超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

对现有半刚性基层沥青路面的损坏状况进行了调查分析，得到主要原因为重载交通和基层、沥青层层间接触不佳。采用弹性层状体系，从理论上分析了超载和层间接触对路面结构响应的影响。结果表明，超载对路面结构应力、应变和位移最大值产生不利影响，而层间滑动对整个路面结构应力、应变和位移均有不利影响。半刚性基层与沥青面层和底基层两个界面在超载的作用下产生滑动，进而引起整个路面结构受力恶化导致破坏。提高面层与基层的层间粘结力和抗萌强度至关重要。     

按预测轴载谱分析沥青路面的疲劳损伤

现行《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2006)轴载等效换算方法难以反映超载、重载交通对路面结构的影响。结构层参数取值未考虑结构层在疲劳过程中的材料损伤,是重载交通沥青路面出现早期破坏的原因之一。采用预测轴载谱和Miner法则,计算分析了路面结构的疲劳损伤累积过程,并考虑不同使用阶段路面基层模量衰减对路面结构损伤进程的影响。结果表明,半刚性基层厚沥青面层路面结构的疲劳损伤累积进程明显优于目前国内较典型的半刚性基层沥青路面结构。研究结果为重载交通沥青路面结构设计指明了方向。     

行车荷载及路面结构对车辙影响的有限元分析

基于车辙的产生机理，采用实测轮胎接地压力，对柔性基层和半刚性路面结构内的剪应力进行三维有限元分析，结果表明，相同荷载条件下两种路面结构所受的剪应力有较大差异，水平力对剪应力亦有较大的影响；基层模量、面层厚度、面层模量对沥青层内的剪应力影响均比较显著．因此，为防治车辙，应该在路面设计时对路面结构组合类型的抗车辙能力进行充分的考虑，并严格控制超载．     

纤维稳定土基层参数对路面力学响应的影响分析

为了分析聚丙烯纤维加筋水泥石灰土基层材料对路面结构设计及重载交通的影响,以聚丙烯纤维加筋水泥石灰土为对象,借助正交分析法,选取基层厚度、基层模量(聚丙烯纤维掺量)和底基层厚度作为主要影响因素,对聚丙烯纤维水泥石灰土基层沥青路面结构设计参数进行计算;同时分析了不同超载作用下纤维水泥石灰土基层沥青路面结构的弯沉及应力情况。结果表明:提高基层厚度有利于路面结构受力,同时使用聚丙烯纤维掺量为0.2%的水泥石灰土作基层材料,对于优化重载作用下的路面结构设计更为显著。为聚丙烯纤维加筋水泥石灰土在石料匮乏地区的应用提供了依据。     

货车超载对沥青混凝土路面结构的影响及对策分析

公路货车超载造成路面结构的强度破坏及使用寿命的严重降低。本文根据交通调查资料，分析公路上超载货车的特征和超载货车的主轴轴载谱，并对沥青混凝土路面按弯沉等效原则，得到各类超载货车的等代轴载。分析货车超载对沥青混凝土路面结构的影响及相应对策。     

基于宕渣路基的沥青路面结构力学性能研究

为研究宕渣路基对沥青路面结构层力学性能的影响,开展了不同试验条件的宕渣土石混合料循环压缩试验。基于弹性层状体系理论,选用合适的材料参数,通过ABAQUS软件建立典型的路面结构,分析了宕渣路基回弹模量(E_0)对路基顶面压应变(ε_C)、路表弯沉(Ls)、水稳基层厚度、层底拉应力(σ_t)的影响,以及E_0对超载作用下路面结构力学性能的影响。结果表明:含水率(w)对级配2的E_0的影响最小,建议采用级配2的宕渣土石混合料作为路基填筑材料,工程建议值为其平均值244 MPa。二次函数能较好地刻画w与E_0之间的关系;宕渣填筑路基可以显著提高E_0,改善路面结构的力学性能,L_s、σ_t、ε_C随着E_0的上升而逐渐下降;对数函数可以很好地刻画基层厚度与σ_t之间的关系。通过增加路基回弹模量可以适当缩减水稳基层厚度,减薄厚度的宕渣路基路面结构力学性能仍然优于普通路基沥青路面结构;通过增加路基回弹模量可以改善超载作用下路面结构的力学性能,宕渣填筑路基后L_s、σ_(t(面层))、σ_(t(底基层))、ε_C的减幅范围分别为23.31%～38.80%、4.99%～11.14%、20.70%～47.69%、32.40%～59.16%。     

某改建公路水泥路面板荷载应力与数值研究

利用ABAQUS对某改建公路的路面结构方案A和方案B进行研究,建立具有完整路面宽度的三维有限元模型,水泥路面接缝采用弹簧单元进行模拟,以便划分出不同大小尺寸的水泥混凝土板.然后载入标准轴载、超载20%、超载40%、超载60%时荷载,计算在均质稳定路基情况下水泥混凝土板的拉应力以及弯沉变化,分析A、B两个方案路面结构的优劣.     

浅议汽车超载对沥青路面的影响

超载是导致沥青路面早期破坏的主要成因,汽车超载对沥青路面使用寿命、路面厚度以及其他方面的影响,论证了汽车超载对沥青路面结构的破坏作用,并提出了相应的合理化建议。     

沥青混凝土路面新技术初探

随着交通量的不断增长和重载、超载车辆的日益增多,公路路面结构出现不同程度的破损,坑槽、剥落、开裂等现象不断涌现,原有路面结构面临着严峻的挑战,为了寻找新型耐久的路面结构,来改进、完善现有路面结构的不足。沥青混凝土路面新技术成了人们关注的焦点问题。     

西藏林芝地区沥青路面病害及成因探析

西藏林芝地区沥青路面病害的发生，直接影响到了路面的使用性能和路面的耐久性。通过调查发现林芝地区特殊的气候条件、路面结构、路线线形设计和超载等是造成路面病害的主要因素。     

水泥稳定全深式就地再生基层适应性的探讨

针对水泥稳定全深式就地再生基层,设计4种旧沥青面层与半刚性基层铣刨料掺配比例方案,通过室内试验与工程现场试验,对水泥稳定全深式就地再生基层厚度与旧沥青面层掺量的关系进行了探讨.研究结果表明:当原路面基层顶面弯沉值大于100(0.01mm),旧沥青面层占再生基层质量比例低于27%时,全深式就地再生基层的厚度应控制在18~25cm;当原路面基层顶面弯沉值在80~100(0.01mm),旧沥青面层占再生基层质量比例在27%~50%时,全深式就地再生基层的厚度应控制在15~22cm.根据旧沥青面层掺量对水泥稳定全深式就地再生基层的厚度进行控制,保障再生基层质量.     

基于有限元ANSYS的半刚性基层沥青路面力学响应分析

为解决乌鲁木齐市城市道路半刚性基层沥青路面横、纵向裂缝和车辙病害严重的问题,选取乌鲁木齐市城市道路典型的半刚性基层沥青路面结构,对面层厚度、基层模量以及基层厚度进行规律性的变化,研究沥青路面结构在不同行车荷载作用下的力学分布及变化规律.利用ANSYS有限元软件对不同行车荷载作用下的半刚性基层沥青路面结构进行仿真计算,并对提取的数据进行分析.结果表明:随着沥青路面厚度的增加,沥青层拉应力和剪应力均逐渐减小,但减小幅度却各有不同;随着半刚性基层厚度的增加,沥青层拉应力和剪应力均逐渐减小,且减小幅度均较小;随着半刚性基层模量的增加,竖向位移和沥青层剪应力均逐渐减小.因此,建议沥青面层在18～20 cm取值,半刚性基层厚度在35～40 cm取值,半刚性基层模量在1500～1600 MPa取值.     

软土地基路基不均匀沉降引起路面结构附加应力

以解析解表达式为基础详细分析了不同沉降量和路面结构参数对路面结构附加应力的影响。沥青面层的厚度增大 ,面层底面的附加压应力近线性减小 ,而基层底面和底基层底面附加拉应力却近线性增大 ;随着基层厚度和底基层厚度的增加 ,路面各结构层附加应力都呈线性增大。沥青面层模量和底基层模量对面层底面的附加应力影响明显 ,而基层模量影响不太明显 ;基层底面及底基层底面附加拉应力随着各层模量的增加呈线性增大 ,沥青面层模量及底基层模量对层间剪应力影响尤其明显。     

设置沥青功能层的水泥混凝土路面传力杆数值分析

设置沥青功能层的半刚性基层水泥混凝土路面是一种新型复合式路面结构。利用ANSYS建立路面结构的三维数值模型,分析水泥路面传力杆不同参数（长度、间距、直径）对接缝两端弯沉差的影响,同时对不同传力杆组合设计参数进行优化分析,得到了设置沥青功能层的水泥混凝土路面传力杆尺寸和间距。计算结果可为设置沥青功能层的水泥混凝土路面结构设计提供理论依据。     

路面结构新型排水系统性能模型试验研究

基于非饱和渗流理论,提出采用复合土工合成排水材料作为排水通道的路面结构新型排水技术.以室内模型试验,对比分析采用新型排水系统和传统排水方式时,路面各结构层排水量以及基质吸力变化.模型试验研究结果表明,新型排水系统在基层处于非饱和状态开始排水,其排出的水量是传统方式排水量的1.25倍,可减少积蓄于基层的水量,提高基层承载性能.     

透水混凝土铺装基层三种骨料对典型径流污染物吸附效果比较

为提高透水混凝土铺装基层对雨水径流污染物的削减作用,通过优选骨料的方法对透水混凝土铺装基层进行功能强化研究,采用静态吸附等温试验对三种骨料开展了试验。研究表明,采用沸石骨料对雨水径流污染物削减效果最好,沸石对径流主要污染物COD、TP、TN、Cu的理论饱和吸附量分别为8.612、1.848、3.932、7.032mg/g。沸石和陶粒相较于砾石对径流污染物COD、TP、Cu的吸附能力分别提高了51%和14%、61%和34%、87%和58%,沸石对于TN的吸附远高于陶粒和砾石,所以,对骨料进行优选后可以提高基层的除污能力,为透水混凝土铺装的扩大应用提供创新方法,同时为海绵城市的建设提供技术支持。     

基层对层间连续路面应力强度因子影响的研究

应用权函数理论,推导出了层间完全连续路面裂缝的权函数和应力强度因子计算方法,并通过所编制的程序分析了层间连续沥青路面应力强度因子与基层参数的关系,分析表明：增加基层模量可以降低沥青层应力强度因子,但会增加基层应力强度因子;增加基层厚度可以降低沥青层和基层应力强度因子,但基层厚度大时对沥青层应力强度因子的影响较小,裂缝长度对应力强度因子影响较明显,增加胎压也会显著增加应力强度因子。     

沥青路面沥青层剪应力变化简化模型研究

根据层状弹性理论利用有限元软件ANSYS建立了计算多层沥青路面的有限元模型,并利用其计算多层沥青路面结构的沥青层剪应力沿深度方向的分布规律,通过计算大量结构分析总结出沥青层剪应力随着面层厚度、基层模量和基层厚度改变的变化规律;在这些规律的基础上通过修改伽马分布的密度函数的公式试算得出了沥青面层沿深度方向剪应力规律曲线的数学方程.结合此方程和本课题组研究的车辙预估方程编纂了计算剪应力分布和路面车辙预估的应用软件.     

高寒地区机场道面基层底面冻胀应力的计算

传统的高寒地区机场道面厚度设计,一般较少考虑冻胀作用下道面正常使用的要求,道面在冬季均会产生冻胀现象。基于推导由冻胀引起的作用在道面面层的应力,从能量平衡的角度,推导出了作用在基层底面的冻胀应力解析式。研究结果已在某机场改造工程冻土实验中进行了验算,误差为2%,结果表明该解析解在高寒地区的机场道面和水泥混凝土公路结构层设计中均是有效和可行的。     

透水铺装改性基层对典型径流污染物动态除污实验研究

为提高透水铺装对雨水径流的净化作用,通过优选骨料和掺入添加剂的方法对透水铺装基层进行改性,制备了沸石基层、陶粒基层、掺粉煤灰砾石基层和掺膨润土砾石基层;同时制备一组传统砾石基层作为参照对比基层;并将改性后的基层和参照基层对雨水径流典型污染物COD、TP、TN、Cu~(2+)的削减作用进行了过滤吸附实验。实验结果表明,4种改性基层对污染物去除能力整体上较传统砾石基层均有一定程度的提高;但不同改性方法对污染物的去除效果差异较大。整体来看,掺膨润土砾石基层对污染物COD、TP、Cu~(2+)的去除效果最好;但在去除TN的实验中,除沸石基层外,其他基层对TN的去除效果皆不理想。研究结果表明,过滤除污实验中,掺入添加剂方面改性,掺膨润改性基层对于污染物削减效果最好;而掺入骨料方面,沸石改性基层去除效果最佳。建议将沸石作为骨料,膨润土作为添加剂制成改性基层,以最大化实现去除污染物的作用。