盾构隧道管片混凝土-加固体界面高温后拉伸性能试验

借助火灾试验,对盾构隧道管片混凝土-加固体界面经历高温后的拉伸性能进行研究。试验温度等级为50、100、200、250、300℃,试验测试高温后盾构隧道管片混凝土-加固体界面的破坏形式、荷载-位移关系及温度-破坏荷载。试验结果表明:1)高温后混凝土-加固体界面拉伸破坏形式分为Ⅰ型破坏和Ⅱ型破坏2种,较低温度(20、50、100、200℃)下主要发生Ⅰ型破坏,较高温度(250℃和300℃)下主要发生Ⅱ型破坏。2)混凝土-加固体界面的抗拉刚度随温度升高而降低,在较低温度和较高温度下,影响混凝土-复合腔体界面抗拉强度的主要因素分别是混凝土的抗拉强度和混凝土-复合腔体粘结界面的抗拉刚度。     

水泥混凝土桥面防水粘结层剪切性能研究

为了研究水泥混凝土桥面防水粘结层的粘结性能,采用层间直接剪切试验测定防水粘结层的抗剪强度,并对防水材料类型、试验条件、水泥混凝土界面处理和沥青混合料类型等因素对粘结性能的影响进行分析.结果表明:温度的变化对层间粘结性能的影响最为显著,其他依次为防水材料类型、水泥混凝土界面处理和沥青混合料类型;溶剂型粘结剂比水性沥青基涂...     

鄱阳湖大桥沥青混凝土桥面铺装防水粘结层材料设计

桥梁防水粘结层的材料性能与施工工艺是决定其使用性能的两个基本要素。该文采用拉拔试验、剪切试验及不同的界面处理工艺对6种防水材料及组合进行系统的研究,发现材料的粘结与剪切性能随着温度的升高而下降。从试验过程中发现,在低温和常温条件下拉拔试件的破坏多发生在防水粘结层和水泥混凝土板之间,而高温条件下沥青基防水材料本身发生破坏。界面处理工艺对防水材料的使用性能有较大的影响。根据试验结果,最终推荐使用AMP-100+SBS改性沥青材料组合与精铣刨界面处理工艺的设计方案。     

钢桥面STC铺装结构防水粘结方案优化研究

为减少STC铺装结构与沥青混凝土因层间抗剪切能力差而引起路面车辙、推移等病害,采用室内试验的方法,分别分析了6种防水粘结层方案的组合结构性能。试验结果表明:1)防水粘结剂与STC铺装界面的粘结强度、组合结构粘结强度及其剪切强度均随温度的升高而降低; 2)相同温度下,环氧树脂粘结剂的粘结强度和剪切强度最大,改性乳化沥青+高粘改性沥青+撒布碎石方案的次之; 3)优选环氧树脂粘结剂作为防水粘结层材料,推选改性乳化沥青+高粘改性沥青+撒布碎石方案作为STC铺装结构用备选防水粘结剂; 4)当碎石粒径为4. 75 mm～9. 5 mm、撒布量选用8 kg/m2、沥青洒布量采用1. 5 kg/m2时,防水粘结层与STC组合铺装结构的抗剪强度最大。     

环氧沥青水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究

本文采用剪切试验和拉拔试验,在不同试验温度和粘结剂用量试验条件下,对环氧沥青水泥混凝土桥面防水粘结层力学性能进行研究,并与SBS改性沥青、SBS改性乳化沥青和雨虹防水涂料等材料进行性能对比。研究表明环氧沥青作为水泥混凝土桥面防水粘结材料具有超出其他材料的优良抗剪切和抗拉拔性能,可以改善桥面铺装与水泥面板的粘结状态,避免因粘结层的强度不足导致粘结层剪切破坏,从而导致脱层病害;同时避免了防水粘结层破损导致铺装和桥面板严重的水损害病害,可以有效延长铺装寿命。因此推荐环氧沥青作为京石改扩建工程中水泥混凝土桥面防水粘结层材料。     

缓粘结预应力混凝土结构钢束粘结强度试验研究

缓粘结预应力混凝土结构固化期间的受力性能与缓粘结预应力钢束的粘结性能密切相关。为此,本文进行了缓粘结预应力钢束的拉拔试验,探明缓粘结剂固化度(邵氏硬度值)对缓粘结预应力钢束粘结性能的影响。试验分2个阶段进行,首先,将缓粘结剂用恒温箱升温加速固化,确定了3种温度条件下缓粘结剂完全固化时间。然后制作30块尺寸为200×200×600带有预应力钢束的混凝土试块,分成10组,在同一升温条件加速固化,进行不同固化程度下的缓粘结预应力钢束拉拔试验。试验结果表明,缓粘结剂随着温度的升高,达到完全固化的时间缩短;固化度(邵氏硬度值)越高,钢束的滑移量越小,缓粘结剂对钢束的粘结性能越好。     

UHPC-沥青磨耗层环氧界面剂粘结性能研究

超高性能轻型组合桥面结构的使用寿命与超高性能混凝土(UHPC)和沥青磨耗层之间的粘结能力有很大的关联性。通过常温和高温环境下的斜剪试验和复合试件拉拔试验以及附着力拉拔试验,重点研究环氧界面剂的类型、撒布量和养护龄期以及环境温度等因素对UHPC-沥青磨耗层界面粘结性能的影响。实验结果表明:高温条件下,环氧界面剂的剪切强度比常温有大幅度下降,说明环境温度对其粘结性能有显著影响;无论是高温还是常温条件下,环氧界面剂的强度都不会随其撒布量的增加而持续增长;附着力拉拔强度和复合试件拉拔强度有着良好的相关性。     

不同钢桥面铺装粘结层材料性能研究

在高温下,钢桥面上下铺装层间的粘结层受到汽车荷载水平和垂直应力的作用而极易发生破坏而失效。采用直接剪切试验和拉拔试验对两种不同粘结层材料的性能进行了研究,并分析了影响粘结剂粘结效果的因素。     

C50和C65混凝土高温下力学性能试验对比研究

不同强度等级混凝土的高温力学性能有所不同,混凝土在高温下和高温后的力学性能有所差异,为了准确分析混凝土在高温下的力学性能,该文选择C50、C65混凝土为研究对象,利用新近研发的万能试验机和高温加热炉组成的设备,对C50、C65混凝土进行了300～800℃的高温试验,测得了高温下混凝土的力学性能指标与温度的关系。对试验数据进行对比分析,建立了相关公式,分析各温度下不同混凝土的力-位移变化趋势,丰富了混凝土抗火性能的研究理论。     

海底隧道衬砌混凝土高温后性能试验研究

由于通风条件差,火灾是隧道最严重的灾害之一。海底隧道地处复杂海洋环境,衬砌混凝土性能与普通混凝土相比,存在明显差异。为了研究海底隧道衬砌混凝土高温燃烧后的物理力学特性,参照厦门翔安海底隧道衬砌结构混凝土配合比制作试件,标准养护后,各组试件分别在200,300,400,600,800,1 000℃高温环境下灼烧6 h,采用自然冷却与水喷淋两种冷却方式,分别进行尺寸量测、抗压强度和抗渗试验,分析高温后混凝土的热膨胀、极限压应变、横向应变、抗压强度、弹性模量及抗渗性能等。结果表明:(1)温度低于300℃,热膨胀系数随温度变化不明显;温度高于400℃,热膨胀系数随温度升高迅速上升;与自然冷却方式相比,在水喷淋冷却方式下混凝土高温后热膨胀系数更大。(2)轴向应变相等条件下,温度低于600℃时横向应变随温度升高而增大;温度高于600℃后,横向应变随着温度增高变小。(3)温度低于300℃,抗压强度随温度变化小;温度高于300℃,抗压强度随温度升高降低。自然冷却条件下混凝土抗压强度与温度呈线性关系;而水喷淋冷却条件下,二者为非线性关系。(4)混凝土的弹性模量、抗渗等级均随温度的升高而降低,相比水喷淋冷却方式,自然冷却方式对二者影响更大。     

体外预应力钢-混结合梁桥温度效应分析

针对简支体外预应力钢-混结合梁,考虑钢梁与混凝土之间的相对滑移,温度沿混凝土截面线性分布,体外预应力筋直线布置,剪力钉所受到的剪力和钢梁与混凝土板的相对滑移呈线性关系,推导出结合梁及体外预应力筋由温度效应产生的内力计算公式。通过算例与有限元分析进行对比,并讨论了在日照温度效应下,各种因素对体外预应力钢-混结合梁温度应力的影响。结果表明:公式法和有限元法计算结果吻合;日照温度效应使简支结合梁的混凝土板受压,钢梁顶部受拉,底部受压,对体外预应力筋应力影响很小;当剪力钉刚度足够大时,温度应力不随剪力钉刚度变化而变化,剪力钉布置和桥梁跨度对体外预应力钢-混结合梁温度应力的影响不大。     

聚合物改性超细水泥修补混凝土结构物微裂缝的性能及机理

利用具有柔性、双组分防水及粘结性能的聚合物乳液S400改性超细水泥（PMSC），制备了水泥混凝土结构物微裂缝修补材料，并对其力学性、界面粘结性、耐久性等进行了研究，同时借助于多种现代物相测试分析技术对PMSC结构形成过程及改性机理进行了深入分析。研究表明：聚合物的填充和密封作用使PMSC界面过渡区结构明显细化，孔隙率减小，孔级配趋于合理，加之亲水性聚合物与水泥悬浮体的液相一起向基体的孔隙及毛细管内渗透，改善了新旧材料界面粘附状况，增强了柔韧性，提高了抗渗性及抗腐蚀性。     

改性沥青及混合料流变学性能研究

利用扫描电子显微镜（SEM）、动态剪切流变试验（DSR）、小梁弯曲蠕变试验及三轴压缩蠕变试验,分别从微观和宏观角度对比研究了胶粉改性沥青（CR）和SBS改性沥青及其混合料的微观结构、高温及低温对其流变性能的影响。SEM试验结果表明,橡胶粉及SBS改性剂都能与沥青达到良好共融,但在沥青混合料中胶粉改性沥青与石料界面的粘结性要优于SBS改性沥青;DSR试验结果表明,CR具有更好的温度稳定性、低温抗裂能力和高温抗变形能力;小梁弯曲蠕变试验在-15、0、15、30,45℃5种温度下对比研究了配合比相同的2种沥青混合料,得到不同温度下的弯曲蠕变速率对比曲线,试验结果表明,CR混合料比SBS改性沥青混合料具有更好的高、低温性能;此外,还进行了45℃下2种沥青混合料的三轴压缩蠕变试验,证明CR沥青混合料具有更好的抗高温变形特性。     

UHPC-TPO层间黏结性能研究

为避免薄层结构黏结能力不足可能造成的层间滑移、早期破损等问题,采用UHPC-TPO复合试件层间黏结强度试验与有限元仿真相结合的方法,评估UHPC-TPO层间黏结性能。开展常温、高温拉拔试验和剪切试验,分析不同表面处理方式对试件层间力学性能的影响;模拟路面长期老化过程,测定UHPC-TPO老化后层间剩余强度;研究组合试件在受到水损害后层间力学性能的劣化规律。结果表明：常温下UHPC-TPO的拉拔强度大于3.93 MPa,抗剪强度大于15.08 MPa;高温下UHPC-TPO的拉拔强度大于1.12 MPa,抗剪强度大于1.89 MPa;UHPC表面处理方式对层间黏结性能有明显影响,其层间强度由大到小排序依次为抛丸2、抛丸1、清除浮浆;模拟老化剩余拉拔强度为原值的76.9%以上,耐老化性能较好;冻融循环后,UHPC-TPO层间抗剪强度为11.55 MPa,拉拔强度为3.22 MPa,表现出良好的水稳定性;冻融循环剩余强度与冻融循环次数呈指数关系,且剪切强度与拉拔强度具有良好的线性相关性。UHPC-TPO层间黏结性能优良,炎热地区、重载大交通、重要交通通道等对抗剪强度及抗滑移要求较高的工程,可采用UHPC表面抛丸处理,而对于一般工程可采用施工更方便的清除浮浆方式。     

沥青胶砂重熔对自密实沥青混凝土的性能影响研究

针对预拌沥青混凝土施工新技术，对不同温度下PmB沥青胶结料的老化性能以及重熔前后沥青混合料的性能参数变化进行了研究。结果表明:PmB沥青胶结料老化温度低于200℃时，沥青的性能相对稳定，重熔后沥青胶结料性能仍满足技术要求；重熔后的沥青混凝土，低温性能、水稳定性基本不受影响、高温稳定性提高、空隙率上升，混凝土各项性能指标仍满足技术要求。     

管幕冻结法钢管-冻土接触面剪切试验研究

为研究“管幕冻结法”这一新型工法中 “钢管-冻土”复合结构接触面剪切强度的影响因素及规律，基于港珠澳大桥拱北隧道工程，通过变角剪切试验方法设计不同剪切角度的试验，对温度和粗糙度2个维度进行探究，试验结果拟合出-5、-10、-15、-20、-25 ℃ 5种温度条件以及R=0.0、0.3、0.5 mm 3种粗糙度条件下的剪切面剪切强度包络线。试验结果表明： 温度对钢管-冻土接触面内摩擦角影响不大； 对接触面黏聚力，在-15 ℃之前，黏聚力近似呈线性增长，在-15 ℃达到峰值，在-20 ℃达到波谷，继而随温度的降低而增加。钢管-冻土接触面粗糙度的增加对结构面剪切强度的提高具有正向促进作用，但粗糙度过大会对接触面处的冻土体结构（如冰颗粒和土颗粒间隙等）造成一定的内部损伤，导致剪切强度下降。试验给出最优剪切强度下的温度及粗糙度取值区间。     

钢板-混凝土组合结构加固盾构隧道衬砌结构极限承载力足尺试验

提出钢板-混凝土组合结构加固盾构隧道衬砌结构的加固方法,该方法采用钢板作为加固材料,钢板与原衬砌结构的界面黏结采用栓钉、植筋、化学锚栓和钢纤维混凝土组合而成的物理界面黏结。其中,焊接于钢板表面的栓钉作为钢板与钢纤维混凝土之间界面的抗剪连接件,植入原混凝土衬砌内表面的植筋作为原混凝土与钢纤维混凝土之间界面的抗剪连接件,化学锚栓提供钢板与原混凝土之间的径向抗剥离力,而采用钢纤维混凝土作为钢板与原混凝土衬砌之间的填充材料,其具有良好的抗裂性能与耐久性。这种界面黏结形式相比传统盾构隧道加固方法中由环氧树脂形成的化学界面黏结,提高了界面的强度、延性以及耐火性,改变了传统盾构隧道加固方法中,结构破坏源自局部界面黏结脆性破坏的破坏模式。以通缝拼装盾构隧道为加固对象,对加固试件进行模拟上部堆载作用下考虑二次受力的整环足尺静力加载试验,分析结构整体的受力过程、破坏模式和极限承载力等,探究钢板-混凝土组合结构加固法对于提高结构受力性能的作用,并将试验结果与内张钢圈加固法进行比较。研究表明:采用钢板-混凝土组合结构加固法加固盾构隧道,保证了界面黏结的有效性,极限承载力状态下,界面黏结良好,使得加固材料与原混凝土衬砌结构能够共同工作,提高了各类材料(钢板、螺栓等)的利用率,结构整体破坏模式具有良好的弹塑性;相比于内张钢圈加固法,钢板-混凝土组合结构加固法的钢材用量减少了29.4%,而结构极限承载力提高了31.1%,结构延性增加501%。     

生物沥青调和沥青结合料与混合料性能指标的相关性分析

为探讨生物沥青调和沥青结合料与混合料性能指标之间的相关性,制备了掺量为0%、5%、10%、15%、20%的生物沥青调和沥青结合料和相应的AC-20C型沥青混合料,并进行了沥青结合料的常规性能试验、流变性能试验以及沥青混合料的高温性能试验、低温性能试验、力学性能试验。基于试验结果与数据分析,主要结论为:结合料与混合料高温性能指标之间基本上呈良好的线性相关性,但结合料的60℃黏度与混合料的高温性能指标之间不具有线性关系,而呈抛物线关系;结合料与混合料低温性能指标之间亦呈线性相关,但以延度作为生物沥青调和沥青低温性能评价指标的可行性有待进一步验证;与低温性能指标相比,结合料的针入度与混合料的高温性能指标之间的线性相关性更优,对于力学性能指标来说,针入度与抗压回弹模量之间线性相关性很好,而与劈裂强度之间则呈二次相关。     

预应力在钢-混凝土组合梁剪力键中的传递

针对混凝土翼板设置后张预应力的连续组合梁,建立预应力从梁端混凝土向组合梁全截面传递的力学模型,根据连接件剪切滑移本构关系及预应力束对称截面处的界面滑移为零的边界条件,解得混凝土翼板轴力、钢梁轴力及界面剪力的分布函数,求得组合梁考虑连接件柔性的混凝土有效预压应力。结果表明,影响组合截面内力分布的主要因素是剪力连接件的滑移刚度、预应力束长度及混凝土板与钢梁的轴向刚度比;预应力束越长,界面剪力分布越平缓,界面滑移愈小。