移动荷载下道路病害的弯沉盆特性

移动荷载作用下道路弯沉盆蕴含路基、路面的病害信息,充分利用移动弯沉盆信息开展道路病害快速无损检测受到行业重要关注。该文通过分析道路病害的弯沉盆特性,为移动弯沉车开发道路病害检测方法提供技术参考。首先建立半刚性基层沥青路面有限元模型,通过设置不同类型和程度的病害有限元模型,分析在移动荷载作用下路表弯沉盆的连续变化情况。结果表明:荷载移动到病害区域时,各病害模型中路表弯沉盆的中心弯沉值均会变大;路面结构层出现横向裂缝时,弯沉盆的形状会发生明显变化,贯通性横向裂缝对弯沉盆形状的影响最明显;基层与底基层局部松散对弯沉盆形状的影响比面层松散对弯沉盆的影响更明显;土基顶部出现空洞时,弯沉盆形状变化不明显;路基唧泥病害会严重影响路表弯沉盆形状与大小。

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。

基于截尾分布的永久路面结构可靠度分析

为建立基于实测参数变异范围的永久路面结构可靠度分析方法,首先基于概率等效原则和逆变换法建立参数“有界”性的双侧截尾分布随机数抽样方法;然后选取现行沥青路面设计规范中面层、基层和路基结构的验算指标建立极限状态方程并开发多指标可靠度计算程序,将分析结果与理论分布随机变量可靠度程序对比;最后结合实测参数变异性水平,使用建立的可靠度分析方法评估京德高速永久路面结构的工后可靠度。结果表明:截尾分布更符合工程参数的真实分布,计算的可靠度更准确;中等交通荷载等级下,京德高速的路面结构可靠度为95.2%~98.7%;在累计当量轴次失效点后,永久路面结构面层、基层和路基的可靠度值均随轴次的增大而减小,且荷载越大,可靠度值下降速率越快,可靠度也越低。

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。

泡沫沥青复合式冷再生混合料组成设计与性能评价

文中通过发泡试验确定了泡沫沥青的最佳发泡条件,采用马歇尔试验确定了RAP和RAI不同掺配比例下泡沫沥青的最佳掺量,测试分析了泡沫沥青复合式冷再生混合料的抗压强度、抗拉强度、水稳定性和动态模量等性能.结果表明:在发泡温度为160℃,发泡用水量为2.9%的条件下,沥青发泡效果最优;在最佳发泡条件下,RAP掺量为0%、20%、40%的三种方案对应的泡沫沥青最佳掺量分别为3.4%、3.1%、2.9%,此时,三种方案均有较好的抗压、抗拉、水稳定性,并且随着泡沫沥青冷再生混合料中RAP掺量的增加,柔化程度与抗拉性能均逐渐增大,但抗压性能与水稳定性能均有所降低.

半刚性基层路表结构设计及疲劳寿命验算

借助Abaqus软件,对半刚性基层沥青路面结构在不同工况及层间接触状态下的力学响应特性进行了深入分析。研究发现,竖向荷载、通量以及重车比例对结构的寿命具有显著影响,而水平荷载的增加则易于导致层间发生剪切破坏。此外,文章着重分析了三种不同结构层间接触状态的劣化性能演变,结果表明,层间接触的黏结能力对于结构的力学性能具有至关重要的作用。在此基础上,进一步探讨了环氧沥青结构和倒装结构的疲劳特性参数敏感性排序,并成功揭示了结构在不同荷载工况下的力学演变规律。即环氧+应力吸收层和环氧+倒装结构在标准荷载下展现出较为优异的性能,而在重载条件下,则推荐使用面层较厚的环氧+半刚性基层结构。同时,层间接触状态的变化对结构的力学性能具有显著影响,层间黏结性越好,结构越不易发生破坏。

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。

半刚性基层裂缝微创注浆耐久性评价——以江苏省内宁杭等高速为例

在高速公路沥青路面的养护工程中,常规手段难以彻底解决路面结构内部的隐性病害问题。微创注浆技术因其技术优势,逐渐被用于这类病害的修复。然而现在研究方向聚焦于注浆材料的研发和施工工艺,对于注浆技术耐久性评价关注较少。鉴于耐久性直接影响技术的使用效果和寿命延长,开展耐久性评价显得尤为重要。采用室内试验和实地路面跟踪观测两种方法评估半刚性基层裂缝注浆的效果。结果表明:养生28 d、90 d、1 a的不同龄期无侧限抗压强度恢复率分别为70.4%、70.0%、68.6%;养生7 d、28 d、90 d、1 a的地推直剪试验剪切强度分别为0.75、1.25、1.21、0.90 MPa;养生28 d冻融循环2次劈裂强度值为5.2 MPa。表明半刚性基层裂缝微创注浆并经长期使用后,无侧限抗压强度值、剪切强度值仍保持较好的水平。根据实体工程持续跟踪观测,芯样完整性高、浆液饱满、强度值未明显衰减。

半刚性路面基层养生期实验研究

文章介绍了一种实验方法,用于评估半刚性路面基层养生期的效果。该方法采用实验室模拟养生环境,通过观测和分析基层材料在不同养生时间下的力学性能、收缩性能和耐久性等指标,量化养生期对基层性能的影响。实验结果表明,适当的养生期对提高半刚性路面基层的各项性能具有显著作用。文章研究内容为优化基层材料设计和施工工艺提供了理论依据。

超载状态下半刚性基层沥青路面力学响应分析

基于弹性层状体系理论,应用BISAR软件对标准轴载和不同超载状态下半刚性基层沥青路面的力学响应进行分析,主要指标包括路表弯沉、行车方向水平拉应力和沥青面层竖向压应力。研究结果表明,超载状态下路面结构的力学响应值大幅度增长,将导致路面使用性能降低,缩短使用寿命。应加大超载运输治理力度,保障路面正常运营。

高模量沥青路面结构力学响应及适用层位分析

为探究高模量沥青混合料在半刚性基层沥青路面结构中的合理应用层位,明确高模量沥青层的引入对路面结构受力影响的变化规律,文中选用BISAR3.0路面力学计算程序,以中下面层材料抗压模量变化、下面层材料差异、层间黏结状态、路基不同工况四类别主要影响因素开展不同深度与计算点位的路面结构受力状态的全面考察。结果表明,对于半刚性基层沥青路面,高模量沥青层的引入不会对基层的应力、应变状态产生较大影响,将高模量沥青混凝土设置在下面层的效果优于中面层,下面层模量的提高有助于减小沥青层层底的拉应变,降低幅度在40%左右,同时路面沥青面层不同深度的抗剪切变形和抗疲劳损伤能力也均有所提升;提高高模量沥青层与半刚性基层的层间接触强度可显著改善路面结构的整体受力性能,有效降低各结构层的拉应变与剪切应变;提高路基抗压模量可有效改善基层受力状态,降低半刚性基层开裂风险及由此产生的沥青面层反射裂缝问题。

沥青路面基-面层病害关联性分析

为探究半刚性基层沥青路面中面层和基层病害的内在联系,梳理总结沥青面层和半刚性基层病害类型,对比面层和基层中各类病害分布特征。在此基础上,量化评价基-面层破损面积的相关程度,并对不同面层病害条件下基层破损程度进行对比分析。结果表明,沥青面层中,裂缝类病害最为严重;半刚性基层以块裂类和松散类病害为主,二者综合占比约78%;除车辙外,沥青路面面层与基层病害破损之间存在内在联系,面层破损越严重则其对应基层损伤越大。

基于MLS66加速加载试验的半刚性基层沥青路面力学响应分析

为研究半刚性基层沥青路面结构的力学响应变化规律,采用MLS66加速加载设备在不同路面温度场及加载速度下进行路面测试.结果表明:测点位置对面层层底横向应变的影响最为显著,对纵向应变的影响较弱,二者最不利荷载位置均为双轮中心;竖向应变受测点位置的影响最不明显.基层和底基层层底的最不利荷载点也在双轮中心.面层层底三向应变幅值与温度正指数相关,其中竖向压应变最为明显,温度每升高1℃,应变增加59.4×10^(-6);基层、底基层应变幅值受温度影响较小.加载速度降低导致面层层底纵向、竖向应变幅值和作用时间的增加,速度由22 km/h降低至10 km/h时,作用时间分别增加110%和67.6%,这将引起面层的疲劳开裂以及压密型车辙.因此对于交叉路口和停车频繁的路段,应注意对该层位进行优化设计.

半刚性基层开裂后沥青路面寿命预估方法研究

依据“半刚性基层沥青路面疲劳寿命由裂缝产生和裂缝扩展两阶段组成”这一路面疲劳寿命预估准则,提出以防治反射裂缝为目的的半刚性基层沥青路面疲劳寿命预估方程,该方程由起裂阶段寿命和裂缝扩展阶段寿命两部分组成,并以喀叶墨高速公路为例验证了该方程的准确性。结果表明:温度荷载作用下应力强度因子K_(1)明显小于交通荷载作用时产生的剪切型应力强度因子K_(2);反射裂缝扩展过程中,裂缝扩展前期受温度和荷载共同影响,后期主要受交通荷载的影响;在半刚性基层出现贯穿裂缝的情况下,路面起裂寿命很小,几乎可以忽略不计,因此裂缝处对应的沥青层底很容易开裂;在裂缝扩展阶段,面层厚度对半刚性基层沥青路面反射裂缝扩展寿命影响最大,其次为面层模量,基层厚度和模量对其影响较小。因此可通过增大面层厚度或减小面层模量的方式,提高半刚性基层沥青路面使用寿命。

京新高速伊吾至巴里坤段温变型病害风险监测研究

为揭示京新高速伊吾至巴里坤段长时序温度差异诱发工程病害的风险特征,通过对巴里坤地温监测断面年际监测数据进行分析获取了路面结构层温度分布特征,并通过数值方法反演了路面结构层温度与沥青路面温度的定量关系,研究了高温车辙、温度疲劳裂缝和温缩裂缝等温变型病害的时间演化规律,结果表明:该路段路面最高温度超过50℃以上情况仅发生于6、7月份,且概率较低,故研究区域发生高温车辙的病害风险较低;6—9月高温季节路面及沥青上面层日较差超过20℃的天数比率分别为51.9%和35.3%,故该路段沥青层出现温度疲劳裂缝的可能性较大;冷季半刚性基层持续处于低温状态,尤以2—3月期间温度变化最为剧烈,温度变化幅度达到12.4℃,因此该路段冬季发生温缩裂缝的风险较大。

施工参数变异对永久路面半刚性基层无侧限抗压强度的影响

研究了水泥剂量、集料级配、含水率和压实度对水泥稳定碎石基层不同龄期无侧限抗压强度的影响,分析了影响无侧限抗压强度的关键施工参数及规律,并依托河北京德高速公路永久路面半刚性基层建立施工参数变异水平与无侧限抗压强度的响应面模型。研究结果表明:水泥剂量为水稳碎石基层各龄期无侧限抗压强度的最显著影响因素;施工参数变异水平对7 d无侧限抗压强度的影响排序为水泥剂量均值>压实度均值>水泥剂量变异系数>压实度变异系数;7 d无侧限抗压强度与施工参数及变异性的响应面回归模型的F值为203.82,P值小于0.0001,精度较高,可用于实际工程半刚性基层无侧限抗压强度的预测和控制。

双层沥青面层半刚性基层结构路面病害调查研究

以西开高速公路为例,对半刚性基层双层沥青路面结构裂缝进行观测,分析双层沥青路面病害成因,同时与三、四层沥青路面结构病害进行对比分析。研究结果表明:二层路面典型结构的轻中交通等级路段,通车5年内可提供较好的服务水平。因此建议通车5年左右施加铺罩面等预防性养护措施,延长路面寿命。

沥青路面加铺层对半刚性基层力学响应影响研究

为明确沥青路面使用加铺层后对半刚性基层材料力学性能的影响,通过建立含加铺层的沥青道路有限元仿真模型,通过数值模拟的方法,研究加铺层结构、弹性模量参数对半刚性基层力学响应的影响规律,为路面加铺层设计提供理论依据。结果表明:加铺层的弹性模量和厚度,对于半刚性基层力学响应具有显著影响,采用合适的加铺层厚度、采用弹性模量适中的沥青材料作为加铺层,可以使半刚性基层具有良好力学特性,延长使用寿命。为此,使用有限元分析方法,研究加铺层对无机结合料稳定类基层力学响应的影响,对延长半刚性基层材料使用寿命,具有一定工程意义。

海外道路半刚性基层路面高渗高粘透层施工技术探析

文中结合海外道路半刚性路面施工工程,阐述高渗高粘透层材料组成设计、制备材料设备,分析乳化剂掺量确定过程及乳化沥青制备方法,探究基层及沥青面层的材料技术指标及配合比设计,经过渗透试验得出了乳化剂、增粘剂的最佳掺量,确定了高渗高粘透层材料的最终配合比及洒布施工方法,为类似工程提供参考。