机场道面混凝土冻融破坏评价指标

为了研究中国北方寒冷地区机场道面混凝土冻融破坏的评价指标,制作了3种不同抗冻性能的混凝土试件,采用快速冻融试验机对混凝土试件进行了冻融破坏试验,并用动弹仪DT-10W测试了试件的动弹性模量,分析了不同冻融循环次数作用下试件相对动弹性模量、压折强度、质量损失及表面剥落的变化规律,给出了机场道面混凝土冻融破坏的临界值。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,试件的压折强度均有不同程度的下降,其中抗折强度的损失较大,且试件表面剥落面积及深度增大,质量损失对试件表面平整度的影响严重。根据试件在冻融过程中相对动弹性模量与抗折强度损失、表面剥落与质量损失的规律,建议以300次快速冻融循环后混凝土试件相对动弹性模量不小于75%(抗折强度损失率不大于46%)和质量损失率小于1.0%(中等剥落)作为机场道面混凝土冻融破坏的评价指标。     

纤维丝和网加筋泡沫轻质土力学特性和抗冻性

为分析短纤维丝和纤维网加筋对泡沫轻质土力学性能和抗冻性的影响，开展了一系列的无侧限抗压强度试验、抗折强度试验、动三轴试验和冻融循环试验.试验结果表明：对提高抗压强度而言，设计湿密度为700 kg/m³的泡沫轻质土掺入短纤维丝的最优长度和掺量分别为6 mm和0.4%；采用长度6 mm和掺量0.4%的短纤维丝对设计湿密度在400～1 000 kg/m³的泡沫轻质土进行加筋后，泡沫轻质土抗压强度、抗折强度和动应力阈值得到了显著地提高，最小提高量分别为35.3%、31.4%和53.4%；采用长度6 mm和掺量0.6%的短纤维丝对泡沫轻质土进行加筋后，设计湿密度分别为400、700、1 000 kg/m³的泡沫轻质土抗冻融循环次数分别由5、25、125次提高至10、50次和超过150次，泡沫轻质土抗冻性得到了显著地提高；相对于提高泡沫轻质土抗折强度而言，纤维网0.4%短纤维丝复合加筋的效果最好，单一纤维网加筋方式次之，单一短纤维丝加筋方式最差；短纤维丝、纤维网或两者复合加筋均显著地增加泡沫轻质土的韧性.     

配合比设计参数对高性能混凝土抗冻性敏感特性的影响

为考察不同配合比设计参数对高性能混凝土抗冻性敏感特性的影响规律和显著性关系,利用正交试验方法,选取水胶比、粉煤灰掺量和砂率作为考察因素,计算300次冻融循环后混凝土试件的抗折强度损失率和质量损失率,并进行极差和方差分析。研究结果表明:水胶比对高性能混凝土抗冻性有显著的影响,而粉煤灰掺量和砂率均无显著影响;冻融循环试验后的质量损失率不能准确地描述混凝土的抗冻性,而抗折强度对冻融循环试验比较敏感,建议采用抗折强度损失率作为高性能混凝土抗冻性的评价指标。     

石灰石粉轻骨料混凝土抗盐冻性能研究

为了研究石灰石粉轻骨料混凝土在盐溶液作用下的抗冻性能,通过室内试验,研究了冻融循环次数和石灰石粉掺量对轻骨料混凝土抗压强度、质量损失和相对动弹性模量等指标的影响。试验结果表明,冻融循环次数越多,轻骨料混凝土的强度和相对动弹性模量越小,而质量损失越大,其中当冻融循环次数由25次变为50次时质量损失大幅增大,由75次变为100次时相对动弹性模量急剧减小;总体来说,随着石灰石粉掺量的增大,强度和相对动弹性模量出现先增大后减小的趋势,而质量损失出现先减小后增大的趋势,当石灰石粉掺量为3%时,强度和相对动弹性模量达到最大值,而质量损失有最小值。     

瘠性磷矿渣生产气泡混合轻质土的试验研究

利用室内试验对磷矿渣生产气泡混合轻质土的生产技术和性能进行了研究,发现在采用发泡机生产气泡时,尼纳尔的稳定性优于十二烷基磺酸钠,AES的最佳浓度为3%。砂浆静置有利于减少消泡,最佳气泡掺入时间为砂浆静置60~90 min后。磷矿渣气泡混合轻质土的密度主要受气泡添加量的影响,实际工程中适宜气泡添加量为100%~200%;无侧限抗压强度随水泥含量的增加而增加,随气泡添加量的增加而减小,28 d强度可达1.5 MPa以上,可用于路基填筑、矿坑回填、建筑物回填土等,28 d后还会大幅增加。     

路基台背回填施工中气泡混合轻质土的应用研究

为防止台背路基与桥台结构物产生不均匀沉降,选用气泡混合轻质土填筑台背路基,通过室内试验进行气泡混合轻质土配合比设计,并结合试验段对台背轻质土路基应用效果进行评价。结果表明,轻质土湿密度较小,同龄期的体积吸水率相对较大、无侧限抗压强度相对较小;高岭土掺量增加10%,轻质土体积吸水率约至少提高4. 5%、同龄期抗压强度降低4. 8%以上;养生前28d抗压强度增长较显著,28d抗压强度约为90d抗压强度的81. 3%;台背施工中填筑轻质土路床及路床以下轻质土7d无侧限抗压强度满足路基强度设计要求且水稳性能良好;台背轻质土填筑280d后,路基累计沉降量趋于稳定,约为0. 80mm,小于设计规范中路桥过渡段沉降标准。     

季节性冻土区水泥固化路基填料试验与分析

为了探究季节性冻土区水泥固化路基填料的抗冻融损伤特性,对不同养生时间、水泥占比和冷却负温下的水泥固化土进行无侧限抗压强度试验和三轴试验。结果表明:随着冻融循环次数的增加,无侧限抗压强度和各围压以及各龄期下的抗压强度均呈现先减小后增大的趋势,经历一次冻融循环的试样其抗压强度下降最为明显;在一定范围内的养生时间、水泥占比和冷却负温不干扰冻融循环对峰值应力的影响趋势,但改变干扰冻融循环的影响程度。     

高寒盐沼泽区干湿-冻融循环下桥梁桩基腐蚀损伤与承载特性

为探明青海地区桥梁桩基在干湿-冻融循环条件下的腐蚀损伤特性, 依托德香高速公路工程, 在现场埋设钢筋和混凝土试件进行干湿-冻融循环1年, 采用室内试验将混凝土试件进行干湿-冻融循环225次, 对比分析了不同位置和不同循环时间条件下混凝土质量、抗侵蚀系数、相对动弹性模量、抗压强度、微观机理以及钢筋锈蚀率的变化规律; 采用数值仿真分析了未防护桩基20年内承载力变化规律, 并提出了高寒盐沼泽区桥梁桩基防护措施。研究结果表明: 随着试件埋设深度的增加, 现场桩基混凝土试件的抗侵蚀系数相关度增大, 最大值为0.93;随着时间的增加, 桩基混凝土试件的抗压强度最大损失率为38.20%, 埋深0.25 m处钢筋的面积锈蚀率最大, 为91%;表面涂抹环氧树脂可以有效减少钢筋锈蚀率, 桩基混凝土试件与钢筋的质量变化不明显; 干湿-冻融循环225次时, 桩基混凝土试件的边角处出现脱落, 四周出现裂纹, 但质量变化较小, 相对动弹性模量降低了39.10%, 抗侵蚀系数降低到0.51, 混凝土的抗压强度损失率为65.88%, 其内部因出现Friedel盐等膨胀性物质而趋于破坏; 随着剥落厚度和腐蚀深度的增加, 前8年桩基的承载力基本不变, 8年后其承载力逐步降低, 若不进行维护, 第20年桩基承载力降低34.45%;建议在桩基服役8年后, 要进行重点防护。      

CF-PF混杂纤维轻骨料混凝土抗冻性能试验

以天然浮石作为轻骨料配制LC30纤维轻骨料混凝土,研究掺入碳聚丙烯混杂纤维对轻骨料混凝土抗冻性能的影响.通过快冻法试验,测得了不同冻融循环次数后混凝土的质量损失、相对动弹性模量损失及抗压强度损失.定义了混杂系数,并结合试验结果,说明纤维的正负混杂效应与纤维掺量之间的定量关系,同时分析了纤维的混杂效应机理.研究结果表明：碳纤维与聚丙烯纤维以不同掺量混杂,可以产生互补效应,对轻骨料混凝土的抗冻性能有一定的改善作用,为西北寒冷地区纤维轻骨料混凝土的应用提供依据.     

泡沫轻质土在高速公路扩建工程中的应用研究

以京沪高速公路沂淮淮江段扩建工程泡沫轻质土路基施工为背景，对掺入不同比例矿粉泡沫轻质土的湿密度、抗压强度、标准沉降率等性能进行研究，并在相同填筑高度情况下与常规填土路段的展开工后沉降对比。结论如下：泡沫轻质土的流值随着水胶比的增大而增大，其抗压强度随着矿粉掺量的增加而减小；采用泡沫轻质土施工的路段，其工后沉降量为普通填土路段的60%。     

陶粒混凝土隧用性能研究

通过试验,对比分析了陶粒混凝土与普通混凝土的抗冻性能和降噪性能,通过慢冻法试验,发现陶粒混凝土的质量损失率、强度损失率均低于普通水泥混凝土,同一环境及车辆行驶条件下,陶粒混凝土路面的噪音分贝数低于普通混凝土路面,表明陶粒混凝土的抗冻性能和降噪性能优于普通水泥混凝土,适合应用于隧道路面。     

粗粒硫酸盐渍土区高速铁路水泥固化级配碎石变形特性

为了探究粗粒硫酸盐渍土区高速铁路路涵、桥梁等过渡段的水泥固化级配碎石在不同工况下的变形特征及其机理，基于固化路基填料的材料特点，采用0~2.5%含盐量的级配碎石，掺加不同种类及含量的水泥，开展常温下有(无)毛细水上升的变形特性试验；针对固化路基段的基床，开展基础冻融循环模拟试验，同时结合XRD试验分析变形机理；在试验的基础上，选取典型试验材料，开展冻融循环工况下的路基-构筑物模拟试验。试验结果表明:在无毛细水上升工况中，普通水泥配制的含盐级配碎石试样产生的变形可达5%特种水泥掺配试样变形的4.2倍；在有毛细水上升工况中，普通水泥配制试样产生的变形最高可达5%特种水泥掺配试样变形的33.0倍；在不同含盐量条件下，3%~5%特种水泥固化级配碎石对相应普通水泥工况产生变形(毛细水上升导致)的最低抑制率为60%~80%；在6次基础冻融循环条件下，添加普通硅酸盐水泥试样产生的最终变形是添加特种水泥试样最终变形的16.0倍；路基-构筑物冻融循环模拟试验中特种水泥固化级配碎石的最大膨胀变形率仅为0.2%；在粗粒硫酸盐渍土地区，虽然水泥固化路基填料可以减少路基其他变形，但是对于高速铁路等对变形控制要求较严格的工程，周围介质中的盐分因素较难避免，普通水泥无法满足盐渍土地区的路基工程需求，需要采取特种水泥固化等工程措施。      

新型桩板结构路基在季节冻土区的适用性

针对莫喀（莫斯科—喀山）高速铁路季节性冻土区路基冻胀病害防治问题,提出了铺设保温板垫层的新型桩板结构路基. 通过对聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）、聚氨酯板（PU）和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（XPS） 3种保温材料性能的对比分析,发现新型桩板结构路基中的保温板可采用在保温隔热、隔水防渗和抗压性能方面表现良好的XPS保温板. 通过建立热弹塑性冻胀计算模型,研究了冻胀力作用下保温板铺设范围、厚度、路基填高和外界温度对新型桩板结构路基受力变形的影响. 结果表明:当保温板铺设范围延伸到线路两端的信号线槽处时,可以更好地阻滞外界负温向下传递（减小冻深）,抑制因桩板结构周边土体冻胀对结构物产生的不良影响;随着保温板厚度的增大,冻胀量呈指数形式减小,冻深呈抛物线形减小,保温板上表面处起到抑制外界负温向下传递的作用,下表面处起到控制下部土体温度耗散的作用;增大路基填高,有利于抑制路基冻胀量,减少保温板的使用厚度,当路基填高0.8 m时,保温板垫层厚度需大于0.40 m;当路基填高2.8 m时,保温板垫层厚度需大于0.31 m.      

气泡混合轻质土的应用技术

气泡混合轻质土是土建工程领域中近年开发的一种新型轻质填土材料,将其应用于软基处理、冻土保护、冻胀翻浆防治、桥台台背填筑等,可提高公路的建设质量与服务使用水平,降低养护成本。基于此,重点论述了轻质土的冻胀与热传导理论、材料特性,以及其在冻土地基保护和道路冻胀翻浆中的应用,具有一定的理论和实际意义。     

水稳沥青路面冷再生基层材料路用性能研究

水泥稳定冷再生基层材料的路用性能对路面结构有着重要影响,对原路面和基层回收材料进行分析,用掺入不同水泥和新骨料的冷再生基层材料,对处于不同面及基层厚度比的材料进行路用性能试验。通过无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量以及抗冻性的实验研究,并结合路面弯沉值进行分析,研究结果表明水泥稳定就地冷再生基层材料具有良好的路用性能。