不同除冰工艺对机场水泥混凝土道面的损伤特性

进行了热风除冰、乙二醇化学除冰与尿素化学除冰的模拟试验,测试了混凝土试件质量损失和强度降低率,分析了除冰方式与除冰次数对水泥混凝土道面的损伤规律。分析结果表明:热风除冰对试件表层损伤反应较慢,在经过45次冻融循环后才表现出明显的质量损失,但其对试件内部结构损伤却较严重,50次热风除冰后的强度降低超过35%。虽然50次化学除冰后试件的强度降低小于20%,但试件表层的腐蚀性损伤造成的质量损失较显著,尿素的腐蚀所造成的质量损失高达8.5%,比热风除冰的质量损失高5倍以上。可见,为了保持机场道面结构强度,化学除冰要比热风除冰更为合理。为了降低机场跑道混凝土剥落对飞机发动机损害的隐患,宜优先采用热风除冰方式,但须关注其对道面结构强度的影响。     

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。     

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。      

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。     

混凝土冻融损伤双轴强度破坏准则

根据快冻法原理,对引气混凝土试件进行了0、100、200、300次的冻融循环试验,对试验后试件进行双轴压作用下的强度试验研究。根据试验结果,研究试件的表面裂缝特征和破坏形态,得到基于冻融循环次数和应力比的极限抗压强度和极限抗拉强度力学性能退化模型。在主应力空间,建立基于应力比影响和不同冻融循环次数的引气混凝土双轴破坏准则。此项研究成果,为冻融影响地区在双轴荷载作用下的引气混凝土结构的强度分析提供理论和试验依据。     

多孔改性混凝土结构抗冻融性能研究

针对国内外研究空隙型多孔改性混凝土结构抗冻融少的现状,通过结构特性影响分析及抗冻融性能试验,分析了多孔改性混凝土结构抗冻融性能,结果显示,多孔改性混凝土经冻融循环后,其抗弯拉强度大幅降低,抗冻融性系数随冻融次数增加而增大,相对动弹模随冻融循环次数增加而逐渐降低.通过研究冻融破坏机理,为采取措施提高多孔改性混凝土的抗冻融性能提供理论依据.     

气泡混合土抗冻融循环性能试验研究

为解决冻土地区普通路基由于保温性能差导致的路基病害问题，采用保温隔热性能好的气泡混合土作为路基填料，可起到保护冻土、减少病害的作用。为探讨气泡混合土的抗冻性能，选取了不同容重的气泡混合土试件进行冻融循环试验研究，研究气泡混合土质量及强度损失规律，从而获知气泡混合土的容重对其抗冻性能的影响；进而，向气泡混合土试件中掺入玻璃纤维，探讨其对气泡混合土抗冻性能的增强作用。结果表明：气泡混合土的抗冻性能随着容重的增大而提高，表现为容重越大，所能经受的冻融循环次数越多，抗压强度和质量损失率越低；容重为800kg/m3的气泡混合土试件经过15次冻融循环后抗压强度迅速降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失达到9.2%；而容重为1 200kg/m3的气泡混合土试件在经过50次冻融循环后，抗压强度才开始明显降低，经过100次冻融循环后，试件的质量损失只有4.5%。玻璃纤维能显著提高气泡混合土的抗冻性能，其抗压强度损失率和质量损失率明显较未掺纤维的普通气泡混合土要小，且抗压强度和质量损失的速率明显降低；不同容重的气泡混合土试件掺入纤维后，经过50次冻融循环后，试件的抗压强度损失减少50%以上，质量损失减少40%以上。     

寒区桥梁混凝土抗冻耐久性试验研究

通过冻融循环试验,对寒区桥梁混凝土抗冻耐久性进行试验研究。在不同水胶比、含气量、外加剂掺量、抗冻龄期、浆骨比等多种因素下,探索寒区桥梁混凝土抗冻性能的影响规律。试验结果表明,水胶比越大,相对动弹性模量下降速度越快;含气量最优取值为5%;不同浆骨比试件的质量损失均不断增大,相对动弹性模量损失率逐渐减少。     

混凝土冻融破坏机理的分析

混凝土在饱水状态下冻融循环产生的破坏作用称为冻融破坏。水在混凝土毛细孔中结冰造成冻胀开裂使混凝土弹性模量、抗压强度、抗拉强度等力学性能严重下降,危害结构物的安全。一般混凝土的冻融破坏,在其表面都可以看到裂缝和剥落。介绍了冻融破坏机理及其对材料参数的影响。     

冻融混凝土本构关系与孔结构特征研究

为分析冻融循环作用下混凝土材料的静态力学性能,并探讨立方体试块轴向压缩破坏过程和形态,依据慢冻法试验标准开展了混凝土冻融循环试验,测定未冻融、冻融25次、冻融50次及冻融75次混凝土的单轴压缩应力应变曲线和劈裂拉伸强度;结合孔隙结构的电镜扫描图像分析其劣化成因;同时利用ABAQUS有限元软件及混凝土损伤塑性模型对混凝土立方体试块的轴向压缩破坏过程及破坏形态进行数值模拟.试验结果表明:混凝土抗压强度、弹性模量和抗拉强度随冻融循环次数的增加而降低,变形增大;冻胀作用导致混凝土内部结构疏松造成其宏观力学性能劣化;数值模拟表明,立方体试件在压缩过程中竖直方向缩短、水平方向膨胀,裂缝在产生最大拉伸应变的区域扩展并最终形成四角锥破坏形态.     

冻胀冻融作用下材料劣化对板式无砟轨道性能的影响

以哈大高速铁路路基冻胀区板式无砟轨道为研究对象,开展了快速冻融循环作用下C60、C40混凝土和砂浆材料标准立方体试件轴心受压和劈裂抗拉破坏试验,研究了冻融循环作用下材料性能劣化规律;在此基础上,建立了考虑限位凸台、环形树脂和层间黏结接触性能的CRTS Ⅰ板式无砟轨道-路基冻胀冻融空间有限元模型,研究了冻融损伤后轨道的静力特性,揭示了底座板的受力状态与损伤特征。研究结果表明:提高混凝土强度等级可显著减缓冻融循环对材料的劣化剥蚀作用,冻融循环加剧会导致结构界面接触状态显著恶化;随着冻融循环作用次数的增加,砂浆层和底座板材料性能劣化显著,弹性模量、层间黏结强度和轴心抗拉强度均大幅减小;与未冻融工况相比,300次冻融循环后,C60、C40混凝土和砂浆的峰值抗压强度降幅分别为14.7%、34.6%和29.9%,C60混凝土与砂浆胶结界面轴心抗拉强度降幅达到90.6%,C60、C40混凝土和砂浆轴心抗拉强度降幅均超过56%;在典型冻胀条件(冻胀波长为10 m,冻胀峰值为8 mm)下,冻胀中心处轨道各结构层上表面均受最大拉应力,在冻胀波脚处出现最大压应力;随着冻融循环次数的增加,轨道板和底座板所受最大拉应力亦不断增加。可见,在设计寒区板式无砟轨道时,底座板为主要控制性构件,底座板中部冻胀为最不利工况。      

拉萨地区不同空隙率的半柔性路面材料冻融试验研究

为解决现有水泥混凝土和沥青混凝土路面材料在拉萨地区推广应用中受冻融作用破坏的问 题，对不同空隙率的半柔性路面材料在拉萨的应用进行研究。采用灌注式的方式将水泥胶浆灌入 不同空隙率的开级配沥青混合料母体中制成试件，并根据拉萨独特的气候特征设定冻融试验的时 间和温度；再进行高温稳定试验和低温抗裂试验，得出趋近于真实冻融环境的试验数据。分析试 验数据可得，半柔性路面材料在受到冻融作用破坏时，低温抗裂强度随着空隙率的增大呈逐渐上 升趋势，劈裂位移量随着空隙率的增大呈逐渐减小趋势；而表征高温稳定性能的动稳定度随着空 隙率的增大呈先上升后下降的趋势，变形速率随着空隙率的增大呈先下降后上升的趋势。研究结 果表明，半柔性路面材料采用27%的空隙率并添加塑弹性材料有利于抵抗冻融破坏，从而能够在 高原地区推广和应用。     

基于灰色系统理论的高寒盐沼泽区混凝土耐久性评估

依托青海省德香高速工程, 通过混凝土室内损伤试验, 分析了冻融干湿循环和盐腐蚀耦合作用下混凝土动弹性模量的演化过程与特征; 基于灰色系统理论, 建立了不同工况下混凝土相对动弹性模量GM (1, 1) 预测模型, 预测了2种损伤条件下3种配合比混凝土耐久年限; 依据室内损伤试验与灰色系统理论GM (1, 1) 模型预测结果分析了混凝土的组分, 研究了不同掺合料对混凝土耐久性的影响。研究结果表明: 混凝土耐久性GM (1, 1) 预测模型的相对误差在6%以内, 且后验差比值小于0.35, 小概率误差大于0.95, 预测精度较高; 不同使用环境对混凝土耐久性影响差异较大, 复合盐腐蚀-养护冻融循环的影响程度较复合盐腐蚀-浸泡冻融循环提高了42.8%~46.2%;掺加了粉煤灰、硅灰与膨胀剂的配合比Ⅲ的混凝土耐久性最好, 耐久年限较基准配合比混凝土提高了50%以上, 因此, 为了保证混凝土耐久性, 在类似地区工程实践中, 可参考配合比Ⅲ进行现场混凝土配比设计; 粉煤灰与矿渣同时使用将会生成钙矾石, 相比基准配合比, 不同配合比下混凝土耐久年限降低率均在50%以上, 严重损伤混凝土耐久性。      

硫酸镁溶液对应力作用下混凝土抗冻性的影响

制备了掺加20%粉煤灰的高强混凝土(HSC)、复合掺加40%粉煤灰、10%矿渣和5%硅灰的大掺量矿物掺合料混凝土(HVMAC)和综合运用引气剂、高效减水剂、大掺量矿物掺合料、混杂纤维和膨胀剂技术的高耐久性混凝土(HDC),采用快冻法测定了混凝土在水和5%MgSO4(质量分数)溶液中的抗冻性。在冻融过程中对试件采用三分点加载方式,设定弯拉应力为破坏应力的35%。分析结果表明:与水中冻融条件相比,MgSO4溶液分别使HSC和HDC在应力作用下的抗冻性提高了46倍和70%以上,其抗冻融循环次数分别达到了425次以上和900次以上,但却使HVMAC在应力作用下的抗冻性降低了67%,抗冻融循环次数仅为75次。     

Dynamics Performance of Subgrade-Tunnel Transition on Chongqing-Suining Ballastless Track

Experiments were conducted on China railway high speed electrical multiple units (EMUs) CRH2 and freight car C80 on Chongqing-Suining high-speed ballastless track. Based on the experimental results, the dynamics performance of cement concrete transition and cement stabilized aggregate transition was analyzed. The results show that the dynamic stress, vibration displacement, vibration velocity, vibration acceleration and other vibration parameters vary steadily on the profile section of transitions, and that at the adjoining position between subgrade and tunnel portal, cement concrete transition has gradual hardness change, whereas cement stabilized aggregate transition exhibits good elasticity, small shock, and small dynamic effect of the cars.     

胶粉与SBS改性沥青混合料的比较研究

为比较AC-13胶粉改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料的性能差异,通过车辙、小梁弯曲、劈裂、冻融劈裂和浸水马歇尔等室内试验分别对两者的高低温性能、疲劳性能和水稳性能进行了对比。室内试验结果和试验路结果均表明．胶粉改性沥青混合料具有更好的高低温性能、抗疲劳性能和抗水损害性能,能更好地适用于公路路面铺筑,可广泛推广应用。     

路用橡胶混凝土的研究现状分析与展望

橡胶混凝土具有轻质高弹、耐磨减震、抗裂性好、冲击韧性高、降噪隔声等优点;同时橡胶粉粒的掺入对混凝土的抗渗性、耐久性以及抗疲劳、抗冲刷等动力性能也有一定的改善作用。因此,为解决普通道路面层、机场跑道等实际工程中混凝土因脆性较高而产生的一系列问题,路用橡胶混凝土的研究已经成为热点。文中介绍了橡胶混凝土的物理力学性能和在道路工程中的应用现状,展望了今后的研究方向,为未来橡胶粉粒在道路混凝土等工程领域的应用提供借鉴。     

纤维沥青混合料水稳定性评价方法研究

通过采用传统的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对纤维沥青混合料进行的水稳定性试验发现,这两种方法并不能有效的评价纤维沥青混合料的水稳定性。设计了真空饱水冻融循环飞散试验,以飞散损失和飞散损失速率两项指标综合评价纤维沥青混合料的水稳定性。试验结果表明,该试验方法和评价指标能更好的模拟路面实际情况,并能更有效可靠的评价沥青混合料的水稳定性能。     

纤维沥青混合料水稳定性评价方法研究

通过采用传统的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对纤维沥青混合料进行的水稳定性试验发现,这两种方法并不能有效的评价纤维沥青混合料的水稳定性。设计了真空饱水冻融循环飞散试验,以飞散损失和飞散损失速率两项指标综合评价纤维沥青混合料的水稳定性。试验结果表明,该试验方法和评价指标能更好的模拟路面实际情况,并能更有效可靠的评价沥青混合料的水稳定性能。     

高模量沥青稳定碎石性能试验

从高模量沥青稳定碎石的材料组成设计出发,通过动态模量和抗压回弹模量两种力学设计参数的测定,研究了高模量沥青稳定碎石的力学性能,通过车辙试验、冻融劈裂试验、劈裂试验及疲劳试验,分析了高模量沥青稳定碎石路用性能.试验结果表明:不同类型沥青对沥青稳定碎石的动态模量影响较大,高模量沥青稳定碎石的抗压回弹模量比普通沥青稳定碎石和改性沥青碎石分别提高了约24%和19%,且高模量沥青稳定碎石具有良好的高温性能、水稳定性能和疲劳性能,但低温性能较差.