混合式基层沥青路面的疲劳特性分析

随着我国公路交通的快速发展,超载重载车辆在交通流中比例不断增加,高等级公路早期破坏现象日益严重。半刚性基层沥青砼路面具有良好的力学性能,玻璃纤维土工格栅作为路面主要加筋材料得到广泛应用,我国高等级公路多为半刚性基层沥青砼路面,目前我国半刚性基层路面普遍存在早期破坏情况。需要研究混合式基层沥青路面疲劳特性,采用科学的配比设计加强施工质量控制,有效保证工程施工质量。介绍混合式基层沥青路面工程特性,阐述路面疲劳损伤机理,为工程实践提供参考。

混合式基层沥青路面的疲劳特性的分析

我国交通运输安全性和舒适性与沥青路面疲劳开裂程度之间存在紧密的联系,积极采取有效措施管理控制沥青路面破坏程度,将混合料疲劳性能做出改善,是交通运输管理和道路工程施工的关键。本文基于混合式基层沥青路面的疲劳特性研究的意义,首先从荷载波形、荷载频率、荷载间歇时间三个角度系统性分析影响沥青混合料疲劳性能的特点。其次从基层材料、沥青混合料方面阐述混合式基层沥青路面的结构和组成。最后总结对混合式基层沥青路面疲劳特性的研究进展,提出未来研究的方向,以提高混合式基层沥青路面的疲劳性能和使用寿命。

混合式基层沥青路面的疲劳特性的分析

沥青路面由于自身优越性广泛应用于各等级道理结构中,随着车辆超重情况日益严重,沥青路面层破坏成为主要破坏形式。我国半刚性基层路面普遍存在早期破坏严重,半刚性基层路面早期损坏受到研究者的广泛关注,沥青混合料疲劳性能指标是结构设计的重要技术参数,研究沥青混合料疲劳性能可以延长路面使用寿命。研究介绍沥青稳定碎石组成结构,阐述混合式基层沥青路面疲劳理论,通过实验分析不同混合式沥青路面疲劳特性;实验结果表明相同厚度混合式基层沥青路面疲劳寿命更长。

基于环境温度变化的混合式基层沥青路面结构疲劳损伤分析

为了分析环境温度变化时混合式基层沥青路面结构的疲劳损伤特性,拟定3种混合式基层沥青路面结构,充分考虑广西河池地区各月温度变化以及土基回弹模量的季节性变化,运用ABAQUS软件对2种层间结合状态的4种路面结构方案的温度场、应变响应和疲劳损伤进行计算分析,通过试验路面温度传感器、应变片的监测结果和疲劳损伤模拟模型计算沥青层的疲劳损伤。研究结果表明:在不同月份温度下,沥青路面应变响应差异大,随着气温升高,层底弯拉应变增大;各季节疲劳损伤存在明显差异,高温季节产生的疲劳损伤所占比例较大;以水稳碎石为底基层,级配碎石为基层及大粒径沥青碎石混合料作下面层的混合式基层沥青路面结构方案B,温度敏感性最小,疲劳损伤最小。研究结果可为选择良好的混合式基层路面结构提供思路。

混合式基层沥青路面结构应力、应变特性及经济性分析

基于我国沥青路面设计理论及标准,拟定了3种混合式基层、一种典型半刚性基层与一种典型柔性基层共5种沥青路面结构,利用BISAR3.0程序对5种结构进行力学计算分析。主要针对5种路面结构的沥青层内最大拉应力、最大拉应变、路基顶面压应变、路表弯沉等力学指标进行深入对比分析,并根据疲劳寿命对各类基层进行了经济性分析。数据分析结果表明:通过合理的设计,混合式基层结构在力学性能上可以较典型半刚性基层和柔性基层结构更加优秀,虽然从单价上来讲,经济性能上不如半刚性基层,但考虑路面疲劳寿命性价的话,采用沥青稳定碎石作为上基层的混合式基层可以优于半刚性基层,这为今混合式基层沥青路面结构的应用推广提供了重要的参考。

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。

级配碎石混合式基层级配及力学性能研究

在半刚性基层与沥青面层之间铺筑一层优质级配碎石层形成组合式基层,使柔性材料上基层与半刚性下基层形成优势互补,这样既充分发挥半刚性基层沥青路面的高强度优点,又能较成功的减缓反射裂缝的发生,从而提高沥青路面的使用寿命。

超载条件下混合式基层沥青路面层底拉应力研究

分析半刚性基层缺点，提出了混合式基层沥青路面结构，与超载条件下轴载计算参数。采用Bisar 3．0软件，计算了在完全连续、部分连续和完全光滑三种界面条件下混合式基层沥青路面各结构层层底拉应力。结果表明．在完全连续条件下沥青层不会产生拉应力，路面内部拉应力最大值出现在半刚性基层底部；在发现当沥青层与半刚性基层之间的接触条件由完全连续向完全光滑转变时，沥青层层底和半刚性基层层底的拉应力逐渐增大；在三种界面条件下，沥青面层表面轮隙中心处都出现较大的拉应力。

重载交通对混合式基层沥青路面结构力学响应研究

通过运用ABAQUS有限元软件建立混合式基层沥青路面结构三维模型,针对不同轴载作用下的路面结构力学响应展开模拟分析,得出以下结论:随着轴载的增加,混合式基层沥青路面结构的路表弯沉、层底拉应力、层底压应力以及面层最大剪应力均逐渐增大;在轴载作用下,路面结构的路表弯沉、压应力及沥青面层的拉应力沿路面宽度方向呈“W”型对称分布,基层拉应力则呈倒“U”型对称分布;沥青面层的最大剪应力随着路表深度增加呈先增后减变化,而路面结构的压应力则随之逐渐减小。

混合式基层沥青路面的疲劳特性分析研究

采用了06版规范方法、考虑实际层间粘接状态的规范方法以及AASHOO经验方法对3种类型的混合式基层沥青路面的疲劳特性进行了分析研究,得出了相同厚度的混合式基层沥青路面比半刚性基层沥青路面具有更长的疲劳寿命的结论。并对不同结构层厚度、级配碎石模量对3种类型的混合式基层沥青路面的疲劳特性的敏感性进行了分析。

混合式基层沥青路面结构的力学特性研究

文章拟定3种混合式基层沥青路面结构,通过BISAR软件进行路面应力、应变计算分析,研究不同混合式基层路面结构的力学性能。研究结果对混合式基层沥青路面的设计、施工及养护具有一定的指导意义。

混合式基层沥青路面动态响应测试结果特征分析

依托遂广高速公路沥青路面动态响应试验段,进行了系统采集数据的有效性分析,并基于沥青混合料、级配碎石和土体经典力学理论,评价了单后轴和双后轴货车作用下路面结构内部水平应变和竖向力学指标时程曲线的力学基本特征.研究结果表明:移动荷载作用下,沥青层层底纵向应变先后出现压—拉—压循环交变应变,沥青层层底横向应变表现为压—拉两个过程,沥青层层底纵向和横向应变应分别采用应变幅值和拉应变峰值作为路面在荷载作用下实际应变变化值,且沥青层层底横向应变测值受轮胎作用位置影响较大;同时,荷载驶离传感器后,沥青层层底水平应变响应存在明显残余应变,而土基顶面竖向压应力并不存在残余应力;双后轴货车后轴对应的路基顶面竖向压应力和沥青层层底横向应变叠加效应显著高于其他指标.现场试验证实,路面结构动态计算分析中,路基可简化为弹性体,沥青混合料材料应考虑其黏弹性特征,级配碎石过渡层应考虑其永久变形特性.

混合式基层沥青路面结构抗裂性能分析

分析了混合式基层沥青路面和半刚性基层沥青路面结构的抗裂性能,对反射裂缝、纵向裂缝、网状裂缝等三类不同成因进行了理论分析,分析结果表明:混合式基层沥青路面相对于半刚性基层沥青路面有更好的抗裂性能。

混合式基层沥青路面试验路研究

结合具体工程实例,进行了混合式基层沥青路面试验路研究,对试验路的压实度、油石比、路面使用性能等进行了分析,分析结果表明,采用沥青稳定碎石基层的沥青路面将具有半刚性基层沥青路面所不具备的许多优越性。

混合式基层沥青路面结构的设计分析

文章采用公路沥青路面结构设计软件分别对一种常用的半刚性基层沥青路面和两种混合式基层沥青路面共3种路面结构进行设计计算对比分析并得出结论。

混合式基层沥青路面试验路研究

沥青稳定碎石基层是不同于半刚性基层的柔性基层，是用适量的沥青对级配集料进行稳定后用作沥青路面的基层。与半刚性基层相比，沥青稳定碎石基层刚度相对较小，具有较高的抗剪强度、抗弯拉强度和耐疲劳性，不易产生收缩开裂和水损害；它是针对于基层用的，粒径偏大，级配偏粗，沥青用量偏少，对原材料的要求相对于面层要低。

超载条件下混合式基层沥青路面层底拉应力研究

分析半刚性基层的缺点,提出混合式基层沥青路面结构,并给出超载条件下轴载计算参数。采用Bisar3.0软件,计算在完全连续、部分连续和完全光滑三种界面条件下混合式基层沥青路面各结构层层底拉应力。结果表明,在完全连续条件下沥青层不会产生拉应力,路面内部拉应力最大值出现在半刚性基层底部;当沥青层与半刚性基层之间的接触条件由完全连续向完全光滑转变时,沥青层层底和半刚性基层层底的拉应力逐渐增大;在三种界面条件下,沥青面层表面轮隙中心处都出现较大的拉应力。