福建省水泥混凝土路面结构温度场监测试验研究

水泥混凝土路面性能显著受到温度应力影响。我国地大物博,各地区气候不同,路面结构亦有差别,为准确了解本地水泥混凝土路面结构的受力性能,针对具体结构进行区域温度场和温度应力研究是十分必要的。以福建省南平市、福州市两地水泥混凝土路面结构为研究实体,进行了3个不利季节的现场温度场监测,并得到相关的重要实测数据。阐述了试验路段温度场的具体监测方案,包括温度传感器和自动气象站的布置、埋设,以及现场观测程序等。基于测试数据处理,分析了贫水泥混凝土基层和冲击压实破碎水泥混凝土板作垫层的两种水泥混凝土路面结构温度场、温度梯度的分布特性。校验了目前常用的一维温度场和二维温度场的适用性,得到一些有意义结论,为水泥混凝土路面温度场及温度应力深入研究提供了试验依据。     

水泥混凝土路面板硬化过程中温度分布实测与模拟

首先对水泥混凝土路面板在硬化过程中的温度分布进行实测;然后针对水泥混凝土路面硬化过程中的特征,调查研究水化热、热交换和气象环境因素3个方面的模型并选取相关参数,对路面板内硬化过程中的温度分布进行数值模拟.在温度场计算中,根据道路结构和热传导类型划分节点,采用有限差分法求解热传导微分方程,并利用Crank-Nicolson格式建立起相邻时间层、相邻节点之间的温度数值关系式.模拟温度值与实测温度值的对比表明,模拟结果较为准确,能够反映现场实际因素对路面板内温度变化的影响作用.本文建立的水化模型和路面板温度场预测模型对水泥混凝土材料具有普遍适用性,编制的数值模拟程序可以为水泥混凝土路面温度场及温度应力的进一步研究提供可靠依据.     

复合式路面温度场分布与温度应力分析

PCC AC复合式路面是一种“刚柔相济”的路面结构形式。沥青混凝土上面层的存在,使得PCC AC复合式路面水泥混凝土板的温度应力与普通水泥混凝土路面的温度应力有较大的不同,并且沥青混凝土层厚度的大小直接影响水泥混凝土板的温度应力的大小。结合尉氏~许昌高速公路项目的实施,重点分析了PCC AC复合式路面的温度场分布与温度应力。     

轻型交通小尺寸水泥混凝土路面开裂破坏模式分析

使用小板块水泥混凝土路面可以降低水泥混凝土路面的荷载和温度应力水平。在应用薄层水泥混凝土路面的时候,为了降低水泥混凝土路面中的应力水平,一般水泥混凝土路面板块尺寸要小于常规水泥路面。本文针对轻型交通使用的4m和4.5m宽的路面形式,对小尺寸水泥混凝土板进行了有限元计算分析,得到了标准轴载分别作用在板中板角位置时,混凝土板不同位置的荷载应力,并分析了荷载作用下小尺寸混凝土板的开裂破坏模式,得到了针对小尺寸板的临界荷位。     

水泥混凝土路面结构温度分布特征研究

为研究水泥混凝土路面路表弯沉的最佳测试时间,以某收费站广场内水泥混凝土板为研究实体,采用钻孔布置传感器的方式,对其温度场进行了8个月的连续监测,得到了不同天气情况下及同一天气下不同时间段内,水泥混凝土板各深度的温度变化规律。研究表明,温度场随空气温度周期性变化,且随着深度的增加具有明显的滞后性;07:30-08:30和18:00-19:00 2个时间段板顶和板底温差接近为0℃,建议在这2个时间段进行弯沉测试;雨天对温度场变化影响较大,不建议开展弯沉测试,同时基于测试数据分析结果,分别得到上午、下午2个时间段内水泥路面路表温度、温度梯度与测试时间线性关系,可为水泥混凝土路面板角弯沉检测的温度换算提供依据。     

“白加黑”施工期旧水泥路面板翘曲对沥青罩面平整度影响分析

通过对加铺工程中沥青面层施工温度场进行计算模型预估和数值分析,得出加铺过程中混凝土板内部温度梯度的变化规律,并指出隔离层或分层施工方式对减缓热量传导方面积极意义。通过建立三维有限元分析模型,分析了加铺工程3种典型路面结构施工过程中水泥混凝土路面板应力与变形的规律。最后对不同约束方式、不同尺寸混凝土板翘曲对平整度的影响进行分析,提出旧水泥混凝土路面板翘曲变形控制措施。     

水泥混凝土路面温度场研究

首先对影响水泥混凝土路面温度场的主要环境因素做了分析，然后提出了以气候学和传热学基本理论为基础，数学模型简单，符合实际地水泥混凝土路面温度场计算模式，编制了计算程序，利用该程序分析了环境，路面材料特性等因素对水泥混凝土路面温度场的影响，得到了一些用于指导水泥混凝土路面设计的结论。     

水泥混凝土路面压浆技术的应用研究

结合鹤壁市S302葛嘴线东段工程实际,研究了公路水泥混凝土路面板底脱空的成因,对板底脱空进行了判断,分析了板底脱空压浆处理的作用,介绍了水泥混凝土路面压浆技术和质量控制方法.     

水泥混凝土路面板下脱空对使用寿命的影响分析

通过对多处水泥混凝土路面板下脱空形态的试验研究,获得脱空区的形态分布规律,并据此对不同车辆荷载作用下板体内应力变化进行解析求解和使用寿命计算。结果表明,水泥混凝土路面板下脱空、超载车辆和重载车辆是造成水泥混凝土路面板早期断裂的重要因素。     

水泥混凝土路面板底脱空成因分析及处治技术

通过分析水泥混凝土路面板底脱空的破坏形态,得出了水泥混凝土路面产生板底脱空的深层次原因,同时,基于力学计算和疲劳寿命预估,研究了面板厚度和脱空尺寸对脱空板体临界截面弯拉应力和使用寿命的影响.在此基础上,提出了适用于水泥混凝土路面板底脱空处治的技术措施及施工质量控制标准,以有效处治水泥混凝土面板脱空问题,延长混凝土路面使...     

多年冻土区水泥混凝土路面下冻土路基温度场数值分析

运用abaqus有限元分析方法,对不同冻土断面类型,不同路堤高度的水泥混凝土路面路基温度场进行了数值模拟,计算结果与观测结果比较后证实有限元模型参数的选取和计算方法是正确可靠的。通过分析可以得出以下结论:在相同冻土断面地区,水泥路面基底融深较沥青路面下基底融深浅,体现了较好的热稳定性;不管何种冻土断面及路面类型,随着所处环境气温的升高,路面基底年最大融深均有所增加,沥青路面基底融深对中低温冻土地区气温升高的响应迅速,水泥路面基底融深对高温冻土地区气温的升高响应迅速;对于中低温多年冻土段水泥路面的大致路堤临界高度为1.2 m,对于高温不稳定多年冻土段,路堤临界高度在1.6 m左右,对于高温极不稳定多年冻土段,路堤临界高度在2.1 m左右。     

基于有限元的水泥路面冰冻损伤机理

为了研究水泥混凝土路面冰冻损伤机理,对混凝土材料的微观结构进行了研究,并对水泥混凝土路面温度场进行了有限元分析.基于应力场、多孔体系渗流场和温度场的多物理场耦合理论,利用Comsol软件,对水泥混凝土路面内部结冰的现象进行了数值模拟.根据不同的降温速率、孔隙率、渗透系数和孔隙累积分布函数,设计了4组模型,每组4个模型进...     

太阳辐射对青藏高原不同路面类型表面热状况及其下伏多年冻土的影响

分析了青藏高原地区太阳辐射的特点,实测了不同路面类型获得的太阳总辐射和净辐射,计算了路表有效辐射,最终得出水泥混凝土路面和沥青路面的太阳辐射反射系数。利用实际断面地温监测数据分析了太阳辐射对于不同路面类型及其下伏多年冻土的影响,最后由太阳总辐射及大气温度反演了路表温度,并进行了验证,从而得出了一个计算路面表面温度的参数化方法。研究指出,青藏高原地区的总辐射及净辐射均很高,对冻土的稳定不利。路面太阳辐射的反射系数与太阳辐射强度及测试的位置无关,但与路面颜色的深浅关系密切;水泥混凝土路面的反射系数大约在0.48左右,沥青路面的反射系数大约在0.20左右;在相同太阳辐射强度下,沥青路面吸收的太阳辐射能量更多,其下伏的冻土也更容易受到热扰动而退化。     

旧水泥混凝土路面FWD实测数据的分析

基于某国道的FWD实测数据,分析FWD参数与旧水泥混凝土路面状况(现场调查实录及测试数据)间的某些相关性,探索旧水泥混凝土板的接缝传荷能力、弯曲刚度、综合承载能力等定性或定量的判别方法,提出利用FWD加载中心弯沉值总水平评价旧水泥混凝土路面综合承载能力的设想。     

ATB40在旧水泥混凝土路面改建中的应用技术研究

结合旧水泥混凝土路面改建实体工程,对大粒径沥青稳定碎石基层(ATB40)在旧水泥混凝土路面上代替半刚性基层的应用技术,包括路面结构设计、ATB40的配合比设计、路用性能以及施工技术等进行了研究。结果表明:ATB40应用于旧水泥混凝土路面改建中,可以有效防止路面反射裂缝的产生,并具有良好的高温稳定性和水稳定性。     

旧水泥路面沥青加铺层温度荷载应力分析

针对目前旧水泥混凝土路面加铺沥青层存在的普遍现象,在分析沥青加铺层温度场及温度应力的基础上,对某公路不同沥青加铺层的温度荷载应力进行分析。结果表明:对旧水泥混凝土路面进行处治、修复和采取防范措施后加铺沥青层,效果较直接加铺沥青层应力状况有了明显改善,建议在实际工程中先改善传荷能力,再铺设STRATA应力吸收层。     

评价旧水泥混凝土路面性能研究

依据广东省若干典型水泥混凝土路面路况调查数据，进行路面结构承载能力评价及损坏状况评价研究，提出路面损坏状况评定参考标准。     

农村公路水泥混凝土路面平面尺寸的合理划分

通过对影响水泥混凝土路面板平面尺寸的荷载应力和温度应力进行分析、探讨了水泥混凝土平面尺寸的合理划分研究表明小板块水泥混凝土路面具有造价低、维修方便的优点,可以大大减轻农村公路建设资金的压力经过对比后推荐几种小板块水泥混凝土路面平面尺寸、可供农村公路水泥混凝土路面设计参考     

利用成熟度方法预测水泥混凝土路面的早期强度

目前国内关于无损预测水泥混凝土路面早期强度的研究成果较少.成熟度方法是一个预测水泥混凝土路面早期强度的无损试验方法,然而在我国公路行业未得到有效应用.通过室内试验建立水泥混凝土的成熟度-强度曲线,并通过该曲线预测水泥混凝土路面合适的切缝时机和开放交通时间.现场试验结果表明,成熟度方法可以较好地预测水泥混凝土路面的早期强度,且对于控制水泥混凝土路面的早期裂缝具有重要的工程实用价值.