沥青路面层间粘结性能的黏弹性有限元分析

为深入剖析半刚性基层沥青路面层间粘结性能,基于黏弹性理论,建立三维有限元模型研究不同层间接触状态下基面层之间的剪应力分布.考虑实际工程情况,引入夹层,应用层间剪力定量描述其与时间的关系,研究夹层存在薄弱粘结和夹层参数对层间粘结性能的影响.结果表明:随着层间摩擦系数的减小,层间剪应力逐渐减小,沿路宽方向的剪应力较大,层间接触不连续时,剪应力存在突变;引入虚拟夹层后,随着加载时间的增加,沿行车方向的层间剪力逐渐增大,沿路宽方向的层间剪力逐渐减小;由于夹层存在薄弱粘结,剪力向薄弱粘结周围扩展,剪力最大值也有一定幅度的增加;随着夹层抗压模量的增大,层间剪力最大值逐渐增大;层间剪力随着夹层厚度的增加而增大,且增大趋势接近线性变化.分析结果表明,沿路宽方向的层间剪应力对路面力学响应起着重要的作用,在路面设计中应对基面层间的抗剪性能给与足够的重视,需要设置粘结层来改善层间接触状态,并采取适当的方法来消除夹层薄弱粘结和优化夹层设计参数.     

沥青路面层间剪应力检测仪开发与应用

沥青路面层间结合面是路面结构的薄弱环节,路面层间抗剪强度是衡量沥青路面施工质量的重要因素之一,为了检测路面层间抗剪强度,保证施工质量,设计开发了一套沥青路面层间剪应力检测仪,该检测仪采用蓄电池供电,不仅适用于实验室室内试验,还适用于施工现场的实时检测,不仅可以完成数据采集并实时显示,还可看到剪切力随时间变化的曲线,测试精度和自动化程度得以提高。主要介绍了该检测仪机械系统的结构和工作原理、控制系统的设计以及该设备的实际使用效果。     

考虑非均布轮载效应时超载对沥青路面结构的力学影响

超载是中国公路上普遍存在的现象 ,而且超载时轮胎接地压力往往表现出非均匀分布特性 ,这将对路面结构产生很不利的影响。采用三维有限元分析方法 ,分析了柔性基层和半刚性基层的沥青路面结构 ,在不同的超载量情形下路面结构应力响应的差异。     

沥青路面层间粘结效果影响因素

为了保证沥青路面层间具有良好的粘结力,提高路面的整体性和耐久性,对沥青路面层间粘结效果的影响因素进行专门的试验研究.采用沥青路面层间扭转剪切试验仪,通过成型双层车辙板并钻芯,对芯样进行剪切试验,以最大剪切强度作为评价指标,对影响沥青路面层间粘结性能的沥青混合料类型、乳化沥青种类、乳化沥青洒布剂量、温度等影响因素进行了对比分析.结果表明.AC密级配沥青混合料层间粘结效果好于SMA和OGFC混合料;改性乳化沥青作为粘层比普通乳化沥青层间粘结效果要好,粘层洒布量有一最佳剂量,且这一最佳洒布剂量AC路面结构比骨架型路面结构要低;层间粘结效果随温度升高出现衰减,表明路面层间产生滑移,多发生在高温季节.     

沥青路面结构在非均布荷载作用下的三维有限元分析

轮胎与路面的接地形状更接近于矩形 ,且对路面的作用力也呈现出非均匀分布。采用三维有限元分析工具 ,分析了不同的沥青路面结构在不同车型及其不同荷载量、不同作用力分布形式下的力学响应分析。结果表明 :荷载的非均布特性对沥青路面结构的力学影响 ,要远大于均匀分布 ;从受剪特性来看 ,轻型货车对路面结构的影响 ,特别是当其超载时 ,是不容忽视的 ;路面结构的弯沉值并不能反映出路面结构的抗剪能力 ,相反 ,当路表弯沉越小 ,表现出路面整体强度越强时 ,其面层所承受的最大剪应力可能更大。     

层间粘结强度对复合岩石压缩力学性能特性的影响

本文以复合岩石的压缩试验为基础,讨论了复合岩石在不同粘结状态下的各种压缩力学特征。作者发现:所有复合岩石的力学特性都与层间粘结强度有关,并随其改变而不同。复合岩石的极限强度、弹性模量和破坏能量都随着层间粘结强度的增加而增大,到一定值后逐渐稳定下来,而复合岩石的泊松比随层间粘结强度的增加而减小。     

周期荷载作用下沥青路面层间性能及永久变形分析

为提高半刚性基层沥青路面层问抗剪强度以及抵抗永久变形的能力,充分发挥其使用功能,基于黏弹性力学理论,应用有限元方法研究周期荷载作用下沥青路面层间剪应力分布情况以及路面永久变形发展规律.结果表明,沥青面层的黏弹性有利于面层间剪应力的松弛,但会增大基面层问剪应力;动载的卸载回复作用导致层问剪应力峰值随时间变化率小于静载下的相应值;轮缘外侧的隆起变形较轮隙处的小,下面层的永久变形较上面层的大;轮隙处和轮心处均在上面层以下某处出现最大蠕变应变值,但轮隙处出现最大蠕变应变值的深度较轮心处的大.因此,路面设计必须对半刚性基层和沥青面层的层间黏结性能,以及下(中)面层抵抗永久变形的能力给与足够的考虑.     

考虑层间粘结的水泥路面荷载应力数值模拟

为分析轴载和层间粘结程度对水泥路面荷载应力的影响,在基层和面层之间设置了反映层间粘结程度的接触单元,进而建立了车辆荷载作用下的水泥混凝土路面三维数值模型。利用模型分析了:1)标准轴载下层间粘结状态对水泥路面面层和基层应力的影响;2)轴载对水泥路面荷载应力的影响。结果表明:1)随着层间粘结程度增加,水泥路面板底拉应力减小,基层底拉应力增加,但基层底拉应力不大;2)随着轴载增加,水泥路面板底拉应力增加。随着粘结程度增加,板底拉应力增长速率越来越低;3)在超载条件下,综合考虑荷载应力和温度应力,层间完全粘结更有利于水泥混凝土路面板承载。     

公路沥青路面层间处理技术

结合山东省104国道公路路面面层大修工程,探讨高等级路面面层施工工艺与检测方法,介绍施工过程中应注意的事项。     

考虑粘结状况及防水层影响的桥面铺装层有限元层间受力分析

通过有限元计算方法,在考虑粘结状况影响的情况下,计算有粘结缺陷时的层间应力状况,并分析有防水层时的受力规律,并得出铺装层厚度和弹性模量对防水层受力的影响情况。     

移动荷载下不同基面层间损伤状态的沥青路面力学响应分析

目的 研究移动荷载大小及连接层材料初始损伤状态对路面结构力学响应的影响.方法 基于Cohesive单元的双线性内聚力本构模型,建立连接层材料渐进损伤的数学模型,进一步推导不同初始损伤状态连接层的刚度与强度,建立移动荷载作用下不同的连接层初始损伤状态的沥青路面结构有限元分析模型.结果 移动荷载的竖向分荷载越大,基面层间所...     

考虑层间接触的沥青路面非线性疲劳损伤特性分析

运用通用有限元软件ABAQUS及其二次开发平台,建立考虑路面材料非线性疲劳损伤的沥青路面结构数值计算模型,分析不同层间接触状态对受损路面结构层底损伤度、结构层底水平正应力、路表弯沉以及对路面结构层疲劳寿命的影响。研究结果表明:随着面层与基层层间摩擦因数的逐步增大,基层层底损伤度逐步增加,底基层层底损伤度逐步减小,且两者逐渐接近;基层层底水平拉应力逐渐减小,底基层逐渐增大;路表弯沉逐渐减小;基层疲劳寿命减小,底基层疲劳寿命增加,且两者逐渐接近。总体来说,良好的层间接触状态能使各结构层充分发挥作用,从而增强结构整体承载能力。     

法向均布载荷作用下梯度表面接触应力的分析

运用有限元法着重研究弹性半空间软基体－梯度硬覆层体（多层膜）,受法向椭圆分布载荷作用下,对各种覆层／基体弹模比及不同覆层数的覆层基体内及覆层－基体界面间的应力分布进行了分析。同时与普通的单覆层体及双覆层进行了比较,表明梯度表面层体具有更小的应力分布。并得到了梯度表面层本的一些重要结论。     

防火涂料和钢板间之间的层间应力

为了预测钢构件上防火涂料在外荷载作用下的破损,使用层间应力理论对拉伸和弯曲作用下防火涂料和刚板件之间的层间正应力进行了分析,对有限元分析层间正应力结果进行了验证.通过有限元分析,得到了弯曲和弯剪作用下层间正应力分布的规律,结果表明:不论弯曲或弯剪,防火涂料与钢板件间端部层间正应力的最大值只与防火涂料端部钢板件上的弯矩有关.进而采用层间引力理论对弯剪作用下最大粘结正应力进行了计算,并提出了一个简化计算公式.     

层间接触条件对沥青路面力学响应的影响

中国现行沥青路面设计以路表弯沉、沥青层底及半刚性层底拉应力为设计指标,层间条件假定完全连续。实践中路面分层修筑,层间不完全连续,对路面结构受力状态影响甚大。以京津塘高速公路改扩建工程为依托,假定层间完全连续与层间不完全连续2种状态,以壳牌计算软件Bisar 3.0和数值软件Matlab 7.0分析了3类常见沥青路面在2种层间接触条件下的三维力学响应分布及最不利受荷点。结果表明：层间结合不连续导致结构内应力、应变骤增;各类路面在不同层间状态下出现最大应力及应变的位置不同;2种层间条件下复合式路面的响应均居于柔性与半刚性路面之间;路面结构设计时,应在现行规范的基础上,对层间不完全连续状态下指定点位处的力学指标进行验算,为路面在运营期内的可靠度分析提供依据。     

考虑层间应力的复合材料层压板静强度分析

构建了由刚性元、弹簧元和二维板元构成的准三维有限元模型,发展了一种考虑层间应力的、多向层压板静强度分析方法,包括应力分析、失效分析及材料性能退化三个主要部分,能够模拟面内和层间损伤产生、发展直至层压板整体破坏的完整过程,并得到强度值.对两种复合材料层压板进行了实际计算,静强度预测结果与试验结果吻合较好,同时预测并给出了损伤的分布及其在不同载荷下的演变过程.     

不同厚度粘结层对全瓷冠修复影响的有限元分析

通过三维有限元法分析不同粘结层厚度对全瓷冠修复的影响,建立左下颌第一磨牙中央面洞充填的全瓷冠三维有限元模型,包含氧化锆全瓷冠、粘结层、洞形充填体、牙本质。粘结层采用Cement1、Cement2两种树脂材料,50μm、100μm、150μm、200μm四种厚度。分别模拟正常咬合、异常咬合两种咬合状态:载荷大小为200 N、700 N,垂直加载,加载点为5个。共建立16个三维有限元模型进行分析。两种咬合状态下各模型应力值分布规律相似,全瓷冠受力与粘结层材料几乎无关,粘结层受力随粘结层弹性模量增大而增大,最大主应力随粘结层厚度增大而减小,洞形充填体最大主应力随粘结层厚度增加缓慢升高;且高弹性模量粘结层受力低于低弹性模量粘结层受力。说明在对全瓷冠进行有限元分析时,应充分考虑粘结层的影响。推荐使用100~150μm的粘结层厚度,可能有更好的临床效果。     

沥青路面防水粘结层性能分析

为了避免半刚性基层沥青路面出现剪切滑移和水损坏等病害,建议设置防水粘结层,并提出其性能要求.通过剪切试验、拉伸试验和渗水试验,比较三种不同防水粘结层,选定了合适的沥青路面防水粘结层,找出了影响防水粘结层性能指标的相关因素.     

沥青路面剪应力粘弹性响应分析

对典型沥青路面结构建立了粘弹性三维有限元模型,分析了半正弦荷载作用下路面结构内剪应力粘弹性响应的变化规律,并研究了温度、深度等因素对剪应力的影响.结果表明在半正弦荷载作用的末期,路面结构承受的剪应力由正向变为反向,在循环荷载作用下,路面结构承受正向和反向剪应力的重复作用,剪应力和剪应变随深度先增加后减小.在同一深度,剪应力随温度的增加而减小,但剪应变随温度的增加而增加.