不同黏结层沥青路面层间抗剪性能研究

为了研究沥青路面的层间抗剪性能,通过试验主要分析了油石比、加载速率、温度、层间结合料种类和用量对层间抗剪性能的影响。试验结果显示,随油石比增大抗剪强度呈现先增大后减小的变化规律,当油石比为4.0%时,抗剪强度最大;加载速率越大,抗剪强度越高,当加载速率大于20 mm/min后,抗剪强度趋于稳定;温度越高,抗剪强度越小,其中当温度超过45℃后,抗剪强度急剧下降;以SBR改性沥青做黏结料时,抗剪强度随结合料用量的变化规律与基质沥青和SBR改性乳化沥青为结合料时明显不同,当结合料用量大于1.0时,以SBR改性沥青做黏结料对应的抗剪强度较高。     

沥青碎石封层层间抗剪性能的影响因素研究

为对比研究橡胶沥青碎石封层和SBS改性沥青碎石封层层间的抗剪性能,通过试验,研究沥青洒布量、碎石用量和温度等因素对两种碎石封层层间抗剪强度的影响。试验结果表明,随着沥青用量的增大,两种碎石封层层间的抗剪强度都出现先增大后减小的变化趋势,当橡胶沥青碎石封层和SBS改性沥青碎石封层的沥青用量分别为1.9 kg/m2和1.7 kg/m2时,层间抗剪强度达到最大值;随着碎石用量的增多,两种碎石封层层间的抗剪强度呈现先增大后减小的变化规律,当碎石用量为13.5 kg/m2时,两种碎石封层层间的抗剪强度都有最大值;温度越高,碎石封层层间的抗剪强度越低,其中当温度超过50℃时,层间抗剪强度随温度的变化趋势不明显;相同条件下,SBS改性沥青碎石封层层间的抗剪强度大于橡胶沥青碎石封层层间的抗剪强度。     

沥青路面层间抗剪性能研究

随着交通量的迅速增长,以及超载现象的普遍存在,许多山区公路因层间黏结强度不足而导致滑移、拥抱等病害严重.通过室内试验成型的大尺寸试件,利用MTS加载的斜剪切议测定不同温度下、不同粘层油撒布量下AC-13与AC-20间的层间抗剪强度.结果发现,常温下粘层油的撒布能够大大改善层间抗剪强度,粘层油的撒布存在最佳撒布量;在高温条件下,层间抗剪强度降低,但合理的粘层油撒布量仍可以提高层间抗剪强度,当粘层油撒布量过大时,粘层油将起到润滑剂的作用而导致层间抗剪强度降低.     

考虑悬臂结构转动的开启桥桥面铺装动响应分析

为分析开启桥在转动开启过程中桥面铺装的动力响应,以天津响螺湾海河开启桥为研究对象,利用有限元方法建立包含转轴的1/4开启桥精细模型,对开启桥变速开启全过程进行数值模拟,追踪钢桥面铺装体系在不同开启角度和不同开启速度时的动力响应,并与简化转轴的开启桥模型分析结果进行对比。结果表明:在变速开启过程中,铺装层层间剪应力在横向和纵向均呈现出明显的应力集中现象,铺装结构的拉应力和铺装层层间剪应力均随着开启角度的增大而增加,在开启角度最大时达到最大值,峰值出现的纵桥向位置均为悬臂结构的自由端;建立精细化转轴的模型转动开启过程中的动态应力响应比简化转轴静态应力结果大15%～20%;因此,建议在设计阶段开启桥铺装体系复合结构时考虑采用精细化转轴模型。     

水泥混凝土桥面粘结层抗剪性能要求及简化计算

通过有限元方法,分析了不同类型桥面防水粘结层的受力特点及其剪应力对铺装层各种参数(包括厚度、模量、水平荷载及胎压等)的敏感性,得到了粘结层剪应力角度变化范围,提出了桥面粘结层的抗剪强度要求计算公式。通过变化室内斜剪试验剪切角度(25°~65°),得出了剪切角度变化时粘结层抗剪强度随温度变化的规律。研究结果表明:桥面铺装厚度和水平荷载是影响层间剪应力与剪切角度大小的主要因素,粘结层材料的抗剪性能随着温度和剪切角度的增大迅速降低,具有一定厚度的低模量防水卷材粘结层对铺装层抗剪是不利的。建议通过比较不同场合桥面粘结层的抗剪强度测试值和理论计算值,判定粘结层的粘结效果,用于指导防水粘结层的选择。     

基于抗剪性能的沥青混合料剪切疲劳变形研究方法

在不同的温度下进行沥青混合料剪切性能试验,结果显示:随着温度的升高,沥青混合料的抗剪强度减小,剪切模量也变小.抗剪强度与剪切模量有较好的相关性.具有较高抗剪强度的沥青混合料也具有较大的剪切模量,在车辆荷载作用下不会产生较大的剪切疲劳变形.与剪切疲劳变形试验相比,抗剪强度试验相对简便和快速,在确定抗剪强度与剪切模量之间的关系后,就可以直接采用抗剪强度试验来评价沥青混合料抵抗剪切变形的能力.     

基于抗剪性能的沥青混合料剪切疲劳变形研究方法

在不同的温度下进行沥青混合料剪切性能试验．结果显示：随着温度的升高,沥青混合料的抗剪强度减小,剪切模量也变小。抗剪强度与剪切模量有较好的相关性。具有较高抗剪强度的沥青混合料也具有较大的剪切模量,在车辆荷栽作用下不会产生较大的剪切疲劳变形。与剪切疲劳变形试验相比,抗剪强度试验相对简便和快速,在确定抗剪强度与剪切模量之间的关系后,就可以直接采用抗剪强度试验来评价沥青混合料抵抗剪切变形的能力。     

不同层位格栅加筋的沥青混凝土力学性能

为了分析格栅层位对加筋沥青混凝土力学性能影响的内在规律,分别制作不同层位格栅加筋的沥青混凝土轮碾成型试件和马歇尔成型试件,进行了混凝土层间剪切与层间拉拔试验,同时研究了格栅层位对加筋沥青混凝土强度性能的影响,并引入无量纲的韧性指数对劈裂强度试验进行评价.结果表明:设格栅的沥青混凝土试件的力学性能都优于不设格栅的试件;在25℃和60℃的不同层位格栅加筋的沥青混凝土的层间抗剪能力相似;当格栅设于混凝土试件中间时,加筋沥青混凝土层间粘结能力最好,其抗压强度、抗压回弹模量及韧性最大;当格栅远离混凝土中间时,加筋混凝土的劈裂强度最大.     

薄层罩面结构层间黏结技术指标研究

针对薄层罩面结构与原路面层间黏结强度不足导致病害发生的情况,基于层间破坏机理分析薄层罩面结构层间黏结强度技术指标及影响因素。建立薄层罩面结构计算模型,分析荷载作用下的层间力学响应规律。结果表明:层间最大应力均分布在单轮中心附近,其中最大拉应力出现在后半区域,最大剪应力出现在前半区域。分别研究水平力系数、结构层厚度、温度参数对层间黏结应力的影响,得出薄层罩面结构层间抗剪强度应大于0.5 MPa,抗拉强度应大于0.004 MPa。该技术指标可作为薄层罩面结构性能研究和黏结层材料选取的理论依据。     

基于层间剪切的沥青路面粘层力学性能研究

为了研究沥青路面粘层材料的力学性能,开展了层间剪切试验．室内制作了马歇尔试件,采用自主开发的直剪仪对试件的结合面进行了多种条件下的直剪试验,分析了层间抗剪强度与粘层材料及用量的关系,通过线性回归得到了50℃层间抗剪强度莫尔-库伦理论拟合图及对应的 c ,φ参数值．研究结果表明：作为路面粘层材料,SBS改性乳化沥青性能优于普通乳化沥青,最佳用量为0．4 kg/m2,加入3％水泥的SBS改性乳化沥青粘层材料浸水强度提高近20％．     

加热碎石封层对沥青路面层间抗剪性能的影响

为提升沥青路面层间的抗剪性能,延长沥青路面使用寿命,以沥青路面碎石封层为研究对象,采用AC-20沥青混合料与水泥稳定碎石混合料成型复合试件,采用剪切仪进行层间抗剪强度和层间剪切疲劳试验,分析在摊铺沥青面层时加热碎石封层对沥青路面层间剪切疲劳性能的影响。试验结果表明：碎石封层经过加热的复合试件的抗剪强度、破坏位移、疲劳寿命分别增大约36%、26%、118%,加热碎石封层有利于提高沥青路面层间整体性能,延长沥青路面寿命;随应力比的增大,复合试件的剪切疲劳寿命急剧降低,道路运营时应控制通行车辆的超载情况。     

双层联铺沥青混凝土室内外层间黏结强度研究

采用沥青混合料试件的拉拔、剪切试验方法,对室内外两次成型和一次成型的双层SBS改性沥青混凝土试件进行拉拔、剪切试验,对比室内外不同成型方式下试件的层间抗拉强度和抗剪强度。试验结果表明:室内一次成型试件的抗拉强度、抗剪强度比两次成型试件的抗拉强度、抗剪强度高很多,约为两次成型的1.6~1.7倍;现场芯样一次成型比两次成型抗拉强度、抗剪强度高很多,约为两次成型的1.3~1.8倍。沥青混凝土双层联铺技术可明显提高路面的层间黏结效果,具有很高的推广价值。     

潮湿气候条件下聚酯玻纤布层间黏结性能研究

通过UTM剪切试验确定黏层油的种类及其最佳用量;分别成型沥青混凝土+防裂材料+水泥混凝土的剪切试件,通过UTM剪切试验测定不同浸水条件下各试件的抗剪强度;采用现场拉拔试验测定不同防裂材料结构层的抗拉能力。结果表明:采用SBS改性沥青作为黏层油,其最佳用量为1.0 kg/m2;不同潮湿气候条件中聚酯玻纤布层间抗剪强度大于其余两种防裂材料层间抗剪强度;相同潮湿气候条件中聚酯玻纤布层间拉拔强度大于防水卷材层间拉拔强度。     

水泥稳定碎石基层不同成型方式下力学强度分析

针对目前水泥稳定碎石基层不同成型方式导致层问不同接触与黏结情况,研究了在这些条件下水泥稳定碎石上下基层层间剪切力大小,以及水泥稳定碎石梁式试件抗弯拉强度.结果表明:与层间铺洒水泥浆和直接分层成型试件相比,一次成型试件抗剪强度大大增加;分层成型和界面受到污染试件与一次成型试件比较,试件整体性下降,弯拉强度降低.     

沥青路面层间抗剪强度影响因素研究

通过沥青路面层间剪切强度试验,研究竖向应力、粘层材料、洒布温度、洒布量对其影响,结果表明:沥青路面层间抗剪强度与竖向荷载有着良好的线性相关性,Super PCR有着更好的抗剪性能,洒布温度越低,抗剪性能越好,这与沥青的温度敏感性有关;当沥青洒布量较低时,层间抗剪性能逐渐增大,而当沥青洒布量较大时,层间抗剪切强度降低;灰色关联分析中对层间抗剪强度影响排序为:竖向荷载乳化沥青洒布量温度,并且竖向荷载关联度达到0. 78,而最小的关联度也为0. 63,可见总体上这三个影响因素对层间抗剪强度影响显著;严格控制超载、重载现象,减少竖向荷载对沥青路面的力学作用。     

砌体剪压复合强度的试验研究

为避免现有砌体结构剪压复合作用下较为繁琐的双向控制强度测试模式，采用一种以单向加载替代传统双向加载的改进试验装置，借助试件角度旋转获取了不同应力比下砌体剪切滑移破坏、受拉破坏、受压破坏3种破坏形态；通过数值分析对试验现象进行对比验证，揭示了不同剪压复合应力状态下砌体抗剪强度的破坏规律；以0.2和0.6为界限采用三段式剪压相关曲线构建出不同应力条件下剪压复合强度破坏准则，以0.2为界限提出了砌体剪压复合受力状态下材料应力应变关系. 结果表明:改进试验方法简捷高效误差小，理论计算与试验结果之比的均值为1.07，变异系数为0.180；试验结果丰富了砌体材料本构关系，可为砌体结构破坏准则的完善与数值分析模型的构建提供理论依据.      

不同因素对沥青路面层间黏结的影响研究

通过试验,研究了竖向荷载、沥青种类、温度和乳化沥青洒布量等因素对沥青路面层间抗剪强度的影响。结果表明:沥青路面层间抗剪强度随着竖向荷载的增大而增大,且在乳化沥青洒布量为0. 4 kg/m~2的条件下,两者有着较强的相关性,相关性高达98. 2%;抗剪强度最大的沥青材料是Super PCR,且其抗剪强度随升温而减小;随着乳化沥青洒布量的增加,层间抗剪强度出现先增加后减小的变化趋势,因此,实体工程中对于乳化沥青洒布量的选择应慎重。同时,通过灰色关联分析可知,竖向荷载对沥青路面层间抗剪强度影响最大。     

复合式路面层间界面剪切滑移特性

依托南大梁高速公路复合式路面试验段, 测试了不同糙化界面的露骨率和构造深度, 并钻取芯样进行45°剪切试验。结合45°剪切试验测试结果与层间剪切过程力学特性, 将层间剪变特性曲线划分为弹性阶段、破坏阶段、剪切强度衰减阶段和残余阶段, 采用界面构造深度、剪切强度峰值、剪切强度峰值对应层间相对滑动位移和残余剪切强度等指标评价层间剪变特性, 分析了界面糙化方式、防水黏结材料类型和用量、温度和加载速率对复合式路面层间剪变特性的影响。测试结果表明: 凿毛界面构造深度(1.17mm) 大于喷砂界面构造深度(0.37mm), 结合不同糙化界面下剪切过程的层间力学特性差异, 凿毛界面较喷砂界面所成型复合试件具有更优的抗剪性能; 防水黏结材料相同时, 凿毛界面层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移(0.19~0.79mm) 较喷砂界面(0.16~0.33mm) 更大, 且防水黏结材料对残余剪切强度和剪切强度峰值的影响大于层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移的影响; 整体而言, 温度对层间剪变特性影响显著, 5℃时层间剪切强度峰值为40℃时的7.0~10.0倍, 测试条件对层间剪切强度影响较大, 50mm·min-1加载速率时测试层间剪切强度峰值为5mm·min-1加载速率时的1.9~3.5倍。可见, 凿毛糙化方式更有助于提高复合式路面层间剪切强度, 且复合式路面层间剪变特性需采用多指标予以评价。      

层间粘结状态对沥青路面层间性能的影响研究

通过室内试验对双层摊铺技术沥青路面与传统方法施工沥青路面进行模拟,对比分析不同层间处理方法对层间性能包括层间抗剪强度以及层间疲劳性能的影响。结果表明：采用双层一次成型的试件在层间界面处上下层粗集料间有相互嵌入,双层一体摊铺技术可以增加沥青混合料层间嵌挤,从而使得沥青混合料的层间抗剪强度以及层间疲劳寿命均高于层间有无粘层油的情况;并且撒布不同的粘层油对层间抗剪强度以及层间疲劳寿命的影响不同,SBS改性沥青优于基质沥青。     

刚柔复合式路面粘结层剪应力有限元分析

层间粘结层受剪破坏或粘结失效,是引起刚柔复合式路面破坏的主要原因。采用ANSYS10.0计算软件对连续配筋混凝土刚柔复合式路面粘结层进行层间剪应力分析,明确不同工况对层间剪应力的影响效应。结果表明,车辆不同行驶状况和车辆超限超载情况对粘结层将产生很不利的影响。良好的层间接触状态更有利于层间荷载的传递和层间抗剪性能的提高,有利于延长路面的使用寿命。