沥青路面实测面层层底横向水平应变响应分析

为了揭示沥青路面应变响应的变化规律,通过现场埋设光纤光栅应变及温度传感器,对半刚性基层沥青路面结构开展了不同温度下承载板竖向变形及沥青面层横向应变的同步测试研究,构建了承载板各级荷载下的路表竖向变形与中面层层底横向应变的量化关系模型;进而建立了横向应变随温度和行车速度变化的量化关系模型。结果表明:动、静载作用下沥青中面层横向水平应变均有明显的黏弹塑特性,横向静应变历时曲线特征与Burgers模型吻合,横向动应变历时曲线呈现压拉波形,横向动、静应变值均随路表温度的增加而非线性增加,且应变增加幅度随温度的升高而逐渐减小,二者与温度均呈良好的单对数相关关系,据此得到了实测应变的温度修正系数计算公式;沥青中面层层底的横向应变随行车速度的增加而减小,且减小幅度在低车速(≤5 km/h)时较大,高车速(>5 km/h)时较小,二者呈良好的幂函数相关关系;承载板各级荷载下的路表竖向变形及中面层层底横向应变的实测结果与有限元数值计算结果的变化规律一致,这表明沥青路面结构的测试结果能有效表征路面结构的真实应变行为。研究结果为承载板试验预估横向应变提供了依据,可供沥青路面检测与养护决策参考。

高速公路沥青路面面层裂缝的成因及防治

沥青路面以其良好的行车性能、较低的造价成为高速公路面层的首选材料。然而,随着使用时间的延长和车辆荷载的增加,沥青路面难免产生裂缝等病害,威胁路面的使用性能和服务寿命。文章以高速公路沥青路面为研究对象,分析了沥青路面面层的裂缝类型、成因,从优化设计、裂缝灌缝、表面铣刨重铺以及加铺沥青面层四个方面提出了高速公路沥青路面面层裂缝防治对策,以期为高速公路沥青路面裂缝的科学预防与治理提供理论指导和技术支持。

土工织物加筋沥青面层抗裂性能评价试验方法研究

为了能快速、准确地评价土工织物加筋沥青混凝土的抗裂性能,提出了利用冲击韧性评价其抗裂性能的方法。利用冲击韧性试验评价织物加筋沥青混凝土小梁的抗冲击能力,并利用沥青路面自动分析仪(AAPA)来模拟路面车辆荷载作用,通过改进AAPA的模具来评价加筋沥青混凝土抗疲劳能力。利用该试验方法对多种土工织物加筋沥青混凝土进行了评价,比选出了不同土工织物加筋沥青混凝土的抗裂能力。试验结果表明,土工织物加筋沥青混凝土抗反射裂缝的能力明显高于没有加铺土工织物的纯沥青混凝土,不同的土工织物具有不同的抗反射裂缝能力;冲击韧性与AAPA疲劳寿命间有很好的相关性,可以用冲击韧性的试验方法来快速评价土工织物加筋沥青混凝土的抗裂性能。

层间接触状态对桥面铺装结构力学响应的影响

针对桥面铺装混凝土调平层和沥青铺装层层间接触状态复杂的问题,运用ANSYS有限元分析软件,建立了更符合实际的后轴双轮组轮胎模型,以目前我国常用的空心板梁桥为研究对象,分析了摩擦、完全黏结、绑定和完全粗糙等多种接触状态下铺装结构的应力响应.计算结果表明:车辆荷载并不是均布荷载,其压力峰值随胎压和轴重的变化而变化;混凝土调平层与沥青铺装层间的接触状态对铺装结构受力影响显著;4种接触状态中,黏结接触状态下的铺装结构受力最优,当层间黏结不足时,层间接触更接近假设的"绑定"接触状态.

沥青路面基面层间结合状态的数值分析

为了真实反映半刚性基层沥青路面层间黏结状态,评价不同处治措施对基面层间结合状态的改进情况,建立了基于逐渐损伤理论的脱层分析数值模型,从细观角度对道路基面层间接触状态进行分析.以脱层分析模型为基础对基质沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青和精铣刨处治后的层间黏结强度进行预估,并利用JHY-A剪切仪进行层间直剪试验,对数值分析结果进行试验验证.研究结果表明:逐渐损伤的脱层分析模型能更本质地反映不同处治措施对基面层间黏结强度的影响;采用精铣刨处治半刚性基层表面可有效提高基面层间黏结强度,与传统撒布基质沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青相比,其层间黏结强度可分别提高54.3%、20.0%和12.5%.

沥青路面基层与面层局部粘结失效的受力分析

采用ANSYS通用计算软件,考虑不同的粘结状态,对沥青路面基层和面层间局部粘结状态变化时,各层底面的最大主应力和最大剪应力的变化情况进行计算。结果表明:当车轮荷载作用在粘结状态变化区域时,上面层和下面层底面的最大主拉应力随粘结的失效显著增加,中面层底面的最大主拉应力和各层底面的最大剪应力受粘结状态变化的影响较小;当车轮荷载作用在粘结状态完好区域边缘时,各面层底面将产生较大的剪应力,但最大剪应力受粘结状态变化的影响较小。

再生SBS改性沥青混合料在面层应用的试验研究

研究再生SBS改性沥青混合料的路用性能,分析将其应用到高等级公路面层的可行性。对原样SBS改性沥青和经过回收、再生处理的再生SBS改性沥青进行基本性能及流变性能对比试验,同时进行AC-16Ⅰ型SBS改性沥青混合料和再生SBS沥青混合料(废料含量为30%、60%)试验,试验内容主要包括:车辙、水稳定性、低温弯曲及疲劳试验。结果表明经过RTFOT与PAV老化后再生SBS改性沥青与原样SBS改性沥青基本性能和流变性能相近。再生SBS改性沥青混合料(废料含量为30%)与常规SBS改性沥青混合料路用性能相近,满足高等级公路面层材料要求,可以应用到高等级公路的面层。再生SBS改性沥青混合料(废料含量为60%)抵抗低温开裂能力及疲劳寿命降低。

考虑温度梯度沥青路面面层全厚式车辙试验

沥青路面面层内部存在明显的温度梯度,而目前的车辙试验无法反映这一特点。研制车辙试件温度梯度控制系统,可以在车辙试件内部形成温度梯度;利用该系统模拟路面温度梯度,开展不同面层组合结构的全厚式车辙试验。试验结果表明,温度梯度下沥青面层的整体抗车辙性能优于均匀温度下的抗车辙性能;若减弱表面层抗车辙性能并同时增强中面层抗车辙性能,则不仅能够改善沥青面层整体抗车辙性能,而且其改善效果优于仅仅增强表面层的方法;若减弱表面层抗车辙性能并同时增强下面层抗车辙性能,却很难改善沥青面层整体抗车辙性能。试验分析表明,本文提出的温度梯度全厚式车辙试验可以用于沥青面层结构的抗车辙性能检验,能用于沥青面层的抗车辙结构优化。

桥面铺装混凝土调平层与沥青面层接触状态研究

针对桥面铺装混凝土调平层和沥青面层之间接触状态评价指标缺失的问题，提出了层间接触系数口的概念，运用理论推导的方法得出部分连续式双层梁层间接触系数的计算公式，并设计部分连续式双层梁弯曲试验，分别在混凝土调平层表面进行拉毛、刻槽和凿毛处理，然后在不同黏结层改性沥青洒布量的条件下进行层间接触系数的测算．结果表明：凿毛处理后的层间接触状态最好，此时层间接触系数最大值为o．483，黏结层改性沥青最佳洒布量为1．6～2．okg／m^2；拉毛和刻槽处理后，层间接触系数最大值分别为0．428和0．412，黏结层改性沥青最佳洒布量为1．2～1．6kg／m^2．

基于现场取样整体动稳定度的沥青面层结构组合优选

在某高速公路选取了不同车辙深度的多个横断面,在路肩处进行了全厚式沥青面层的取样,在三层式取样试件内部形成了沿厚度方向的温度梯度;开展轮辙试验测得了其整体动稳定度,分析了设计年限末路面车辙预估深度与实测整体动稳定度之间的关系;以15 mm车辙深度对应的整体动稳定度作为调研路段的结构抗车辙性能控制标准,开展了不同材料组合和厚度组合结构的轮辙试验,并以该整体动稳定度控制标准为依据进行了结构组合的优选。研究结果表明,通过分析现场车辙深度与对应沥青面层整体动稳定度之间的关系,确定沥青面层结构整体动稳定度的控制标准,此方法可以运用于类似道路的结构组合优选。

沥青面层用粗集料针片状颗粒和含泥量技术指标研究

根据高速公路表面层沥青混合料用粗集料质量技术要求,针对石灰岩粗集料的针片状含量对集料压碎值、骨架的影响和对沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性的影响进行了试验研究,并分析了集料含泥量对沥青混凝土的水稳定性、高温稳定性的影响。研究结果表明,针片状含量对于集料性能影响显著,含泥量对于沥青混凝土的各项路用性能都有明显影响。对高速公路沥青面层用粗集料,针片状颗粒含量按10%控制,含泥量技术指标建议采用0.

基于OT试验的乳化沥青冷再生面层混合料抗反射裂缝性能研究

乳化沥青冷再生技术多应用于路面基层,将其应用于路面面层有利于提高旧料利用率,但需重视冷再生面层混合料的抗反射裂缝性能。本文采用OT试验研究不同材料组成因素对乳化沥青冷再生混合料抗裂性能的影响规律,并探究其抗裂性能的设计评价指标及标准。结果表明:1200次加载条件下的载荷损失率适宜作为面层用乳化沥青冷再生混合料抗裂性能评价指标,且矿料级配类型、水泥类型及掺量、RAP掺量、基质沥青类型均对荷载损失率具有显著影响;为提高面层用乳化沥青冷再生混合料抗裂性能,RAP掺量不宜超过70%,水泥掺量不宜超过1.5%,优先选用PO42.5水泥、70^(#)沥青制备的乳化沥青以及粗粒式矿料级配;建议面层用乳化沥青冷再生混合料配合比设计中增加OT试验抗裂性能的检验评价,并要求荷载损失率不超过80%。

刚柔复合式路面沥青面层动态应变试验研究

为深入研究刚柔复合式路面沥青面层车辙病害机理,采用复合路面结构车辙试验模拟路面荷载动态作用,借助光纤光栅应变检测技术测试不同方向、不同荷载、不同类型混合料和不同温度下沥青混合料的动态应变,从荷载大小、混合料类型和温度3个方面分析复合式路面沥青面层车辙变形特征。结果表明:动态荷载作用下刚柔复合式路面沥青面层的横向应变小于纵向应变,荷载消除后横向应变可恢复60%,而纵向应变仅可恢复20%;一定范围内沥青混合料动态应变与荷载大小成正线性关系,应变的恢复能力与荷载大小成反向线性关系;SMA的应变比AC小12%,而变形恢复能力高出约60%;高温环境下,荷载间接作用也会引起沥青混合料的应变,SMA的抗变形能力明显高于AC沥青混合料。

不同交通量下沥青面层整体动稳定度控制标准确定方法探讨

为了便于对不同交通量下半刚性基层沥青路面结构的抗车辙性能进行控制,在某高速公路改扩建工程选取不同路段(交通量不同)、不同车辙深度处进行了全厚式沥青面层现场取样,并模拟实际路面内部的温度场对现场取样进行了全厚式车辙试验;分析了动稳定度与取样处主车道车辙深度的关系,为各路段确定了适应已通行交通量的动稳定度控制标准,即15 mm车辙深度对应的动稳定度;收集和计算了各路段已通行的累计当量轴次,分析了各路段动稳定度控制标准与累计当量轴次的关系,得到了两者的拟合方程。利用该拟合方程,为重交通等级公路推荐了沥青路面的整体动稳定度控制标准。最后,总结提出了不同交通量下沥青面层整体动稳定度控制标准的确定方法。

高等级公路表面层沥青混合料配合比组成设计

从沥青混合料配合比的组成设计方面探讨了高等级公路沥青砼路面表面层应采取的矿料级配,并根据施工实践探索出一种比较理想的表面层沥青混合料配合比。

新型路面养护材料超薄沥青磨耗层的特性与应用

超薄沥青磨耗层是一种断级配沥青混合料,铺筑厚度通常约20～25mm。超薄磨耗层能明显改善路面性能,而成本也比较经济。超薄磨耗层可以用于高等级道路作为预养护和维修材料。

沥青面层整体动稳定度控制标准的层位分解方法

建立了将沥青面层整体动稳定度分解成各层材料动稳定度的方程,通过对大量沥青混合料和相应沥青面层整体开展的轮辙试验回归得到了方程的相关系数;利用这个分解方程,将设定的沥青面层整体动稳定度控制标准分解到沥青面层各层,得到了层位动稳定度控制标准和厚度的多个组合方案。分析结果表明,这个分解方程可以有效地统一沥青面层结构抗车辙性能和层位抗车辙性能;能够得到各层位动稳定度控制标准的多个组合方案,便于实现结构优选;所得到的各层位动稳定度控制标准综合考虑了沥青混合料所处层位和层厚,弥补了目前规范的不足。

半刚性基层沥青路面沥青面层合理厚度的探讨

介绍了半刚性基层的定义及特点,阐述了半刚性基层沥青路面各结构层的作用,利用BISAR软件对各个结构层的受力进行分析,讨论了半刚性基层沥青面层的合理厚度。

沥青稳定基层路面结构的理论研究

根据国内外研究经验,对沥青稳定基层设置、选取不同的基层模量,应用理论方法对不同情况下的沥青路面结构进行计算,结果表明:增加基层模量有利于降低基层底和土基顶的应变,增加底基层厚度能降低基层层底拉应变和表面弯沉,增加土基模量能减小表面弯沉。

国内外常用预防性养护措施介绍

对国内外采用的常见的预防性养护措施,如灌缝技术、雾封层、稀浆封层、微表处、石屑封层、超薄磨耗层等养护措施的技术特点、适用的病害类型、施工工艺等进行了论述。