破损水泥混凝土路面加铺AC路面的力学性能监测方法研究

将振弦式应变计和半导体类温度传感器用于破损水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面的力学性能监测研究,并在试验路段的实际工程中进了传感器的埋设,结合试验路段路面结构进了有限元力学分析,将理论分析结果同测试结果进行对比分析,验证监测系统有效性,经过一年多的监测,证明了监测系统在破损水泥混凝土路面加铺沥青混凝土路面的力学性能监测的可行性。通过研究为复合路面各结构层的应力和应变状况以及温度场进行长期监测提供一种新的方法,为研究路面材料的力学性能随时间的变异性,深入认识路面使用性能劣化的基本规律提供了技术支持。     

水泥混凝土路面板硬化过程中温度分布实测与模拟

首先对水泥混凝土路面板在硬化过程中的温度分布进行实测;然后针对水泥混凝土路面硬化过程中的特征,调查研究水化热、热交换和气象环境因素3个方面的模型并选取相关参数,对路面板内硬化过程中的温度分布进行数值模拟.在温度场计算中,根据道路结构和热传导类型划分节点,采用有限差分法求解热传导微分方程,并利用Crank-Nicolson格式建立起相邻时间层、相邻节点之间的温度数值关系式.模拟温度值与实测温度值的对比表明,模拟结果较为准确,能够反映现场实际因素对路面板内温度变化的影响作用.本文建立的水化模型和路面板温度场预测模型对水泥混凝土材料具有普遍适用性,编制的数值模拟程序可以为水泥混凝土路面温度场及温度应力的进一步研究提供可靠依据.     

复合式路面温度场分布与温度应力分析

PCC AC复合式路面是一种“刚柔相济”的路面结构形式。沥青混凝土上面层的存在,使得PCC AC复合式路面水泥混凝土板的温度应力与普通水泥混凝土路面的温度应力有较大的不同,并且沥青混凝土层厚度的大小直接影响水泥混凝土板的温度应力的大小。结合尉氏~许昌高速公路项目的实施,重点分析了PCC AC复合式路面的温度场分布与温度应力。     

旧沥青混凝土路面加铺水泥混凝土层路面结构温度应力分析

目前,国内外对普通水泥混凝土路面的温度应力进行了深入的研究,但对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构温度应力研究尚未开展。根据路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ANSYS为基础,采用三维有限元法,对旧沥青混凝土路面上加铺水泥混凝土层路面结构的温度应力进行分析,探讨了加铺层路面结构层参数对温度应力的影响规律,为寻求加铺层结构设计方法提供理论基础及依据。     

基于层间分离的PFCC-PCC路面耦合应力分析

目的:分析在原普通水泥混凝土(PCC)路面上实施聚丙烯纤维水泥混凝土(PFCC)加铺层的路面结构层间分离状态时其内部耦合应力。方法:首先根据阶跃型温度场理论得到层间分离状态下路面结构内温度场的理论解,在此基础上对比分析层间分离路面结构受行车荷载与温度应力共同作用下产生的耦合应力及二者单独作用于路面结构的叠加应力。结果:刚性路面加铺设计应按照阶跃型温度场传递方式考虑温度应力对PCC面层的不利影响;层间分离状态下路面结构内的耦合应力远远大于叠加应力,应提高加铺型路面结构的目标可靠度以满足设计年限的要求。     

水泥混凝土路面结构温度分布特征研究

为研究水泥混凝土路面路表弯沉的最佳测试时间,以某收费站广场内水泥混凝土板为研究实体,采用钻孔布置传感器的方式,对其温度场进行了8个月的连续监测,得到了不同天气情况下及同一天气下不同时间段内,水泥混凝土板各深度的温度变化规律。研究表明,温度场随空气温度周期性变化,且随着深度的增加具有明显的滞后性;07:30-08:30和18:00-19:00 2个时间段板顶和板底温差接近为0℃,建议在这2个时间段进行弯沉测试;雨天对温度场变化影响较大,不建议开展弯沉测试,同时基于测试数据分析结果,分别得到上午、下午2个时间段内水泥路面路表温度、温度梯度与测试时间线性关系,可为水泥混凝土路面板角弯沉检测的温度换算提供依据。     

美国水泥混凝土路面板硬化温度梯度研究进展综述

硬化温度梯度(Built-in Curling)对水泥混凝土路面的使用性能有着显著的影响,而中国的水泥混凝土路面设计规范尚未将其纳入设计之中。为追踪国际上水泥混凝土硬化温度梯度的研究进展,该文系统回顾了近几十年来美国在路面硬化温度场方面的一系列研究,分别介绍了硬化温度场监测、硬化温度梯度对温度应力和刚性路面使用性能的影响,以及美国现行的AASHTO设计指南中对硬化温度梯度的考虑及尚存在的不足。同时讨论中国当前在此领域研究中存在的问题及水泥混凝土路面设计发展的改进方向。     

道路结构温度场实测研究

以运营中的沥青混凝土路面和水泥混凝土路面典型结构作为实体，提出道路结构温度场的实测方案和方法及过程，包括温度、辐射测定仪器布置、埋设，以及现场观测程序等。并对实测数据进行处理与分析，得出一些规律性认识，为道路结构温度场深入研究奠定了基础。     

旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性及数值模拟

为研究旧水泥路面加铺沥青层结构温度场特性,采用预埋温度传感器的方式实测路面温度场,根据传热学原理建立旧水泥路面加铺沥青层结构的非线性瞬态3D温度场计算模型。基于实测气象资料,用修正后的双正弦函数、Fourier级数分别表示气温、太阳辐射,作为模型边界条件,采用ANSYS对路面温度场进行数值模拟并与实测温度场对比。研究结果表明:旧水泥路面加铺沥青层结构温度场一天的变化趋势是先降后升再降,升温速率明显大于降温速率,正负温度梯度交替出现,易诱发温度疲劳裂缝;各路面结构层的温度、温度梯度和变温速率的变化幅度随着深度增加而减小,且峰值、峰谷出现时刻随深度逐渐滞后;路面最高温度、最大正温度梯度均出现在沥青加铺层,应提高沥青加铺层抗高温车辙的性能;加铺层有效降低了水泥混凝土层的温度翘曲应力;依实测气温资料修正后的双正弦函数可以很好地模拟近路表气温的日变化规律;路面结构温度场的模拟值与实测值的偏差在3℃以内,说明该温度场模型具有很高的预测精度。     

碾压水泥混凝土与沥青混凝土复合式路面结构的温度应力分析

本文根据温度场研究结果，视碾压水泥混凝土（ＲＣＣ）与沥青混凝土（ＡＣ）为各向同性热线弹性材料，土基和基层为各向同性线弹性材料，层间为连续接触，用三维等参元法计算ＲＣＣ＋ＡＣ路面结构翘曲温度应力，按Ｂｒａｄｂｕｒｙ法进行整理，形成了计算ＲＣＣ＋ＡＣ复合式路面结构温度应力的实用方法。     

北京地区水泥混凝土路面温度场研究及气象要素分析

水泥混凝土路面承受着各种环境因素的综合作用,这种作用的结果直接体现为路面温度场的复杂分布.通过实测1年的气象要素数据及水泥混凝土路面板温度场数据,分析了北京地区气温和太阳辐射的变化规律,最终得到30 cm水泥混凝土板的温度场和温度梯度规律.     

路基路面结构参数的变异性分析

在湖南省临长高速公路和湘耒高速公路建设过程中，采集了总计46941个路基路面结构质量检验数据，包括路基、路面基层和沥青面层弯沉，路面基层和面层厚度，水泥混凝土路面弯拉强度，运用数理统计方法，编写出随机变量变异性分析的计算机程序，并利用该程序对这些样本数据进行了统计分析。结果表明，正态分布和对数正态分布模型可以很好地描述路基路面结构弯沉、路面结构层厚度、水泥混凝土弯拉强度等参数的概率分布，分析得到的各参数变异系数分布范围基本反映了我国当前高速公路路基路面的实际施工技术水平，可供修订沥青路面、水泥混凝土路面设计和施工规范时参考，     

基于非稳态温度场解析解的沥青混凝土路面温度分布研究

研究以实测气象资料来预估沥青混凝土路面结构层内温度场的分布状况为目的.通过分析太阳辐射、大气温度两种主要影响参数,运用传热学理论建立沥青混凝土路面二维非稳态温度场解析方程.并在云南大理地区埋设温度传感器进行实时数据采集,对计算模型和实测数据相关关系进行了对比分析.最终在云南省不同温度分区基础上,计算得到不同路表温度的结构内部温度分布曲线.研究结果表明:建立的以太阳辐射和大气温度日变化规律为基础的温度场解析方程模型计算结果与实测结果相比,误差最大3℃左右;温度分布曲线反映出在不同路表温度时,结构内部一定深度内温度分布的规律性和温度梯度的改变趋势,能有效地帮助材料设计,计算结果证明了该模型的合理性和有效性.     

多年冻土区水泥混凝土路面下冻土路基温度场数值分析

运用abaqus有限元分析方法,对不同冻土断面类型,不同路堤高度的水泥混凝土路面路基温度场进行了数值模拟,计算结果与观测结果比较后证实有限元模型参数的选取和计算方法是正确可靠的。通过分析可以得出以下结论:在相同冻土断面地区,水泥路面基底融深较沥青路面下基底融深浅,体现了较好的热稳定性;不管何种冻土断面及路面类型,随着所处环境气温的升高,路面基底年最大融深均有所增加,沥青路面基底融深对中低温冻土地区气温升高的响应迅速,水泥路面基底融深对高温冻土地区气温的升高响应迅速;对于中低温多年冻土段水泥路面的大致路堤临界高度为1.2 m,对于高温不稳定多年冻土段,路堤临界高度在1.6 m左右,对于高温极不稳定多年冻土段,路堤临界高度在2.1 m左右。     

主动除冰雪路面融雪化冰特性及路用性能研究综述

为了进一步推进路面主动除冰雪技术的发展，综述了国内外路面主动融雪化冰方法的研究进展。首先，介绍了不同类型路面主动除冰雪技术的融雪化冰机理，并基于此将主动除冰雪路面划分为自应力弹性铺装路面、低冰点路面和能量转化型路面3类；然后，分别对3类主动除冰雪路面的路用性能及融雪化冰特性进行了梳理，在路用性能方面主要包括沥青混凝土路面高温性能、低温性能、水稳定性、黏附性能和耐久性等，以及水泥混凝土路面抗拉、压性能等，而在融雪化冰特性方面主要包括路面抗摩擦性能、冰-路界面黏结性能、破冰性能、融雪速率、适用温度范围及长期稳定性等；进而归纳了材料组成、结构类型、外界环境及系统运行条件等对主动除冰雪路面工作性能的影响规律；此外，为了便于主动融雪化冰路面技术选型，从融雪化冰效果、经济成本及节能环保等方面对比分析了不同路面主动除冰雪技术的优缺点；最后建议路面主动除冰雪系统应与冰雪灾害评估系统及冰雪预警系统相结合。     

重载水泥混凝土路面损坏机理及对策研究

随着交通量的增加、轴载的增大和车速的提高,按照传统水泥混凝土路面规范修筑的道路出现了严重的早期破坏。本文通过分析重载交通作用下现有混凝土路面出现的早期破坏特征及其机理,从材料与结构上提出防止水泥混凝土路面在重载作用下发生早期破坏的对策。     

基于有限元的水泥路面冰冻损伤机理

为了研究水泥混凝土路面冰冻损伤机理,对混凝土材料的微观结构进行了研究,并对水泥混凝土路面温度场进行了有限元分析.基于应力场、多孔体系渗流场和温度场的多物理场耦合理论,利用Comsol软件,对水泥混凝土路面内部结冰的现象进行了数值模拟.根据不同的降温速率、孔隙率、渗透系数和孔隙累积分布函数,设计了4组模型,每组4个模型进...     

超重荷载钢桥铺装结构设计与桥梁加固方案研究

交通荷载对钢桥面铺装的使用寿命有很大影响,为设计出满足超重行车荷载使用要求的钢箱梁桥面铺装,运用有限元方法分析了3种备选铺装结构在超重荷载作用下的力学性能,并进一步研究为改善铺装受力状况而采取的桥梁加固措施,为桥梁结构与桥面铺装一体化设计做出了有益的尝试。根据研究结果,推荐钢桥面采用"7.5 cm三层环氧沥青混凝土"铺装结构,并对桥梁结构采用在腹板附近加焊纵向加劲肋的方式进行加固。研究表明,增加铺装厚度以及钢桥面板局部结构的优化,可以较为明显地改善铺装的受力状况,建议钢桥结构设计与桥面铺装设计应同步、协调进行。     

特大桥梁沥青铺装层层间稳定性试验研究

为保证防水粘结层与沥青铺装层和混凝土板之间的良好粘结，应通过试验选择性能优良的防水粘结层材料。结合京港澳高速公路郑州黄河大桥的桥面铺装层设计，首先在室内按照抗剪强度最大的原则确定了桥面防水粘结层材料的最佳涂膜量，然后在最佳涂膜量的条件下测定了不同垂直压力和温度下粘结层抗剪强度的变化情况，分析了变化规律，同时又测定了不同温度下粘结层的粘结强度，并建立了粘结强度和抗剪强度的关系。通过现场拉拔试验，建立了桥面防水粘结层抗剪强度指标，并对实体工程进行了验证。防水粘结层室内外研究的方法和结果，对大跨径混凝土桥梁粘结防水层设计具有一定的指导意义。     

水泥混凝土路面结构可靠性设计方法

按现行规范的设计准则，分析水泥混凝土路面结构设计中各种不确定性因素的构成以及对设备的影响，通过引入可靠度系数建立计入各种不确定性影响的水泥混凝土路面结构可靠性设计方法。