水泥混凝土路面隔离层试验及长期性能观测研究

该文结合稀浆封层与土工布作水泥混凝土路面隔离层的应用研究,通过室内水冲刷试验、现场摩擦系数试验、面层混凝土粘结应力试验等,探讨了贫混凝土及水泥稳定粒料基层上铺筑水泥混凝土面层时采用稀浆封层与土工布隔离层的隔离性能差别,进行了近5年试验路及实体工程有关实际隔离效果的观测分析.研究表明:基层与混凝土面层间采用稀浆封层与土工布隔离可减少水泥混凝土路面早期断板,改善基层的抗冲刷能力.但长期观测结果也表明:上述隔离层并不能消除路基原因、超载原因引起的水泥混凝土路面开裂及抑制唧泥现象的产生.     

水泥混凝土路面隔离层试验及长期性能观测研究

该文结合稀浆封层与土工布作水泥混凝土路面隔离层的应用研究,通过室内水冲刷试验、现场摩擦系数试验、面层混凝土粘结应力试验等,探讨了贫混凝土及水泥稳定粒料基层上铺筑水泥混凝土面层时采用稀浆封层与土工布隔离层的隔离性能差别,进行了近5年试验路及实体工程有关实际隔离效果的观测分析。研究表明:基层与混凝土面层间采用稀浆封层与土工布隔离可减少水泥混凝土路面早期断板,改善基层的抗冲刷能力。但长期观测结果也表明:上述隔离层并不能消除路基原因、超载原因引起的水泥混凝土路面开裂及抑制唧泥现象的产生。     

土工布作水泥混凝土路面隔离层应用研究

主要结合广东、湖南等省高速公路中采用土工布作水泥混凝土路面隔离层进行的路面层间力学性能试验与工程应用研究,探讨了贫混凝土基层上铺筑水泥混凝土面层时采用土工布隔离层与无隔离层时的层间力学性能差别。通过现场试验路施工,总结了土工布用于路面隔离层的施工控制技术。获得的土工布隔离层层间力学性能参数与施工应用技术,为实体工程路面设计、施工控制提供了科学依据。     

本期导读

探讨了贫混凝土基层上铺筑水泥混凝土面层时采用土工布隔离层与无隔离层时的层间力学性能差别,通过现场试验路施工,总结了土工布用于路面隔离层的施工控制技术……土工布作水泥混凝土路面隔离层应用研究(林天干等,P1)咸水拌和水泥土的耐久性很差,由此会引起搅拌桩复合地基承载性能发生衰变,     

水泥混凝土土工布隔离层剪切与排水性能研究

为了研究土工布作为隔离层时混凝土板与基层间的层间接触状态,设计了室内顶推试验,并对比乳化沥青隔离层的摩阻力-位移曲线和直接浇注的顶推试验结果,得知土工布作为隔离层时能减小混凝土板与基层间的层间黏结,使混凝土板与基层之间处于非黏结状态,这样可以有效减小层间摩阻力,降低温度应力。同时为了研究土工布作为隔离层时水泥混凝土路面的实际排水效果,设计了模拟排水试验,并对比沥青隔离层的试验排水效果,得知土工布作为隔离层能有效排除基层上的水分,并且水量越大,排水效果越良好,但需要对基层做一些防水措施,以防垂直渗流对基层的破坏。     

不同隔离层水泥混凝土路面动力学直道试验研究

结合广东省、湖南省高速公路中采用的不同隔离层水泥混凝土路面进行的室内直道动力学性能试验研究,探讨了贫混凝土基层上铺筑水泥混凝土面层时采用沥青混凝土、稀浆封层与蜡制养护剂隔离层的动力学性能的差别.室内直道水泥混凝土路面动应力应变试验结果表明,3 cm厚沥青混凝土隔离层缓冲应力的功能明显优于蜡制养护剂隔离层路面、稀浆封层及无隔离层路面;蜡制养护剂隔离层与1 cm厚稀浆封层在水泥混凝土路面中缓冲应力作用较小.此研究获得的有关动力学性能参数,为实体工程路面设计、施工控制提供了科学依据.     

设置层间功能层的刚性基层水泥混凝土路面动态响应灰关联分析

针对我国水泥混凝土路面设计与施工中很少关注在刚性基层和水泥混凝土面层之间设置功能层等相关问题,通过动态分析有限元方法,揭示了设置功能层的刚性基层水泥混凝土路面结构在车辆动态荷载作用下,各因素对力学响应的影响程度.并采用灰色关联分析,对各因素的影响程度进行了定量分析.结果表明:对路面结构力学响应的影响顺序依次为面层厚度＞基层厚度＞面层模量＞功能层模量＞基层模量＞功能层厚度＞地基模量＞行车速度,最后通过回归分析得到了路面结构力学响应的计算公式.     

旧路面碎石化加铺方式对水泥加铺层的影响研究

针对湖南省某干线公路旧路改建实例,通过Abaqus有限元软件分析在旧路基层强度不同时,旧水泥路面碎石化后铺筑的水泥混凝土面层在行车荷载作用下面层产生的应力变化。若旧路基层为级配碎石、石灰粉煤灰土,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层拉应力相比旧路面凿除时拉应力减小,而旧路基层为水泥稳定砂砾时,旧路面碎石化后加铺混凝土面层在行车荷载作用下面层应力相比旧路面凿除时拉应力增加;在混凝土加铺层下方增设18cm5%水泥稳定砂砾基层,并将原旧路碎石化层或旧路基层作底基层使用时,荷载作用下混凝土加铺层的拉应力可大幅减小。     

功能层水泥混凝土路面在多轴车辆作用下的拉应力特征

为分析多轴车辆荷载作用下功能层水泥混凝土路面的力学响应,建立了Winkler地基上的双层板模型,选取基-面层层间分离阶段的层间参数,比较了单轴双轮组、双轴双轮组车辆荷载以及温度荷载作用下沥青混凝土功能层设置与否对水稳基层水泥混凝土路面面层、基层层底拉应力的影响。结果表明:功能层的增设可有效降低面层层底拉应力,并对缓解基层层底拉应力有一定效果;功能层增设后,面层板中、板边的层底拉应力下降,板角处上升,但整板的最大层底拉应力明显下降;多轴车辆作用下功能层可促使面层层底拉应力分布趋于均匀,双轴双轮组下的层底最大拉应力反而低于单轴双轮组。     

声振法检测水泥混凝土路面板纵缝脱空试验与数值仿真分析

为了研究声振法检测水泥混凝土路面板纵缝脱空动力响应,针对水泥混凝土路面板纵缝脱空,采用室内缩尺试验和数值仿真结合的方法,通过传感器采集和分析室内试验中水泥混凝土路面板的应变和振动加速度。同时,结合试验情况建立水泥混凝土路面板纵缝脱空有限元模型,对路面板进行数值仿真分析,并与试验解进行了对比。结果表明:随着水泥混凝土路面板纵缝脱空面积的增大,路面板最大振幅对应的频率逐渐降低,振动时间逐渐延长,板的振动加速度和应变逐渐增大,其中板底应变大于板顶应变,且不同落锤高度也对试验结果有一定影响;纵缝脱空水泥混凝土路面板的最大振动加速度、应变和振动时间明显大于非脱空水泥混凝土路面板,而最大振幅对应的频率小于非脱空路面板;纵缝脱空试验解与数值解对比表明数值解是可行的,二者可以互相验证。     

水对水泥混凝土路面破坏的实验研究分析

从水泥混凝土路面动水作用试验研究分析,文章分析了水泥混凝土路面面层对基层影响导致的三种基本破坏形式;通过断裂力学的基本原理可以揭示水压力对水泥混凝土面板的劈裂作用机理,结合基层冲刷试验,提出了水对混凝土路面的影响不可忽视,也是设计、施工、养护部门共同面对的技术问题。有必要对水泥混凝土路面与基层之间设置隔离层,设置隔离层的水泥混凝土路面结构可以在一定程度上减小水对水泥混凝土路面的影响。     

半刚性基层上蜡制养护剂作水泥混凝土路面隔离层试验研究

主要对半刚性基层上采用蜡制隔离剂作水泥混凝土路面隔离层进行路面层间力学性能试验研究,探讨了半刚性基层上铺筑水泥混凝土面层时采用蜡制隔离层与无隔离层时的层间力学性能差别。通过室内外试验获得不同构造深度和不同剂量的蜡制隔离层层间力学性能参数,为实体工程路面设计、施工控制提供了科学依据。     

水泥混凝土面板脱空的有限元模型分析研究

水泥混凝土路面在实际使用过程中,由于车辆荷载的重复作用,板下基础将产生塑性变形累积而导致面层脱空,地面水沿着接缝下渗而积聚在脱空的空隙内,在车轮荷载作用下变成压力水而形成唧泥,导致水泥混凝土面板局部脱空而产生附加应力,在行车荷载作用下,面层应力将会剧增,从而导致水泥混凝土面板的断裂.通过数值分析对路面板角脱空形成机理以及在行车荷载与脱空耦合导致面层板的断裂机理进行分析,同时讨论了路面厚度、路基土和基层模量变化对路面结构的应力状态的影响.     

加铺沥青层路面纵缝在不同动荷载作用下的变化研究

采用有限元法对旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层路面结构进行数值建模,并分别计算研究原水泥混凝土面层作为基层时,层底裂缝在振动压路机荷载及标准车辆荷载作用下的裂缝尖端应力强度因子。通过计算对比发现,虽然振动压路机工作时有较大的激振力和振动频率,但其并不会增加路面裂缝扩展的概率;压路机振动荷载加载初期,由于存在较为明显的振动效应,会使路面层底纵向裂缝尖端出现较大的应力强度因子,因此需要避免在纵向裂缝上启动压路机。     

沥青隔离层对水泥混凝土道面荷载响应的影响研究

为研究沥青隔离层对荷载作用下的水泥混凝土道面力学响应产生的影响,依托现场实体工程,通过在道面中埋设光纤光栅应变传感器并进行车辆加载试验,实测不同车速、不同荷载作用位置下的道面板底拉应变,分析设置沥青隔离层对水泥道面板受力的影响。结果表明,在水泥混凝土道面中设置沥青隔离层会增大荷载作用下板底拉应变;荷载移动速度越大,设置沥青隔离层对板底拉应变的影响程度也越大;设置沥青隔离层可以起到应力缓冲作用。     

基于改进的灰关联模型分析特定条件下水泥路面疲劳寿命影响因素

基于一种改进的灰色关联模型，建立了移动荷载作用下的水泥路面板底脱空模型，提出了板底脱空演化作用下水泥路面疲劳寿命的计算方法，分析了水泥路面疲劳寿命影响因素的影响程度。结果表明：面层板厚度的灰色关联度为0.65，动荷载的灰色关联度为0.63，说明动荷载和面层板厚度对动荷载与板底脱空耦合作用下水泥路面疲劳寿命的影响程度较高，而脱空半径、脱空深度、行驶速度和基层动弹性模量对动荷载与板底脱空耦合作用下水泥路面疲劳寿命的影响程度较小；面层动弹性模量的灰色关联度为0.05，说明面层动弹性模量对动荷载与板底脱空耦合作用下水泥路面疲劳寿命基本无影响。     

多功能烷烃乳化液作水泥混凝土路面隔离层时摩擦特性研究

文章通过摆式摩擦系数、滑动摩擦系数、层间剪切时综合摩擦系数试验以及粘结应力试验,探讨了滑模贫混凝土基层上铺筑水泥混凝土面层时,采用多功能烷烃乳化液新材料作隔离层,来减少摩阻力的作用机理及其效果。研究结果和实践表明采用本文使用的多功烷烃乳化液可降低水泥混凝土路面面层与贫混凝土基层层间粘结及面层与基层间的摩阻力,在基层平整时,有利于防止水泥混凝土路面早期开裂。     

路面双层混凝土板层间结合系数ku的一种确定方法

运用大型通用有限元软件ANSYS对水泥混凝土路面面层和基层贫混凝土的层间作用进行了分析,结果表明：水泥混凝土路面面层和基层贫混凝土之间的综合摩擦系数fn的最大取值不应该超过9．0。把室内水泥混凝土与贫混凝土界面的直剪试验结果和有限元计算数据对比分析,可以得到不用层间处理状况下所对应的水泥混凝土面层与贫混凝土基层之间的结合系数ku。     

水泥混凝土路面基层应力验算必要性探讨

针对现行《公路水泥混凝土路面设计规范》,通过双层板应力分析,研究在合理的基层厚度与面板厚度范围内,进行基层应力验算的必要性。利用等刚度原理和几何推导的方法,分析了基层板温度应力,并验证了基层应力验算的必要性。结果表明,在合理范围内的累计荷载作用下,规范建议的基层与面板厚度范围内,由于面板的模量远大于基层的模量,在进行刚性、半刚性基层水泥混凝土路面厚度设计时,仅需验算面层板的应力,而无需验算任何材料基层的应力。     

土工布在水泥混凝土路面加铺沥青混凝土层结构中的抗剪试验分析

在水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层(简称“白加黑”)的路面结构中,利用层间铺设土工布来延缓、减少反射裂缝是一种经常被采用的技术方案.但铺设土工布后,层间黏结力下降,容易造成沥青混凝土加铺层推移而致过早破坏.针对此现象,运用有关力学软件计算分析了水泥混凝土面板与沥青混凝土加铺层结构中的层间剪应力,发现层间光滑时的剪应力大...