长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法探讨

论述了长寿命半刚性基层沥青路面的设计原理及方法,指出了我国传统沥青路面设计方法存在的缺陷,简要说明了路面结构动载性能分析方法。给出了长寿命半刚性基层沥青路面结构模型,认为我国完全可以利用国外的永久性沥青路面设计原理开发自己的长寿命半刚性基层沥青路面。

重载交通长寿命半刚性基层沥青路面浅析

长寿命沥青路面是当前国际上备受重视的一种新的路面设计理念。文章通过分析世界各国长寿命路面的研究成果,探讨路面设计方法及施工工艺,提出了基于长寿命半刚性基层的沥青路面设计理念和施工要求。

西班牙长寿命半刚性基层沥青路面设计指南

频繁的路面破损修复会增加路段的全寿命成本,而对路面破坏机理清晰的认识是延长路面使用寿命的基础。通过回顾半刚性路面潜在的破坏机理,可以系统地考虑影响半刚性路面性能的主要因素,为半刚性长寿命路面的设计提供指导参考和指南。国内外已有文献表明:半刚性路面结构层厚度主要控制疲劳开裂,但材料性能却是影响其他破坏机理的主要因素。基于长寿命设计理念,对西班牙交通量最大的一条半刚性路面进行了分析,结果表明:一部分路段满足长寿命路面的性能要求,另外两部分路段明显存在超安全标准的过度设计。另外,通过增加沥青层的厚度来延缓反射裂缝的产生不一定能节省全寿命周期成本。通过对不同路段进行的线性弹性分析以及路面潜在破坏机理研究,该文提出了更为有效的半刚性长寿命路面设计准则——其关键在于综合考虑路面结构层厚度和材料性能。

从西三试验路看我国长寿命半刚性基层沥青路面

长寿命沥青路面已成为国际道路工程界普遍重视的一项研究内容。结合我国半刚性基层沥青路面的破坏特点,在分析西三试验路路面使用性能长期观测数据的基础上,就延长半刚性基层沥青路面的使用寿命,提出了改进设计方法、保证施工质量、加强路面养护等措施。

长寿命半刚性基层沥青路面结构新设想

路面结构动载性能分析 对路面结构的动载性能进行分析,首先要把汽车荷载看作动载,分析汽车驶过路面时,汽车荷载在路面各结构层的传递、扩散;分析路面各结构层的结合状态,是趋于连续状态还是滑动状态;路面结构动载性能分析不采用弹性层状连续体系理论,忽略路面结构体的竖向压缩变形,

半刚性基层沥青路面平整度波长研究

为了研究路面平整度波长和动荷载之间的关系,识别半刚性基层沥青路面的波长范围,选择典型高速公路和3级公路作为试验道路。以重型车辆和轻型货车作为试验车辆,采用满载和空载2种工况,在试验车辆后轴安装自主研发的无线车辆轮轴振动加速度测量仪器。现场试验获取车辆轮轴竖向振动时域特征数据,经过傅里叶变换,获得车辆振动频域特征。根据频率、车速和波长之间的关系计算划分了半刚性基层沥青路面平整度波长范围。结果表明:车轴振动加速度的标准偏差可以作为车辆动载荷的直接指标,车轴振动加速度的标准偏差随车速和路面粗糙度的增加而增加;半刚性基层沥青路面的车辆振动典型频域曲线由2个主共振频率和1个次共振频率组成;路面平整度波长可划分为4个波段:0~0.2 m极短波,0.2~1.4 m短波,1.4~5.6 m中波,5.6~100 m长波;极短波和长波对车辆振动产生动荷载影响较小,短波和中波对车辆振动产生动荷载影响较大,其中1.4~5.6 m中波对车辆振动产生动荷载的影响最大。试验结果可作为半刚性基层沥青路面平整度波长波段划分的新标准,为制订半刚性基层沥青路面平整度施工控制标准提供依据。

半刚性材料作为长寿命沥青路面基层的适应性研究

针对半刚性材料作为长寿命沥青路面基层使用问题,通过拟定典型路面,采用BISAR3.0计算了不同沥青层厚度下半刚性基层沥青路面的承载能力和疲劳寿命,分析了沥青层加厚对半刚性基层的基层应力和半刚性材料干缩、温缩的影响,研究了半刚性材料作为长寿命沥青路面基层的适应性。结果表明:相同荷载作用下,沥青层厚度增加,半刚性基层层顶压应力和层底拉应力明显减小,基层疲劳寿命大幅提高;半刚性基层受温度、水等外界因素影响明显减弱,半刚性基层的开裂、冲刷和路面反射裂缝等问题得以有效控制。

半刚性基层开裂的沥青路面承载力响应特性

为研究半刚性基层开裂对沥青路面承载力响应特性的影响,采用ABAQUS软件建立具有不同形态基层反射裂缝的沥青路面三维模型,研究其在载荷作用下的路面承载力响应特性,揭示响应机理。研究结果表明:反射裂缝越长,路面承载力响应越大。反射裂缝在贯穿路表前后,承载力响应由弱至强发生激增,反射裂缝只在一定宽度范围内影响承载力响应。给出了处治基层反射裂缝的指导建议,即结合现行方案,注意区分反射裂缝和面层裂缝,限制反射裂缝的发展。从长度、宽度、结构层位3个角度分析了反射裂缝对承载力响应特性的影响,仿真结果与现场实测结果相吻合,为研究半刚性基层沥青路面的承载力响应特性提供参考。

半刚性基层沥青路面病害及其防治研究

为了提高半刚性基层沥青路面的建设水平,文章依托某国道一级公路,分析了路面反射裂缝、车辙等病害的产生原因,通过ABAQUS软件建立计算模型,分析了反射裂缝的受力和车辙的变形规律,同时提出了采取加铺玻纤格栅、确定基层预切缝间距等措施来处治路面病害,研究成果可为类似项目提供借鉴。

半刚性基层沥青路面与长寿命沥青路面比较分析

半刚性基层沥青路面和长寿命沥青路面均可作为高等级公路的路面结构型式,但有其各自的适用范围,施工管理部门应结合实际,从中找出最为有效的方法以确保路面的长期使用。

刚性基层长寿命沥青路面抗反射裂缝力学分析

刚性基层长寿命沥青路面沥青层底部的反射裂缝,是由水泥混凝土板接缝处应力集中导致沥青面层底部应力过大引起的。应用Abaqus有限元软件计算车辆荷载作用下沥青层底部接缝处的应力状态,分析了应力吸收层类型、车辆轴载、接缝宽度、沥青面层厚度与模量、水泥混凝土基层厚度与模量、基础模量等因素对延缓反射裂缝的影响。

高速公路沥青路面半刚性基层结构剩余寿命评价方法研究

针对高速公路沥青路面半刚性基层结构剩余寿命一直缺少定量化评价方法的问题,结合大量高速公路养护设计项目经验及数据积累,提出从结构完整性及结构强度衰减度两方面综合评价半刚性基层结构剩余寿命的方法。结构完整性给出了3种计算方法,包括利用探地雷达无损检测数据直接计算、路面病害与取芯数据结合判断及通过路表面病害特征推算;结构强度衰减度给出了4种计算方法,包括现场实测模量直接计算、弯沉盆特征参数分析、材料参数对比及结构强度指数评价。由于以上各种方法技术适用性不同,提出采用定量评价及定性分析相结合的方式,计算半刚性基层剩余寿命指数。利用对全国代表性省份高速公路大中修周期的调研结果,将高速公路大中修周期分布规律转化为路面结构寿命衰变规律,并与结构完整性及结构模量衰减度两项评价指标建立匹配关系,从而实现了对现有路面结构剩余寿命的定量化计算。将以上成果进行总结提炼,建立了一套完整的理论分析模型及分析流程,并在实际工程中进行了验证,发现评价结果与路面结构实际破坏特点较为匹配,可用于指导半刚性基层沥青路面养护设计实践。

半刚性基层沥青路面疲劳裂缝扩展与寿命预估研究

以疲劳断裂力学理论和材料试验为基础,对半刚性基层沥青路面裂缝的扩展行为进行系统研究,分析了裂缝尖端的应力强度因子变化规律和偏荷载作用下各影响因素对疲劳寿命的影响;结合路面结构初始状态的荷载响应,回归得到了路面的疲劳寿命预估方程。结果表明,路面疲劳主要是由偏荷载作用于横向裂缝导致,疲劳寿命随面层整体模量和轴载增长而递减,随基层模量、路基模量、中面层厚度、基层厚度增长和车速而递增,随下面层厚度的增长先减后增。回归得到的疲劳寿命预估方程考虑的影响因素更加全面,为我国路面结构设计和科研提供了理论支持和补充。

半刚性基层沥青路面连续施工问题分析

为探究半刚性基层沥青路面基层和面层连续施工技术的应用要点,以某新建公路为例,在原材料选用的基础上展开连续施工层间黏结性能试验,对试验路半刚性基层沥青路面连续施工要点进行分析。结果表明,常规施工方式下半刚性基层铺筑后必须洒水养生7 d,在强度形成过程中发生干缩、温缩裂缝的可能性大;待面层摊铺施工时,基层已经硬结,基层、面层间无法较好黏结,层间病害突出;连续施工技术与抗裂缝剂的结合应用使得基层结构更加密实,基层和面层集料紧密咬合,显著提升层间黏结效果和路面结构整体性能。

再生集料半刚性基层沥青路面在工程中的应用

为探究旧水泥混凝土路面板材料再生利用问题,以某病害高速公路为例,结合对既有病害的调查与处治,提出以破碎后的旧路面板作为基层再生集料将其改造成再生集料半刚性基层沥青路面的处治方案,并对改造后再生集料的物理力学性能展开分析;在此基础上从拌和站设置、混合料拌和、摊铺及碾压等方面对再生集料半刚性基层施工要点进行研究。结果表明,旧水泥混凝土面板破碎加工而成的再生集料因包含硬化水泥砂浆,物理力学性能与新集料存在差异,但工程性能良好,将其应用于旧路改造工程后可取得较好效果。

半刚性基层沥青路面裂缝处治施工探讨

为探索公路沥青路面半刚性基层裂缝病害的处治工艺,以具体路段为例,分析其原材料选用及沥青混合料性能和全深度注浆处治施工要点。分析结果表明,在乙烯基酯树脂中掺加35%的聚氨酯,同时加入稳定剂和交联剂制备出的共混聚合物裂缝修补材料具备快速膨胀和固化性能,固化后强度高,能有效填充裂缝空隙,具有优异的高低温稳定性和水稳性。必将在半刚性基层沥青路面裂缝处治中得到推广应用。

环氧改性聚氨酯材料在半刚性基层沥青路面裂缝修复中的应用

为探索半刚性基层沥青路面裂缝修复处治的可行方案,以某位于我国高温多雨地区的公路为例,首先,采用钻芯取样及探地雷达等方式展开裂缝病害程度检测;然后,分析了环氧改性聚氨酯材料路用性能,在此基础上对试验段沥青路面裂缝修复施工要点进行研究。结果表明,试验段路面灌注环氧改性聚氨酯材料后,半刚性基层和沥青面层无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度增长幅度分别达到85%及90%以上,取得了较好的修复效果。

移动行车荷载下全断面半刚性基层沥青路面的动力响应分析

为了进一步了解半刚性基层沥青路面在移动行车荷载下的力学响应,以浙江某高速公路为背景,利用MIDAS GTS软件建立了全断面三维有限元模型,采用标准轴载BZZ-100对轮胎接触面积内的路面施加移动行车荷载,对路面结构各层竖向位移、正应力和剪应力的分布及变化规律进行了分析研究,研究成果可以为半刚性基层沥青路面的建设和运营提供参考。

长寿命沥青路面半刚性基层开裂的影响与防治措施分析

半刚性基层用于长寿命沥青路面基层,必须解决开裂问题。鉴于此,从理论与力学的角度分析沥青层厚度对半刚性基层开裂的影响,并提出开裂的防治措施,以供同行参考和借鉴。

半刚性基层沥青路面反射裂缝处治技术研究

本文以某高速公路半刚性基层结构病害路段为例,通过对原材料性能方面的研究,分析抗裂缝剂对对路面抗折强度和劈裂强度的影响,同时分析了沥青路面温度型反射裂缝和荷载型反射裂缝的成因,并制定了相应的处治技术。最后进行定性和定量评价,对半刚性基层沥青路面反射裂缝的处治效果进行了评估,该研究结果可为改善设计和施工提供一定的参考。