施工工艺对半柔性路面灌浆的影响

为探究不同施工工艺下半柔性路面的灌浆饱满度、防水性与抗水损害能力,通过室内试验测定不同空隙率、不同堆浆时间条件下的半柔性路面材料的性能。结果表明:空隙率越大、堆浆时间越长的半柔性路面材料灌浆越饱满;空隙率低于26%时,半柔性路面无法满足防水性与抗水损害性能的要求,空隙率在26%左右时也要保证堆浆时间在2min左右;若要达到良好的饱满度与抗水损害性能,设计空隙率不应小于26%,堆浆时间要长于2min。     

日本机场沥青道面加铺半柔性材料的研究

近年来,日本学者对半柔性材料进行机场道面的快速修补技术进行了大量研究。该文主要介绍日本在这一方面的研究近况:通过室内试验,分析了半柔性材料的力学特性;在其基础上,大规模地铺筑试验道面,进行飞机荷载作用下的疲劳试验,以掌握半柔性道面的施工性能及路用性能;以应变为控制指标,结合有限元法和多层弹性层状理论,提出机场沥青道面加铺半柔性材料的结构设计方法。     

基体沥青混合料的体积参数对半柔性路面材料的性能影响分析

基体沥青混合料体积参数是半柔性路面材料设计的重要指标,它关系到半柔性路面的各项使用性能.通过体积法设计了不同空隙率以及相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,并且对不同龄期半柔性路面材料进行了力学性能和路用性能的试验,然后与普通沥青混合料的性能进行比较,分析研究基体沥青混合料的空隙率和孔结构对半柔性路面材料性能的影响规律.研究结果表明:随着基体沥青混合料空隙率的增加,半柔性路面材料的力学性能明显提高,路用性能有所改善;对相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,均匀级配设计的力学性能和路用性能优于连续级配设计.采用30%空隙率均匀孔结构基体沥青混合料制备的半柔性路面材料,7 d马歇尔稳定度高达17.69 kN,7 d劈裂强度达到6.32 kN,残留稳定度和冻融劈裂强度比均超过100%,动稳定度达到30 000次/mm以上,低温抗弯拉劲度模量达到6 486 MPa,抗压回弹模量模量达到2 812 MPa.     

基于冻断试验的半柔性路面材料低温抗裂性影响因素研究

为了研究半柔性路面材料低温性能的影响因素,采用冻断试验评价半柔性路面材料低温性能,以冻断温度为评价指标,研究了沥青类型(90~#基质沥青、SBS改性沥青、TPS高黏改性沥青)、水泥基灌浆料种类(普通型灌浆料、橡胶粉型灌浆料、乳化沥青型灌浆料)以及基体空隙率(20%,24%,28%,32%)对半柔性路面材料低温性能的影响规律。试验结果表明:冻断试验能有效地区分出不同沥青、不同水泥基灌浆料、不同基体空隙率半柔性路面材料的低温抗裂性改善效益;冻断温度可有效地评价半柔性路面材料低温性能;基体空隙率在20%～32%范围内,冻断温度随着基体空隙率的增大呈先下降后上升的变化规律,基体空隙率在24%附近时,半柔性路面材料低温性能达到最佳;灌浆料增弹对半柔性路面材料低温抗裂性的改善效果明显,其中,乳化沥青灌浆料对半柔性路面材料低温性能的改善效果好于橡胶粉灌浆料;基体采用改性沥青后对冻断温度的降低幅度达到31.4%～38.3%,远大于灌浆料的影响,基体沥青的增弹比增黏对改善半柔性路面材料低温抗裂性更有利。     

半柔性路面材料级配及路用性能研究

半柔性路面材料是将水泥基材灌注于母体沥青混合料中形成的一种刚柔兼备的新型路面材料,矿料级配直接影响母体沥青混合料的物理、力学性能。为保证母体沥青混合料具备良好的骨架支撑作用,同时保证一定的空隙率以灌注水泥基材,笔者研究4.75mm、2.36mm、矿粉、沥青等含量对母体沥青混合料稳定度、空隙率的影响程度及规律;进一步研究4种级配的半柔性路面材料高温、低温、水稳、疲劳性能。结果表明:母体沥青混合料的空隙率与2.36mm含量、油石比呈负相关关系,与矿粉含量呈正相关关系;稳定度与2.36mm含量呈正相关关系,与矿粉含量呈负相关关系;建议2.36mm含量≤4.5%、油石比≤3.5%、4.75mm含量≤6%;半柔性路面材料具有极优的高温性能,但低温性能不良且低于2000的规范要求。本文为半柔性路面材料设计及推广应用提供试验基础。     

多轮荷载作用下的沥青道面结构响应敏感性分析

分析飞机多轮荷载作用下沥青道面表面弯沉、土基顶面竖向压应变、面层底面水平应力、基层或底基层底面水平应力对面层、基层或底基层厚度与模量、土基模量变化的敏感性。依托三维有限元平台对敏感性进行分析,选择B-777作为分析机型;以传统柔性类、沥青稳定类和半刚性道面作为分析结构。52种组合的分析结果表明:各力学响应量对土基都具有较高的敏感性,土基模量由30增至60 MPa的影响要大于60增至80 MPa;除传统柔性道面的面层底面水平应力外,底基层厚度对其他各响应量也具有较高的敏感性;层底的水平拉应力主要受上下层模量比影响,随着模量比的增加,上层底面开始出现拉应力,并逐渐增大,所以最大水平拉应力出现在传统柔性道面结构的面层底,沥青稳定基层的层底,以及半刚性基层的底基层底。     

半柔性路面材料的抗裂性能

为了评价半柔性路面材料的抗裂性能,分析其开裂机理,采用半圆弯曲试验方法评价不同温度、不同母体孔隙率下半柔性路面材料的抗裂性能。试验结果表明,半柔性路面材料的断裂韧度随温度的降低而降低、随着母体沥青混合料空隙率和养护龄期的增加而增大;当环境温度达到沥青的软化点时,半柔性路面材料的断裂韧度大幅度下降。     

半柔性复合混凝土动态模量主曲线研究

为了研究半柔性复合混凝土的设计及材料组成,首先针对大空隙沥青混合料OGFC设计方法,研究2.36 mm筛孔通过率与所形成的混合料空隙率的相关关系,研究结果表明:OGFC的空隙率与2.36 mm筛孔通过率大致呈线性相关关系,可依据空隙率需求来预估2.36 mm筛孔通过率;然后研究不同温度、不同荷载频率下半柔性材料的动态模量变化情况,结果表明:半柔性复合混凝土的动态模量值与普通沥青混合料动态模量值相当,采用时温等效原理研究半柔性材料的黏弹性能,移位因子研究结果表明:半柔性材料符合线黏弹材料性能,并且通过移位因子,构建不同温度下半柔性复合混凝土模量主曲线,为半柔性复合混凝土路面结构设计提供材料参数。     

半拱形公路棚洞结构抗冲击性能优化

利用ANSYS/LS-DYNA软件模拟落石冲击荷载作用下半拱形棚洞结构的动力特性,在分析棚洞结构受力变形的基础上,探索其抗冲击性能优化方法,提出通过调整棚洞截面形式控制应力扩散路径,从而提高棚洞的抗冲击性能。研究表明:将半拱形棚洞拱墙和顶板的连接断面向立柱方向水平偏移,使棚洞拱墙半径增大,水平顶板宽度减小,能有效降低滚石冲击引起的最大等效应力,减小棚顶的最大变形量,增强棚洞结构的抗冲击性能。     

柔性基层在东红路大修工程中的应用

认为柔性基层温湿变形小,可以防止水泥砼面板的开裂;具有较大的空隙率(一般>13%),可以迅速地排出由面板缝隙渗透下的雨水;也可以提高水泥砼路面的抗冲击、抗振性能及行车舒适性。用作沥青路面的联结层,可以提高抗车辙性能和减轻由于半刚性基层温缩裂缝而引起面层的反射裂缝。     

基于水稳基层裂缝损伤状态下的柔性夹层抗裂研究

本文首先建立了土工布、玻璃纤维格栅、稀浆封层、同步碎石封层等4种柔性夹层及无夹层措施条件下的有限元模型,通过计算分析了半刚性基层裂缝损伤状态下行车荷载作用对各方案面层层底应力以及对柔性夹层材料的影响,最后通过室内裂缝轮碾模拟试验,评价了各柔性夹层抑制反射裂缝的作用。     

半柔性路面材料性能研究

以矿料主骨料空隙体积填充法、谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验设计出三种不同基体空隙率下的半柔性路面材料,通过马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂、小梁弯曲、疲劳等室内试验评价其综合路用性能。结果表明,半柔性路面材料具有优良的高温稳定性、水稳定性、较强的抗疲劳能力,其低温抗裂能力则稍显不足。     

水泥灌浆半柔性路面混合料抗车辙性能研究

在大空隙(20%～30%)母体沥青混合料中灌入水泥砂浆,形成一种水泥-沥青复合半柔性路面材料。对其抗车辙性能和疲劳特性进行室内试验研究,结果表明,此路面材料具有良好的高温稳定性,在试验温度为70℃、轮胎接地压强为1.0 MPa非常规车辙试验条件下,其动稳定度均在6 000以上,与常规沥青混合料相比较,其更能适应高温和重载作用下的路面抗变形需要;温度对半柔性路面材料的抗裂性能有明显影响,断裂强度随着温度降低而增大。     

适应大型飞机的机场半柔性道面的力学数值分析

目前国内机场道面主要为水泥混凝土道面、较少的沥青混凝土道面,而半柔性道面在国内机场尚未得到应用。为了研究此类道面的实用性,研究了半柔性道面在具有复杂起落架的大型飞机多轮荷载下的力学响应规律。基于A380飞机,运用ANSYS,建立道面结构模型,在4轮、6轮、10轮、12轮、16轮和20轮荷载组合下进行结构的分析,获取应力、应变、弯沉的变化。经分析得出,多轮荷载组合下存在明显的叠加效应;6轮荷载组合是结构设计中的最不利组合;应多指标控制道面结构分析:以6轮荷载组合控制面层应变、基层应力、底基层应力,以10轮荷载组合控制土基顶面竖向应变,以16轮荷载组合控制弯沉。     

柔性纤维水泥稳定砂砾冲击性能研究

运用摆锤冲击法和均匀弹性支撑落重弯折冲击法,首次对柔性纤维水泥稳定砂砾和普通水泥稳定砂砾的冲击性能进行了对比试验研究。试验结果表明:和普通水泥稳定砂砾相比,柔性纤维水泥稳定砂砾具有优良的抗冲击能力,在路面半刚性基层中运用可以增强基层抵抗行车荷载的冲击和振动,使半刚性基层具有更加优良的动力服务性能,延长其使用寿命。     

跳车作用下沥青路面的细观动力响应分析

为了深入研究沥青路面结构受跳车冲击荷载作用时的变形和应力扩展规律,从细观结构角度出发,基于沥青材料的非均质性,利用Monte-Carlo法生成随机骨料,建立了沥青路面结构的二维数值模型。利用Abaqus有限元软件进行了跳车冲击作用下沥青路面的受力性能分析。并在此基础上,对轴重与跳车高度进行了参数分析。结果表明:用细观有限元模型建立的二维模型可以很好地模拟荷载作用下沥青路面的受力形态与应力分布;不同汽车质量对接触压力峰值的影响极为明显,其中汽车质量达到2100 kg时,接触压力峰值最大达到688.75 kN,应力峰值达到3.42 MPa;随着跳车高度的增加,沥青路面的接触压力逐渐提高,且在高度达到75 mm时,沥青路面的接触压力、峰值应力与变形逐渐趋于极限值。     

应力吸收层沥青混合料设计及性能研究

为了满足沥青路面的抗裂需求,结合汶马高速公路建设,进行了应力吸收层沥青混合料设计及性能研究。以SBS改性沥青AC-10和CAM-10两种沥青混合料为研究对象,对比分析了两个级配马歇尔设计指标随油石比的变化,分析了目标空隙率控制分别为2%和4%下的混合料高低温性能及水稳定性。基于四点弯曲试验和Overlay test试验,分析了应力吸收层沥青混合料的抗疲劳性能和抗反射裂缝性能。研究结果表明,在不考虑抗车辙性能时,应力吸收层宜采用目标空隙率为2%的CAM-10沥青混合料,其抗疲劳和抗反射裂缝性能最优;在考虑抗车辙性能时,应力吸收层宜采用目标空隙率为4%的AC-10沥青混合料;在需要兼顾抗车辙性能和抗疲劳性能时,应力吸收层宜采用目标空隙率为4%的CAM-10沥青混合料。     

大型飞机荷载作用下站坪结构对地基土附加应力的影响分析

基于轴对称荷载层状弹性理论,可得垂直均布荷载作用下分层地基土的解析解;利用BISAR3软件进行计算,分析了在大型飞机多轮荷载作用下,刚性及柔性道面各结构层刚度及厚度变化时,对地基土附加应力的影响。分析结果表明:刚性道面相对于柔性道面,土基内应力扩散较大,土基顶部附加应力相对小了46 %左右;无论对于刚性道面或柔性道面,各结构层厚度变化的影响均要大于刚度变化的影响。此分析方法,可为机场站坪沉降及道面设计提供参考。     

模拟退火算法在悬臂浇筑拱桥索力计算中的应用研究

基于模拟退火算法理论,建立某悬臂浇筑拱桥参数化有限元模型,使用Matlab与Ansys联合求解施工阶段全局最优索力数值解。计算结果表明:修正后的索力较原设计索力普遍偏大,索力最大增量为563.8 kN,最大增幅为37%,在修正后索力作用下,拱圈节段截面拉应力峰值由4.73 MPa降低至1.72 MPa,降幅为63.6%;扣塔最大Von Mises应力为180 MPa,且大部分区域应力流分布平缓,无明显集中现象。     

半柔性路面路用性能的试验及机理分析

半柔性路面是一种在开级配沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的一种路面结构,它兼具有沥青混凝土路面与水泥混凝土路面的特点.其材料结构属于骨架一密实结构,作为其基体的沥青混合料则属于骨架一空隙结构.结合半柔性混合料粘结界面上的SEM扫描电镜和傅立叶红外光谱图的分析,对半柔性路面优良的路用性能进行试验和机理的分析.研究结果表明:半柔性路面具有优良的高温稳定性和水稳定性,以及较好的低温抗裂性;母体沥青混合料设计空隙率为25%时路用性能最优;水泥胶浆的加入只是增强了沥青胶浆与级配骨料间粘结界面的特性,并没有改变沥青的性质;半柔性路面是一种综合性能良好、值得推广应用的新型高等级路面,研究所得结果对道路工程具有重要指导意义.