格柵加筋瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)輪載疲勞模擬對比試驗

采用有限元軟件對不同格柵層位對舊瀝青路面加鋪層結(jié)構(gòu)應力應變的影響規(guī)律進行分析,探索格柵加筋在瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)中的最佳位置。通過計算得出:在只考慮整個加鋪層底部的最大拉應力、拉應變的情況下,格柵設(shè)置在加鋪層底部的抗拉效果比設(shè)置在其他層位要好;就瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)整體疲勞壽命來看,格柵鋪設(shè)在加鋪層厚度的1/6處比鋪設(shè)在加鋪層底部更能有效延長加鋪層的疲勞壽命;同時通過理論計算得出應力吸收層與格柵加筋聯(lián)合使用是提高加鋪層疲勞壽命的有效方法。

從車轍機理分析入手,由ansys確定面層內(nèi)部最大剪應力位置,再通過不同層位室內(nèi)車轍試驗的對比驗證,得到了工程路面鋪筑的最佳位置,可為工程實際提供參考依據(jù)。

通過對小玻格柵加筋土體的三軸試驗研究及剪切后試樣的ct掃描,分析了不同加筋層數(shù)對試樣應力應變關(guān)系、抗剪強度和側(cè)向變形束縛作用的影響。結(jié)果表明:加筋作用隨著軸向應變的增大而增大;同一種加筋材料,加筋層數(shù)越多,加筋效果越明顯;適當?shù)募咏顚訑?shù)可以很好地約束加筋土側(cè)向變形,但加筋層數(shù)超過一定范圍后,加筋層數(shù)越多對側(cè)向變形的約束并一定越強。

通過載荷試驗,模擬基礎(chǔ)受荷條件下的剪切破壞過程,了解不同類型格柵在增大荷載擴散角,提高承載力,減小地基變形等方面的效果。

玻纖格柵作為近年來開發(fā)的新型土工合成材料,因其有較強的抗拉強度、較高的彈性模量和與瀝青混凝土較好的相容性等特點,已逐漸應用于道路工程中。本文介紹了玻纖格柵應用于瀝青加鋪層改造舊水泥混凝土路面的實例,并對其進行了理論分析。結(jié)果表明,采用土工合成材料可有效地延緩原水泥混凝土路面的接、裂縫在瀝青混凝土加鋪層中的反射,減少加鋪層厚度,還可節(jié)省工程造價。

通過對具有不同含水率、不同土工格柵加筋層的粘土進行了三軸壓縮試驗,測定了土工格柵加筋土體的抗剪強度指標。分析了土工格柵加筋粘土體的內(nèi)摩擦角和粘聚力隨含水率、加筋層的變化規(guī)律,得出了有土工格柵加筋粘土的重要結(jié)論。

通過室內(nèi)試驗研究加筋粘性土的加筋效果,并分析含水率對加筋粘性土的抗剪強度指標的影響,其結(jié)論為今后土工格柵加筋粘土在工程中的應用提供理論參考依據(jù)。

橡膠砂作為輕質(zhì)、耗能填料在土木工程中有廣泛的應用前景,但其強度往往會隨橡膠含量的增大而降低。土工格柵常用于對散體材料的加筋補強,研究土工格柵對橡膠砂強度特性的加筋效應具有重要意義?；谌S壓縮試驗,對3種不同格柵布置方式(1、2、3層)下的干燥橡膠砂強度特性展開研究,重點考察加筋層數(shù)對不同圍壓(50、100、200kpa)下、不同配比(0%、10%、20%、30%、40%)橡膠砂的強度參數(shù),如峰值強度、似黏聚力、內(nèi)摩擦角的影響規(guī)律。結(jié)果表明:土工格柵加筋橡膠砂的強度參數(shù),包括峰值強度、似黏聚力、內(nèi)摩擦角,相對于未加筋橡膠砂均有明顯提高,提高幅度隨土工格柵加筋層數(shù)的增加而增大,隨著圍壓的降低而增大；土工格柵對配比為20%橡膠砂的強度加筋效應最為明顯；土工格柵加筋橡膠砂的強度參數(shù)恢復系數(shù)與加筋密度之間呈良好的線性關(guān)系；土工格柵加筋橡膠砂的強度特性可由試驗所得的經(jīng)驗恢復函數(shù)較好地估計。

土工格柵加筋膨脹土路堤或路塹、渠坡已在公路、鐵路與水利工程中獲得成功應用,但目前對加筋膨脹土的強度與變形特性的研究還較少。對不同方案加筋(水平1層加筋、水平3層加筋、豎向加筋)與不加筋的膨脹土樣在不同圍壓下的三軸排水剪切試驗結(jié)果的分析表明,(1)土工格柵加筋膨脹土形成排水通道,加速土體的排水固結(jié),有利于膨脹土坡的穩(wěn)定;(2)土工格柵加筋膨脹土一般呈應變硬化特征;(3)土工格柵的植入使剪切帶的發(fā)展受到抑制,導致破壞模式變化;(4)加筋使膨脹土的內(nèi)摩擦角變化不大,而黏聚力則有明顯提高,其提高程度從小到大依次為水平1層加筋、水平3層加筋和豎向加筋;(5)采用加筋效果系數(shù)r評價,除了水平1層加筋方式的效果有所降低外,其余加筋方式都表現(xiàn)出加筋比不加筋的效果要好,其中以豎向加筋的效果最好。

對不同結(jié)構(gòu)方案下的舊水泥混凝土路面板上瀝青混凝土加鋪層結(jié)構(gòu)進行直道試驗,分析研究了不同軸重及荷載次數(shù)作用下的接縫彎沉差、車轍變形以及路面的疲勞特性,并對比了瀝青加鋪材料及結(jié)構(gòu)優(yōu)劣性.結(jié)果表明,在不同軸載的反復作用下,所研究的新型瀝青混凝土材料在接縫路表彎沉、車轍變形量和路面結(jié)構(gòu)的抗剪切疲勞特性等方面都優(yōu)于普通的ac-20瀝青混凝土.

為探索格柵層位對加筋瀝青混凝土抗車轍性能影響的內(nèi)在規(guī)律,采用10cm深車轍試模對不同格柵層位的瀝青混凝土進行車轍試驗,實測蠕變參數(shù),建立粘彈性有限元模型,對不同深度的車轍模型進行最大剪應力計算,最后將二者對比分析.結(jié)果表明:格柵越靠近加載面,瀝青混凝土的高溫抗車轍效果越好,原因是格柵鋪設(shè)于瀝青混凝土中最大剪應力附近;格柵距離加載面一定位置時,瀝青混凝土的最大剪應力增大,但瀝青混凝土的抗車轍能力依然比未鋪設(shè)格柵時的好.分析方法與所得結(jié)論對瀝青層結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計具有一定的應用價值.

以合肥市滁州路舊路改造為例,介紹玻璃纖維格柵的技術(shù)性能指標,簡述施工工藝,分析格柵加筋混凝土加鋪層路面路用性能改善機理。

裂縫和車轍是瀝青混凝土路面常見的病害。文中對新建瀝青混凝土路面基層有無貫穿裂縫時未加筋土工格柵和加筋土工格柵,水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面加鋪層間布設(shè)加筋土工格柵等工況分別進行了有限元數(shù)值計算分析。結(jié)果表明:土工格柵鋪設(shè)的最佳位置根據(jù)防治病害的不同要求而不同;基層有貫穿裂縫時,土工格柵可有效的改善路面結(jié)構(gòu)的受力情況;瀝青加鋪層間設(shè)置土工格柵對防止和減緩反射裂縫有很大的正面效應,同時揭示了土工格柵的增強機理和防裂作用。

在山西省北部某二級公路埋設(shè)zdr-11型智能溫度記錄儀,對路面結(jié)構(gòu)溫度場進行了為期1年的長期觀測?，F(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明:瀝青面層具有較好的溫度衰減作用,路面結(jié)構(gòu)層中溫度隨時間的變化主要發(fā)生在基層或底基層中部以上;變溫速率、溫度梯度在路表達到最大值,隨著深度的增加,其波幅越來越小;若原有路面結(jié)構(gòu)強度低、裂縫不進行填塞與修補、瀝青罩面過薄,則玻纖格柵加筋罩面舊瀝青路面起不到防治路面溫縮反射裂縫的效果。

在公路建設(shè)中,隨著不斷增長的交通需求,經(jīng)常需要對舊路面進行改造。舊水泥混凝土路面加鋪瀝青薄層可以延長道路的使用壽命、改善路面平整度、行車舒適且維修方便,使得這種結(jié)構(gòu)在道路功能性維修中應用越來越廣泛。

前言在公路工程建設(shè)中,往往需要改造舊路,來滿足不斷增長的交通需求。為對舊路面進行充分利用,必須對其路面使用性能加以改善,一般選用瀝青混凝土對舊路面進行罩面補強。隨著瀝青罩面使用年限的不斷增加,將產(chǎn)生諸多病害,如疲勞開裂、車轍等。進年來,為對瀝青路面使用性能進行有效改善,在路面使用各種新型路面加筋材料,如玻璃纖維土工格柵,可以對舊混凝土路面瀝青加鋪層反射裂縫進行有效減緩或抑制,是抗疲勞開裂性能提升的主要方式。本文主要對玻纖格柵在瀝青路面加鋪層防裂中的概況、應用及

在論證各種分析板體下臥層瀝青加鋪層應力分析方法的基礎(chǔ)上,對水泥混凝土面板加鋪瀝青面層結(jié)構(gòu)進行了荷載應力分析,分析了各種因素影響規(guī)律,提出了水泥混凝土面板底部彎拉應力影響系數(shù)圖。

以雙向土工格柵ss20和三向土工格柵tx160為對象,通過開展室內(nèi)直剪試驗和拉拔試驗,并對拉拔試驗中土工格柵試樣4個斷面的位移進行量測,研究了ss20和tx160的變形及筋土界面特性,對比分析了ss20和tx160方案的筋土界面剪應力發(fā)揮過程和作用機制、土工格柵變形、筋土界面剪脹(縮)特性和強度參數(shù),同時探討了試驗方法對試驗結(jié)果的影響.研究結(jié)果表明:拉拔試驗中,tx160的筋土相互作用集中在拉拔端附近,而ss20沿試樣全長均能較好地發(fā)揮其作用；相比于ss20,增大豎向壓力可以更好地增強tx160與周圍填料顆粒的相互作用；ss20方案的峰值摩擦角和殘余摩擦角均大于tx160方案,但黏聚力剛好相反；豎向壓力對直剪試驗和拉拔試驗所得筋土界面強度參數(shù)均有明顯影響,實際工程應用中應根據(jù)土工格柵的實際應力狀態(tài)確定合理的試驗豎向壓力.

為了消除室內(nèi)小模型試驗與路面實際運行狀況的差異,文章通過室內(nèi)足尺模擬試驗有效地評價瀝青混合料防裂層的試驗方法,系統(tǒng)地研究了加鋪塑料格柵防裂層足尺疲勞實驗,表明塑料格柵用于瀝青路面可以改善瀝青混合料抗疲勞特性和有效防止反射裂縫的出現(xiàn)。

對土工格柵加筋黏性土進行不固結(jié)不排水的動態(tài)三軸振動試驗。試驗結(jié)果表明,在黏性土中布置格柵筋材,在一定程度上能提高加筋土體的動抗剪強度;加筋層數(shù)越多,加筋土動強度越大;土工格柵加筋黏性土的加筋效果在高圍壓下能夠更好地發(fā)揮。加筋土動強度指標提高體現(xiàn)在動黏聚力的增大上,而對動摩擦角幾乎沒有影響,循環(huán)荷載振動次數(shù)對動強度指標影響很小;動應力幅值對于周期荷載下加筋土的變形影響很大,在動應力幅值大的周期荷載作用下變形增加很快,在較小的振動周次作用下就可使試樣破壞,相反,動應力幅值低的試樣,則需要大的振動周次才能達到破壞應變;加筋土體存在一臨界破壞動應力,當設(shè)置的動應力振幅小于臨界值時,無論振動多少次,試樣都達不到破壞應變;并且動應力幅值過大時,剛開始振動試樣就破壞,破壞形式為瞬時破壞。

為探究荷載作用下軟土地基直接拼接拓寬路堤受力和變形特征,利用自行設(shè)計制造的模型試驗系統(tǒng),通過改變軟土地基差異沉降、土工格柵加鋪層數(shù)對軟土地基高速公路直接拼接路堤進行一系列模型試驗,研究各種工況下舊路與新拓寬路堤土中應力變化。試驗結(jié)果表明,拓寬路堤在荷載作用下新舊路各斷面土中豎向應力隨著荷載的增大而增大,受路堤填土邊坡與下伏地基側(cè)向約束條件的影響,荷載作用下土中豎向應力在填土路堤與地基內(nèi)沿深度方向呈現(xiàn)先減小、后增大、再減小的分布特征；軟土地基拓寬路堤差異沉降對新舊路結(jié)合部位土中豎向應力影響較大,土中豎向應力隨著差異沉降增大而增大；舊路范圍內(nèi)土中豎向應力受差異沉降的影響不大；在拓寬路堤填土的頂部和底部各布設(shè)一層土工格柵加筋層時可明顯減小路堤土中豎向應力和路堤沉降:相同荷載作用下對比無加筋路堤,鋪設(shè)2層土工格柵加筋路堤的頂面沉降最大可以減少62%,土工格柵加筋對軟土地基拓寬路堤沉降有較好的控制作用。

通過土體三軸受壓條件下的無側(cè)向靜止土壓力系數(shù)和摩爾—庫侖定理,將加筋粘土體在三軸受壓條件下的總體抗剪承載力分為加筋土體發(fā)生側(cè)向變形前的承載力和與土工格柵密切相關(guān)的土體發(fā)生側(cè)向變形后的承載力兩部分進行研究。通過不同含水量下加筋粘土的三軸試驗及其所得相關(guān)數(shù)據(jù),提出了利用加筋土體發(fā)生側(cè)向變形后的抗剪承載力與極限抗剪承載力的比值p2隨加筋層數(shù)的變化情況作為評價加筋效果的重要指標。試驗結(jié)果表明,當粘性土在最優(yōu)含水量狀態(tài)下時,其加筋效果最為顯著。