沥青路面结构粒料层非线性行为研究

针对粒料非线性特性,利用有限元方法对沥青路面粒料层的结构行为进行研究.选取3种含粒料层的典型沥青路面结构(柔性粒料基层、半刚性基层+粒料层、粒料层+半刚性层的复合基层),并考虑2种沥青面层模量E(1000 MPa和10000 MPa),基于Uzan三参数应力依赖模型编制材料子程序,分别选用平均值法、中点值法、美国力学经...     

混凝土块料铺面结构分析

本文将水泥混凝土块料铺面结构简化为面层有竖向接缝的空间轴对称多层体系,应用有限元法分析表面弯沉、基层和路基内的应力和应变量。室内试验验证结果表明,当垫砂层弹簧系数和接缝刚度系数等计算参数选用适当时,实测弯沉曲线同有限元分析结果能相符合。本文为两种基层的块料铺面分别提出了以永久变形和回弹弯沉量(粒料基层)或基层底面弯拉应力(半刚性基层)为设计指标的结构设计方法。     

路基回弹模量衰减对公路沥青路面厚度设计的影响

针对使用中存在的路基回弹模量衰减问题,应用《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)和弹性多层体系理论研究了设计年限内路基回弹模量衰减对公路沥青路面厚度设计的影响.实例计算结果表明:当路基回弹模量衰减超过20%时,所设计的沥青路面厚度已小于使用要求的限度.研究成果可供考虑路基回弹模量衰减的公路沥青路面厚度设计时参考.     

沥青材料抗压回弹模量衰减对路表回弹弯沉值的影响

针对使用中存在的沥青路面材料抗压回弹模量衰减问题,应用《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)和弹性多层体系理论研究了使用年限内沥青材料抗压回弹模量衰减对公路沥青路面路表回弹弯沉值的影响.实例计算表明:当沥青路面材料抗压回弹模量以3种常见形式衰减时,路表回弹弯沉值分别增加了45.93%,59.79%和51.08%,导致所设计公路沥青路面厚度难以满足使用要求.研究结果可供考虑沥青路面材料抗压回弹模量衰减的公路沥青路面厚度设计时借鉴.     

废旧沥青路面混合料再生利用的试验方法探讨

利用水泥处治废旧沥青混合料属于沥青路面冷再生的范畴,本文设计了一系列室内试验,分剐对原材料和再生混合料的物理力学特性进行了研究,对再生混合料的无侧限抗压强度、抗压回弹模量和劈裂强度等主要力学指标进行了实验研究。     

路用级配碎石力学性能研究进展与展望

级配碎石在道路工程中应用广泛,为全面了解路用级配碎石的力学特性,基于国内外研究开展级配碎石力学性能研究综述。首先,介绍了路用级配碎石变形性能研究现状,包括剪切变形、动态回弹模量、永久变形;其次,从试验测试方法、演变规律表征两个方面对级配碎石各向异性行为进行了总结分析;最后,对级配碎石力学行为的重要影响因素进行归纳,从集料物理性质、粒料结构特征和外部应力状态三个方面进行了综述。分析表明:碎石材料的力学性能与颗粒性质、结构特征和应力状态密切相关,并具有显著的各向异性特征。未来可从级配碎石回弹模量计算方法、性能各向异性参数计算方法、动应力响应分析等方面开展进一步研究。     

基于两点路表弯沉反算土基回弹模量的研究

基于层状弹性理论,利用远离承载板中心的两点路表变形响应反算土基回弹模量。根据半刚性基层沥青路面常用路面结构组合形式,构建土基回弹模量与两点路表弯沉值之间一一对应的数据库,建立回归模型。由理论弯沉盆和实测弯沉盆的预测结果表明,建立的土基回弹模量回归预测模型具有良好的精度和可靠性,为进一步快速、有效地评定土基的承载能力提供了依据。     

考虑温湿度作用的粒料基层沥青路面结构非线性力学行为

为了研究温湿度作用下道路结构非线性力学行为，基于长期性能观测构建粒料基层沥青路面的温湿度组合，建立综合考虑应力和湿度影响的粒料非线性回弹模量模型，考察2个沥青层厚度和2个荷载水平，利用有限元开展沥青路面粒料层和土基非线性结构力学行为分析，基于Miner’s损伤法则，计算基于沥青层底拉应变和土基顶部压应变的疲劳寿命。研究结果表明：采用考虑湿度调整的Uzan三参数模型能够较好地表征在役沥青路面粒料层和土基的非线性力学行为；非线性路面结构分析与现有线弹性路面结构计算相比，沥青层底拉应变和土基顶部压应变大小及其对温湿度变化的敏感程度均存在显著差异，结构寿命也相差较大，温湿度对道路结构力学行为的影响不容忽视；增加荷载和减小沥青面层厚度均会增加沥青路面结构响应、降低使用寿命，但是二者的影响机理不同；粒料应力硬化特性能在一定程度上缓解高应力水平下的沥青层底受拉。     

路面结构设计参数与力学指标分析

选取影响贫混凝土基层沥青路面使用性能的7个因素,沥青面层厚度与模量、贫混凝土基层厚度与模量、水泥稳定碎石底基层厚度与模量、路基模量,对每个因素选3个典型值,运用正交试验,通过对路表弯沉、基层层底拉应力和底基层层底拉应力3个力学指标的极差与方差分析,得出各因素对各力学指标影响程度的大小以及各力学指标下的最优组合.     

路基弯沉检测标准

针对<公路路面基层施工技术规范>(JTJ 034-2000)中路基弯沉检测方法存在的不足,结合西安-户县高速公路试验路实体工程,对土样进行室内轻、重型击实标准回弹模量试验,现场检测土基回弹弯沉值、回弹模量和压实度等指标,对检测数据进行回归分析,得出土基回弹模量与稠度、压实度的关系,进而推出季节影响系数与稠度关系.结果表明:西安地区土基回弹模量设计取值宜在规范基础上提高20%～40%;结合回归得出的土基回弹模量与土基顶面弯沉的关系,可以得到路基顶面弯沉检测标准,从而为路基弯沉检测提供依据.     

冲击碾压改建水泥混凝土路面时基层的受力特性研究

基于三维动力弹塑性有限元分析方法,对冲击压路机沿面板纵向中线及板边两种行驶路线,冲击碾压破碎旧水泥混凝土板时,路面板下基层的变形、受力及破坏特征等力学响应进行了分析.研究发现,冲击碾压施工时基层对于路基有应力扩散作用,基层整体上与路面板一起处于纵、横弯曲状态,变形特点与面板一致,不利于面板破碎.沿边线路的基层竖向变形明显大于板中线路,基层顶面水平应力基本为压应力,底部为拉应力.两种线路下基层底面均出现塑性破坏,呈底部弯拉破坏模式,表面应力变形最大值位于板角或板边缘下方.随着冲击遍数的增加,底部塑性破坏区域逐渐增大.冲击初期基层先于面板破坏,从而使面板逐渐破碎,同时路基受到更大压实功.建议在冲击能量较小和基层较刚时,先沿板边冲击破坏基层,然后逐步沿中部移动,将可获得更高的施工效率.     

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．     

机场薄层沥青道面荷载应力和位移分析

采用三维等参有限元法,分析了简易机场薄层沥青道面各层间完全连续接触时土基回弹模量、基层回弹模量和厚度等因素对荷载应力和表面弯沉的影响。分析表明,半刚性基层底面拉应力随土基回弹模量、基层回弹模量和厚度近似呈线性变化;面层底面受压,应力值变化很小,基本不受影响;表面弯沉随基层厚度呈线性变化,随土基回弹模量和基层回弹模量呈曲线变化。     

旧水泥混凝土路面破裂板沥青加铺层设计方法研究

为了方便快捷地确定计算路面结构厚度所需的重要参数,根据弹性半空间理论,研究了承载板下旧水泥混凝土路面破裂板的竖向弯沉与弹性模量、泊松比、平均触地压力及承载板直径之间的关系,依据试验路现场测试结果,得出了弯沉和破裂板顶面当量回弹模量之间的回归公式,在此基础上,对旧水泥混凝土路面破裂板上沥青加铺层结构的设计方法进行了研究,根据当量回弹模量、道路等级、面层、补强层类型及累计轴载作用次数计算设计弯沉值,由设计弯沉值即可推算出沥青加铺层所需的厚度.     

广西重载交通下沥青路面结构

根据广西公路网的具体情况,参考现行规范的要求,结合重载条件下沥青路面结构应力分析,对重载交通的特点以及路面材料参数的取值进行了探讨.建议重载作用下土基回弹模量通过野外承载板法测得的回弹变形0.6mm内的变形线性拟合获得;考虑到重载条件下半刚性材料的p-l曲线表现出明显非线性,建议将半刚性材料的应力应变工作区间延伸到极限荷载的75%～80%.并在工程实践的基础上推荐了几种路面结构组合.     

公路隧道高强地基水泥路面轴载换算研究

现有《水泥混凝土路面设计规范》中轴载换算公式仅适用于基层顶面模量不超过212MPa的情况，不能解决公路隧道基岩强度较高下的轴载换算问题．利用三维有限元方法计算公路隧道水泥混凝土路面的板底临界拉应力，根据疲劳损伤原理推导了轴载换算公式．得出了公路隧道高强度地基下的单轴双轮、双轴和三轴双轮的轴载换算公式，可用于公路隧道水泥混凝土路面的厚度设计与寿命预估．     

沥青路面结构层弯拉应力与应变的近似计算

研究了各种条件下沥青路面结构弯拉应力和应变规律,引入曲面系数修正竖向压应力和剪应力的影响,引入面层弯曲中性轴下移量参数修正层间光滑与连续之间的差异,引入面层与基层弯矩分配系数反映面层、基层弯曲曲率不同的影响;对于模量不均匀面层,提出了弯曲刚度等效原则换算式;最后,讨论了各种条件下的沥青面层层底弯拉应变、半刚性或刚性基层层底弯拉应力的计算精度,其误差均不超过5%.     

寒冷地区公路沥青路面厚度计算方法及算例

针对寒冷地区公路沥青路面设计中应重点考虑的问题,以我国《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)和弹性多层体系理论为基础,建立了系统、简便的寒冷地区公路沥青路面厚度计算方法.实际算例表明,应用该方法能够准确地进行寒冷地区公路沥青路面的厚度计算.     

基于地下水变位的路基顶面当量回弹模量预估

在分析总结国内外关于非饱和土土壤水分特征曲线相关研究资料的基础上，结合所提出的3种土的回弹模量预估方程，探讨建立基于地下水位变化的路基顶面当量回弹模量预估模型，并根据上海市罗山路实测数据对其进行验证分析．分析表明，该模型可以较为准确地预估路基顶面当量回弹模量．