广西某高速公路沥青路面车辙病害影响因素分析

对实体依托工程的现场调研、室内试验和建立模型进行分析,从重载交通、路面结构、抗压强度、压实度等因素分析了对广西高速公路沥青路面车辙病害的影响,提出加强对重载、超载的管制,进行针对性路面结构设计,提高沥青路面施工质量稳定性的对策建议。

改性沥青路面结构层施工技术的应用分析

近年来,沥青路面以其噪声小、平整度高以及维修便捷等优点成为了当前我国高等级公路、市政道路建设的主要路面材料。但是随着长期行车荷载以及外界环境因素的影响,路面服役期间常会产生车辙、裂缝等病害问题,严重影响行车安全与舒适性,因此亟需对其进行整改。文章以某道路工程为例,着重研究了改性沥青路面结构层的施工技术,详细分析了改性沥青的施工工艺流程,包括材料选择、配合比设计、施工质量控制等方面。研究结果显示,该工程厚度、平整度、宽度及外观质量等均符合技术要求,可为类似工程方案应用提供一定技术指导。

精表处在公路预防性养护中的应用研究

沥青路面长期暴露在自然条件下,受外界因素的影响,经常出现各种各样的病害,大部分病害都是逐渐形成的。因此,道路的预防性养护工作要得到足够重视,在病害早期阶段就加以控制。预防性养护就是在既有路面上加一个不超过4 cm的薄层,经过研究精表处可以提高沥青路面的防水性能、抗滑性能,对路面的平整度和行车舒适性也会有明显改善。该文以某省道为例,经过路况调查评价,使用精表处对预防性养护路段进行处理,精表处施工前后,渗水系数、摩擦系数、构造深度均有明显改善。精表处施工无需加热,对于资源节约、环境保护方面可以起到积极的作用,同时还具有养护成本低、质保时间长等优点。

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。

废胶粉改性沥青在道路工程中的应用

文中以四川某新建高速试验段为例,将废胶粉改性沥青分别应用于试验段上面层AC-13和中面层AC-20,并进行施工质量控制,施工完成后进行路面现场检测。结果表明,试验段摊铺效果良好;上面层AC-13的平均构造深度相较于规范值降低了6%;上面层AC-13和中面层AC-20的平均标准差σ相较于规范值分别降低了53%和43%,平均渗水系数相较于规范值分别降低了74%和63%;废胶粉改性沥青路面试验段上中面层整体路用性能好。

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。

短切玄武岩纤维沥青路面使用性能后评估

短切玄武岩纤维是一种由可与沥青发生良好交互作用的矿物为主形成的纤维,具有优异的机械强度、热稳定性和耐化学性。短切玄武岩纤维因其优异的路用性能,越来越多地被应用于高速公路、国家和省级干线等工程。现依托江苏京沪高速在路面养护工程中应用短切玄武岩纤维的路段,基于路表性能、结构性能、材料性能评价方法,进行了路面性能后评估研究。结果表明,短切玄武岩纤维沥青混合料芯样表现出优异的高温性能、水稳定性能、抗裂性能和力学性能。其中,基于半圆弯曲试验的抗裂性能评价,玄武岩纤维上、中面层断裂能分别为910.0 J/m^(2)、1 168.9 J/m^(2),均属于“1”等级。总体来看,短切玄武岩纤维沥青路面具有良好的长期使用效果。

全厚式沥青路面结构设计与优化

为探究抗疲劳结构层等功能层在全厚式沥青路面结构中所发挥的作用,设计了以级配碎石为底基层,细粒式密集配沥青混合料结构层为抗疲劳层的全厚式沥青路面结构,以改变结构层厚度和设计轴载的方式计算了不同因素组合下路面结构的沥青层层底拉应变、路基顶面压应变及预估使用寿命,使用方差分析法确定了不同因素对路面结构使用性能的影响,最后对设计的路面结构进行了优化。结果表明:细粒式密集配沥青混合料结构层和级配碎石结构层厚度的增加对保证路面结构耐久性有着积极作用,重复重载作用是影响路面结构使用性能和耐久性的主要因素。

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。

高速公路沥青路面渗水性能

通过对三条在建高速公路沥青路面渗水系数的测试,分析得出沥青路面渗水性能与沥青混合料的类型、路面现场空隙率、结构层厚度及路面表面构造深度有关。测试结果统计分析表明相同空隙率下,粗级配的混合料更易渗水;相同级配下,路面现场空隙率越大,表面构造深度越大,路面越易渗水;路面渗水系数随路面厚度的增加而减少;建议沥青路面渗水系数应作为高速公路施工中一项质量控制指标,并初步提出控制标准的建议值。

粗集料表面纹理粗糙度的分形测量和描述

为了分析粗集料表面纹理状况对沥青混合料性能的影响,采用激光轮廓仪对8种不同粗集料表面纹理曲线进行直接测量.运用分形理论中对随机过程的结构函数方法,分析了表面纹理曲线的分形特征.采用定量评定方法,以分形维数D和截距K为评价指标,对粗集料表面纹理粗糙度进行了研究.结果表明,粗集料表面纹理曲线均在一定范围内具有分形特性,粗集料表面纹理的粗糙程度不受粒径大小影响.

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。

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。

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．

旧沥青路面表面处治层抗剪性能

为了提高旧沥青路面的防滑、防水和耐磨等路面使用功能,提出旧沥青路面铺设两油一布撒铺碎石矿料进行综合表面处治技术。根据表面处治层的结构特点确定室内试件制作方法,选择8种不同沥青和土工布的结构组合,得出各种结构组合的沥青和矿料单位面积最佳用量。对8种不同结构组合的表面处治层进行了抗剪性能测试,得出最佳结构组合;通过不同的垂直正压力和试验温度,对最佳结构组合进行抗剪性能测试,得出其摩擦系数和高低温抗剪性能。结果表明,表面处治层的最佳结构组合为采用克拉玛依90#基质沥青和单位面积质量为300 g/m2的短纤维土工布,测得其摩擦系数为0.5989,且其低温抗剪性能优于高温抗剪性能。

沥青路面贫混凝土基层应力计算

为分析贫混凝土基层沥青路面新型路面结构的基层应力情况,通过有限元分析方法计算贫混凝土基层的荷载应力,并利用弹性层状体系理论分析沥青面层厚度对其影响,由此推导出基层荷载应力的计算公式.根据不同自然区划的温度场和最大温度梯度,得出贫混凝土基层沥青路面中的基层温度应力的有限元解,于此提出了基层温度应力的计算公式.上述两公式为贫混凝土基层沥青路面结构中基层厚度设计的重要依据.