多孔混凝土疲劳性能的研究

多孔混凝土作为路面的基层,和面层一起受到车辆荷载和温度的反复作用,结构设计中需考虑其疲劳性能。通过室内小梁弯拉疲劳试验,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出多孔混凝土疲劳寿命服从双参数威布尔分布,以此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程;分析了疲劳寿命变异性的影响因素及减小变异性的相应措施,比较得出其疲劳性能优于半刚性基层材料。利用得出的疲劳方程,建立了以多孔混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层时,进行层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数,可用于路面结构计算。     

沥青混凝土路面多孔混凝土基层的疲劳性能

多孔混凝土作为沥青混凝土路面的基层时,和面层一起受到车辆荷载和温度的反复作用,结构设计中需考虑其疲劳性能。通过室内小梁弯拉疲劳试验,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出多孔混凝土疲劳寿命服从双参数威布尔分布,以此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程;分析了疲劳寿命变异性的影响因素及减小变异性的相应措施,比较得出其疲劳性能优于半刚性基层材料。利用得出的疲劳方程,建立了多孔混凝土作为沥青混凝土路面基层时,进行层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数,可用于路面结构计算。     

多孔混凝土基层疲劳特性及其轴载换算公式研究

多孔混凝土作为水泥混凝土路面或沥青路面基层时,和面层一起受到车辆荷载和温度应力的反复作用,路面应力分析和结构设计中需考虑其疲劳性能。文章在室内多孔混凝土室内小梁弯拉疲劳试验的基础上,通过分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数威布尔分布,建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程。根据得出的疲劳方程提出了多孔混凝土作为水泥混凝土路面基层进行路面结构设计的轴载换算公式。     

聚合物改性多孔混凝土疲劳性能研究

聚合物改性多孔混凝土,克服了普通多孔混凝土强度低的缺点,较普通多孔混凝土具有较高的抗压强度,尤其弯拉强度有明显改善。通过室内试验,研究了采用丙烯酸类-聚羧酸型水溶性改性剂的单一粒径改性多孔混凝土（PPC）三点弯拉疲劳性能。结果表明:PPC的等效疲劳寿命的统计分布近似于两参数的Weibull分布。并通过回归分析,得到对应于不同生存概率（0.50~0.95）的S-N关系曲线和回归方程。PPC的疲劳寿命按降序排列为PPC-27.5、PPC-32.5和PPC-37.5。     

高性能混凝土疲劳特性研究

通过对高性能混凝土技术特点的分析,对疲劳破坏以及疲劳试验的研究,建立了高性能混凝土的疲劳方程,经疲劳方程和疲劳破坏机理的对比分析,得出结论:高性能混凝土有较好的均匀性,高性能混凝土的胶凝材料与石料的界面缺陷少,所以高性能混凝土疲劳寿命更长.     

水对沥青混凝土路面疲劳寿命影响初探

在无水和有水两种状态下沥青混凝土路面的单轴压缩疲劳试验结果表明,水对沥青混凝土路面的疲劳寿命影响显著,在两种状态下具有不同的破坏形式。在0.7 M Pa压力作用下,有水状态下沥青混凝土路面疲劳寿命只有无水状态下疲劳寿命的18.7%。     

温度-盐分-冻融耦合作用下沥青混凝土疲劳寿命研究

为提高寒冷地区沥青路面的疲劳性能,对AC-16型沥青混凝土进行未冻融和冻融条件下的劈裂疲劳试验,得到了其应力疲劳方程.研究了温度、盐分和冻融循环次数耦合作用下,沥青混凝土疲劳寿命的变化规律.研究结果表明:沥青混凝土的疲劳寿命与其劈裂抗拉强度具有明显的相关性,即劈裂抗拉强度越高,疲劳寿命越大.温度、冻融循环和氯盐的侵蚀是影响沥青混凝土疲劳性能的重要因素.在相同的冻融循环温度下,随着冻融循环次数的增加,沥青混凝土疲劳寿命降低;在相同的冻融次数下,随着冻融温度的降低,沥青混凝土疲劳寿命降低.经饱和氯盐溶液冻融的沥青混凝土疲劳寿命明显低于经清水冻融的沥青混凝土疲劳寿命,说明盐分能够加剧沥青混凝土的疲劳破坏.     

环氧树脂混凝土的疲劳性能研究

通过室内试验,对比分析了环氧树脂混凝土、沥青混凝土和水泥混凝土的疲劳性能,并运用基于应变的疲劳分析法和能耗分析法对3种混凝土进行对比分析,建立了环氧树脂混凝土的疲劳寿命方程。     

沥青混合料的疲劳效应研究

对沥青混凝土梁式试件进行不同温度、不同应力水平条件下的拉伸疲劳试验,结果表明累计耗散能与疲劳寿命在双对数坐标中表现出较好的线性关系,温度和应力水平等试验条件对该关系的影响较小可以忽略。因此,指出可以采用累计耗散能理论来分析沥青混凝土的疲劳性能。运用该理论,通过对大量不同试验条件下的疲劳试验结果的分析,建立了沥青混凝土的疲劳方程。     

路面基层贫混凝土的力学特性研究

作为路面基层材料,贫混凝土得到越来越多的应用。通过室内试验。研究了振捣贫混凝土与碾压贫混凝土的28d弯拉强度与抗压强度,得出二者之间的相关关系;进行弯拉弹性模量试验。得出贫混凝土28d弯拉弹性模量与弯拉强度之间的关系,据此得出对应关系表作为模量推荐值;通过室内小梁弯拉疲劳试验。分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出贫混凝土疲劳寿命及等效疲劳寿命均服从双参数威布尔分布。并据此建立了不同失效概率下两种形式的双对数疲劳方程。     

路面面层用多孔水泥混凝土力学性能试验

基于大量室内试验,系统分析了多孔混凝土抗压强度随龄期变化的规律,抗压强度与抗折强度、抗折弹性模量的相关性及其疲劳性能,建立了相关数学模型;基于多孔混凝土组成材料和内部结构特点,研究其尺寸效应并给出抗压强度试验时不同尺寸试件的换算系数;探讨了多孔混凝土与普通混凝土的层间粘结性能及面层多孔混凝土的浇注时机与层间处理方式。结果表明:双参数威布尔分布可描述多孔混凝土弯拉疲劳寿命;多孔混凝土尺寸效应显著,经有效面积修正后有所下降。建议施工时底层混凝土浇注完后表面无须收光抹平,初凝完成时浇注面层多孔混凝土。     

多孔贫混凝土排水基层材料疲劳试验研究

针对多孔贫混凝土基层材料的疲劳性能展开了研究。为准确筛选得到一组极限抗折强度比较接近的试件,首先尝试测定低应力比下梁的抗折弹性模量,其次采用超声波法对所有试件进行均匀性筛选,但结果发现两种方法都不能够准确预测相应试件极限抗折强度。接着对集灰比为10∶1的试件在高低应力比为0.08的条件下和对集灰比为9∶1的试件在高低应力比为0.2的条件下,进行疲劳试验,并采用Weibull分布求解了不同失效概率下的疲劳方程。通过比较多孔贫混凝土材料疲劳方程和水泥混凝土材料、水泥稳定碎石材料和其他相关疲劳方程,发现试验得到的疲劳方程是合理的。     

加筋沥青混凝土梁式试件的APA弯曲疲劳试验研究

往返轮载试验模拟车轮运动状态对试件进行疲劳加载,可以很好地反映路面受力实际状态。本文应用沥青路面分析仪(APA)对沥青混凝土梁式试件进行多种荷载下的往返轮载疲劳试验,研究沥青混凝土的疲劳性能,并回归出有关的疲劳方程。同时对比研究土工布、玻璃纤维格栅对沥青混凝土疲劳性能的加筋效果。试验结果表明,这些加筋措施能将沥青混凝土梁式试件疲劳寿命延长一倍左右。     

波形耐候钢腹板与混凝土顶板结合部横向抗弯疲劳性能研究

为了解波形耐候钢腹板组合箱梁桥中波形钢腹板-混凝土顶板结合部在横向弯矩下的疲劳性能，以飞龙大桥为背景，制作1个波形耐候钢腹板-混凝土顶板结合部试件，开展横向受弯疲劳试验。分析结合部试件的疲劳寿命、破坏形态、抗弯刚度变化情况等，并基于线性疲劳累积损伤理论，采用Eurocode 3和AASHTO规范公式评估结合部试件中相关细节的疲劳寿命。结果表明：波形耐候钢腹板-混凝土顶板结合部试件在最终疲劳破坏前经历了209.14万次的疲劳加载，可以满足结合部横向抗弯疲劳设计的要求；主要的疲劳损伤为连接波形钢腹板与钢翼缘的焊缝出现疲劳裂纹以及混凝土顶板的开裂；疲劳损伤的累积导致试件的抗弯刚度降至初始抗弯刚度的34.4%;采用Eurocode 3和AASHTO规范公式对结合部中细节进行疲劳寿命评估时，Eurocode 3规范公式计算所得的细节疲劳寿命更偏于保守。     

钢纤维掺量对混凝土抗拉疲劳性能影响的试验研究

当前混凝土材料疲劳问题突出,钢纤维混凝土疲劳研究更是少之又少,为研究钢纤维混凝土(SFRC)构件在重复荷载作用下的疲劳性能,该文利用电液伺服材料试验机,通过4种钢纤维体积率、每种8个应力水平的SFRC试件单轴疲劳试验研究,对试验数据进行回归处理,得出了较高疲劳强度对应的钢纤维合理体积率,拟合得到S-N疲劳寿命曲线,并推导出考虑钢纤维体积率的SFRC材料疲劳方程。试验结果表明:钢纤维体积率1.0%时,SFRC材料的疲劳强度为0.775 1 MPa,较普通混凝土增大19.59%,疲劳强度增幅很大且体积率合理,因此实际工程中承受疲劳荷载的钢纤维混凝土构筑物,在其他力学性能亦满足要求的情况下,选取合理体积率1.0%即可,疲劳应力也可根据文中疲劳方程计算。     

定侧压混凝土双轴拉-压疲劳累积损伤试验研究

在对有限预应力混凝土桥梁结构进行损伤分析与剩余寿命估算时,为了解混凝土在双轴波动拉-压应力作用下的疲劳强度和损伤特性,通过室内小尺寸的变截面棱柱体试件的双轴疲劳试验,得到了定侧压下混凝土等幅和变幅重复荷载作用下的轴心拉-压疲劳方程和疲劳变形特性。由等幅疲劳变形模量定义了损伤变量,拟合试验结果得到了相应的损伤演化方程;依据损伤演变与损伤状态、加载条件间的相关性,建立了相应的疲劳损伤模型。研究表明:极限疲劳割线模量衰减率可作为混凝土发生拉-压疲劳破坏的标志;用规范化的疲劳变形模量定义损伤变量,建立的损伤累积模型,用于疲劳损伤分析和剩余寿命预测时具有较高的精度。     

柔性纤维水泥混凝土的疲劳特性试验研究

将柔性纤维掺入水泥混凝土可以大幅度提高混凝土的弯曲疲劳等路用性能。通过试验建立了柔性纤维混凝土的疲劳方程,结果表明,柔性纤维不但能使混凝土的强度提高,更主要的是在重交通条件下,可以成倍地提高混凝土的弯曲疲劳寿命。     

基于能耗法的水泥混凝土桥梁铺装层复合结构疲劳特性分析

能量法为分析沥青混合料疲劳特性的有效方法之一,应用于分析水泥混凝土桥面铺装复合结构的疲劳特性。首先,介绍了沥青混合料的能耗分析方法;其次,根据铺装复合结构设计原理,推导得到基于能耗原理的疲劳寿命方程;最后,通过复合梁3点弯曲疲劳试验,得到能量法参数及相关回归系数,可以预测不同轴载作用下铺装体系的疲劳寿命。结果表明:采用能耗法建立的铺装层疲劳方程可写为能耗(W0)-寿命(N f)形式;研究成果对建立水泥混凝土桥面铺装层疲劳设计理论和方法,有效预估水泥混凝土桥面铺装层使用寿命,具有较强的理论意义与应用价值。     

合成纤维混凝土路面切割小梁弯曲疲劳试验

将室外自然条件下养护的合成纤维混凝土路面板切割成小梁试件进行弯曲疲劳试验。结果表明:在同应力比下纤维混凝土的疲劳寿命是普通混凝土的25~79倍,明显大于室内养护小梁试验的结果。说明掺入纤维可减少路面混凝土中的原生缺陷,对改善路面混凝土抗疲劳性能有很大帮助。     

聚丙烯纤维混凝土弯曲疲劳性能

将聚丙烯纤维掺入普通道路混凝土可以大幅度提高混凝土的高曲疲劳等路用性能，并通过试验建立了聚丙烯纤维混凝土的疲劳方程，结果表明，聚丙烯纤维不但能使混凝土的强度提高，更主要的是在大应力作用下，可成倍地提高混凝土的弯曲疲劳寿命。