沥青路面结构内荷载频率分布与变化规律的研究

对一柔性基层沥青路面段各层沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下进行了动态模量试验,根据试验结果形成了各混合料的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,并通过埋设传感器实测了路面结构内的温度场,利用等效路面厚度法对路面结构内不同深度荷载作用频率和应力峰值个数随车速、轴载类型和路面温度场的变化规律进行了分析.

沥青混合料三轴动态模量的预测方法研究

对SMA-13,Sup-20和Sup-253种沥青混合料进行了不同温度、围压和加载频率下的动态模量试验,并对利用点-斜率法和斜率-比例法(由中间点和由边缘点)预测三轴动态模量的效果进行了研究.结果表明,同一频率时,不同温度下的三轴动态模量与相应的体积应力之间呈线性关系,而且不同围压下的直线斜率几乎相同.利用点-斜率法和斜率-比例法预测三轴动态模量精度均很高,能满足工程应用的需要.利用点-斜率法仅需进行一个中间参考温度下的有围压试验,需要进行的试验量小,容易实现.该研究为更好地利用沥青混合料的三轴动态模量提供了基础.

沥青路面力学响应的季节性变化研究

为使对路面结构的分析和设计更加符合实际情况,需要考虑季节性的变化.针对某一柔性基层沥青路面结构进行分析,通过室内试验确定了各层沥青混合料的动态模量主曲线和时间温度换算因子,并确定了路面结构内温度场和动态模量的分布和变化,进而计算了路面结构关键响应随时间的变化情况.分析了路表弯沉、沥青层底拉应变和土基顶面压应变季节性波动情况,并在满足工程精度要求下,确定了响应的关键位置.

黏弹性三维层状系统的动力谱单元的研究

将黏弹性材料的应力-应变关系和三维谱单元耦合起来,解决三维黏弹性层状体系受冲击荷载的动力问题。此算法将4参量Burgers微分型本构黏弹性模型,方便地代入谱单元在频率内的波动解,再通过快速傅立叶变换得到时域内三维层状黏弹性体系的瞬态响应分析的结果。以3层路面体系为例,用此算法对其进行了脉冲荷载下的动力响应分析,与有限元的计算结果进行对比,二者吻合良好,同时又对弹性和黏弹性多种路面模型进行了动力分析和对比。

基于三维谱单元模型的路面结构动力反演系统

提出一类用于三维层状体系的谱单元,使其解决三维层状体系受冲击荷载的动力问题。结构中的每一层在频域内被模拟为两节点谱单元或单节点谱单元。非线性优化方法——Powell法用于解决层状系统的参数反演的问题。以3层路面体系为例,对其进行了动力荷载下的响应分析,并与有限元的计算结果进行了对比,两者的吻合良好。并且由例证可见,反算的算法收敛稳定,计算效率高。

利用轴载谱分析高速公路水泥路面当量轴载换算系数

利用江苏省不同地区20条高速公路上2004-2006年所有货车和大客车的动态称重数据，分析确定了各自的轴载谱参数；比较了我国和AASHTO1993水泥路面设计方法中轴载换算公式的区别，分别利用这两种方法确定了各种车型的当量轴载换算系数以及混合交通的累计轴载作用次数，为路面结构分析和设计提供参考，并指出在参考国外相关指标和典型的路面结构时，应当注意由于国、内外水泥路面轴载换算公式不同而造成的差别．

限制区对Superpave混合料性能的影响

研究了限制区对Superpave混合料性能的影响.由实际设计过程的分析和室内试验可知,走限制区上方、穿过限制区和走限制区下方级配并不一定影响混合料的最佳沥青用量,设计沥青用量主要取决于矿料间隙率的最低要求.3种级配的不同对旋转压实和马歇尔击实体积指标的差别程度有较大的影响.对3种级配沥青混合料的高温、低温、水稳定性和抗疲劳性能进行了试验研究,研究表明:穿过限制区的级配比避开限制区的级配有同样或更好的性能,当不使用天然砂且原材料指标和混合料体积指标都满足要求时,可以取消限制区的要求,这为利用难以压实的集料生产Superpave混合料提供了有效途径.