,便于控制,普及率高。压浆工艺操作简单,科学实用,效果明显。这种压浆处治技术及应用对水泥混凝土路面的弯沉有较为显著的提高,能有效延长路面的使用寿命。     

水泥混凝土路面板角脱空判定指标

以ANSYS有限元计算软件为基础,利用FWD(Falling weight deflectometer)板中板角实测弯沉值,建立以板角弯沉为判定指标的板角脱空范围估算方法.对均匀支承的无限大板板角理论弯沉值修正平面尺寸效应和板间接缝传荷能力,求解理论板角弯沉值,将其与FWD实测板角弯沉值相比较以评定路面板角脱空状况;提出板角脱空指数λ,并分析λ与脱空尺寸、面板模量、面板厚度和地基反应模量的相关性,建立λ与脱空尺寸的回归关系式估算脱空尺寸.对湖南耒宜高速公路试验段板角脱空识别结果与实际钻芯结果进行对比,发现最大相对误差为6.32%,与检测结果较吻合,表明该方法具有较高的可靠性,能为水泥混凝土路面板底脱空的识别提供合理、可行的新思路和手段.     

机场水泥混凝土道面脱空判定及影响

根据现场实测弯沉数据和理论计算结果,提出了适用于机场水泥混凝土道面的基于HWD(High WeightDeflector)弯沉测试的脱空判定标准.采用三维有限元软件ABAQUS,分析了不同脱空状态对道面荷载应力的影响,并给出了不同脱空程度对道面使用寿命影响的算例.研究表明,水泥混凝土道面板边脱空判定标准为"板边弯沉/板中弯沉>1.8";板角脱空判定标准为"板角弯沉/板中弯沉>3.0";道面脱空严重时,道面板的荷载应力增幅超过250%,道面使用寿命下降迅速;在脱空发展初期时,脱空面积的影响并不显著,随着脱空区域基层反应模量下降,脱空面积影响的显著性迅速增大.     

脱空对机场道面板接缝传荷能力影响分析

采用有限元分析方法和多组模型试验,对考虑板中脱空和板角脱空两种情况的机场刚性道面板接缝处的应力及传荷能力进行分析。结果表明,道面板接缝处的传荷效率、道面板板底最大弯拉应力随着板底脱空面积的增大而增大。对于相同的脱空面积,接缝传荷效率和板底最大弯拉应力随着地基反应模量的增大而减小;而且板中脱空状态下的传荷效率略高于板角脱空状态下的传荷效率,板中脱空对脱空面积的反应比较敏感,这说明板中脱空对道面板产生的危害比板角脱空对道面板产生的危害要严重。     

脱空对机场水泥混凝土道面荷载应力的影响

提出了通过建立ABAQUS三维有限元模型,将计算弯沉盆与实测弯沉盆对比,得到较为精确的计算脱空参数的方法,并计算了机场水泥混凝土道面板底不同脱空程度对道面板荷载应力的影响.计算结果表明:有限元软件计算道面弯沉中,以静载代替脉冲荷载对计算结果影响很小;脱空区域基础与面层并非完全脱离,其反应模量较原值有一定折减;在严重脱空区域,道面荷载应力较未脱空时可增大80%.     

机场水泥混凝土道面板底脱空对荷载应力的影响

提出了通过建立ABAQUS三维有限元模型,将计算弯沉盆与实测弯沉盆对比,得到较为精确的脱空参数的方法,并计算了机场水泥混凝土道面板底不同脱空程度对道面板荷载应力的影响。计算结果表明：有限元软件计算道面弯沉中,以静载代替脉冲荷载对计算结果影响很小;脱空区域基础与面层并非完全脱离,其反应模量较原值有一定折减;在严重脱空区域,道面荷载应力较未脱空时可增大80%。     

自补偿式水泥路面板底脱空处治技术

针对目前脱空处治技术和压浆材料在实际应用中的不足,为了提高脱空处治的效果,在系统分析国内部分道路浆体材料配合比的基础上,引入补偿收缩原理改良了水泥类和有机类压浆材料,针对轻度、中度、重度脱空路面提出了合适的自补偿式压浆材料,并推荐了配合比,给出了基于灌浆饱和度和弯沉的压浆效果评价标准,并通过试验路验证了压浆效果。结果表明:推荐的压浆材料处治效果良好,为压浆后的水泥路面或沥青加铺层提供了良好的承载能力,从而有效提高和延长了路面使用性能和寿命。     

横观各向同性的半刚性基层沥青路面结构

为了分析土基和沥青面层材料的横观各向同性特性对半刚性基层沥青路面结构的影响,基于建立的横观各向同性沥青路面设计理论,运用编制的基于该理论解的路面结构分析程序ANISOLAYER,利用沥青面层及土基横观各向同性特性,对半刚性基层沥青路表(路表面)弯沉进行了研究。同时运用ANISOLAYER程序分析了在不同厚度沥青面层及不同半刚性基层弹性模量情况下,土基横观各向同性特性对路面结构关键性设计指标的影响(路表弯沉、半刚性基层底部拉应力及路基顶部压应变,沥青层底应变为压应变或较小的拉应变,故未考虑)。研究结果表明:无论是面层还是土基,其各向异性度(水平弹性模量与垂直弹性模量之比)对路表弯沉的影响曲线变化趋势是一致的;随着土基水平模量的增加,延长了路面的寿命;随着半刚性基层弹性模量的增大,土基水平模量的变化对路表弯沉及基层底部拉应力的敏感性将降低,对路基顶部压应变的敏感性更加显著,但其绝对值较小。     

东莞北王公路旧路补强设计

利用FWD检测弯沉盆数据和路用雷达探测数据后，反算出各路段不同车道的路基顶面当量回弹模量。进行旧路补强设计，要验算补强层层底拉应力、设计弯沉值和旧水泥混凝土板底的弯拉应力。     

冲击荷载作用下机场刚性道面动力响应与影响因素分析

机场刚性道面受飞机着陆冲击荷载的影响较大。为研究机场刚性道面在飞机着陆瞬态冲击荷载作用下的动力响应,基于主起落架单自由度振动系统,用半波正弦曲线模拟冲击荷载,采用有限元分析的方法研究了B737-800机型在粗暴着陆条件下机场道面的动力响应,并分析了道面板在不同冲击速度及不同道面结构参数下动力响应变化规律。结果表明:单自由度振动系统能很好的表征垂直速度与法向加速度的关系;道面板产生最大应力的临界荷位处于板纵缝中部;冲击荷载作用时间内道面弯沉影响深度持续增加,绝大部分由土基承担;循环冲击作用下,板底弯沉随冲击荷载作用次数的增加而增加,作用100次后增幅明显减小;板底弯沉与板底峰值应力均随垂直速度的增加而增加,相比面层模量,面层厚度对板底弯沉的影响显著,板底峰值应力随面层模量的增大而增大,但随面层厚度的增加呈先减小后增大趋势。     

连续配筋水泥混凝土路面脱空状态下荷载应力参数影响分析

利用ABAQUS有限元软件,建立板底脱空状态下的三维有限元模型,研究不同脱空尺寸下,板厚、混凝土弹性模量、基层厚度、基层模量、裂缝宽度对CRCP板荷载应力的影响.结果表明,随脱空尺寸的增大,CRCP板的拉应力增长幅度先增大后减小,挠度增长幅度则持续增大;板厚的增加以及裂缝宽度的减小可以明显减小脱空状态下的荷载应力和挠度...     

均布荷载下横观各向同性沥青路面力学行为分析

文章采用广义Maxwell模型描述沥青混合料面层的黏弹性,考虑碎石基层和土基的横观各向同性特征对路面结构力学行为的影响。在弹性假设条件下引入材料水平模量与竖直模量比值为变量,运用有限元方法建立路面结构三维有限元模型;通过模拟计算,对比分析均布荷载作用下碎石基层和土基各向同性与横观各向同性对各结构层应力和应变及路表弯沉值的影响,并对沥青路面服务寿命进行预估分析。分析结果表明:均布荷载作用下碎石基层的横观各向同性特征对路表弯沉影响较小,而土基横观各向同性特征对路表弯沉影响较大;路基顶部压应变受碎石基层及土基横观各向同性特征影响较大,而面层层底拉应变和基层底拉应力仅受碎石基层横观各向同性特征影响较大;沥青路面服务寿命受碎石基层横观各向同性特征影响较大,且在碎石基层各向同性时服务寿命最长。因此,在路面结构设计中应适当考虑基层和路基材料的横观各向同性特征。     

不同等效原则的基层顶面当量回弹模量算法

应用弹性层状理论，研究了不同等效方法对基层顶面当量回弹模量换算结果的影响。结果表明，以弯沉等效为指标的基层顶面当量回弹模量值不能很好地反映板下地基的受力特性，会导致板底应力计算结果偏小；而以板底拉应力等效为指标的基层顶面当量回弹模量值能较为真实地反映基层刚度和厚度变化对板底拉应力的影响。因此，对于水泥混凝土路面结构设计时建议采用基于拉应力等效的换算方法，而基于弯沉等效的换算方法则可用于基层(或垫层)弯沉的检测。