基于有限元的季冻区水泥混凝土路面板底脱空判别方法研究

脱空直接影响路面工作性能。《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG H20-2007)中给出了水泥混凝土板脱空测试以及判别方法,但该规范中并没有给出脱空的判别指标和判别标准。《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ 073.1-2001)推荐的0.2mm有必要根据各地区实际的路面结构进行调整。文中利用有限元对季冻区水泥混凝土路面结构进行建模,得出适用于季冻区水泥混凝土路面板底脱空的判别标准推荐范围,并对鹤大高速进行弯沉检查及现场取芯验证,从而更准确地评价季冻区水泥混凝土路面板底脱空状况。     

季冻区路基冻胀置换深度的计算方法

为防止季东区公路路基产生冻胀病害,依据试验和观测结果,分析了路基土冻胀量沿冻深的分布规律。基于路面容许变形值,通过对观测数据的数理统计分析,提出了水泥混凝土和沥青混凝土路面的路基容许冻层厚度计算方法。最后,提出了半经验、半理论的公路路基置换深度计算方法。采用这种方法,简化了路基置换深度的计算过程,可以方便地推荐出不同条件下路基的置换深度。论文研究成果为季冻区公路路基设计及路面冻害的防治提供了理论依据及实用的设计方法。     

水泥混凝土盐冻腐蚀机理及改善措施分析

建设于寒冷北方地区的公路工程混凝土结构在冬季雪后,为保证交通安全,通常采用铺撒除冰盐型融雪剂进行除冰化雪,而使用除冰盐类融雪剂的结果是导致水泥混凝土路面、桥面、护拦、路缘石等结构物盐冻损坏。调研显示,在水泥混凝土所有耐久性失效问题中,盐冻剥蚀破坏最为迅速。文章分别就水泥混凝土盐冻腐蚀机理及改善措施进行分析,供同行参考。     

不同含气量对水泥混凝土路面抗盐冻性能的影响分析

通过在水泥混凝土加入引气剂,引入大量均匀、稳定、封闭的微小气泡,来提高水泥混凝土路面抵抗除冰盐剥蚀破坏的能力.以混凝土剥落量为评价指标分析了不同含气量对水泥混凝土路面抗盐冻性能的影响.试验结果证实,当水泥混凝土含气量为6％左右时,水泥混凝土路面具有良好的抗盐冻剥蚀性能.     

高抗冻和抗除冰盐剥蚀性混凝土在高等级公路中的应用

介绍高抗冻和抗盐冻剥蚀性混凝土高等级公路的设计、试验和施工的情况，实验室和现场撒盐破坏均表明在保证等抗压强度、等水泥用量和坍落度的条件下，按抗冻（包括盐冻）耐久性设计的混凝土，其抗冻（包括盐冻）性与原施工混凝土相比有本质的改善。     

严寒地区路用水泥混凝土耐久性分析

对在严寒冰雪季冻地区,路用水泥混凝土在除冰盐存在的情况下耐久性的要求和影响因素进行论述,特别是针对含气量对路用水泥混凝土抗氯化物渗透性能的影响机理进行了详细分析,对于改善此类地区路用水泥混凝土耐久性能具有重要参考价值。     

水泥混凝土盐冻损害影响因素与防治措施研究

寒区冬季铺洒盐化物除雪会造成水泥混凝土路面的盐冻损害,通过水泥混凝土盐冻损害试验,研究了含气量、外掺料及融雪剂种类等因素与水泥混凝土盐冻损害剥落率的关系,提出了寒冷地区水泥混凝土盐冻损害的防治措施。     

水泥混凝土路面养护新技术研究

文章针对我国水泥混凝土路面目前普遍存在的盐冻破坏、板底脱空及断板现浇养生时间长等突出问题,建立了评价混凝土盐冻破坏的试验方法,研究了影响盐冻破坏的各种因素并提出水泥路面板底灌浆的预防性养护方法、混凝土路面边角快速修复方法、预制拼装快速修复方法、整板现浇快速修复方法等一系列养护新技术。     

不同因素对路表冰层冻粘强度的影响分析

针对目前国内道路冬季积雪结冰只能封闭交通或依靠融雪剂的问题,采用试验的方法,以冰层冻粘强度为评价指标,结合不同载体、同一载体不同冻结时间和冰层厚度几个不同因素,分析了其对冰层冻粘强度的影响。结果表明:在同一冰层厚度、相同冻结时间及相同冻结温度的条件下,以亲水性好的水泥混凝土作粘结面的冰层冻粘强度要较以憎水性好的橡胶混凝土作粘结面的冰层冻粘强度大。而在相同载体的条件下,冰层的冻结时间与厚度对冻粘强度几乎没有影响。从而可以判断采用憎水性的路面材料具有减粘、防粘的作用。     

基于灰色聚类法的季冻区公路绿色施工评价体系研究

考虑公路建设和环境影响的相互博弈关系,避免公路建设造成更多的能源和环境问题。因此,建立季冻区公路绿色施工评价是非常有必要的。运用层次聚类法确定指标权重,利用SPSS对指标进行聚类分析,建立灰色聚类模型,依据最大隶属度的原则来确定季冻区公路绿色施工的评价等级。对伊春至五大连池景区高速公路施工进行了评价,评价等级为"金级"。结果表明:层次聚类分析融合指标权重和专家权重,规避了主观权重的缺点,得到合理科学的权重。灰色聚类模型适用于季冻区公路绿色施工等级评价,从而使季冻区绿色公路施工的发展更加有据可依,具有现实意义。     

抗裂型水稳碎石基层配合比设计及应用研究

通过对规范中常规级配进行优化,拟定出季冻区公路抗裂型水泥稳定碎石级配组成,并由室内试验确定抗裂型水泥稳定碎石的最大干密度和最佳含水率,试验结果表明抗裂型水泥稳定碎石7d无侧限抗压强度和劈裂强度较常规级配有显著提高。最后以辽宁省东部山区公路G202黑大线(清原县段)改造工程为依托,经过试验路实施和运营中路面裂缝观测,发现抗裂型水泥稳定碎石不仅能抑制裂缝发生,延缓裂缝发展,延长路面使用寿命,还能减少水泥用量,节约路面维养费用,值得在季冻区公路建设中推广应用。     

多孔性基层混合料抗冻融耐久性试验方法

水泥稳定粒料等多孔性基层混合料在多年冻土等冻融循环频繁剧烈的地区应用时,设计中应重视抗冻融耐久性的试验评价,但目前尚无统一的试验方法。以多年冻土地区广泛使用的水泥稳定砂砾基层混合料为对象,通过控制试件湿度,模拟基层实际使用中的最不利湿度状况下的冻融循环试验,分析了冻融循环次数和试件湿度状况对基层混合料耐冻系数的影响。研究得出:模拟混合料使用最不利湿度状况进行冻融试验时,水泥稳定砂砾的耐冻系数随冻融循环次数的增加而不断减小,约8次循环后基本处于稳定状态;湿度对多孔性基层混合料的抗冻融耐久性评价结果有明显影响,不宜直接采用水泥混凝土的饱水冻融试验方法。结果表明:对于多孔性基层混合料的抗冻融耐久性评价,采用控制试件湿度模拟基层的最不利湿度状况进行冻融试验,以10次冻融循环时弯拉强度损失表示的耐冻系数作为评价指标,评价结果稳定,更符合实际使用情况。     

防冻剂对混凝土性能影响的研究现状

混凝土防冻剂可以使混凝土在负温条件下硬化,达到设计要求,在季冻区混凝土结构施工过程中有广泛的应用。本文从混凝土力学性能、耐久性、微观结构等方面总结了防冻剂对混凝土性能的影响的最近研究进展,并对今后防冻剂的研究提出了展望。     

季冻区阻燃改性沥青的研发及性能评价

针对季冻区隧道路面特点,研制开发一种阻燃改性沥青,并通过氧指数、烟密度以及针入度、软化点、延度等试验,对其阻燃性能和路用性能进行评价,试验表明:研制的阻燃改性沥青阻燃性能良好,其路用性能满足季冻区改性沥青的技术要求.     

季冻区路面混凝土界面区劣化行为及与强度相关性

为了揭示季冻区路面混凝土界面区在自然环境与车辆荷载耦合作用下的劣化机理，以及界面区劣化对路面耐久性的影响，通过室内设计普通交通环境和超载条件下的荷载-冻融-干湿循环三场耦合试验模拟路面水泥混凝土实际工作环境，并与普通交通条件下的疲劳荷载单因素试验及荷载-冻融双场耦合试验进行对比，以探求季冻区路面混凝土界面区劣化的主要影响因素；采用扫描电镜观测和X射线能谱分析分别测定在混凝土处于不同耦合作用阶段的界面区细观结构、钙硅比变化；采用静态弯拉强度试验测定三场耦合下各阶段的混凝土力学性能，并采用多元回归分析方法揭示路面混凝土界面区劣化行为与混凝土强度的相关性。结果表明：季冻区路面混凝土运营时，车辆荷载主要引起混凝土界面区沿原生微裂缝的局部损坏；冻融循环伴随干湿交替的环境作用促使裂缝在各方向蔓延形成大片缺陷，且该界面区劣化行为是物理-化学过程。主要表现为，路面混凝土的抗弯拉强度呈下降趋势；界面区大量裂缝交叉贯通，密实度显著降低，氢氧化钙结晶析出；超载情况下，疲劳寿命急剧缩短，且界面区内部微裂纹的宽度显著增大。混凝土疲劳破坏时，界面区临界损伤阈值为：界面区宽度为70 μm；密实度为50.96%~54.25%；微裂缝最大长度在24.48~26.04 μm之间；微裂缝最大宽度在11.73~15.72 μm之间。可利用多元线性回归方程描述混凝土强度与界面区结构缺陷之间的定量关系，各结构参数对强度影响程度从大到小依次为：密实度、裂纹宽度、裂纹长度。     

干硬性混凝土路缘石抗冻融破坏性能研究

干硬性混凝土路缘石抗冻融破坏性能是其耐久性能的关键因素。本文通过模拟季冻区恶劣冻融条件下的使用环境,对不同冻融龄期的干硬性混凝土试件进行吸水率试验、抗压强度试验以及质量损失试验。结果表明干硬性混凝土路缘石试件吸水率较小,试件初期抗压强度不高,但随着龄期的增长其强度不断提高,具有较好的抗冻耐久性。     

高耐久性混凝土在预应力桥梁中的应用研究

在保证混凝土强度和坍落度的情况下，按耐久性指标，即盐冻剥落量、DF值、Cl^-离子扩散深度和钢筋锈蚀率对C50空心板染混凝土进行材料配合比设计。同时，比较了按耐久性设计优化混凝土与按传统设计混凝土两者间的性能优劣，并介绍了优化混凝土配合比在实际工程中的应用情况。     

基于东北季冻区气候下高黏改性沥青性能研究

基于东北季冻区气候条件下提出合理的高黏改性剂掺量。测试高黏改性沥青指标并计算针入度指数PI值评价改性沥青的感温性能,进行软化点试验和60℃动力黏度试验评价改性沥青的高温性能,进行低温延度(5℃延度)试验和BBR试验评价改性沥青的低温性能。改性剂掺量为12%～13%时各指标均满足要求。BBR试验表明改性剂掺量为13%时改性沥青抵抗永久变形的能力最好,掺量为12%时应力释放能力最强,抗低温开裂能力最好,同时对改性沥青进行PG分级低温分析。推荐东北季冻区高黏改性剂掺量为12%～13%。     

季冻区钢渣沥青混合料路用性能和冻融耐久性

为了解决季冻区沥青路面路用性能和耐久性不足的问题,采用钢渣等体积替代天然粗骨料,并制备钢渣沥青混合料(Steel Slag Asphalt Mixture,SAM),研究钢渣替代率(0％、25％、50％、75％和100％)对沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性和冻融耐久性的影响,进行了车辙试验、低温劈裂试验、浸水马...     

海潮影响区混凝土桥梁耐久性评价

针对沿海地区混凝土桥梁,采用现场数据检测、室内试验、理论分析、实体工程应用等技术路线,对耐久性评价技术进行了研究.考虑混凝土材料、钢筋工况、环境作用等3个方面的综合影响,提出以耐久性评价为目标的层次评价分析模型,模型分为3个层次.建立评价指标体系与分级标准.根据对海洋环境中许多工程的调查结果确定了指标层权重.采用层次分析理论(AHP),在综合评价过程中采用主因素突出型模糊算子对.建立了一套完整的海潮区既有混凝土桥梁耐久性评价技术,把不可测量的混凝土结构或构件耐久性逐层分解为可现场检测的定性或定量指标.实例表明本评价方法具有逻辑性和可操作性.