CRC+AC刚柔复合式路面结构与工程应用

复合式路面是指面层由两层不同材料类型和力学性质的结构层复合而成的路面,近年来在我国也有较多应用,而CRC+AC刚柔复合式路面的应用较少。论述了CRC+AC复合式路面的结构组成、结构形式、结构力学特点与优点、层间界面结合技术以及近年来的工程应用等,阐明了CRC+AC的结构受力特性、端部变形特性、层间结构与材料以及其适用条件。研究表明:CRC+AC复合式路面具有良好的整体结构承载能力和使用性能,是一种可充分利用当地资源和材料、结构强度高、使用寿命长、经济性和耐久性好的资源节约和环境友好型的路面结构,是我国重载交通干线高速公路长寿命路面结构的型式之一,并在我国的道路工程中多次应用。

CRC-AC复合式路面沥青层反射裂缝影响因素分析

应用有限元软件ABAQUS建立有限元模型,采用断裂力学理论及奇异等参元法,对连续配筋混凝土和沥青混凝土(CRC-AC)复合式路面中沥青层反射裂缝问题进行了数值分析。探讨了I型和II型的应力强度因子(K1、K2)在沥青层裂缝扩展过程中的变化规律及路面结构参数对K2的影响。研究结果表明:K2是荷载作用下导致沥青层反射裂缝产生和发展的主要原因,其随着荷位的增大而变小;沥青层厚度的增加、横向裂缝间距的加宽、配筋率的适当增加和底基层强度的提高可以降低K2,延缓CRC-AC复合式路面沥青层反射裂缝的开裂扩展。

非均布温度条件下CRCP+AC复合式路面温度应力分析

根据传热学相关理论,应用大型有限元软件ANSYS10.0对夏季高温条件下CRCP+AC复合式路面瞬态温度场进行了模拟,利用温度-结构耦合原理计算了日周期气温下路面结构的温度应力.分析过程中,考虑了温度沿路面深度方向分布的非线性特征及初始参考温度的非均匀性,对CRCP+AC复合式路面温度应力的影响因素进行了分析.研究结果表明,AC层厚度、CRC层厚度、CRC与基层接触条件的改变对路面结构温度应力的影响较大.当AC层厚度小于6 cm后,改变CRC层厚度对混凝土板温度应力影响不大.

CRC+AC型复合式路面层间剪应力分析

基于弹性层状体系理论,应用BISAR3.0程序计算分析了CRC+AC型复合式路面层间最大剪应力,得出了不同行车荷载、结构层厚度、材料模量及层间结合状态下,CRC+AC型复合式路面层间最大剪应力的变化规律。

CRC+AC复合式路面的应变能响应分析

基于第四强度理论,应变能大小可以代表沥青混合料所承受的剪切破坏的强弱。由于沥青面层和混凝土板之间的材料性能差异,复合式路面层间是变形、滑移、开裂等病害的易发区。提出采取应变能理论对AC层进行抗剪性能研究和分析,利用有限元软件计算了在水平荷载和竖向荷载的共同作用下,AC层内各深度处的应变能大小,结果表明:应变能最大值出现在AC层上部,虽然层间应变能稍小,但是层间应变能容许值可能不足,层间的应变能最不利区域和水平剪应力最不利区域呈现了一致性,层间最不利点都处于轮胎后缘处。

高速公路CRC-AC复合路面施工技术研究

CRC-AC复合路面集刚性路面与柔性路面的优势于一体,具有行车舒适、噪音低、荷载能力强等特点,是今后高速公路工程建设发展的重要方向。但CRC-AC复合路面在国内应用的时间较短,与之相关的设计理念与施工技术还不完善,给施工造成了一定的困难。基于此,本文就高速公路CRC-AC复合路面施工技术要点展开详细分析和探讨,以期为一线工作提供有益参考和借鉴。

荷载作用下短路基处AC+CPC复合式路面结构应力响应分析

为研究短路基处斜向预应力混凝土上覆沥青层(AC+CPC)复合式路面结构在荷载作用下的应力响应,以短路基处AC+CPC复合式路面结构为研究对象,应用ANSYS有限元软件建立AC+CPC复合式路面结构三维有限元模型,分析短路基处AC+CPC复合式路面结构在荷载作用下的应力响应。研究结果表明:两桥(隧)之间路基长度少于200m均可视为短路基;CPC层层底的弯拉应力最大,特别是板的纵缝边缘中部和横缝中部位置,分别为1.385 5 MPa和1.359 4 MPa,从而得知短路基处AC+CPC复合式路面结构的临界荷位为板的纵缝边缘中部;采用麦考特法和通用全局优化算法,得到斜向预应力混凝土层层底的拉应力计算公式。

RCC—AC复合式路面反射裂缝应力强度因子的有限元分析

从复合式路面反射裂缝的产生机理出发,着重研究了位于RCC板接缝一侧的偏荷载对反射裂缝的影响,利用有限元法计算了偏荷载作用下反射裂缝的应力强度因子。在AC层与RCC板之间设一Goodman夹层单元,用以模拟两板在不同情况下的结合;为了反映裂缝尖端的奇异性,在裂尖周围设置了奇异等参单元,并与试验结果相比较,该法得出的结果与实验结果相符,说明了该法的可行性。最后给出相应的算例,并得到具有实际意义的结论。

RCC-AC复合式路面养护技术

RCC-AC复合式路面是将沥青混凝土面层与碾压混凝土板采用特殊技术有机地组合在一起的一种路面结构。对RCC-AC复合式路面的结构破坏状况、产生原因以及如何养护进行了系统的分析,为RCC-AC路面的养护提供了依据。

移动荷载下复合夹层用于PCC+AC路面防裂效果分析

ISAC用来防治复合式路面反射裂缝虽具有一定效果,但在应对现今车辆严重超载加速路面开裂方面仍显不足,特在其中嵌入合金弹簧来增强复合夹层的防裂能力。运用三维有限元软件模拟车辆移动荷载,对路面设置复合夹层前后的动力响应特性进行比较,分析了夹层在抵抗变形和消减应力方面的效能。结果显示,复合夹层能有效的减小裂缝处沥青层底的错动程度和剪应力峰值,消散该区域应力高度集中;不同轴重时,裂缝处应力和变形峰值都与轴重基本呈线性关系,设置复合夹层后,超载对变形和受力的不利影响降低。

短路基处AC+OPC复合式路面结构温度应力响应分析

目的研究短路基处斜向预应力混凝土上覆沥青层(AC+OPC)复合式路面结构的温度应力响应。方法以短路基处AC+OPC复合式路面结构为对象,采用均匀设计试验法进行计算方案组合设计,应用ANSYS有限元软件建立AC+OPC复合式路面结构三维有限元模型,分析短路基处AC+OPC复合式路面结构的温度应力响应。结果温度梯度小于0.50℃/m时,AC+OPC复合式路面结构OPC层的温度应力增长速率缓慢,温度梯度增大0.05℃/m其温度应力增大0.03 MPa;温度梯度大于0.50℃/m时,其温度应力快速增长,温度梯度增大0.05℃/m其温度应力平均增大0.13 MPa。结论麦考特法和通用全局优化算法回归分析得到了复合式路面结构OPC层的温度应力计算公式。

BFRP连续配筋复合式路面配筋设计

为了控制连续配筋混凝土(CRC)路面结构在温降干缩作用下产生的横向裂缝,利用解析法推导裂缝控制指标的计算公式.结合有限元模拟验证解析公式的有效性,分析玄武岩纤维(BFRP)筋的材料特性与配筋方案对裂缝的影响.研究结果表明:解析法与有限元模拟结果吻合,可以用于CRC+AC复合式路面BFRP配筋设计;BFRP筋弹性模量对裂缝间距与宽度的影响显著,为了减小裂缝宽度,采用弹性模量较高为宜;BRFP筋黏结刚度对裂缝间距与裂缝宽度的影响较大,黏结刚度不应低于20GPa/m;相同配筋率时,小直径小间距方案对裂缝控制有利,配筋率不宜小于0.5%;考虑BFRP材料的耐腐蚀性,建议提高裂缝间距与宽度控制指标,分别不大于2.0m和1.0mm.

考虑温度与荷载耦合作用的连续配筋混凝土复合式路面损伤分析

连续配筋混凝土路面的裂缝形态和分布模式是影响路面路用性能和寿命周期的重要因素。本文采用通用有限元软件建立了CRCP+AC的复合式路面模型,并用混凝土损伤塑性模型表征CRCP面板的力学特性。通过对路面结构温度场的分析,得到沥青面层与CRCP面板厚度比的临界值为0.15,达到或超过这一临界厚度比值,沥青面层改善CRCP面板温度状况的作用才会发挥明显。在此基础上进一步分析了复合式路面在温度与荷载耦合作用下,CRCP面板结构损伤的演化规律以及裂缝张开闭合的行为特征。研究结果可以为CRCP+AC复合式路面的设计以及施工过程中的裂缝控制提供理论依据与借鉴。

长寿命路面结构设计与寿命预估

为解决现有路面设计寿命不足、实际使用寿命短等问题,从长寿命路面设计思想出发,对PCC+AC复合式路面(下面层为普通水泥混凝土,上面层为沥青混凝土)的荷载应力与温度应力进行分析,应用ANSYS分析软件,采用三维等参元法和弹性层状体系理论,分析确定PCC+AC复合式路面的力学模型,同时结合依托工程的PCC+AC长寿命路面结构进行试验验证。结果表明:影响PCC板底荷载应力和温度应力的主要因素为水泥混凝土板厚度、水泥混凝土弹性模量及AC层厚度,而AC层弹性模量对PCC板底温度应力影响较小;设计的复合路面使用寿命达到40 a以上。

复合式路面沥青层稳定性研究

碾压混凝土与沥青混凝土复合式路面结构研究中，沥青层的稳定性是一个不容忽视的问题，对碾压混凝土与沥青混凝土层之间剪切、沥青混凝土层车辙等进行理论计算及室内试验，提出了稳定性设计方法建议。

水平荷载对复合路面沥青加铺层结构的影响

根据实测车轮接地压力简化分布形式,采用ABAQUS有限元软件建立了PCC+AC复合路面有限元三维分析模型,考虑最不利荷位和水平力系数进行复合路面沥青加铺层力学响应的数值分析。结果表明:与仅考虑垂直荷载的传统分析相比,不同的力学指标对应的最不利荷位不同。考虑水平荷载后各力学响应指标随着水平力系数的增加而快速增大,影响程度从高至低依次是最大拉应力、最大拉应变、接缝两侧的弯沉差、MISES等效应力、最大剪应力;当水平力系数≥0.2时,加铺层中的最大拉应力和拉应变的位置将由层底转到层表(增加"表"字)面,此时加铺层表面比层底更容易产生张拉裂缝。

LLM 测试系统开发及在路面研究中的应用

介绍了ＬＬＭ测试系统在ＲＣＣ—ＡＣ复合式路面层间结合研究中的应用情况。

基于眩光纵距的高速公路凹曲线防眩高度研究

首先通过理论推导确定了基于眩光纵距的凹曲线最大眩光高度修正值的计算位置,并且得出了相应的防眩高度修正值表达式。其次,计算式表明,防眩高度修正值是关于凹曲线半径和眩光纵距的函数,竖曲线半径越小、眩光纵距越大,则凹曲线路段所需增加的防眩高度越大。最后通过实例分析了防眩高度修正值沿凹曲线路段的变化规律,结果明,凹曲线路段应按修正值进行防眩高度设计,而不宜简单地参照直线匀坡路段防眩高度。

玄武岩纤维筋连续配筋复合式路面荷载应力分析

运用ABAQUS有限元软件,建立了基于弹性地基双层板模型和裂缝模式下的玄武岩纤维筋连续配筋复合式路面荷载应力有限元模型,提出用粘结单元定义裂缝接触面的法向和切向接触本构行为,即用裂缝剪切刚度来模拟裂缝间的嵌锁作用。通过分析确定了不同裂缝间距下复合式路面的临界荷位——纵向自由边中部,并比较了BFRP筋和钢筋两种配筋条件下混凝土板应力随AC层厚度、CRC层厚度、筋位置、配筋率及裂缝剪切刚度的变化规律。计算结果表明,2种配筋条件下混凝土板应力值随参数变化规律相似,应力值基本相等,这为BFRP筋应用于CRC+AC复合式路面提供了理论依据。

连续配筋混凝土复合式沥青路面温度应力分析

针对连续配筋混凝土复合式沥青路面结构是以连续配筋混凝土(CRC)板作为结构承重层,沥青面层(AC)作为表面功能层的结构特点,建立多板系统有限元计算模型(空间等参元8节点六面体单元);采用有限元方法分析CRC+AC复合式路面结构的温度应力状况以及温度梯度、AC层厚度、CRC层厚度和AC层的导热系数等因素的影响;结果表明,在裂缝间距L<3.0 m内,CRC板的横向温度翘曲应力大于纵向温度翘曲应力,温度翘曲应力最不利位置仍为横向裂缝边缘中部位置.