预制粗骨料UHPC桥面板振捣工艺试验研究

为研制适用于粗骨料UHPC桥面板的振捣工艺,制作了14块粗骨料UHPC试件,采用四点弯曲试验方法,测试不同振捣工艺对试件裂缝发展及抗裂性能的影响。结果表明:粗骨料UHPC加筋板试件裂缝宽度随荷载呈0.004mm/(kN·m)的线性关系增加,且破坏时出现多条主裂缝;钢筋爪支垫钢筋网的方式会引入初始缺陷,但是由于影响不明显,是一种可接受的钢筋网支撑方式;粗骨料UHPC的振捣不宜采用平板振捣器,但是可以作为提浆整平的手段;直径42mm高频振捣棒的振捣作用范围约为半径15cm的圆柱体,相邻振捣棒间距不应超过200mm;采用振捣频率为200Hz的振捣棒对粗骨料UHPC的振捣是适宜的;留振时间不宜超过15s。     

再生粗骨料物理性能强化改性研究

采用物理和化学方法对废弃水泥混凝土路面再生粗骨料进行了强化改性,对比研究了再生粗骨料强化改性前后的吸水率、磨耗值、坚固性、压碎值等物理性能,并结合SEM微观形貌分析,证实了物理和化学强化方法能够改善再生粗骨料的物理性能,为再生骨料替代天然骨料应用于沥青混凝土路面提供了依据.     

钢-UHPC组合桥面板湿接缝界面处理方式

针对钢-UHPC （Ultra-high Performance Concrete）组合桥面板湿接缝处混凝土界面人工凿毛困难的问题,提出环氧树脂处理和高压水枪凿毛等新型界面处理方式。为了检验采用涂刷环氧树脂、高压水枪凿除细骨料和高压水枪凿除粗骨料处理后湿接缝的抗裂性能,进行了UHPC湿接缝足尺模型的轴心受拉试验,并与不设湿接缝的桥面板进行试验对比。通过比较不同界面处理后的UHPC名义拉应力-应变曲线及UHPC名义拉应力-裂缝宽度曲线,分析了3种湿接缝的开裂荷载、裂缝分布,揭示了不同界面处理下的接缝受力机理。试验结果表明：3种界面处理方式的湿接缝破坏形式相同,均是首先在新旧混凝土交界面上出现初始裂缝,随着荷载增加裂缝逐渐发展至贯通,UHPC退出工作,最后钢材受拉屈服达到极限状态。界面采用环氧树脂处理、高压水枪凿除细骨料、高压水枪凿除粗骨料的试件开裂荷载分别为不设湿接缝试件的53.7%、92.2%、81.9%,高压水枪界面处理的湿接缝比起环氧树脂处理的湿接缝具有开裂晚、裂缝发展慢的特点,且高压水枪凿除细骨料比高压水枪凿除粗骨料的界面处理方式更优。通过试验证实了新旧混凝土交界面是桥面板的最薄弱位置,且2种高压水枪凿毛的界面处理方式均能够满足实桥荷载作用下桥面板的抗裂强度要求,在施工条件允许的情况下推荐使用高压水枪凿除细骨料的界面处理方式。     

粗骨料活性粉末混凝土性能及应用研究

为拓宽超高性能混凝土(UHPC)的应用领域,南京五桥钢-混组合主梁选用UHPC桥面板,并引入粗集料,形成粗骨料活性粉末混凝土桥面板。通过研究不同坍落扩展度下混凝土工作性能、力学性能及耐久性能的变化,并采用实际生产线设备对预制板生产进行工艺验证,确定坍落扩展度控制在430～460mm之间最能满足质量要求和工厂化生产的施工控制建议。     

煅烧铝钒土粗骨料和养护方式对UHPC性能的影响

超高性能混凝土（UHPC）作为一种兼具超高力学性能和耐久性的特殊纤维增强水泥基复合材料,已成为土木工程领域的研究热点。现以抗压强度高于170MPa的UHPC为研究对象,探讨了不同养护方式和煅烧铝矾土粗骨料（CBA）替换石英砂细骨料(QSA)对UHPC性能的影响。研究表明,相比于标准养护28 d,采用90℃水浴养护2 d,使QSA组和CBA组的抗压强度分别提高了19.34%和23.17%,这主要是因为热水养护提升了胶凝材料的水化程度。CBA完全替代QSA,在标准养护28 d和90℃水浴养护2 d的条件下,使抗压强度分别提高了8.37%和11.85%,这是由于CBA具有多孔性,降低了UHPC的实际水胶比,增强了基体-骨料界面过度区的强度。     

再生水泥混凝土在公路养护中的应用

在205国道沙县青州－涌溪段水泥混凝土路面的修复中，使用废弃混凝土块加工成骨料替代天然骨料配制再生混凝土进行水泥混凝土路面的损坏修复，证明利用再生混凝土不仅具有明显的经济效益，而且具有较好的环境效益。     

不同种类再生粗骨料沥青混合料路用性能试验

开展再生粗骨料应用于沥青路面的研究具有较高的工程实用价值和环保意义,能够解决骨料短缺的困境.研究了不同原生混凝土强度等级、粗骨料种类、制备方式等对再生粗骨料物理、力学性能的影响.通过马歇尔试验进行了再生粗骨料沥青混合料配合比设计.分析了不同来源再生粗骨料用于沥青混合料时最佳沥青用量的差别、以及再生粗骨料掺量比例、粒径变化对再生粗骨料沥青混合料路用性能的影响.研究结果表明:不同种类再生粗骨料对沥青混合料水稳定性能影响差别较大,而混合料其他路用性能指标能够满足国内规范要求.     

含气量对再生混凝土路面耐磨性的影响研究

通过对五组混凝土进行坍落度、含气量、抗压强度和耐磨性对比试验研究,全面地比较和分析了再生混凝土含气量随再生粗骨料掺量大小的变化规律以及随之对再生混凝土路面耐磨性能产生的影响,并详细分析了其产生的原因。结果表明:含气量对再生混凝土耐磨性有较大影响,含气量随再生粗骨料掺量的增多而提高;当再生骨料掺量超过50%时,磨耗量明显增大。分析了原始混凝土的含气量和损伤累积亦会降低再生混凝土路面的耐磨性能。     

空心板桥新型粗骨料UHPC铰缝抗剪性能试验

为研究空心板桥新型粗骨料超高性能混凝土(UHPC)铰缝的抗剪性能,对14个铰缝试件进行了静力抗剪试验,试验参数包括铰缝混凝土材料类型、界面处理方式、抗剪钢筋构造形式、抗剪钢筋强度等级和配筋率。分析了试件的裂缝发展过程和分布规律、破坏模式以及各试验参数对铰缝抗剪性能的影响;同时,基于铰缝典型的荷载-位移曲线分析了铰缝的抗剪机理。试验结果表明：铰缝的裂缝宽度从下至上呈现逐渐减小的规律,由于传统配筋方式上部抗剪钢筋的位置靠近顶部,导致上部抗剪钢筋在铰缝抗剪承载力极限状态时尚未屈服,对抗剪承载力的贡献小。试件破坏模式分为2种：传统铰缝的界面剪切破坏;UHPC铰缝的预制混凝土块剪切破坏。UHPC材料、界面预留槽处理方式、抗剪钢筋新配筋方式以及提高抗剪钢筋的强度等级和配筋率,均能不同程度地提升铰缝的抗剪性能。与传统铰缝相比,新型粗骨料UHPC铰缝的开裂荷载、抗剪承载力和名义抗剪刚度提升幅度分别可达42.8%、185%和218.3%。当达到抗剪承载力极限状态时,UHPC铰缝主要依靠抗剪钢筋屈服提供的剪切摩擦抗力以及预制混凝土块剪断提供的剪切抗力来抵抗外荷载。提出了UHPC铰缝开裂荷载及抗剪承载力计算公式。计算结果表明：开裂荷载、抗剪承载力试验值与计算值比值的均值分别为1.47、1.19,变异系数分别为0.05、0.12,所提出的计算公式可以较精确和稳定地预测UHPC铰缝的开裂荷载及抗剪承载力。     

骨料对聚合物骨架混凝土力学性能的影响研究

分析了聚合物骨架混凝土"骨料+节点+空隙"的结构特征。通过调整骨料级配,研究聚合物骨架混凝土的孔隙率,分析了孔隙率对聚合物骨架混凝土力学性能的影响。然后,研究了骨料类型的影响。研究和实践表明,在骨料最大粒径小于13.2 mm的情况下,骨料级配对聚合物骨架混凝土的性能影响不大,不是聚合物骨架混凝土性能的关键控制因素。选用4.75~9.5 mm的单级配破碎卵石、玄武岩碎石等硬质骨料,完全满足聚合物骨架混凝土在路面工程应用中对骨料的要求。     

不同种类稀释沥青类雾封层材料路用性能对比

结合广东地区市政道路预防性养护工程,对比分析了3种稀释沥青类雾封层材料的基础性能、黏附性、对旧沥青再生效果和对混合料性能的影响,并评价了试验路段的实施效果。结果表明:稀释沥青类雾封层材料可以有效再生老化沥青,提高混合料的水稳定性和抗松散性能,修复微小裂缝,防止骨料松散脱落,同时改善路面封水效果,提高路面美观性。     

不同配比和养护条件对超高性能混凝土微观结构的影响

为了优化超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete，UHPC）制备方法，采用宏观力学试验与微观电镜技术相结合的方法，探讨不同配合比和养护条件对UHPC内部微观结构的影响。基于硅砂骨料的致密堆积级配，设计21个变量组，共制作了63个立方体试件，开展UHPC流动度试验、轴压试验和扫描电镜试验，分析水胶比、砂胶率、钢纤维掺量、消泡剂掺量、养护方法、龄期等因素对UHPC工作性能、抗压性能及其微观结构的影响规律以揭示UHPC的增强机制。研究结果表明：凝胶与骨料界面过渡区（ITZ）是UHPC内部的薄弱环节，提高ITZ的密实度和强度是增强UHPC的关键；UHPC的流动度随着水胶比的提高显著增大，但其抗压强度随着水胶比的提高先增大后降低；过高的砂胶率不利于UHPC工作性能，同时会造成其抗压强度下降；掺入消泡剂可以有效提高UHPC的表观质量，但可能会降低UHPC的工作性能和抗压强度；掺入2.5%的钢纤维能大幅提高UHPC的抗压强度，并明显改善其脆性特征，但会降低工作性能；高温养护能显著激发微硅粉和矿渣的火山灰效应，使UHPC的4 d抗压强度比常温养护提高约50%，有明显的早强优势，但存在后期强度下降的可能。     

原材料对超高性能混凝土性能影响研究综述

骨料、水泥、矿粉和纤维是制备UHPC的主要原材料。各原材料对其强度、韧性、弯拉等性能指标有着不同程度的影响。因而,原材料研究是UHPC研究的重要方向。对这些原材料研究成果的梳理与分析,具有理论指导和现实参考意义。     

再生粗集料在水泥混凝土路面中的应用研究

通过上海市某道路改建工程实例,对含50%再生粗集料的水泥混凝土路面的性能进行较为系统的研究。首先在室内对再生粗集料的洛杉矶磨耗、压碎指标等进行测试,然后对拟定的3组不同配合比混凝土进行抗折强度、抗压强度等试验,最后根据室内试验结果并结合工程经验,选取一组较为理想的再生混凝土配合比,完成了水泥混凝土路面的施工,并对试验路段进行了全面的现场测试,结果证明再生粗集料在水泥混凝土路面上的应用是安全可行的。     

再生粗骨料对沥青混合料路用性能的影响

道路工程具有多等级、多结构层次的特征,对原材料的质量要求也是随着道路等级的降低和结构深度的增加而逐渐降低的,可以消纳不同种类与质量的建筑垃圾,而且体量巨大,因此必将是建筑垃圾循环利用的主要渠道。在研究再生粗骨料与天然骨料主要技术指标差异的基础上,开展采用天然骨料与不同掺量再生粗骨料AC-20C和ATB-25沥青混合料路用性能及力学特性的比较研究。结果表明:随着再生粗骨料掺量增加,沥青用量增加,但有效沥青用量与沥青膜厚度基本维持不变,掺加60%以内再生粗骨料可显著提高沥青混合料的高温性能。再生粗骨料对混合料的水稳定性具有积极影响,但低温抗裂性降低,劈裂抗拉强度逐渐下降。考虑综合性能,建议再生粗骨料掺量不超过60%。     

干式混凝土铺筑的粗骨料露出施工法

沥青类高速公路在经过涵洞和隧道时,内部路面从照明效果和使用耐久性出发往往采用水泥混凝土来铺筑.为确保路面抵抗打滑的性能,铺筑后须用切槽机加工防滑槽.本来开槽法具有整齐的加工切口,可形成抗滑性、耐磨性和长期稳定性都较良好的路面.但实际上该施工法因切槽的需要(比如保证有一定的切削深度),常须用易于使表层水泥灰浆上浮使粗骨料下沉的混凝土,以利进行上层的切削.可是表层灰浆过多骨料太少,在道路投入使用后路面     

路面基层碾压贫混凝土工作性影响因素试验研究

碾压贫混凝土是一种超干硬性混凝土,其应用于路面基层的工程实例较少。笔者基于混凝土流变学分析,结合"清连高速化改造项目"开展了路面基层碾压贫混凝土工作性影响因素试验研究,探讨了混凝土水灰比、水泥浆数量、砂浆数量、粉煤灰掺量、砂率、骨料特性、搁置时间、振动方式等因素对拌和物工作性的影响,其研究结果可为同类工程实践及相关研究提供参考。     

UHPC桥梁研究进展与规模化应用技术路径分析

工程材料的革新是推动土木工程结构发展的重要驱动力，工程结构的发展又将促进工程材料不断突破。超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete, UHPC)是一种具备超高强度、高韧、高耐久、高抗爆等优异性能的新型超级混凝土，能较好地适应下一代桥梁工程大跨化、轻型化、高性能化的发展趋势。为促进UHPC在桥梁工程领域的研究与应用，系统梳理了近年来UHPC桥梁学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先总结了UHPC材料研究进展，包括材料组成、基本力学特性与桥梁用UHPC发展历程。然后对UHPC结构设计理论研究进行了梳理总结，包括考虑纤维贡献的UHPC结构受弯受剪计算理论、UHPC结构抗冲击、抗爆与疲劳计算方法等，并重点介绍了无腹筋UHPC桥梁、钢-UHPC组合桥梁、UHPC用于桥梁抗震、UHPC桥面铺装、UHPC用于桥梁加固等结构体系创新研究进展。基于以上UHPC研究与工程应用现状，指出了UHPC在桥梁工程领域规模化应用面临的关键问题、主要挑战及实现技术路径，以期对UHPC在桥梁工程领域的学术研究和规模化应用提供新的视角和参考。     

UHPC中钢纤维的应用研究进展

钢纤维是超高性能混凝土（UHPC）的主要增强纤维，其在提升UHPC力学性能方面较其他纤维更好。为进一步促进钢纤维对UHPC性能的优化，加速UHPC在工程领域的推广和应用，从钢纤维的取向与分布、形状特征、掺量、改性及与其他纤维的混杂等方面出发，对UHPC中钢纤维研究的一些重要成果进行介绍和评述。结果表明：①关于钢纤维顺向及乱向分布下的力学模型、纤维取向的无损检测技术及其流变控制技术有待进一步研究；②关于钢纤维形状-加载速率对基体力学性能的耦合作用、UHPC中不同掺量骨料及其粒径与钢纤维长径比之间的匹配关系及一定纤维掺量和性能前提下，纤维长径比对该性能提升的临界点等方面还有待进一步研究；③关于纤维改性过程中的成本、改性程度控制阈值及其可能带来的副作用还有待于进一步探索；④发展有效、合理的数值方法来预测钢纤维UHPC的断裂行为等仍处于探索阶段，具有较高的研究价值；⑤钢纤维的研究主要注重于单一因素对不同性能的影响，建议按UHPC工程实际情况、性能需求、现场环境及成本划分权重，开展基于权重的纤维特性及掺量的研究；⑥关于钢-合成纤维混杂后其协同作用的定量描述、高强基体与柔性纤维的匹配问题以及基于多种不同尺度和不同性能耦合的混杂纤维组合的研究具有良好的研究价值。     

浅析水泥混凝土路面碱骨料反应

本文分析了水泥混凝土路面碱骨料反应的产生机理，碱骨料反应引起混凝土路面损坏的条件和预防水泥混凝土路面碱骨料反应损坏的措施，其目的在于使水泥混凝土路面的建设者们更加重视路面用混凝土的碱骨料反应破坏。