福建省典型倒装路面结构温度场数值模拟

采用有限差分方法编制温度场模拟程序,模拟福建省典型倒装沥青路面结构温度场的时空分布规律.研究结果表明:倒装路面结构基层温度最高值高于半刚性路面基层,且最高、最低变化幅度与基层温度梯度明显低于半刚性路面结构,因此,在半刚性基层上铺设级配碎石和沥青碎石,能较大程度改善基层顶部的温度变化幅度与基层内部温度梯度,可减小由半刚性基层温缩引起的反射裂缝.

倒装路面结构在移动荷载下的力学响应分析

通过阐述有限元的动力方程建立理论依据,利用ANSYS建立路面结构和移动荷载的有限元模型,并计算倒装结构在移动荷载下的力学响应。结果表明,在移动荷载下的路面结构响应较静载小,车速的变化对其响应的影响较大,大体呈线形分布关系。在现有的路面设计理论和路面施工的基础上提供了一定的理论参考。

沥青面层结构参数对倒装路面结构非线性响应分析

级配碎石过渡层能有效防止或减少半刚性基层反射裂缝,改善沥青路面排水条件,但级配碎石模量低,具有非线性应力应变特性,将其作为过渡层置于沥青面层与半刚性基层之间,会改变原路面结构应力状况。通过使用非线性路面设计程序,从沥青面层厚度、模量两个路面结构参数分析路表弯沉值、面层及半刚性基层层底拉应力、土基顶面压应变等控制指标。归纳总结沥青面层厚度以及回弹模量变化对路面各个结构层的拉、压、剪切等力学响应规律,对倒装结构组合设计具有重要的参考价值。

软土地区倒装路面结构的差异沉降控制标准研究

为得到软土地区典型倒装路面结构的差异沉降控制标准,采用数值分析方法,对路基双侧拼宽下倒装路面结构的差异沉降控制标准进行研究。结果表明,若底基层容许拉应力为0. 139 MPa,则容许差异工后沉降为2 cm、路拱横坡变坡率为0. 2%;若底基层容许拉应力为0. 35 MPa时,最大差异工后沉降的控制标准可提高到5 cm,容许的路拱横坡变坡率可提高到0. 5%。相对于倒装路面,半刚性路面对差异沉降的容忍性更高。

倒装路面结构面层在移动荷载作用下的层底拉应力分析

利用ANSYS建立倒装路面结构在移动荷载作用下的有限元模型,研究超载对于倒装路面结构沥青面层疲劳寿命的影响。结果表明,在车辆荷载作用下,倒装结构沥青面层层底拉应力比半刚性路面大,在移动行车荷载作用下可达到0.17MPa;沥青面层层底拉应力随行车速度增加有小幅增加,增加幅度在15%以内;随荷载水平增加,倒装路面结构沥青面层层底拉应力呈线性增加,在超载100%时,沥青层层底拉应力为标准轴载情况下的1.7倍。

沙漠公路倒装式沥青路面力学性能研究

沙漠地区昼夜温差大,年最热月、最冷月极端气温均较为明显,公路产生温缩、干缩开裂病害难以避免,造成路面结构强度下降。基于此,提出沙漠公路倒装式沥青路面结构试验段方案,利用粒料类柔性基层防止或延缓沥青路面反射裂缝。根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017)中路面结构验算方法,采用HPDS计算软件,分析研究倒装式沥青路面级配碎石层厚度、模量对路面结构力学性能影响以及路面结构的疲劳衰减性能。结果显示:级配碎石层过厚,容易造成沥青层的弯拉疲劳开裂,且路表弯沉值小幅减小,而厚度过小,不宜压实,容易产生离析,应以15~18 cm为宜;级配碎石层回弹模量越大,半刚性层疲劳开裂和沥青混合料层疲劳开裂对应的累计当量轴次以及沥青混合料层永久变形量均增大,半刚性层层底拉应力明显减小。

典型倒装沥青路面结构设计参数的权重分析

以福建省浦(城)南(平)高速公路中所采用的典型倒装结构沥青路面为例,通过BISAR3.0软件计算路面的弯沉及各结构层拉应力,采用灰色关联法分析路面各结构层的厚度和弹性模量对各设计指标的敏感程度与权重.研究结果表明,当某一设计指标值偏大时,可采用以下对应措施:增大级配碎石层厚度以降低路表弯沉;减小水稳层厚度以降低路表拉应力及AC-20C层底拉应力;减小级配碎石层厚度以降低ATB-25层底拉应力;减小水稳层弹性模量以降低水稳层底拉应力.

基于横观各向同性倒装式沥青路面结构分析

基于所建的横观各向同性层状弹性体系解,分析了碎石材料横观各向同性特性对倒装式沥青路面结构的影响,分析结果表明,随着碎石材料水平模量的减小,路表弯沉和沥青层底拉应变是增加的,而半刚性基层底部拉应力和路基顶部压应变却是减小的。沥青面层的厚薄较为严重地影响路表面弯沉、沥青层底拉应变和路基表面压应变,碎石材料的横观各向同性特性对于稍厚一点的沥青面层的路面结构影响不是很大。

结构参数对倒装式沥青路面力学响应影响分析

采用Bisar软件建立路面结构计算弹性层状体系模型,通过改变级配碎石(水稳)基层的厚度和模量,对倒装式沥青路面力学响应进行分析,揭示了级配碎石(水稳)基层的厚度和模量变化对沥青路面弯沉、沥青面层层底拉应力和水稳基层层底拉应力等路面力学响应的影响规律;结合正交试验,提出在基层结构参数中沥青路面弯沉主要受级配碎石基层模量和水稳基层厚度的影响,沥青面层层底拉应力基本不受基层厚度和模量的影响,因而应考虑面层与基层间的粘结情况,水稳基层层底拉应力主要受水稳基层厚度的影响。

级配碎石沥青路面倒装结构力学响应分析

倒装结构中,级配碎石层由下基层变成上基层,引起受力状态明显变化,分析和了解此变化规律有助于优化路面设计。现采用ABAQUS建立动载下不同沥青路面结构的有限元模型,分析路面在不同结构参数下的力学响应。结果表明:与半刚性基层路面相比,倒装结构能够适当发挥材料的特性,有效防止反射裂缝;但弯沉较大,且容易产生Top-Down裂缝,疲劳寿命较短。可以通过改变各结构层的厚度和模量来改善。

面层层间结合状况对倒装式沥青路面结构力学响应的影响

基于弹性层状体系,使用Bisar 3.0路面分析专业软件引入剪切弹簧柔量AK模拟面层层间结合状况,研究面层层间结合状况对倒装式沥青路面结构力学响应的影响,考虑4种面层层间结合状况,即面层层间均完全连续、上-中面层层间完全滑动、中-下面层层间完全滑动、面层层间均完全滑动,对沥青混合料层层底沿行车方向水平拉应变、无机结合料稳定层层底沿行车方向水平拉应力、沥青混合料层竖向压应力和路基顶面竖向压应变等力学指标的影响。研究结果表明:在不同面层层间结合状况下,沥青混合料层水平应变的分布形态、规律发生重大变化相对最危险的区域为沥青稳定碎石基层,而并非始终为沥青混合料下面层层底;沥青混合料层层底拉应变、无机结合料层层底拉应力、路基顶面竖向压应变,受面层层间结合状况影响的排序为面层层间均完全滑动>中-下面层层间完全滑动>上-中面层层间完全滑动>面层层间均完全连续,沥青混合料层竖向压应力受面层层间均完全滑动影响最大,在上-中面层层间完全滑动的工况对其影响超过中-上面层层间完全滑动的工况;倒装式沥青路面与半刚性基层沥青路面结构在中-下面层层间完全滑动的工况更易出现车辙、疲劳开裂破坏。

级配碎石厚度对倒装式沥青路面结构受力及寿命的影响研究

文章以宿迁市326省道大修工程为依托,针对不同的级配碎石基层厚度,采用BISAR软件对沥青路面进行了力学计算,分析了路表弯沉、沥青面层底拉应力、半刚性基层底拉应力和沥青面层内竖向应力最大值产生的位置,以及随级配碎石层厚度的变化趋势,并对倒装式沥青路面寿命进行了研究。结果表明:随着级配碎石基层厚度的增加,路表弯沉呈线性减少趋势,半刚性基层底拉应力、不同层位的竖向应力和沥青路面的疲劳寿命逐渐减少,趋势逐渐变缓,沥青面层底拉应力逐渐增加,趋势逐渐变缓;级配碎石基层的设置及其厚度的增加对基层未开裂的沥青路面设计是不利的,但可减少基层开裂对沥青面层的影响。

倒装式柔性基层路面结构疲劳性能灰关联分析

利用有限元软件建立多个不同的倒装式路面结构模型进行计算,并将计算结果导入到nSoft软件进行疲劳分析,得到不同倒装式路面结构模型的抗疲劳性能。根据灰色关联分析理论,对得到的不同倒装式路面结构的抗疲劳性能进行灰关联分析,得出各倒装式路面结构参数对倒装式路面结构抗疲劳性能影响程度的依次顺序。研究结论对以提高倒装式路面结构抗疲劳性能为目标的路面结构调整有一定的指导作用。

基于荷载响应分析的倒装式路面结构应用前景分析

为了研究倒装式路面结构是否适用于重载交通,通过有限元建模对比分析国内常用的半刚性路面结构与倒装式路面结构在不同的超载工况的力学响应,并计算倒装式路面结构在移动荷载作用下的变形。结果表明,不必过多地担心倒装式路面结构永久变形,倒装式路面结构在重载交通下仍有较好的应用前景。

倒装式沥青混凝土路面病害检测与分析

本文结合福建省西部某高速公路调查路段倒装式沥青混凝土路面病害情况,用现代化检测技术对其探坑、取芯、渗水及弯沉等进行检测分析,并阐明病害产生机理,为倒装式沥青混凝土路面的推广及病害处理提供参考。

倒装式沥青路面级配碎石基层性能研究

为探讨级配碎石材料用于倒装式沥青路面的性能,介绍了级配碎石原材料的性能要求,采用击实试验确定了级配碎石的最大干密度和最佳含水量,通过CBR、三轴试验等力学试验方法确定了级配碎石材料的力学性能,并依据HPDS软件计算了路面结构的路表弯沉和层底应力,结果表明:级配碎石的力学性能表现良好,级配碎石层对于减少半刚性基层的反射裂缝虽有一定作用,但较大的级配碎石厚度会增加沥青层底的拉应力和路表弯沉,在设置级配碎石基层或选择厚度时应慎重考虑。

倒装结构路面研究进展

介绍了国内外倒装结构路面的研究现状,阐述了级配碎石基层的力学特性和测试方法,总结了用以描述级配碎石基层力学特性的本构模型,探究了以有限元数值模拟为基础的倒装结构路面结构分析方法,最后对倒装路面的进一步研究进行了展望。

不同因素对倒装式沥青路面力学响应研究

利用BISAR软件,研究级配碎石层、水泥稳定碎石层厚度、模量的变化,对沥青面层层底拉应力、水稳基层层底拉应力力学响应。结果表明:级配碎石层能够有效减小沥青层底和水泥稳定碎石层底弯拉应力,适当增加水稳碎石基层模量能够降低沥青层底弯拉应力;级配碎石层、水稳碎石层材料参数在一定范围内对倒装式沥青路面受力敏感性较差,但是参数超过一定数值后结构受力影响较大。

双向荷载作用下倒装式沥青路面结构的三维有限元分析

利用ANSYS有限元软件对典型的倒装式沥青路面结构建立三维有限元模型,并针对倒装式沥青路面结构破坏方式拟定结构设计指标,研究该结构在双向荷载作用下的力学响应量变化规律,以期为倒装式沥青路面结构设计提供理论依据。分析结果表明:随着级配碎石层厚度的增加,路表弯沉、级配碎石层剪应力以及半刚性基层拉应力均减小,而沥青层最大拉应力值逐渐增加。

福建高速沥青路面养护工程设计要点与技术分析

该文基于福建省的高湿热环境气候特点,针对福建高速公路路面结构材料特点、病害特征及养护经验,提出了符合地方高速公路沥青路面养护设计技术需求的包含工作流程、检评要求、诊断思路和方案设计等的系统方法,有利于提高福建省高速公路养护工程设计的针对性和科学性,提高我省高速公路沥青路面养护工程设计水平,实现养护设计的规范化与标准化。