全厚式沥青路面结构设计与优化

为探究抗疲劳结构层等功能层在全厚式沥青路面结构中所发挥的作用,设计了以级配碎石为底基层,细粒式密集配沥青混合料结构层为抗疲劳层的全厚式沥青路面结构,以改变结构层厚度和设计轴载的方式计算了不同因素组合下路面结构的沥青层层底拉应变、路基顶面压应变及预估使用寿命,使用方差分析法确定了不同因素对路面结构使用性能的影响,最后对设计的路面结构进行了优化。结果表明:细粒式密集配沥青混合料结构层和级配碎石结构层厚度的增加对保证路面结构耐久性有着积极作用,重复重载作用是影响路面结构使用性能和耐久性的主要因素。

基床沥青混凝土的温度效应影响因素及预估模型

为了解无砟轨道结构中底座板接缝处沥青混凝土层的最大拉应变的影响因素,采用有限元软件建立了温度效应模型,探析底座板接缝处最大拉应变与环境温度、附加内部温度梯度、双侧设置土工布长度、沥青混凝土层厚度等参数之间的关联性,并联合了响应面法建立了温度效应的预估模型。结果表明:在沥青混凝土防水封闭层表面、相邻底座板的结构缝处,铺设一定长度的土工布能有效减轻上部轨道结构翘曲变形引起的应力和应变集中,推荐在结构缝两侧各设置1~2 m复合土工布;基于响应面法建立的温度梯度、沥青混凝土层温度、沥青混凝土层厚度及复合土工布长度与最大纵向拉应变的响应面函数模型预测结果与有限元模型计算结果相关度超过0.95,可有效预测相邻底座板结构缝处沥青混凝土表面的最大拉应变;基于响应面法建立的温度效应预估模型中,与其他3个因子相比,沥青混凝土层厚度对最大拉应变的影响并不显著。

长寿命路面沥青层内应变曲线驼峰现象分析

基于陕蒙高速长寿命路面结构组合形式,借助弹性层状体系理论分析沥青层内水平拉应变的变化规律,提出消除或缓和沥青层内水平拉应变曲线驼峰现象的措施.结果表明:当沥青联结层与沥青基层的模量比≥1.5时,沥青层内应变曲线驼峰出现,并且随模量比的增大,驼峰现象加剧.高模量层的存在是沥青层内驼峰现象出现的根本原因.只有当沥青联结层与沥青基层的模量比较接近时,沥青层内应变曲线的驼峰现象才有明显改善.分析结果为长寿命路面结构设计提供了理论基础.

基于正交理论的长寿命沥青路面力学指标分析

随着路面早期破坏现象的日益频繁,提出一种适用于我国国情的长寿命沥青路面设计方法显得尤为迫切.对于路面结构设计、材料的力学性能以及路面结构厚度组合对于路面的使用寿命有着至关重要的影响.基于正交理论,提出具有代表性的试验方案,以此降低试验成本.通过各组试验的计算结果,分析出路面结构参数的变化对于路面结构设计指标的影响,对日后长寿命沥青路面的设计与施工有一定的参考价值.

连续配筋砼基层沥青面层复合式路面结构沥青层应力分析研究

本文从理论上分析了连续配筋砼基层沥青面层复合式路面的沥青面层的最大拉应力和最大剪应力的分布情况,同时分析了各参数对最大拉应力和最大剪应力的影响,从而对连续配筋砼基层沥青面层复合式路面结的沥青面层混合料类型及路用性能提出了有益的建议。

薄型沥青混凝土路面结构参数组合分析

采用ABAQUS 6.10有限元软件建立薄型沥青混凝土路面的结构模型,计算分析了结构层参数的变化力学响应.结果表明,路表最大弯沉值、底层最大拉应力与面层厚度成反比例关系;基层模量变化对道路结构不同位置处的最大剪应力峰值的影响显著;面层参数(模量、厚度)变化对道路结构底层最大拉应力影响显著.路用性能试验结果表明,辉绿岩、SBS沥青、水泥填料为亚热带季风气候地区最佳薄层沥青混凝土面层的组合方式,该超薄沥青混合料的车辙动稳定度达3 987次/mm,冻融劈裂试验残留强度比为78.97%,超过规范对改性沥青SMA混合料的要求,这为薄层沥青混合料的推广提供了有力参考.

长寿命路面沥青层底拉应变影响因素分析

沥青层底拉应变是长寿命沥青路面在设计中的一个重要指标,可以作为路面是否能够达到长寿命要求的一个初步评价标准。因此,分析影响路面沥青层拉应变的相关因素,以及各因素的影响水平对指导长寿命沥青路面结构材料的设计具有十分重要的意义。

列车荷载下高速铁路路基沥青混凝土层力学特性研究

运用有限元软件ABAQUS建立高速列车轨道沥青混凝土层路基的动力学分析模型并予以验证,论证沥青混凝土层在高速铁路结构中应用的可行性,分析列车荷载作用下沥青混凝土层的力学特性以及沥青混凝土层厚度、材料弹性模量、列车速度对其受力状态的影响。研究结果表明:沥青混凝土层主要受力状态为纵向受拉,侧向受底座板的剪切作用;沥青混凝土层纵向受力不利位置在底座板伸缩缝处,横向受力不利位置在底座板边缘。建议沥青混凝土层的弹性模量不小于7 000 MPa,沥青混凝土层的厚度应不小于8 cm。

层间接触条件对复合式基层路面结构的力学影响

对复合式基层沥青路面在不同层间接触条件下的力学响应分布进行比较和分析,结果表明:当层间接触条件由完全光滑变为完全连续时,复合式基层沥青路面的力学响应分布发生明显变化;相比层间光滑条件,层间连续条件下复合式基层路面具有较明显的力学优势。

沥青隔离层对水泥混凝土道面荷载响应的影响研究

为研究沥青隔离层对荷载作用下的水泥混凝土道面力学响应产生的影响,依托现场实体工程,通过在道面中埋设光纤光栅应变传感器并进行车辆加载试验,实测不同车速、不同荷载作用位置下的道面板底拉应变,分析设置沥青隔离层对水泥道面板受力的影响。结果表明,在水泥混凝土道面中设置沥青隔离层会增大荷载作用下板底拉应变;荷载移动速度越大,设置沥青隔离层对板底拉应变的影响程度也越大;设置沥青隔离层可以起到应力缓冲作用。

长寿命沥青路面设计指标研究及正交试验分析

通过中法美三国长寿命沥青路面设计指标的对比,分析我国半刚性基层沥青路面设计指标的局限性。依据我国最新版的公路沥青路面设计规范《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017),结合长寿命沥青路面的特点,推荐适合我国的长寿命沥青路面典型结构,并选取沥青混合料层层底拉应变、无机结合料稳定层层底拉应力以及沥青混合料层永久变形量作为设计指标,分别用以控制沥青混合料层疲劳开裂、无机结合料稳定层疲劳开裂损坏以及沥青路面变形。运用多因素多指标的正交试验方法,分析各个路面结构层参数对指标的影响程度。数据表明,沥青层厚对指标的影响最为显著。最后,结合工程实际给出一定的建议。

非洲法语区典型粒料基层沥青路面结构力学分析

运用ALIZE软件,对非洲法语区典型柔性粒料基层路面结构在车辆荷载作用下的力学响应及结构受力特征和超标准轴载对结构的影响进行分析。结果表明:总体上各结构层应力集中度高,弯沉盆范围小,容易产生车辙及疲劳裂缝;结构整体模量较低,联轴对结构影响较小;增加沥青层厚度可快速降低基层、底基层以及土基等结构层顶面压应变值,有利于提高抗车辙能力,而提高基层模量可有效降低沥青层底拉应变,进而提高面层的抗疲劳开裂。

半刚性基层与柔性基层沥青路面结构对比分析

针对半刚性基层沥青路面存在反射裂缝的缺陷,采用柔性基层优化沥青路面结构,并研究柔性基层沥青路面抑制反射裂缝产生的机理。利用HPDS2011软件,设计半刚性基层和柔性基层两种典型沥青路面,并对比分析两种路面各结构层的力学响应。结果发现:柔性基层沥青路面各层的弯沉值都比半刚性基层沥青路面的大,特别是基层和底基层;柔性基层沥青路面的面层承受较大的拉应力,大大减小了基层和底基层的层底拉应力;半刚性基层沥青路面底基层的层底最大拉应力非常接近容许拉应力,柔性基层沥青路面底基层的层底最大拉应力却是容许拉应力的27.3%倍。研究表明:柔性基层沥青路面可以有效抑制反射裂缝的产生,而且其设计理念对我国沥青路面发展具有一定的参考价值。