沥青加铺层结构力学行为特性研究

浅析公路沥青加铺层的结构设计摘要：随着我国经济不断发展，国民生活水平的提高，交通运输事业蓬勃发展，公路使用量越来越多，一些公路路面的使用年限已到，出现了不同程度损坏，加强原有公路路面的维修及改建已成为必然，本文就公路路面沥青加铺层的结构设计进行了分析和论述。

关键词：公路；沥青；加铺层；结构设计Abstract: with China’s economic development, national standard of living rise, transportation enterprise vigorous development, road use is more and more, some of the road surface use fixed number of year already to, the emergence of a different degree damage, strengthen the original highway pavement maintenance and rebuilding has become inevitable, this paper road asphalt overlay structure design is analyzed and discussed.Keywords: highway; Asphalt; Overlay; Structure design随着公路交通运输的繁忙，我国不断加强公路建设，以及原有公路改建工作，我国的原有公路，大多为沥青混凝土路面，公路路面大都已接近或者超了设计年限，再加上现在经常会有超载现象发生，让公路路面出现了不同程度损坏，其损坏样式是比较复杂及多样的，对这些路面进行加铺层结构设计是有必要的。

一、加铺层核心技术及设计原则1.加铺层核心技术通过公路工程不断实践得知，沥青混凝土路面的加铺修建的关键问题在于加铺层的结构设计，它包含着加铺层材料及厚度的设计，尤其是加铺层厚度设计是很关键的，主要由反射裂缝控制及行车荷载两因素决定，而加铺层的材料则是由公路所在地交通、气候及经济条件所决定的。

道桥建设2018年第13期121道路沥青路面须经受复杂多变的天气和作用力大且施加密集的车辆荷载反复作用。

过车之后容易出现路面品质逐年下滑从而显著降低道路使用寿命，而且造成资源浪费，不利于居民出行以及货物的中转运输，不能充分发挥道路功能。

研究在不同因素影响下的路面结构力学响应，有助于理解并掌握路面破坏机理，采取更加科学合理的应对措施，延长道路使用寿命。

基于此，文章系统阐述了荷载和气候因素对路面力学响应的影响，为公路养护部门和相关学者提供必要的参考。

1　荷载对路面力学响应的影响车辆荷载是路面需要承受的主要荷载，与道路的使用寿命直接相关。

研究车辆荷载对路面结构力学响应的影响，对了解路面破坏机理具有重要意义。

胡小弟等将荷载与路面之间的接触面近似为矩形，采用有限元计算程序ANSYS，分析x 及y 轴方向各为2.5m 范围内应力分布情况。

z 方向深度根据路面结构及所受车辆荷载的交通组成，并依据理论弯沉值进行调整。

计算结果表明，当车辆制动或启动时，所产生的水平力尤其是最大剪应力对路面结构具有较大影响，剪应力峰值作用位置不定，对柔性基层的影响比半刚性基层要明显，水平力作用下，面层层底的弯拉应力，尤其是y 方向引起横向裂缝的弯拉应力变化明显。

在上下坡等刹车频发地区路面容易破损，而曹卫锋对车辆动载作用下长大上坡沥青路面力学响应做了更加深入的研究。

利用大型有限元软件ABAQUS 建立车辆载荷作用下的长大上坡路段沥青路面结构的三维有限元模型，采用单侧双轮胎的加载方式，分析不同参数下的路面的力学响应。

理论计算表明：对于半刚性基层沥青路面，用沥青面层底部弯拉应变来评价其使用寿命是不合理的；较大的面层底部剪应变容易破坏面层与基层之间的粘结层，一旦粘结层破坏后，使面层结构的连接状态变为滑动状态，增加面层流动性，增加车辙发生的可能性。

因此，增强面层与基层之间的粘结强度，是抵制剪切破坏，提高路面寿命的有力措施。

2　气候对路面力学响应的影响2.1　温度对沥青路面结构动力响应的影响沥青面层材料是一种典型的温度敏感性材料，其力学特性和使用性能随温度的变化而显著变化。

沥青路面材料的力学特性与温度稳定性
一、沥青混合料的强度特性
沥青混合料的强度特性随温度变化巨大，高温时，混合料的强度特性接近粒料，低温时接近整体性材料。

常温下，沥青与矿料之间粘结力（自由沥青和结构沥青）、矿料之间的内摩阻角决定混合料的强度。

通常我们关心沥青混合料的抗剪强度和抗拉、抗弯拉强度。

二、沥青混合料的应力－应变特性
沥青混合料是一种弹性－粘塑性材料，有时主要呈现为弹性性质，有时则主要呈粘塑性性质。

而大多数情况下，几乎同时综合呈现上述性质。

呈现何种性质与荷载作用时间和沥青粘滞度（温度）相关。

其应力——应变关系要考虑以上两种情况，以劲度模量表征。

三．沥青混合料的疲劳特性
影响沥青混合料疲劳特性的因素：材料的性质（种类、组成等）、环境因素（温度、湿度等）、加荷方式、沥青混合料的劲度（矿料级配、沥青种类和用量、混合料的压实程度和空隙率、试验的温度、加荷速度和应力级等）
疲劳极限：低温、常温时表现为疲劳断裂，高温时表现为塑性变形累计，无明显疲劳极限。

四、沥青混合料的低温抗裂性。

混凝土路面沥青加铺层的应力分析研究一、研究背景混凝土路面沥青加铺层是道路建设中常用的一种结构形式，其优点在于混凝土路面可以提供强度和稳定性，而沥青加铺层可以提供耐久性和舒适性。

然而，在实际使用过程中，由于车辆荷载和气温等因素的影响，混凝土路面沥青加铺层会产生应力，进而影响路面的使用寿命和安全性。

因此，对混凝土路面沥青加铺层的应力分析研究具有重要意义。

二、研究目的本研究旨在通过数值模拟方法，对混凝土路面沥青加铺层的应力分析进行研究，探讨车辆荷载和气温等因素对路面应力的影响，为道路建设和维护提供科学依据。

三、研究方法（一）建立数值模型首先，需要建立混凝土路面沥青加铺层的数值模型。

模型包括路面结构和荷载模拟。

路面结构包括混凝土路面和沥青加铺层，荷载模拟包括静载和动载。

建立模型时需要考虑路面的实际情况，包括路面厚度、材料性质、荷载类型和强度等因素。

（二）数值模拟分析在建立数值模型后，可以利用有限元分析软件进行数值模拟分析。

通过分析路面结构和荷载作用下的应力分布和变化情况，得出混凝土路面沥青加铺层的应力特性，包括应力分布、应力大小和应力变化趋势等。

（三）结果分析最后，根据数值模拟分析得到的结果，对混凝土路面沥青加铺层的应力特性进行分析，探讨车辆荷载和气温等因素对路面应力的影响。

同时，结合实际情况，提出相应的建议和措施，以优化混凝土路面沥青加铺层的设计和维护。

四、研究结论通过数值模拟分析，可以得出混凝土路面沥青加铺层的应力特性。

研究发现，车辆荷载是影响路面应力的主要因素，其次是气温。

路面应力分布呈现出“中间高、两端低”的特点，且应力大小随荷载大小和气温变化而变化。

为了优化混凝土路面沥青加铺层的设计和维护，应采取相应的措施，如增加路面厚度、提高材料强度、加强路面维护等。

综上，混凝土路面沥青加铺层的应力分析研究具有重要意义，可以为道路建设和维护提供科学依据。

研究方法包括建立数值模型、数值模拟分析和结果分析，研究结论可以为混凝土路面沥青加铺层的设计和维护提供指导。

柔性基层沥青混合材料结构力学性能研究摘要：通过将纤维材料添加到沥青混合料中形成一种纤维柔性路基新型材料，与普通材料相比，具有较强的劈裂强度。

试验表明，劈裂强度随着添加纤维的长细比增大而减小，合理的纤维掺量在1‰到2‰之间，聚丙烯纤维材料提高材料劈裂强度效果显著。

总之，纤维级配碎石材料增加路面整体抵抗层底拉应力的能力，提高道路承载力抗车辙性能从而延长道路使用寿命。

关键词：纤维；级配碎石；劈裂强度1.前言我国公路建设正处在一个大规模建设高等级公路的发展时期，大交通量和重载车辆的日益增多，必然对公路路面结构的强度和稳定性提出更高的要求。

几十年来公路建设一直采用的半刚性沥青路面基层存在收缩开裂、渗水性差、对重载车具有更大的轴载敏感性等缺点，这已经引起国内外研究人员的高度重视。

沥青混合材料就是将纤维随机地分布于混合料中所组成的一种纤维型与颗粒型的复合材料，它是一种非常有潜力的·路面材料。

通过理论分析和试验对比，对纤维级配碎石的主要力学性能进行了研究，表明纤维级配碎石柔性路面材料，同传统半刚性基层相比，增加路面整体抵抗层底拉应力的能力，可以较有效的防止反射裂缝的产生，提高道路承载力抗车辙性能从而延长道路使用寿命。

2.沥青混合材料力学性能分析通过添加抗拉强度和弹性模量较高的纤维材料，纤维复合后的材料抗拉强度和承受动荷载的能力都会得到不同程度的提高。

影响纤维增强混合料性能的主要因素有：纤维的掺量、种类、长径比以及纤维在混凝土中是否均匀分布等。

2.1劈裂强度分析良好的基层材料必须具备一定的抗拉强度，而劈裂强度就是衡量抗拉强度的指标。

试件采用振动成型法成型成高和直径均为150mm的圆柱形试件，劈裂强度试验方法按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51—2009）中的T0806—1994进行。

将试件放到路面材料强度试验仪的升降台上，使试件的形变以约1mm/min的等速率增加进行劈裂强度试验。

沥青铺装分析报告范文一、引言沥青铺装作为一种常见的道路建设材料，广泛应用于城市道路、高速公路和农村道路等各种道路类型。

本报告旨在通过对沥青铺装的分析研究，对其性能和应用进行全面评估，为相关领域的工程师和决策者提供参考和建议。

二、沥青铺装的组成和性能1. 沥青的组成沥青是一种以石油为原料经过提炼和加工得到的胶状物质。

它主要由碳氢化合物和其他有机物质组成，具有良好的粘附性和弹性。

2. 沥青铺装的性能沥青铺装具有以下主要性能：（1）抗剪强度：沥青铺装的抗剪强度是指其承受外界剪切力的能力。

它需要满足道路行车和交通负荷的要求。

（2）抗压强度：沥青铺装的抗压强度是指其抵御车辆荷载产生的压力的能力。

它需要考虑到道路上车辆的负荷大小和频率。

（3）抗老化性能：沥青铺装的抗老化性能是指其长时间使用后仍能保持稳定性和性能的能力。

它需要考虑到道路使用年限的长短和高温、低温等环境因素对沥青的影响。

（4）耐水性：沥青铺装的耐水性是指其在潮湿环境下不受水分侵蚀的能力。

它需要考虑到降雨、地下水位等水分因素对沥青的影响。

三、沥青铺装的应用1. 城市道路沥青铺装在城市道路中的应用广泛，这是因为它具有良好的减震、降噪和抗滑性能，同时可以提供良好的行车舒适度和安全性。

2. 高速公路在高速公路上，沥青铺装具有良好的抗压强度和抗剪强度，能够满足高速公路的高负荷要求，同时具有较好的耐水性和抗老化性能。

3. 农村道路沥青铺装在农村道路上的应用也较为普遍，主要是因为其可以提供相对平整、耐久的路面，同时减少了车辆行驶时的颠簸和尘土飞扬。

四、沥青铺装的缺陷和改进措施1. 缺陷沥青铺装存在以下一些常见缺陷：（1）龟裂：由于温度变化和车辆荷载等因素的影响，沥青铺装容易出现龟裂，从而导致路面的不平整和损坏。

（2）车辙：经常受到车辆行驶轨迹的磨损，长期使用后容易产生车辙，降低了道路的平整度和舒适性。

（3）老化：长时间使用后，沥青铺装会受到氧化和紫外线辐射的影响，导致其性能逐渐下降，需要进行修复或更换。

连续梁桥沥青混凝土桥面铺装层的结构设计研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加速和交通运输网络的不断完善，桥梁建设的需求日益增长。

作为桥梁中最常见的结构形式之一，连续梁桥在实际工程中得到了广泛应用。

连续梁桥的桥面铺装层是和行车道相连通的部分，其质量对于保证桥梁运行和安全通行具有重要作用。

因此，从结构设计角度对于连续梁桥沥青混凝土桥面铺装层进行研究，具有重要意义。

二、选题意义桥面地面铺装层是承受车辆荷载、保护水泥混凝土梁面的重要构件，直接关系到桥梁结构的使用寿命和安全性能。

目前，国内外针对桥面铺装层的研究尚不完备，特别是在连续梁桥领域，相关研究还较为薄弱。

因此，开展连续梁桥沥青混凝土桥面铺装层结构设计研究，可以为工程实践提供理论参考和技术支持。

三、研究目标和内容1.研究不同铺装层结构形式对于桥面强度影响的比较分析2.分析不同条件下桥面铺装层应力分布规律及应变分析研究3.建立基于沥青混凝土的桥面铺装层设计理论模型4.针对研究结果进行工程应用验证四、研究方法和流程1.对连续梁桥的结构特点进行分析，确定研究内容及模型2.采用ANSYS数值模拟软件，建立桥面铺装层有限元分析模型3.进行荷载作用下的静力强度和动力响应分析4.根据不同条件下的应力分布规律及应变分析，确定最优铺装层设计方案5.对研究结果进行理论验证和工程应用探究五、预期成果1.建立基于沥青混凝土的桥面铺装层设计理论模型2.揭示桥面铺装层结构对连续梁桥的强度影响规律3.提出优化的桥面铺装层设计方案4.提高连续梁桥沥青混凝土桥面铺装层的设计水平，推动桥梁工程的发展。

六、研究难点1. 如何通过有限元分析找到最佳结构形式2. 如何探究桥面铺装层结构对于连续梁桥强度的影响规律3.如何建立基于沥青混凝土的桥面铺装层设计理论模型七、研究时间安排1.文献调研预计耗时2周2.数值模拟与数据分析预计耗时8周3.结果分析与设计方案优化预计耗时6周4.论文撰写与修改预计耗时4周八、研究资源保障1.从事此项科研工作的人员有丰富的桥梁设计及结构力学研究经验2.学校提供大型计算机集群支持工具，确保数值模拟计算精度3.提供现代化实验室和测试设备，确保实验数据准确性九、参考文献1. 吴纪一,侯国任.高速公路钢梁桥沥青混凝土铺装层的分析和设计.交通标准化,2010(14)2. 王航.连续梁桥沥青混凝土桥面铺装技术研究.公路工程,2014(05)3. 颜百憬. 铺装混凝土在工程中的应用.现代工程,2012(2)4. 宁素芳. 沥青混凝土及其在桥梁工程中的应用. 交通标准化, 2006(2)。

文章编号：１６７３－６０５２（２０２１）０５－００６７－０４ ＤＯＩ：１０．１５９９６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｂｆｊｔ．２０２１．０５．０１８双层高模量沥青混凝土路面结构受力特性分析王　森（辽宁交投公路科技养护有限责任公司　沈阳市　１１００００） 摘　要：为了对双层高模量沥青混凝土路面结构的受力特性进行分析，利用高模量沥青混凝土动态模量作为结构层力学参数，建立了弹性层状体系模型，并利用ＢＩＳＡＲ３．０软件对模型受力进行了计算分析，结果表明，在高温重载条件下，０～９ｃｍ是双层高模量沥青混凝土路面结构的高应力应变区，２ｃｍ处是应变的极值位置，研究成果可以为双层高模量沥青混凝土路面结构的优化设计及永久变形累积规律的分析提供参考。

关键词：道路工程；高模量沥青混凝土；动态模量；弹性层状体系；受力特性中图分类号：Ｕ４１６．０１ 文献标识码：Ａ０　引言沈山高速公路由于交通量大、荷载水平高，近年来出现了较为严重的高温车辙病害，２０１９年至２０２０年，对病害严重路段进行了维修，为了提高维修路面的高温抗车辙能力，部分路段采用了铣刨１６ｃｍ沥青面层，然后铺筑两层８ｃｍ高模量沥青混凝土ＡＣ－２０的方案。

已有研究表明，高模量沥青混凝土在高温条件下，模量更高，明显高于ＳＢＳ改性沥青混凝土，例如，在４５℃、１０Ｈｚ条件下，高模量沥青混凝土的动态模量可达到ＳＢＳ改性沥青混凝土的２倍以上，达到２０００ＭＰａ以上，在５５℃、１０Ｈｚ条件下，仍可达到ＳＢＳ改性沥青混凝土的１．２倍以上［１－３］，因此可以降低表面层和中面层的应变水平，从而避免结构层出现高温塑性失稳，并且，在实际的应用中，高模量沥青混凝土取得了良好的抗车辙效果［４－５］。

目前，双层８ｃｍ高模量沥青混凝土ＡＣ－２０路面结构的应用在国内外尚属首次，对于该路面结构的受力特性分析仍然较少，从双层高模量沥青混凝土路面结构的高温永久变形累积规律分析与优化设计等方面考虑，有必要对其结构内的应力应变分布特征进行分析。

沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用大家好，我今天要给大家讲解的是关于沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用。

我们来了解一下什么是粘弹力学。

粘弹力学是研究物质在外力作用下发生形变时，其内部分子间相互作用和分子链运动规律的一门学科。

而沥青是一种由不同分子组成的复杂混合物，因此在受到外力作用时，其分子间的相互作用和运动规律对沥青的形变特性有很大影响。

接下来，我们来看一下沥青与沥青混合料的基本性质。

沥青是一种具有较强黏性的固体，其黏度较高，因此在受到外力作用时容易发生形变。

而沥青混合料则是由多种不同类型的沥青混合而成，其性质介于单一沥青和混凝土之间。

在受到外力作用时，沥青混合料会发生剪切破坏、压溃破坏等不同的破坏形式。

那么，如何利用粘弹力学原理来研究沥青与沥青混合料的性质呢？我们可以通过以下几个方面来进行探讨：一、沥青与沥青混合料的弹性模量弹性模量是指材料在受到外力作用时所产生的弹性变形量与应力之比。

对于沥青来说，其弹性模量较低，因此在受到外力作用时容易发生形变。

而对于沥青混合料来说，由于其成分较为复杂，因此其弹性模量也相对较低。

这就意味着在受到外力作用时，沥青混合料也容易发生形变。

二、沥青与沥青混合料的粘度粘度是指材料在外力作用下的流动性能。

对于沥青来说，其粘度较高，因此在施工过程中需要采取一定的措施来降低其粘度，以便于施工操作。

而对于沥青混合料来说，由于其成分较为复杂，因此其粘度也相对较高。

这就意味着在施工过程中需要采取一定的措施来降低其粘度，以便于施工操作。

三、沥青与沥青混合料的应力-应变关系应力-应变关系是指材料在外力作用下的应力与应变之间的关系。

对于沥青来说，其应力-应变关系呈现出非线性的特点，即随着应变的增加，其应力也会随之增加。

而对于沥青混合料来说，其应力-应变关系则呈现出线性的特点，即随着应变的增加，其应力也会随之线性增加。

这就意味着在进行结构设计时需要考虑到沥青和沥青混合料的应力-应变关系，以保证结构的稳定性和安全性。

沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用嘿，伙计们！今天我们要聊聊一个非常有趣的话题——沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用。

让我们来简单了解一下什么是粘弹力学。

哎呀，这可是个高深莫测的学问啊！简单来说，粘弹力学就是研究物体在受到外力作用时，既有一定的弹性又有一定的黏性的一种力学理论。

而沥青和沥青混合料呢，就是我们生活中经常见到的一种建筑材料。

它们在很多地方都有广泛的应用，比如道路、屋顶、地面等等。

那么，为什么沥青和沥青混合料会有这样的性质呢？这就要归功于它们的粘弹力学原理了。

我们来说说沥青。

哎呀，这个东西可真是让人又爱又恨啊！它既能让我们的道路平整光滑，又能在雨天让车辆行驶得更加安全。

但是，你知道吗？沥青其实也有一定的黏性。

当我们走在上面的时候，脚底下的沥青会因为受到压力而产生形变。

而当我们离开之后，沥青又会恢复原状。

这就是沥青的黏性表现。

而且，沥青还有一个特点，那就是它的弹性很好。

这意味着，即使我们在上面施加很大的力量，沥青也不会立刻破裂。

而是会在一定程度上发生形变，然后再慢慢恢复原状。

这就是沥青的弹性表现。

接下来，我们再来说说沥青混合料。

哎呀，这个东西可是比沥青厉害多了！它不仅能让我们的道路更加平整光滑，还能在雨天让车辆行驶得更加安全。

而且，沥青混合料还有一个特点，那就是它的黏性和弹性都非常好。

这意味着，当我们在上面行走或者行驶时，沥青混合料能够很好地吸收和分散我们的压力。

而且，即使我们在上面施加很大的力量，沥青混合料也不会立刻破裂。

而是会在一定程度上发生形变，然后再慢慢恢复原状。

这就是沥青混合料的黏性和弹性表现。

那么，沥青和沥青混合料的粘弹力学原理有哪些应用呢？其实，它们的应用非常广泛。

比如在道路建设中，我们可以通过调整沥青和沥青混合料的比例来提高道路的抗压性能和抗拉性能。

这样一来，道路就能更好地承受重载车辆的压力，同时也能防止路面在重压下出现裂缝。

在建筑行业中，我们还可以利用沥青和沥青混合料的黏性和弹性来制作防水材料、密封材料等。