摘要：为了研究半刚性基层沥青路面上超薄白色罩面(UTW)结构设计方法,采用三维有限元方法计算了UTW路面结构的荷载应力。通过计算确定了UTW路面的设计荷位为纵缝边缘中部。基于基层顶面当量回弹模量(Et)和旧沥青层模量(Ea)及统计分析结果,提出结构强度综合系数为Rj=E(t1/3)×log(Ea),得到了Rj<17时的板厚设计图表,并验证了Rj<17适用于我国大部分需要修复的沥青路面的路况。借鉴水泥混凝土路面设计规范,在考虑疲劳及可靠度的基础上,提出了考虑温度和荷载综合影响的UTW路面结构设计计算公式,并通过足尺试验验证了该设计方法的可行性,同时对确保UTW层间黏结的施工方法进行了探讨。最后探讨了UTW路面结构的适应性,并指出其在重载高等级道路的适用性尚需实体工程进一步验证。

摘要：通过有限元分析及试验,探讨了超薄白色罩面(UTW)的结构设计方法.采用ANSYS软件建立有限元模型,以正交各向异性接触模型模拟层间接触状况.分析确定了最不利荷位,对板底拉应力和层间剪应力的影响因素进行了分析,计算了不同板尺寸下的温度应力.基于基层顶面当量回弹模量和旧沥青层模量,给出结构强度综合系数的计算公式,得出结构强度综合系数小于等于17时的板厚设计图表,可用于超薄白色罩面的路面设计.

摘要：运用损伤力学、传热学、断裂力学理论和有限元法,分析了沥青层的温度疲劳损伤特性、疲劳寿命、裂缝扩展等。研究结果表明:温度疲劳损伤主要集中在沥青层表面,随着温变次数的增加,沥青层表面的损伤度线性增加;随着沥青层模量与温变幅值的增加,沥青层表面的损伤度不断增加;随着温变次数的增加,沥青层表面的水平拉应力线性减小;随温变幅值的增大,沥青层的疲劳寿命不断减小;基于高温效应的沥青层最小临界厚度为4cm;增加沥青层厚度和减小沥青层模量可以起到延缓沥青层温度裂缝扩展的作用。研究结果对刚柔复合式路面的合理设计和推广应用有重大意义。

摘要：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。

摘要：针对连续配筋混凝土与沥青混凝土(CRC+AC)复合式路面结构的特点和现有研究的不足,运用断裂力学理论和有限元法,计算了CRC层的最大温度梯度、车辙深度、温度裂缝的扩展强度,分析了结构层厚度与CRC层的最大温度梯度、车辙深度、温度裂缝扩展强度的关系。结果表明:AC层厚度一般在不小于4cm时才能起到降低CRC层顶面最大温度的作用;CRC层的最大温度梯度随AC层和CRC层厚度的增加而递减;车辙深度随着AC层厚度的增加而递增;AC层厚度的增加能有效减小温度裂缝的扩展,其他结构层厚度对温度裂缝的扩展强度影响不大。研究结果可为合理设计CRC+AC复合式路面的结构层厚度提供参考。

摘要：提出一种不同于传统经验设计法的桥面沥青铺装理论设计方法。利用有限元方法计算分析桥面沥青铺装受力特性,发现“肋间距”与桥面板厚度是影响沥青铺装受力的关键因素,基于此结论,新设计方法采用两跨连续叠层梁作为铺装受力计算的基本模型。基于桥面沥青铺装疲劳开裂以纵桥向裂缝为主的工程实际,以及桥面沥青铺装的有限元计算结果,确定铺装顶面最大横向弯拉应变为控制指标,分别以铺装表面弯拉应变相等以及铺装底面弯拉应变相等的条件,利用弹性层状体系计算程序“BISAR”,计算得到铺装结构的“当量土基模量”,从而将桥面沥青铺装设计与一般沥青路面设计相联系,形成较为系统的桥面沥青铺装力学设计系统。采用桥面沥青铺装力学设计方法的算例表明,钢桥面的“当量土基模量”较大,计算精度较高,水泥混凝土桥面的“当量土基模量”非常小,对计算过程的数据精度有更高的要求。

摘要：针对刚柔复合式路面的结构特点和现有研究的不足,运用损伤力学、断裂力学理论和数值仿真法,分析沥青层的荷载疲劳损伤特性、开裂机理、裂缝扩展等,并对实体工程进行观测。研究结果表明:在荷载的反复作用下,荷载作用一侧刚性基层接缝(裂缝)处的沥青层易出现疲劳开裂,开裂后裂缝尖端处受到拉应力作用,裂缝沿尖端向上扩展;随着接缝模量的不断增加,沥青层的疲劳损伤寿命不断提高;随着沥青层模量的增加,沥青层的损伤度不断增大;随着土基模量的增大,沥青层的损伤度不断减小;沥青层反射裂缝的扩展强度随裂缝扩展而增大,且在裂缝扩展后期的增大幅度要明显地大于前期的增大幅度;增加沥青层厚度会对反射裂缝的扩展起延缓作用,随着沥青层模量的增加,沥青层反射裂缝的扩展强度线性幅度增大,但增加幅度并不大。研究结果可用于刚柔复合式路面的合理设计。

摘要：利用直线式加速加载试验系统,对12种沥青铺装方案进行了大型直道足尺试验。研究了正交异性钢桥面板的受力特点和动荷载作用下的响应特性,分析了导致钢桥面沥青铺装层产生疲劳破坏形式的原因,指出了现行钢桥面沥青铺装设计存在的主要问题,并针对目前钢桥面沥青铺装设计提出建议。

摘要：为解决西陵长江大桥钢桥面沥青铺装大修中遇到的工程技术难题,对设计控制指标、设计计算方法、试验检测方法、旧桥面清除方法等进行了研究。在对西陵长江大桥旧桥面铺装病害调查、沥青铺装体系力学模型计算、极限低温调查的基础上,采用铺装表面弯拉应变与铺装——钢板界面剪应力作为铺装材料疲劳设计控制指标,提出长寿命防水粘结层设计,并提出实用的试验检测方法与指标。在沥青铺装现场温度测试的基础上,建议提高沥青混合料车辙试验的温度标准与动稳定度指标。在对旧桥面铺装材料与结构分析的基础上,提出旧桥面清除方案。在对旧钢板抛丸除锈试验段基础上,解决清洁度与粗糙度指标之间的矛盾。研究结果表明:旧铺装机械清除以保护钢板为主,半桥施工应考虑配重、安全防护、环境保护;两遍抛丸除锈采用不同粒径钢丸可解决清洁度与粗糙度的矛盾;多跨连续叠层梁模型计算的铺装表面弯拉应变与界面剪应力作为疲劳设计指标基本可行;采用抗拉强度结构系数提高极限低温下的沥青混合料弯拉应变技术要求是可行的;铺装高温稳定性设计应提高温度标准,动稳定度指标可根据设计交通量确定。

摘要：选用叠层连续梁作为计算基本模型,将沥青铺装表面的最大弯拉应变以及钢面板与沥青铺装界面最不利剪应力作为设计控制指标,以实体工程的结构参数作为计算模型参数,采用有限元计算方法,分别计算分析了大纵坡、超高横坡条件造成铺装表面产生的水平力及其对铺装结构内部应力应变的影响。根据计算结果提出修正基本模型计算结果的方法与具体修正系数的计算。在此基础上提出匝道钢桥面沥青铺装简化设计方法。最后,以实体工程为例,将该设计方法用于工程实践。实践证明,以叠层连续梁为基本模型,考虑纵、横坡度修正后进行匝道钢桥面沥青铺装设计是可行的。