开口和闭口对静压PHC管桩贯入特性影响试验研究

为了更加精确监测开口与闭口高强预应力混凝土（PHC）管桩的沉桩过程，研究压桩力、桩身轴力、桩端阻力以及桩侧摩阻力随贯入深度的变化规律。在桩身布置低温敏光纤光栅（FBG）传感器，并在桩端安装土压力传感器，对2根闭口（P1桩，P2桩）和1根开口（P3桩）足尺PHC管桩进行现场贯入试验。试验结果表明：随着桩身贯入深度的增大，压桩力基本呈增大趋势，且P3的压桩力小于P1，P2，约为P1，P2的33.9%~79.7%；桩身轴力随贯入深度增大而逐渐减小，P3的桩身轴力小于P1，P2，压桩结束后约为P1，P2的59.16%~67.75%；桩端阻力与土层分布及土层的特性密切相关，土层越硬桩端阻力越大，且土层的变化对P1，P2的影响较大；随着贯入深度的增大，桩侧摩阻力的退化现象较明显。试验结果对道路工程中PHC管桩的应用具有重要意义。     

基于静力贯入的土石混填路基压实度确定方法

为了建立土石混填路基压实度确定新方法,在研究土石混填路基静力贯入变形力学机理的基础上,将贯入变形视为贯入形成的土石柱压缩变形及柱端沉降两部分,考虑到土石柱及柱端土石体被压缩导致其孔隙率和变形模量变化的特点,引进分级加载的思想,分别提出土石柱压缩变形及柱端沉降的计算方法,从而建立贯入变形与路基初始孔隙率的分析模型;依据静力贯入试验曲线,采用基于自适应的遗传模拟退火优化算法,建立初始孔隙率的反演分析方法;根据初始孔隙率与压实度的关系确定路基压实度,进而建立基于静力贯入的土石混填路基压实度新型确定方法;最后,通过工程实例分析了该方法的合理性与可行性。结果表明:该方法不仅可以确定土石混填路基压实度,而且可确定其他力学参数。     

细粒式露石混凝土路面配合比设计研究

露石混凝土路面除具有普通水泥混凝土路面强度高、稳定性好以及耐久性好等优点外,还具有降噪、提高路面抗滑力及耐久性等优良特性。该文在考虑混凝土强度的基础上,兼顾路面抗滑性及降噪性,针对粗集料类型、颗粒大小、级配以及缓凝剂类型、用量、浓度等进行露石混凝土路面关键技术研究;并通过混凝土贯入阻力确定路面最佳刷洗时间。结果表明:路面最佳刷洗时间为混凝土贯入阻力在100 MPa左右,且养生时间不超过30d;露石路面最大集料粒径宜为13mm,且13.2~9.5 mm之间粗集料含量应占集料总质量的30%~40%。     

基于芯样的沥青混凝土路面高温稳定性评价指标

以沥青混凝土路面的取芯芯样为研究对象,采用动载单轴贯入试验方法,通过有限元理论分析和对比试验确定了试验条件和参数,提出以一定作用次数下的贯入深度作为指标,能够较好地评价沥青混凝土路面的高温稳定性.并对某高速公路不同典型路段的芯样进行试验,初步确定指标值范围.     

Sasobit对高模量沥青混合料压实特性和路用性能的影响

高模量沥青混合料由于具有较好的高低温性能而被广泛使用,但在拌合过程中需要将沥青和集料加热至很高的温度,对施工和环境保护带来极大挑战,为改善高模量沥青混合料的压实特性与施工和易性,采用粘温曲线、马歇尔试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、小梁疲劳试验研究了Sasobit掺量对高模量沥青混合料的压实特性以及路用性能的影响。试验结果表明:Sasobit的掺加显著改善了高模量沥青混合料的压实特性,而采用粘温曲线确定温拌高模量沥青混合料的拌合压实温度是不合适的,建议按照"等空隙率法"确定温拌高模量沥青混合料的拌合温度;考虑到温拌高模量沥青混合料的综合路用性能,推荐高模量沥青混合料适宜的Sasobit掺量为1%~2%。     

沥青混合料空隙率与抗车辙性能临界关系研究

车辙是当前沥青混凝土路面最为突出的问题之一,而空隙率是影响沥青混凝土路面性能最为显著的要素之一,沥青混合料空隙率对其抗车辙性能影响较大.首先以影响空隙率最为主要的3个因素(压实功、沥青含量,级配结构)作为基点,设计了3种不同条件下形成不同空隙率的试验方案,然后借助于车辙仪进行室内试验,并对得到的试验结果从理论上进行了可靠性分析,最终确定了每种试验方案沥青混合料空隙率与最佳抗车辙性能的临界点,这为下一步设计出最优抗车辙性能沥青混合料级配奠定了实践及理论基础.     

中美标准贯入试验的差异研究及应用

标准贯入试验（SPT）作为原位测试试验,通过标贯值及修正评价岩土物理力学参数。工程原位测试证实,美国标准与中国标准贯入试验存在不少差异,对比两者标贯测试的原理、方法、过程、数据及能源效率的选取,分析中美标准贯入试验的差异及应用。     

聚氨酯碎石透水路面胶水用量试验研究

聚氨酯碎石透水路面(Porous Polyurethane Gravel Pavement,以下简称PPGP)是由聚氨酯胶水与单级配或间断级配骨料按一定配比拌和而成的新型路面结构,透水透气性较好,但由于缺乏系统深入的研究,目前还只是小规模应用于大型广场、人行道、景观道路及停车场等轻交通道面铺装。通过"非标准肯塔堡飞散试验"和"析漏试验"对PPGP胶水用量范围展开试验研究;在此基础上以强度为设计指标,通过分析PPGP抗压及抗折强度随胶水用量的变化规律确定出PPGP的最佳胶水用量。试验结果表明:PPGP-A、PPGP-B和PPGP-C胶水用量范围依次为2.6%~6.6%、2.8%~5.2%、3.6%~7.3%,而最佳胶水用量则依次为:3.7%、3.9%和4.8%。     

单轴贯入试验与直剪试验抗剪强度参数关系的试验研究

利用单轴贯入试验和直剪试验,分别对不同含水量和不同干密度下压实黄土的抗剪性能进行了测定,并对两种方法所测得的抗剪强度指标进行了对比.结果表明:用贯入试验测得的c值与直剪试验测得的c值有较好的相关性,但是用贯入试验测得的ψ值与直剪试验测得的ψ值相关性很弱,快速表征道路工程材料的抗剪特性需要更深入的试验手段.     

多孔隙聚氨酯碎石混合料强度及影响因素试验研究

多孔隙聚氨酯碎石混合料(简称PPM)是由聚氨酯胶水与单级配或间断级配骨料按一定配比拌和而成的新型路面材料,其空隙率通常介于15%~30%,具有良好的透水透气性能。如今,国内外对PPM尚缺乏系统研究,故目前还只是小规模应用于大型广场、公园道路、城市人行道等轻交通道面铺装。该文采用立方体无侧限抗压试验和矩形梁抗折试验对其强度特性及影响因素展开了大量试验研究。结果表明:PPM的强度随着胶水用量、插捣次数的增加而增大,随着碎石粒径、针片状颗粒含量、空隙率的增大而减小;碎石形状越接近于立方体其强度越大;当胶水用量介于4%~6%之间、碎石形状接近于立方体、针片状含量低于5%、插捣次数为50次、养护龄期为24h、养护温度为28℃时,其抗压强度可达到10MPa、抗折强度可达到4.5 MPa,由此可见PPM具有良好的路用前景。     

沥青混合料三维空隙形态特征评价方法及分析

为了给沥青混合料细观特征研究提供空隙特性评价方法，实现空隙三维形态特征的描述，基于X-ray CT技术提取了沥青混合料空隙的三维结构，以空隙断面形心作为骨架节点，构建了三维空隙骨架模型；以骨架走向和断面形状为主要评价对象，建立了空隙形态特征的评价方法，提出了垂面内方向角、相邻垂面夹角、断面圆度以及断面丰度作为空隙形态的评价指标；以实验室成型的沥青混合料试件为研究对象，指明了空隙尺度、成型条件以及混合料级配（包括AC，SMA以及OGFC级配）对空隙空间形态的影响规律。结果表明：空隙形态特征评价方法可以反映空隙的三维形貌；空隙体积小于5 mm³的微细空隙接近于椭球形，大于5 mm³的结构空隙不规则程度较大；沥青混合料的成型方式与压实程度对空隙的形态特征无显著影响，其特征值分布曲线的均方根偏差均低于1.2%；OGFC级配下微细空隙相较其他2种级配更加圆润，丰度为0.9~1.1处的分布频率比其他2种级配高出19.2%，圆度在大于5区间的分布频率高出14.9%；结构空隙中，AC级配的垂面内方向角分布曲线在80°~90°区间内高出OGFC级配5.3%；AC级配的空隙骨架最为迂曲，不规则性最强，而OGFC级配的空隙骨架比较顺直。     

高原低气压对道路工程混凝土性能的影响及原因

为研究高原低气压对道路工程混凝土性能的影响,在拉萨（气压约60 kPa）和北京（气压约100 kPa）两地采用相同配合比的道路混凝土分别进行性能对比试验,测试了混凝土含气量、坍落度、强度、NEL法氯离子渗透系数和单面盐冻耐久性等性能指标,进一步测定了引气剂溶液的泡沫体积、表面张力和硬化混凝土孔结构。试验结果表明：在低气压下,引气混凝土的含气量和坍落度分别比常压下降低8%~36%和4%~9%;抗压强度和劈裂抗拉强度分别比常压下降低1.6%~14.8%和1.5%~10.8%;氯离子渗透系数比常压下增加29%~135%;可见低气压下其抗冻耐久性降低。在低气压下,引气剂溶液的表面张力比常压下增加3.0%~4.5%,溶液泡沫体积比常压下降低2%~14%,混凝土内的气体压缩系数比常压下减小,这些原因导致了低气压环境下施工的道路混凝土含气量降低,坍落度减小;与此同时,硬化混凝土平均气孔直径增大6%~18%,气泡间距系数增加45%~92%,最终使得低气压下混凝土强度、抗氯离子渗透性和抗冻耐久性降低。     

透水水泥混凝土配合比设计与技术性能研究

针对重庆地区透水水泥混凝土配比设计与技术性能进行研究,结果发现:1)水胶比为0. 28~0. 32且空隙率在16%~24%时,混凝土具有良好的透水性能、抗压性能及抗弯拉性能,能满足重庆地区城市道路施工及海绵城市建设的相关要求;2)设计的透水混凝土有效孔隙率与总孔隙率呈正相关,抗压强度和抗弯拉强度则与孔隙率呈负相关,透水系数与孔隙率也呈负相关。     

高性能聚氨酯透水混合料关键性能研究

透水路面铺装是海绵城市道路建设的重要组成部分，由高性能聚氨酯透水混合料（PUPM）构筑的环境友好型透水路面铺装展现出了独特的应用价值。为进一步明确PUPM的路用关键性能，参照国家及行业现行标准和规范，采用室内试验的方式，基于力学性能、功能特性以及空隙细观特性探索了PUPM与多孔沥青混合料（PA）的差异性。通过单轴压缩试验、单轴动态蠕变试验、低温抗裂性能和水稳定性能试验，评价了其力学性能；通过透水性能试验、抗剥落性能试验和吸声性能试验，评价了其功能特性；采用X-ray CT技术，选用空隙率、空隙等效半径、有效空隙率以及迂曲度等空隙细观结构参数，评价了其细观结构特性。结果表明：PUPM在20℃条件下的单轴抗压强度为17~19 MPa，较PA具有更强的抵抗永久变形能力、抵抗低温开裂能力、抵抗低温荷载破坏能力和抵抗水损害的能力；PUPM的透水能力约为PA的4倍，在长时间磨光作用下展现出良好的抗剥落性能，同时具有良好的吸声性能；PUPM空隙率为28%~29%，空隙等效半径等空隙细观结构参数沿试件纵向呈现出不均匀分布状态；PUPM相较PA具有更大的空隙等效半径、有效空隙率及迂曲度。PUPM因其具有出色的力学性能和功能特性，在透水路面铺装方面具有更广阔的应用前景。     

高速公路湿陷性黄土路基的压实技术

针对黄土路基的工后沉降和黄土边坡的长时间稳定等问题,结合工程实际,采用室内试验的方法分析了湿陷性黄土空隙比与沉降量随压力的变化,提出采用冲击压实技术对路基进行压实。研究结果表明：采用冲击压实技术能减小路基的土体空隙比,使路基达到稳定,对促进湿陷性黄土的沉降效果是明显的。     

机制砂混凝土及砂浆抗氯离子渗透性能研究

针对C30～C60四种强度等级,通过RCM和浸泡2种试验方法,研究机制砂混凝土和砂浆的抗氯离子渗透性能。试验结果表明,机制砂能够提高混凝土和砂浆的抗氯离子渗透性能,且这种提升效果对于低强度等级的试件更为明显。通过研究,证实在常见强度等级范围内,机制砂混凝土具有至少不低于河砂混凝土的抗氯离子渗透性能,值得在实际工程中推广应用。     

透水性多功能混凝土研发与应用前景

透水性混凝土系采用水泥、沥青为胶结材料掺配高质量的同粒径或间断级配骨料所组成的,并具有一定空隙率的混合材料。将其制成混凝土路面、护坡及其制品时,能取得排水、抗滑、吸音、降噪、渗水效果,可改善地表生态循环,利于行车交通安全,保护生活环境,解决由于大规模现代化城市建设带来的负面影响。工程实践证明,透水性混凝土是一种新型多功能铺装材料。     

冻融循环对沥青混合料内水气扩散的影响

水气是沥青混合料水损害的重要来源之一,沥青混合料内部的水气运动不容忽视。大部分沥青路面常年经受冻融循环作用,为探究冻融循环前后沥青混合料内水气运动的变化规律,设计以相对湿度梯度为驱动力的水气扩散试验装置,以密级配沥青混合料AC-20C和开级配沥青混合料OGFC-13为研究对象,测量冻融循环前后沥青混合料水气穿透量随时间的变化情况,并采用菲克第一定律计算水气扩散系数。试验结果表明：5 cm厚OGFC-13试件在常压、20℃、100%~60%湿度差下的水气穿透量与时间呈线性正相关,可获得其扩散系数,而相同条件下的AC-20试件内水气较难穿透,水气穿透量与时间呈不规则变化,无法计算得到扩散系数,OGFC试件水气扩散速率明显大于AC试件,说明空隙结构对混合料水气扩散影响较大,但经历1个冻融循环后2类试件相同时间段内水气穿透量均有显著提高;负压环境下（13.325 kPa）进行试验可以增大AC-20试件的水气扩散速率,使水气穿透量与时间呈线性正相关,从而测量得到冻融循环前后AC试件的扩散系数;经冻融循环作用后,相同时间内2种沥青混合料水气扩散系数均显著增长,OGFC试件连通空隙率明显增大,说明冻融循环作用使沥青混合料内部结构发生变化,水气在沥青混合料内部的运动路径增多,更易进入沥青内部及沥青与集料界面,进一步加速沥青混合料水损害进程。     

基于Bodner-Partom模型的水泥乳化沥青混合料黏弹塑压实特性

为揭示水泥乳化沥青混合料压实过程中的黏弹塑性变形特性及其变形机理，结合现场路面压路机的施工工艺参数，采用万能试验机压缩试验模拟该混合料的压实过程。针对试验循环荷载力学响应曲线变形特征，引入有效平均应力构建混合料压实变形的Bodner-Partom本构模型。通过对应变-时间的非线性拟合识别出该混合料的B-P模型参数值，进而揭示压实过程中混合料的黏弹塑性动态流变特性及变形机理。试验结果表明：压缩试验可充分反映混合料压实过程中的力学响应变形特性；随着循环荷载次数的增加，混合料塑性和黏塑性变形减小而弹性和黏弹性变形增大。据混合料复压阶段的黏塑性变形规律导出试样空隙率的计算式，进而获得有效平均应力随试样空隙率的变化规律。B-P本构模型分析结果表明：黏性参数η随荷载作用次数的增加而逐渐增大，说明混合料在压实过程中黏性增强；应变率敏感系数n₁基本保持不变，表明压实过程中混合料温度相对稳定；参数值Z，D₀随荷载作用次数的增加分别呈递增、递减的规律，前者显示随着混合料被进一步压实其非弹性变形抵抗力增大，进而导致塑性和黏塑性应变逐渐减小，后者显示塑性应变率减小，表明单次循环荷载下塑性变形占总变形量的比例逐渐减小。B-P模型参数值可准确表征水泥乳化沥青混合料与时间和荷载相关的黏弹塑性流变特性，重构后的B-P本构模型可有效揭示混合料压实过程中的黏弹塑性变形机理，可为深入研究其压实流变性能和路面压实工艺奠定基础。