旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的应力分析

本文采用平面有限元方法,根据Goodman力学模型建立旧路面与加铺层层间结合条件,计算分析了具有接缝(或裂缝)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的应力和位移状况,分析了反射裂缝产生发展的原因,以及加铺层厚度和应力消散夹层防治反射裂缝的作用,为合理地设计加铺层提供依据和计算方法。     

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．     

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.     

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.     

沥青加铺层温度应力研究(Ⅱ):内力及层间反力近似解

将旧水泥混凝土路面板温度变化引起的沥青加铺层路面结构的变形效应,分解为旧水泥混凝土路面板收缩引起的拉压效应、翘曲引起的弯曲效应,以及已知层间水平摩阻应力引起的弯曲效应三种,推导这三种效应的解析解;讨论旧水泥混凝土路面板收缩和翘曲时上述三种效应的组合及相互影响,给出沥青加铺层截面内力、层间接触应力的计算显式,并论证用这种先分解后组合的方法求解旧水泥混凝土路面板上沥青加铺层温度应力是可行的,且具有足够精度.     

防治复合式路面的反射裂缝技术研究

结合试验路实体工程,采用有限元方法分析了土工布、玻璃纤维网对旧水泥混凝土(PCC)路面沥青混凝土(AC)加铺层复合式路面结构的内力影响,发现为防治旧PCC路面的接缝/裂缝在AC加铺层内产生反射裂缝,宜在加铺层底部铺设夹层,且模量较大的玻璃纤维网效果更好.在理论分析基础上铺设了试验路,经受了实体工程的考验.     

路面板断裂尺寸对沥青加铺层应力的影响

采用冲压技术断裂稳固路面板，再加铺沥青面层是旧水泥混凝土路面维修改造的方法之一。采用三维有限元法，分析了水泥混凝土路面板断裂尺寸与沥青加铺层的荷载应力、温度应力、耦合应力及基层顶面的压应力之间的关系，并在试验路研究的基础上，提出了旧水泥混凝土路面板合理的断裂尺寸。研究表明，路面板的断裂尺寸选择在80～100cm较为合理。     

水泥混凝土路面加铺沥青层结构应力分析

为了指导旧路加铺工程合理设计,对加铺结构在交通荷载作用下的受力状态进行了分析。基于路面力学弹性层状体系理论,建立了旧路加铺路面的轴对称有限元模型。主要考虑交通荷载作用,分析了沥青加铺层层底拉应力、剪应力和旧水泥路面层底的拉应力等指标。考虑加铺层和应力吸收层模量的影响对路面结构的力学响应进行了分析计算。为了快速计算材料力学性能对路面结构受力的影响,基于数值计算结果给出一个路表弯沉和沥青加铺层底拉应力的简易计算公式。结果表明:在车辆轴载作用下,增设应力吸收层会减小路表弯沉、沥青层底拉应力、新旧层间的剪应力和水泥层底拉应力各项指标,对于改善路面结构受力状态有积极影响;随着沥青面层模量的增加,路表弯沉、沥青层底剪应力和水泥层底拉应力都趋于减小,但是沥青层底拉应力会增大。由此建议在旧水泥路面加铺沥青面层设计时,应适当选用高模量的沥青混凝土材料,可以缓解路面新旧层之间的剪切脱层破坏,进而延长旧路改造路面的服役寿命。     

旧水泥路面沥青罩面的施工工艺及实践

根据南昌市红谷滩中心区旧水泥混凝土路面上加铺沥青罩面层的工程实施，介绍了如何处理旧水泥混凝土路面病害及接缝的施工工艺，提出预防沥青反射裂缝的措施。     

沥青加铺层温度应力研究(Ⅰ)：力学模型

研究比较了3维有限元模型、平面有限元模型和弹性地基上双层叠合梁模型在分析旧混凝土路面上沥青加铺层温度应力的适用性,指出加铺层路面结构变形视二垂直方向变形之叠加是可行的.由于旧混凝土路面接缝造成的结构间断,加铺层层底应力集中现象明显,收敛较其截面内力(弯矩和轴向力)困难,加铺层受力状况宜用其截面内力表征.调整双层梁的水平剪切变形和竖向拉压变形效应系数,弹性地基上双层叠合梁模型的加铺层截面内力计算结果与2维平面模型的结果具有很好的一致性.     

旧砼路面上沥青加铺层疲劳开裂的损伤力学分析

运用疲劳损伤力学-有限元方法,对旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层进行疲劳损伤断裂全过程数值模拟计算分析,系统地探讨地基支承条件、接缝(裂缝)传荷能力、沥青混凝土加铺层厚度以及加筋作用等因素对沥青混凝土加铺层疲劳开裂的影响.研究结果表明,接缝传荷能力对沥青混凝土加铺层疲劳开裂影响最为显著,它决定了裂缝的起源、裂缝发展方向以及加铺层疲劳开裂寿命;而加筋材料能有效地改善接缝位置加铺层的受力状态,从而延长加铺层疲劳寿命.与现场观测资料进行对比的结果表明,所开展的疲劳损伤分析是合理的.     

旧沥青层对加铺层温度应力影响的有限元分析

沥青混凝土路面的旧沥青层品质对加铺层的使用性能有重要影响，本文采用弹性三层体系模型，用有限元法分析了旧沥青层厚度，弹性模量和温缩系数对加铺层温度应力的影响。     

浅谈城市道路“白加黑”改造技术

近年来,各地在城市道路改造中对旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的技术——俗称“白加黑”复合路面——应用得越来越普遍,但由于旧水泥混凝土路面已运行多年,裂缝、破碎、断板、板底脱空等病害较多,直接加铺沥青层很容易产生反射裂缝,故需对旧水泥混凝土路面进行调查、分析和处理,在满足应用条件后方可进行加铺。本文通过对平顶山市矿工路东段旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的工程实例进行调查分析研究．探讨了城市道路“白加黑”改造技术中的几个关键问题：旧水泥混凝土路面状况调查与评价,旧水泥混凝土路面的处理,沥青加铺层结构设计。沥青加铺层反射裂缝的防治措施等？     

沥青混凝土路面加铺层结构力学分析

采用有限元方法,对沥青混凝土加铺层在荷载、温度应力作用下的受力情况进行了力学分析和比较,得到了交通荷载、温度变化和材料参数对沥青加铺层结构力学性能的影响规律.结果表明,加设STRATA应力吸收层,并改善旧混凝土板接缝传荷能力,能较好地改善沥青加铺层在交通荷载和温度荷载作用下的应力应变状态.     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构力学分析

采用有限元方法,对直接加铺与施加防反射裂缝措施后再加铺的路面结构进行了力学分析和比较,得到了交通荷载、温度变化和材料参数对沥青加铺层结构力学性能的影响规律.结果表明:直接加铺沥青层结构时,只增加沥青材料强度、厚度和地基模量,都只能在一定程度上改善沥青加铺层结构的力学性能,且不一定经济有效;而加设STRATA应力吸收层,并改善旧混凝土板接缝传荷能力,能较好地改善沥青加铺层在交通荷载和温度荷载作用下的应力应变状态.     

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。     

旧水泥混凝土路面加铺沥青面层施工改造方法

旧水泥混凝土路面病害频发,导致路面行车舒适性差,严重影响等级公路的运营管理和服务水平.在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层之前,要根据水泥混凝土面板的病害程度进行针对性处治.加铺玻璃纤维土工格栅可有效防止反射裂缝;严格控制沥青混合料施工温度,可保证沥青路面施工质量.为了满足现代交通运输事业发展的需要,提高等级公路的运营服务水平,对旧水泥混凝土路面进行合理有效的病害处治、养护改造已成为公路养护的重要任务之一.本论述首先介绍了水泥混凝土路面病害成因简析及处治办法,然后加铺玻璃纤维土工格栅有效防止沥青面层反射裂缝以及水泥混凝土路面加铺沥青层施工实例等方面进行重点研究分析.     

旧水泥路面沥青加铺层底受力试验研究

为研究夹层、裂缝、加载方式对旧水泥路面沥青加铺结构沥青层底受力的影响,制作无裂缝有夹层、有裂缝无夹层、有裂缝有夹层3种试件,采用反力架装置和千斤顶施加荷载,在沥青层底粘贴应变片,通过电阻应变仪和电脑自动记录沥青层底的受力.针对各种工况,绘制了沥青层底的应力与外加荷载关系曲线,拟合了相应的数学关系式,求出了一些关键的沥青层底拉应力.研究表明:外荷载小于0.8 MPa时沥青层底受力状态较好;无缝有夹层的罩面结构沥青层底拉应力最小,加载至1.4 MPa时,层底拉应力仍然低于容许应力;当施加1.4 MPa的荷载时,夹层能减小沥青层底应力40.54%,裂缝能增加沥青层底应力46.67%,偏载能增加沥青层底应力100%.因此,旧水泥路面沥青加铺罩面工程,需要填补既有裂缝、设置防裂夹层、避免偏向受力、车辆荷载最好控制在0.8 MPa以下,才能降低沥青层底拉应力,保证工程质量.     

旧水泥混凝土路面冲击压实改造技术应用

旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土层是恢复路面使用性能的有效措施,冲击压实技术不但可以消除旧水泥混凝土路面的板体性,而且避免旧路面结构破损所引起的刚度不均匀性对新罩面结构的影响。