刚柔复合式路面结构与材料及发展趋势

刚柔复合式路面作为一种耐久性路面结构,广泛应用于重载交通、特殊地质条件、桥隧铺装等工程。为进一步推动耐久性刚柔复合式路面的应用,明确研究中的关键问题及发展方向,该文综述了国内外刚柔复合式路面的相关研究进展。在梳理刚柔复合式路面结构设计理论及施工技术的基础上,首先阐述了刚柔复合式路面的结构力学行为特征,分析了沥青面层和刚性基层的荷载应力、温度应力及其交互影响,刚性基层上的沥青面层一方面直接承受荷载和环境作用,另一方面可以改善下卧结构层的应力场和温度场,是影响刚柔复合式路面服役性能及使用寿命的关键;明确了刚柔复合式路面的病害主要出现在沥青面层,由于沥青面层与刚性基层之间的模量差异巨大,刚性基层上的沥青面层更倾向于产生压剪破坏,刚性基层的开裂以及刚‒柔层间的结合状态对沥青路面的性能也有着显著影响;最后,分别从沥青面层抗剪、基层板整体性、刚‒柔层间结合3个方面归纳了刚柔复合式路面性能的提升技术。基于刚柔复合式路面的结构力学特性,开展结构‒高性能材料一体化设计是提升刚柔复合式路面使用性能和耐久性的有效途径。

城市道路短路桥过渡段路基路面设计与应用研究

针对徐州睢宁县汇金路建设工程春水河桥西桥头路桥过渡段过短,无法应用当地典型台背回填方案的问题,提出填砂法、泡沫轻质土法两种台背回填方案,并进行优缺点分析与方案比选。在综合考虑建设工程质量、路基强度、运营期桥头稳定性和运行舒适性的情况下,确定采用泡沫轻质土法。给出泡沫轻质土法方案设计要点,并进行抗浮稳定性验算,提出在做好桥头路基过渡的同时,应做好路面结构的刚柔过渡,才能更好地解决桥头跳车问题。

级配碎石过渡层沥青路面结构承载力分析

调查确定级配碎石过渡层沥青路面典型结构,计算分析沥青层厚度、水泥稳定碎石层厚度、级配碎石过渡层模量、路基强度4类因素对沥青路面路表弯沉的影响;对比分析不同路基强度条件下,级配碎石过渡层沥青路面与典型半刚性基层沥青路面路表弯沉的关系。结果表明:路基强度对级配碎石过渡层沥青路面路表弯沉的影响最大;考虑不同路面结构形式对计算弯沉修正后,级配碎石过渡层沥青路面与典型半刚性基层沥青路面所能承受的荷载作用次数基本相当。

刚柔复合式路面层间界面剪切疲劳试验研究

针对刚柔复合式路面结构的特点和现有研究存在的不足,研发一种适用于刚柔复合式路面层间剪切疲劳测试的装置,并介绍该试验装置的科学性和优势。利用该装置确定刚柔复合式路面层间喷洒式结构沥青的最佳用量为1.4kg/m2,进行层间界面剪切疲劳试验,提出刚柔复合式路面的层间抗剪强度结构系数。运用有限元法,计算和分析刚柔复合式路面层间剪应力与沥青层厚度的关系,提出基于层间剪切疲劳的沥青层厚度设计方法。研究结果可为合理设计刚柔复合式路面的结构层厚度提供参考。

半刚性基层沥青路面的倒装结构综述

针对半刚性基层沥青路面裂缝比较严重的问题,介绍了倒装结构能防治裂缝的机理,综述了国内外大量 应用实例,详细讨论了我国实验路的使用情况;同时提出柔性基层是解决半刚性基层沥青路面开裂的途径之一.

沥青路面结构长期使用性能跟踪观测研究

为比较不同沥青路面结构的野外长期使用性能,对日照—兰考高速公路菏泽—关庄段铺筑的3种山东省广泛使用的沥青路面结构进行跟踪观测,通过路面损坏状况、平整度、车辙深度、路面结构强度等指标的纵横向比较,得出沥青大碎石柔性基层+3cm抗疲劳层的路面结构使用性能最优,从而为公路建设及大中修养护提供数据支撑。

长效路面结构的设计探讨

我国道路路面由于各方面原因,使用寿面相对比较短,甚至远远低于设计年限,造成很大的经济损失,因此延长道路使用寿命,减少结构层破坏程度以及降低后续维修频率是非常有必要的。一般道路破坏最严重的是道路结构层的破坏,因此设计时首先要考虑从结构层开始。对于设计长效路面结构,通过定性分析、理论研究,提出了"刚基优面"的设计思想,以该思想为指导,依托武汉市天河机场第二通道,选取普通水泥混凝土和沥青混凝土面层复合式路面作为长效路面结构,以期实现路面长寿命目标。

刚柔复合式路面结构室内压剪强度试验研究

研发了一套室内试验装置及方法,通过设置倾角将竖向载荷分解为垂直或平行于试件表面的分力,实现对刚柔复合式路面结构的室内压剪试验.采用Abaqus软件分析了复合试件的三维应力分布,通过室内试验对比了不同试验方法的强度值,测试了不同因素对压剪强度的影响,并拟合出考虑温度和沥青层厚度的压剪强度模型.有限元分析结果表明,试验采用的压头和试件组合能较好地模拟实际路面结构的应力分布状态.试验结果表明,温度和沥青层厚度是影响复合式试件压剪强度值的主要因素.当试件压剪破坏时,对应的层间剪应力恒小于层间剪切强度,若荷载扩散角为45°,则层间剪应力仅为层间剪切强度的8%,从而确定了复合试件的破坏位置在沥青面层而非层间处.

具有柔性过渡层的沥青混凝土路面半刚性基层顶部温度状况的理论模拟

半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝产生的原因之一是半刚性基层温度变化引起的 ,半刚性基层和沥青混凝土面层之间加入柔性过渡层可有效地防止沥青混凝土路面出现反射裂缝。根据传热学原理 ,采用有限单元法对吉林省通化试验路 3种路面结构半刚性基层顶部温度状况进行了对比分析 ,结果表明无论夏季或冬季 ,柔性过渡层都能有效地改善沥青混凝土路面半刚性基层的温度状况 。

混合式沥青混凝土路面结构在高速公路养护中的应用研究

结合辽宁省交通厅重点科研课题"沥青稳定碎石和级配碎石的研究",首次在辽宁省采用柔性基层与半刚性基层组合的混合式路面结构形式对高速公路进行维修处理,本文对采用我国沥青混凝土路面规范和美国AASHTO(1993)路面设计方法进行了探讨,并结合工程实际,铺筑了三种路面结构形式的试验路段。试验路通车3年后,路面性能良好,可有效地减少路面反射裂缝和水对路面的影响,为混合式路面结构在高速公路应用做了有益的探索。