拱桥加固中新老混凝土结合面的受力性能

结合工程实例,制作了2个拱圈试件,通过一次性加载破坏试验,对试件的破坏特征、新老混凝土结合面的工作性能及应力、应变分布进行了研究.试验结果表明:受荷初期,结合面的抗剪主要由无植筋时新老混凝土的粘结承担;当剪应力达到新老混凝土粘结抗剪强度后,主要由植筋承担.在裂缝附近区域、靠近裂缝和远离裂缝的非裂缝区域,结合面的粘结剪应力分布不同,主要区别在纵向钢筋开始屈服到试件破坏阶段.在此阶段,裂缝附近区域结合面的粘结剪应力随荷载增大线性减小,在靠近裂缝的非裂缝区域基本不变,而在远离裂缝的非裂缝区域线性增大,直至试件破坏.粘结剪应力最大值出现在拱顶裂缝附近.     

排水性沥青路面粘结层抗剪性能的试验研究

通过室内模拟试验,利用长沙理工大学研制的斜面剪切仪,在50 mm/min的剪切速率下,分别对涂刷环氧沥青、改性乳化沥青、SBS改性沥青和高粘沥青等4种粘结材料的复合试件进行斜面剪切试验,分析其在不同的环境条件下的剪切强度变化规律.分析结果表明:粘结层剪切强度随其用量的增加先增后减,即存在一个最佳用量;剪切强度随温度的升...     

排水性沥青路面防水粘结层拉拔性能试验研究

根据室内模拟试验中的剪切试验,确定高粘沥青、SBS改性沥青、环氧沥青和改性乳化沥青等4种防水粘结材料的最佳用量.采用美国进口的MTS-810万能材料试验机,按1cm/min的拉拔速率分别对采用最佳沥青用量的4种试件进行拉拔试验,探讨其在不同条件下的拉拔强度变化规律,并进行拉拔强度与剪切强度的相关性分析.试验结果表明:随着温度的升高,粘结层材料的拉拔强度会不同幅度地降低;在不同界面状态下,粘结层会因界面潮湿而降低其拉拔强度;拉拔强度与剪切强度有很好的线性相关性.     

橡胶沥青SAMI加铺阻裂层的性能研究

在半刚性基层与沥青面层间铺设橡胶沥青SAMI应力吸收层可以起到粘结和防水作用,其撒布的碎石与热拌沥青混合料形成相互嵌挤,能提高层间粘结能力和抗剪强度。又因橡胶沥青吸收层弹性恢复好、粘度大、具有优良的抗疲劳性能,所以能起到应力过渡和裂缝缓冲作用．可吸收或缓冲裂缝尖端的应力集中,对于抑制反射裂缝的产生和扩散具有一定的效果。     

带裂缝沥青小梁弯曲破坏的数值模拟

应用真实破裂过程分析系统(RFPA 2D),数值模拟与分析了带裂缝沥青混凝土小梁在三分点加载条件下的应力分布状态及其变化规律,讨论了沥青混合料的均质度、裂缝深度、裂缝与加载中心距离对含有竖向裂缝试样的裂纹扩展规律及断裂破坏的影响.模拟过程表明,试件本身的非均匀特性对破坏峰值强度,声发射次数分布规律及其裂纹的扩展有很大的影响.同时,梁的裂缝越深,与加载中心距离越小,则它的破坏峰值强度越小.     

颗粒材料双轴试验离散元数值模拟(英文)

为了得到颗粒材料的力学参数与试验条件之间的关系,选取5组粒径范围的颗粒材料,利用离散元方法生成初始试件,并数值模拟了其双轴试验,分析了不同围压对材料弹性模量和强度的影响,以及不同加载速率下材料的弹性模量、泊松比和强度的变化规律。提取了围压为10MPa与加载速率为0.03m.s-1时5组试件的应力-应变曲线,从微观角度给出了荷载作用后试件中的裂缝分布。模拟结果表明:随着围压的增大,5组试件的弹性模量和强度增大,增长趋势相对平缓,但粒径为9.50～13.20mm的试件出现较大波动;加载速率与弹性模量、泊松比、强度和裂缝初始应力基本呈二次多项式关系,最小判定系数为0.9009,最大为0.9959;在5组试件中,随着粒径的增大,由应力-应变曲线得到的应力峰值减小。     

沥青稳定碎石柔性基层的级配设计及施工

柔性基层能有效缓解半刚性基层沥青路面的反射裂缝问题，改善路用性能，延长使用寿命．文中计算了沥青稳定柔性基层适宜的厚度，研究了采用旋转压实仪进行试件成型，按照莫尔强度理论设计沥青稳定碎石柔性基层LSM-30的方法，并对施工中的压实度随碾压温度及碾压方式的变化进行了研究，得出了适用于大粒径沥青稳定碎石柔性基层的碾压工艺．     

下面层沥青混合料防反射裂缝性能研究

对多种沥青混合料进行了室内模拟反射裂缝实验,分析了级配类型与沥青粘结料类型对沥青混合料抗反射裂缝性能的影响.实验结果显示:高弹性沥青混合料可以有效防止或减少反射裂缝的产生,具有良好的疲劳性能,可以作为一种优良的下面层材料使用.     

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.     

尺寸效应对沥青混合料抗剪性能的影响规律研究

为研究试件尺寸对沥青混合料抗剪强度性能的影响规律,采用单轴贯入试验,研究试件高度对贯入强度和贯入高度的影响规律,引入尺寸效应系数及换算公式。同步采用有限元模型,研究数值模拟状态下的试验结果。结果表明:沥青混合料具有尺寸效应,随着试件高度的减小,试件贯入深度及贯入强度均发生变化,试验实测值与模拟曲线误差在8%以内,说明数值模拟可以较好地反映出沥青混合料单轴贯入试验结果,为研究沥青混合料尺寸效应提供新的研究方法和手段。     

沥青混合料细观力学数值分析

为了分析细观状态下沥青混合料的力学性能,从沥青混合料的细观尺度出发,利用质量比与比表面积不变的原则配置试件,将粒径小于4.75mm的骨料视为基体材料,利用CT扫描及图像处理技术得到混合料试件的骨料分布,对预先设定配合比的沥青混合料试件进行强度试验,得到沥青混合料强度及数值模型的参数;在ABAQUS软件中用弹性模型模拟沥青混合料二维数值路面结构在荷载作用下的变形,并对弹性状态下路面细观二维数值模型与均质模型进行对比。结果表明:路面细观二维数值模型与均质模型数值分析结果接近,同时实验结果与数值模拟的相对误差在10%以内,说明数值模型能够对路面结构受力情况进行比较准确的模拟,验证了细观状态下分析路面受力情况的有效性。     

沥青混合料劈裂试验的颗粒流程序模拟研究

为了从细观角度模拟分析沥青混合料的低温开裂行为,选取了4种集料类型、4种矿料级配类型,运用颗粒流程序PFC2D内置"Fish"语言,重构了包含沥青砂浆和粗集料在内的沥青混合料细观数字试件,采用离散元方法实施了虚拟劈裂试验。研究结果表明:离散元模拟得到的劈裂抗拉强度与室内试验结果的匹配程度较好;试件在加载至峰值荷载前,内部已萌生一定数量微观裂纹,极值点荷载后微观裂纹数量大幅增加;高强度集料组成的混合料基本沿着集料与砂浆的界面发生破坏,低强度集料则部分会被裂纹贯穿;基于颗粒流程序的虚拟劈裂试验可以作为研究沥青混合料断裂特征的辅助手段。     

旧水泥路面沥青加铺层间水稳定性分析

为了解决旧水泥路面沥青加铺的损坏问题,设计了复合试件,进行了层间浸水及冻融直剪试验.通过路表水-车轮-路面系统模型,发现动水压与车速的2次方成正比,当行车速度分别为80,100,120 km/h时动水压分别为0.246,0.385,0.554 MPa.试验表明:浸水时间越长层间结构越容易发生破坏,24 h浸水、48 h浸水试件分别比未浸水试件的强度降低了50％,64.6％;层间静水的冻融作用可导致层间结构强度降低,冻融后的试件比未冻融的强度降低了58.8％.总之,层间水的动压、浸浴及冻融作用削弱了层间的粘结强度,最终将导致加铺层结构的破坏.     

预裂型水泥稳定碎石强度与温缩特性机理仿真

针对水泥稳定碎石材料易产生裂缝,从而降低路面使用寿命这一问题,基于粗集料预处治技术提出了一种预裂型水泥稳定碎石材料改良思路;通过对水泥稳定碎石中一定比例的粗集料进行预处治,使其表面裹附一层新的物质,从而形成新的界面,分散了收缩过程中降低开裂对材料整体均一性的影响,继而仿真分析了这种新型材料的强度特征和温度收缩裂缝发展的内部机理;基于离散单元法建立了预裂型水泥稳定碎石仿真模型,并分别开展了虚拟无侧限压缩试验和有限制梁温度收缩开裂试验。研究结果表明:在假设预处治粗集料仅影响粗集料界面强度的前提下,试件的无侧限抗压强度与界面强度比和预处治粗集料替换比这2个关键参数之间呈现出良好的线性相关性,可通过回归公式进行计算与预测;当界面强度比大于40%时,预处治粗集料替换比的增加仅会降低材料的强度而不能避免局部贯穿裂缝的产生;当界面强度比小于40%时,随着预处治粗集料占比的增加,试件在收缩过程中产生的裂缝由局部贯穿宽裂缝转变为均匀分布的微裂缝,从而保证了材料在收缩开裂后的整体均一性;当界面强度衰减至未处治材料的30%以下,且预处治粗集料替换比大于30%时,可有效减少试件内部贯穿裂缝的产生,从而缓解了水泥稳定碎石的温缩开裂。      

微胶囊沥青自愈合行为与微观机理

为探究微胶囊沥青自愈合行为及其影响因素，采用原位聚合法制备微胶囊，以宏观试验与微观试验相结合的方法，从微胶囊的应力控释、毛细作用与扩散行为三方面揭示其自愈合行为的微观机理；进行了微胶囊沥青的拉拔-愈合-拉拔试验，采用自愈率(试件愈合后拉拔强度与初始拉拔强度之比)作为评价指标，考察了微胶囊掺量和愈合时间对微胶囊沥青自愈率的影响规律；进行了微胶囊沥青的动态剪切试验，对比疲劳试验前后微胶囊沥青的微观形态，考察微胶囊的应力控释特性；借助荧光显微镜，可视化了芯材在微裂缝中的横、纵向毛细作用与在沥青中的扩散过程；借助显微图像软件中的实时录像功能，观测微胶囊沥青微裂缝的愈合过程；采用红外光谱测试微胶囊芯材和拉拔-愈合-拉拔试验前后微胶囊沥青的官能团，考察芯材在沥青中的释放行为。分析结果表明：微胶囊掺量从0提升至8%时，自愈率从16.70%提高至48.92%,表明微胶囊沥青的自愈率随着微胶囊掺量的增加而逐渐增大，当微胶囊掺量为4%时，愈合120 min的自愈率是愈合10 min的1.85倍，表明微胶囊沥青的自愈率随着沥青愈合时间的延长而逐渐增大，这说明提高荷载休息期和微胶囊掺量对增强微胶囊沥青自愈合性...     

沥青混合料单轴压缩试验的细观分析

运用基于离散元法的二维颗粒流程序PFC2D模拟沥青混合料单轴压缩试验,选择连续密级配AC-13作为研究对象,得到模拟试验与实际室内试验试件的应力-应变曲线,二者的结果较吻合。输出模型图、颗粒间接触力图、颗粒位移图,从细观角度分析沥青混合料的性质,分析结果更加准确、合理,克服了单纯从宏观角度分析沥青混合料性质的片面性。     

环境友好型防水粘结技术在城市桥隧工程中的应用

文章在分析城市桥隧路面铺装及交通特点的基础上,结合环境友好型水性环氧沥青防水粘结层技术的特点,研究和分析其路用性能,并将该技术应用于城市桥隧路面铺装结构中。研究结果表明：水性环氧沥青防水粘结层在20?℃条件下养生24?h的复合试件粘结、抗剪强度可达0.70?MPa、0.81?MPa,附着力拉拔强度达1.76?MPa,并且强度随温度升高衰减较小;工程应用表明,施工过程中无需加热,且无有毒气体排放,节能环保,具有优良的路用性能和施工便捷性。     

填料对SBS改性沥青水稳定性能影响的试验研究

碱渣作为一种难以处理的工业废渣，可以作为填料在SBS改性沥青混合料中使用，其混合料的抗剥落性高于石灰石填料的沥青混合料，4％SBS混合料试件残留马歇尔稳定度比可以达到85％。此外，碱渣试件剩余强度比均大于0．75，优于石灰石，且碱渣作为填料使用，可减少公路投资和降低养护成本，具有重要的经济和环境效益。     

沥青混合料试件振动成型方法

目前,常用马歇尔击实（MC）方法成型的试件研究沥青混合料力学特性,然而现场普遍采用振碾方式压实沥青混合料,致使MC试件工程性质与路面心样的相关性较差.为此,提出了沥青混合料试件振动成型（VC）方法并验证了其可靠性.结果表明：VC试件力学强度与心样的相关性平均高达93%,而MC试件不足70%;VC试件密度比MC试件提高了约2%,而压实度提高1%,混合料力学性能至少提高8.2%（ATB-30）或15%（AC-20）.证明VC方法比MC方法更适合用于评价沥青混合料力学性能.     

纤维封层施工技术在公路养护中的应用

纤维封层是用一台设备同时洒布沥青和玻璃纤维．然后在其上面撒布骨料形成新的磨耗层或者应力吸收中间层的一种新工艺．破碎后的纤维细丝形成均匀的乱相网状结构,与沥青结合,极大的增加了沥青粘结层的强度,其可以有效的阻止原旧有面层上的裂缝或路基裂缝反射到上覆层,是世界沥青路面养护和建设的革命性新技术,也是同步碎石封层技术的最新发展。纤维封层技术除了用于旧水泥路面改造为沥青路面（白改黑）施工,桥面防水层施工外,可以应用在新,旧沥青路面铺设耐磨层还可以用于新建路基、面层层间粘结应力吸收层,各等级公路下封层施工。本文就纤维层的技术原理和原材料技术要求、施工过程及质量要求做了简要探讨。