参数变化对沥青加铺层结构应力的影响分析

交通荷载及温度变化是引起旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的两大因素.交通荷载主要引起加铺层剪切型反射裂缝,温度变化主要引起加铺层张开型反射裂缝.采用三维有限元方法分析了轴载、温度变化幅度及加铺层模量、厚度等参数变化对旧水泥混凝土路面沥青加铺层的荷载应力、温度应力及耦合应力的影响程度,为沥青加铺层的设计方法提供了依据.     

旧混凝土路面加铺沥青层路面结构的有限元分析

水泥混凝土路面加铺改造后路面的破坏主要是由于反射裂缝造成的,如何延缓反射裂缝的发生是旧水泥混凝土路面加铺改造的难点。该文应用Ansys有限元软件分析了沥青加铺层路面结构在车辆荷载作用下的应力状态;通过改变加铺层厚度、加铺层模量及水泥混凝土模量,分析讨论了加铺层应力状态的影响因素,得出相应的结果,为路面加铺工程提供一些建议。     

混凝土路面上沥青加铺层的半解析分析

本文通过建立半解析单元力学模型，计算分析了旧混凝土路面上沥青加铺层的三维荷载应力，探讨加铺层产生反射裂缝的机理，为合理地设计沥青加铺层提供理论依据和实用计算方法。     

水泥混凝土路面应力吸收层功效分析

由于旧水泥混凝土路面接缝点存在应力集中,旧水泥混凝土路面上的加铺层极易产生反射裂缝;而设置了应力吸收层的水泥混凝土路面加铺层却得到良好的改善,为了验证水泥混凝土路面中应力吸收层的功效并探究功效大小,利用有限元原理,对设置应力吸收层和未设置应力吸收层的加铺层路面结构进行分析;通过建模分析,结论数据表明,设置应力吸收层后,水泥混凝土路面接缝点的加铺层结构受到的应力得到很大程度的缓解,从而有效控制反射裂缝的发生和延伸恶化,延长了公路的使用寿命.     

水泥路面加铺改造技术研究

防治反射裂缝,使现有道路能够继续承担未来的交通荷载是旧混凝土路面加铺沥青混凝土需要解决的主要问题.橡胶沥青应力吸收层具有吸收应力、减少反射裂缝、防水、粘接力强等优点.通过工程实例,对沥青加铺层反射裂缝产生机理、加铺层设计方法以及基于应力吸收层的沥青加铺层结构及材料等作一些探讨;重点论述橡胶沥青应力吸收层的作用机理和相关的施工工艺.     

沥青加铺层反射裂缝的预防措施

反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一,控制反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面加铺层设计的关键.目前国内外许多学者及工程技术人员针对反射裂缝的产生机理进行了大量的研究工作,取得了一定的成果并已用于工程实际.结合旧水泥混凝土路面做沥青加铺层的有效尝试,对常用的防止或减缓沥青加铺层反射裂缝的方法及机理进行了分析和阐述.     

重载旧混凝土路面沥青加铺层设计方法

针对中国重载旧混凝土路面加铺设计方法不完善的现状,依托夏家营-汾阳高速公路旧混凝土路面加铺改造工程这一成功实践,分析了重交通旧水泥路面加铺中面板及加铺层的力学响应,考虑板底脱空对沥青加铺层预期寿命的影响,提出基于力学-经验的重载条件下沥青加铺层设计方法.与中国规范方法相比,该方法将旧路面状况对加铺层反射裂缝的影响考虑在内,保证加铺层在3年内不出现反射裂缝.     

旧水泥混凝土路面黑色罩面反射裂缝的防治

通过对旧水泥混凝土路面黑色罩面反射裂缝形成机理和层间应力分析，研究了层问剪应力分布的一般规律，发现沥青混凝土黑色罩面层厚对层间剪应力的影响很大，而水泥混凝土层厚度对层间剪应力的影响很微弱。工程实践表明，单纯依靠增加铺层厚度而减小层间剪应力的方法可能会大幅度增加路面造价，并带来车辙等其他病害；而在旧水泥混凝土层与沥青加铺层间设置应力吸收层，则可以起到应力过渡作用和裂缝缓冲作用，从而减少黑色面层反射裂缝的出现。     

旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝有限元分析

利用通用有限元方法建立水泥混凝土路面沥青加铺层有限元模型,计算车轮荷载位于最不利位置时沥青加铺层的应力分布以及超载对沥青加铺层应力的影响,并分析接缝处沥青加铺层应力随吸收层模量变化的规律.计算结果表明:接缝处沥青加铺层的主应力、等效应力以及应力强度均远大于其他位置,反射裂缝由此产生并向上扩展;随着应力吸收层模量从20 MPa增加到100 MPa,沥青加铺层主拉应力相应减小8%,说明采用较大模量的吸收层可延缓反射裂缝的出现.此外,超载也对沥青加铺层反射裂缝的产生具有实质性的影响.     

夹层防治反射裂缝效果的应力分析

采用三维有限元静力分析方法,计算分析了具有接缝的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层在行车荷载和温度变化作用下应力的变化情况,从理论上深入研究了应力吸收夹层和加筋夹层在不同情况下防治反射裂缝的效果,提出了两种夹层的模量推荐取值．     

复合路面沥青面层最佳厚度

应用三维有限元分析技术,分析了沥青罩面层厚度对反射裂缝的影响,给出了单双反裂裂缝的分界罩面厚度,提出了最佳脱开宽度和最佳罩面厚度的概念。试验路观测结果不仅验证了力学分析结果,同时显示,双裂缝的宽度基本上等于沥青罩面层的厚度。综合力学分析和试验路观测结果,给出了复合路面沥青罩面层的最佳厚度,为工程应用提供参考。     

路面张开型反射裂缝产生机理的力学分析

建立一个较为完备的力学模型，以研究在有接裂缝的旧水泥混凝土路面板或半刚性基层上加铺沥青面层的结构在基层板上出现收缩应变条件下的力学行为．引入了一个较好揭示路面张开型反射裂缝产生机理的系数－－应变系数，给出了它在不同夹层状况、地基摩阻现象以及面层采用局部处理等场合下的计算显示。     

沥青加铺层抗反射裂缝足尺疲劳试验

针对水泥混凝土路面加铺改造后容易产生反射裂缝的缺点，采用大型疲劳试验台架进行不同沥青加铺层结构层抗反射裂缝的对比试验，模拟荷载作用下加铺层结构温度型和荷载型反射裂缝的产生和发展过程，评价了不同加铺层方案的防裂效果。结果表明：应力吸收层可有效消解水泥混凝土板块接缝处的应力集中现象，防止水泥混凝土面板由于温缩及荷载作用引起的加铺层反射裂缝；设置玻璃纤维格栅及土工布并不能很好的解决路面的反射裂缝问题。     

旧水泥路面沥青加铺改造中弯沉指标研究

使用有限元方法建立旧水泥混凝土路面模型,采用弹簧单元模拟水泥路面接缝处荷载传递性能,分析了接缝两侧水泥混凝土板的弯沉差和平均弯沉随弹簧单元弹性系数的变化规律.在此基础上,建立水泥路面沥青加铺层模型.计算发现,沥青加铺层底部在原水泥路面接缝处存在剪应力集中现象,进而分析了旧水泥路面接缝处沥青加铺层底部的剪应力随弯沉差的变化规律.根据莫尔-库仑强度理论,以沥青加铺层底部的剪应力不大于其容许剪切强度为判断标准,提出旧水泥混凝土路面的弯沉差指标.此指标在旧水泥路面沥青加铺改造时可作为评价接缝传荷能力的参考依据.     

沥青路面罩面的设计方法

针对国内外罩面或改建设计方法的不足 ,借助于同济大学对新建和罩面改建后的沥青路面使用性能的研究成果 ,将寿命周期费用分析引入罩面设计 ,提出了沥青路面罩面设计方法———基于使用性能和技术经济分析的最佳罩面时机和最佳罩面厚度选择方法 ,并通过实例说明了该方法的应用     

冲击压实后旧水泥砼路面回弹模量的现场试验

为了评估应用冲击压实技术处理后旧水泥砼路面的承载能力，为加铺层的设计提供计算参数参考值，必须进行回弹模量现场试验的研究．文中在分析利用弯沉法测定、评价冲击压实破裂稳固后旧水泥砼路面所存在问题的基础上，阐述了承载板测定方法的原理及适用性；通过对大量实测承载板数据进行分析，获得了冲击压实处理后旧水泥砼板及板下基层回弹模量的量值范围及变化规律，用来评价路面的残余承载能力，并可作为加铺层设计的计算参数参考值．文中还论证了冲击压实技术在处理旧水泥砼路面时的力学效能．     

小粒径排水型抗滑超薄磨耗层施工技术研究

小粒径超薄沥青罩面作为一种新型路面结构,具有厚度薄(1.5~2.5 cm)、空隙率大(18%~25%)的结构特点,其碾压温度与碾压功大小与以往沥青路面存在差异,但在现有规范中并未给出推荐的施工方法。因此首先通过室内击实试验分析击实温度和击实次数对马歇尔试件飞散性能的影响,之后基于能量等效原理建立室内击实功与现场压实功的对应关系,以此为指导确定现场碾压遍数与组合方式,最后摊铺试验段对上述建立的关系模型进行验证,为罩面层的科学施工提供理论指导。     

基于有效模量的沥青路面加铺层设计方法

中国沥青路面加铺设计方法单纯采用旧路面的弯沉作为设计指标,无法指导路面病害较为严重时所需要进行的路面加铺设计。参考AASHTO设计方法中旧沥青路面层系数的建议值,根据模量和层系数的关系,确定了半刚性基层沥青路面结构层的有效模量建议值,并结合中国沥青路面设计方法,提出基于结构层有效模量的半刚性基层沥青路面加铺层设计方法。通过沥青路面加铺设计实例,根据路面病害状况确定了各结构层的有效模量,得到加铺层厚度为10cm。结果表明：该方法设计结果与美国AI法结果基本一致,略低于AASHTO设计结果;避免了当路面代表弯沉值较小时,按现行规范无法进行加铺的情况。     

稀浆封层路面层间黏结性能试验研究

为了对稀浆封层层间黏结性能进行评价,自行设计了以改进的剪切仪为基础的试验方法,能较好地模拟路面真实受力情况.试验结果说明,随着温度的升高,稀浆封层与沥青碎石下面层之间黏结强度在减小;不同的路面层间处理措施对黏结强度均有明显的影响;采用较大公称粒径的沥青混合料,或者对路面做凿毛处理均可以有效提高层间黏结强度.