沥青路面土基模量对层底弯拉应力指标的影响

在路面结构设计的过程中,要综合考虑土基的承载能力情况和路面结构层模量、厚度等因素。而土基回弹模量是反映土基承载能力性能的重要指标,它的确定受影响因素较多。从层间连续和层间滑动接触两个角度建立模型,计算分析了沥青路面土基回弹模量对路面结构层层底弯拉应力的影响。得出:(1)路面面层层底应力受面层模量影响较大,土基回弹模量增加会导致基层层底拉应力逐渐减小,土基回弹模量值较小时,影响更为显著;(2)面层和基层厚度变化对基层层底应力状态的影响程度逐渐减小,且路面结构层较薄时,影响更加突出。

柔性路面层底最大弯拉应力发生位置的探讨

通过典型路面结构模式的计算分析,得出柔性路面层底最大弯拉应力发生的位置,有助于简化设计过程。

水泥稳定碎石基层的层底拉应力影响因素分析

针对水泥稳定碎石基层铺筑期间经常出现结构损伤的情况,运用Bisar3.0软件计算分析了轴载增加和路面基层结构参数变化对结构层底受力的影响,结果表明:在铺筑下基层时,底基层厚度减小、模量增大将引起底基层最大应力值出现不同程度的增大;铺筑上基层时,底基层厚度减小会引起底基层和下基层层底最大应力值增加,下基层厚度减小导致底基层层底最大应力值增加,对下基层层底最大应力值有相反的影响;底基层模量增加会使底基层层底最大应力值增加,下基层层底将逐渐由受拉变为受压,同时,随着下基层模量的增加底基层层底最大应力值将会减小,下基层层底由受压逐渐变为受拉。

混凝土桥支点及负弯矩区铺装层弯拉应力分析

文中将根据不同型式的桥梁分别进行空间实体建模,采用有限元方法计算分析负弯矩弯曲拉应力σ1。确定不同形式桥梁特殊部位铺装应力的分布特征和规律。

柔性基层沥青路面与组合式沥青路面层底拉应力分析

对两种典型路面结构层层底拉应力进行对比,分析了基层厚度变化对各层层底拉应力的影响,得出两种路面结构层层底拉应力变化规律,根据其变化规律来选择路面结构材料。

路面基层振动压实作用下的底基层应力

将振动压路机对被压实层施加的作用力简化为圆形均布荷载 ,利用弹性层状体系理论 ,对基层振动压实作用下的底基层压应力和拉应力进行了计算分析。结果表明 ,对基层进行振动压实时存在着半刚性底基层发生弯拉强度破坏的可能。

基于路面基层最大层底应力条件下玻璃钢夹砂管涵洞的优化分析

玻璃钢夹砂管在公路涵洞中的应用越来越广泛,但由于目前对管道的微观力学分析较少,在公路涵洞工程中的应用缺乏相应的标准与依据。运用数值模拟软件ABAQUS建立路面-管涵-土体的整体模型,分析了不同工况下玻璃钢夹砂管变形与路面基层层底拉应力。通过对管壁厚度进行优化设计,得出不同工况下基层层底拉应力达到临界劈裂强度时管涵的最优径厚比范围,从而在满足路面及管涵结构安全的前提下,为实现工程成本最小化提供可靠的分析依据。

旧路加宽路面结构层参数变化的敏感性分析

旧路加宽改造后,由于沉降和变形的差异而可能造成路面结构层的层底脱空,从而使路面结构处于非常不利的受力状态。路面结构受力状态的变化受诸多因素的影响,其中最为值得关注的结构层参数的变化。运用三维有限元法分析了结构层参数变化对层底脱空状态路面结构受力影响的敏感性,提出了在旧路加宽加铺改造工程中可供借鉴的结构层参数取值。

梯形框架转换层内预应力

首先介绍钢混梯框大空间转换层结构体系。再对后张有粘预应力梁、柱控制截面上出现的拉弯、压弯、纯弯状态进行论述。给出预应力与普通钢混构件混合布置又相互约束的计算方法。建立了计算控制应力公式,使普通与预应力两种钢筋同时达到设计强度并在裂缝宽度控制下互补,更适合在构件布置复杂的结构体系中应用。

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。

贫混凝土基层厚度对路面结构应力的影响分析

通过对贫混凝土基层厚度与水泥稳定碎石底基层厚度对路面结构各力学指标的影响进行计算分析,总结出各自的影响规律,提出适合于二级公路的贫混凝土基层厚度以及水泥稳定碎石底基层的厚度范围,可为结构设计提供依据。

应力吸收层处置半刚性基层反射裂缝力学性能分析

为评价应力吸收层处置半刚性基层沥青路面反射裂缝能力,通过开展室内低温弯曲、四点弯曲疲劳和双层车辙试验,并对STRATA应力吸收层、碎石封层、不设功能层3种路面结构的沥青层底拉应力和弯曲梯度变形作了计算分析。结果表明,STRATA应力吸收层混合料变形能力强、抗疲劳性能好,可有效吸收和消散交通荷载及环境温度变化所产生的应力、应变,具备良好的处置基层反射裂缝性能。在乌玛高速中卫至青铜峡方向K161+125—K161+625段基层顶面应用STRATA应力吸收层铺筑了试验段,经过1 a的车辆荷载作用,路面表面均未观测到基层反射裂缝,但仍需进行长期观测。

高速公路低液限粉土路面基层改性加固技术研究

穿越黄河冲淤积地层的高速公路在修建时场地中存在塑性低、强度小的低液限粉土,影响高速公路的建设质量。如何因地制宜,对所在场地土层进行加固改性,是实现高速公路快速建造的关键。文中对该场地中低液限粉土及其改性加固技术进行研究,获得低液限粉土的改性方法,采用数值方法计算改性粉土用于路面基层的弯沉和拉应力,分析改性低液限粉土用于路面基层时的改良效果。结果表明,文中所提出的改性材料加固低液限粉土效果较好,最大弯沉位置与底基层底面弯沉有较大幅度降低。

复合式碾压混凝土路面荷载应力分析

采用ANSYS三维有限元分析技术,建立弹性地基上双层板三维路面结构模型,对复合式碾压混凝土路面结构进行了多种因素影响下的路面荷载应力分析,包括基层和面层的层间接触状况分析,临界荷位分析,碾压混凝土面层的模量和厚度、水泥稳定碎石基层的模量和厚度、以及路基的模量等因素对板底弯拉应力的影响分析,以试验路的荷载应力、温度应力理论计算以及回弹弯沉实测结果,作为路面典型结构的路用性能参考。

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.

铁路隧道基底破坏力学形态的试验研究

针对既有铁路隧道底部病害严重的现状,采用模型试验方法对该问题进行了研究。试验中主要对不同隧道铺底工况进行疲劳试验,以了解不同铺底工况疲劳裂纹的出现时间、扩展情况以及使用寿命等,同时对作用于铺底结构上的压应力及弯应力也进行了测试。试验结果表明,在机车轴重荷载作用下,作用于隧道铺底结构顶面的竖向压应力基本在 0. 2MPa以内,而铺底底面的弯拉应力一般在 0. 8MPa以上,铺底结构属于受弯破坏;另外,通过试验得到了 20cm厚钢筋混凝土的隧道基底结构更优的结论。在试验成果的基础上,对隧道铺底结构的受力状态及其计算方法进行了探讨。

应力吸收层沥青混合料的半圆弯拉试验参数

针对应力吸收层组成材料及结构受力的特殊性,探索一种与之相匹配的低温抗裂性能的评价方法具有重要意义。在比较分析已有的沥青混合料低温抗裂试验方法的基础上,得出半圆弯拉试验方法用于评价应力吸收层混合料低温性能的合理性及优越性。采用三维有限元方法,建立带缺口的半圆弯拉试验模型,进行各试验参数下的应力分析。结果表明:试件的最佳厚度为50mm,底部拉应力基本上趋于稳定,受外部影响不大;随缺口宽度的增加,缺口处底部拉应力逐渐减少,基本上成线性关系,缺口宽度的最佳尺寸1.5mm;随缺口深度的增加,缺口处底部拉应力逐渐增大,在小于20mm时成线性增加,支座间距宜为0.8倍试件直径。

柔性基层耐久性沥青路面结构力学分析

为给柔性基层耐久性沥青路面结构设计提供依据,通过对不同的沥青总厚度、相同总厚度下不同层厚度组成、不同的弹性模量等各结构层参数的最值进行组合,分别分析了各种参数组合对不同控制指标的影响,利用Minitab数据分析软件对数据库内的数据进行回归分析,推导出力学响应模型,衡量了各结构层参数对路面结构力学指标的影响。研究表明:沥青层的总厚度是沥青层层底拉应变指标的主要影响参数;柔性底基层厚度是土基顶压应变指标的主要影响参数;柔性底基层动模量参数对各指标值均有显著影响;土基模量是路表弯沉值和土基顶压应变指标的主要影响参数。

混合式基层沥青路面结构设计方法的研究

分析了现行规范中沥青路面结构设计方法存在的问题,并考虑当前沥青路面的损坏特点及混合式基层沥青路面的结构特点,提出了考虑了不同层间粘结条件、以弯沉、沥青层最大拉应力、半刚性层底最大拉应力以及剪应力为设计或验算指标的混合式基层沥青路面结构设计方法,比较了新设计方法及2006版规范设计方法的计算差异,并以湖南省邵永高速公路实体工程为例介绍了沥青路面结构组合设计的计算过程。