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。     

废旧水泥稳定碎石冷再生利用疲劳寿命研究

现行的公路沥青路面再生技术规范没有对冷再生基层混合料的疲劳破坏做出技术要求,为了研究冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命,通过不同含量的水泥、乳化沥青冷再生混合料的无侧限抗压强度、回弹模量、劈裂强度等试验,分析了冷再生旧路水泥稳定碎石基层物理力学性能。根据冷再生旧路水泥稳定碎石试验资料,应用多层弹性连续体系理论计算了不同乳化沥青掺量和不同冷再生旧路水泥稳定碎石基层厚度的层底应力比。不考虑现场综合修正系数kc,室内疲劳试验结果表明:掺入乳化沥青冷再生旧路水泥稳定碎石基层疲劳寿命大于按沥青路面设计规范计算的新拌水泥稳定碎石疲劳寿命,乳化沥青增加了冷再生旧路水泥稳定碎石混合料的柔性,延长了疲劳寿命。     

水泥稳定再生骨料混合料路用性能试验研究

通过对不同再生骨料掺量的水泥稳定混合料进行间接拉伸疲劳试验，建立了不同再生骨料掺量水泥稳定混合料的应力-疲劳寿命对数方程，分析了再生骨料掺量对混合料疲劳性能的影响，结果说明再生骨料掺量过大将显著降低水泥稳定混合料的疲劳性能。     

水泥输送泵车结构可靠性疲劳寿命研究

利用MSC/PATRAN、MSC/NASTRAN和MSC/FATIGURE等软件,对某水泥输送泵车进行了可靠度分别为50%和95%的结构可靠性疲劳寿命分析,得到该泵车疲劳寿命和相应的疲劳寿命薄弱环节,分析了产生较小疲劳寿命的原因并提出了相应的改进措施,表明在水泥输送泵车及承受交变循环动载荷的同类机械结构设计时,可靠性疲劳寿命分析是进行结构动强度评价的主要手段,应该受到高度重视.     

水和超载对混凝土板沥青层间剪切疲劳寿命的影响

为弥补水泥混凝土板沥青铺装层间剪切疲劳寿命设计方法的不足,通过不同水环境、正压力条件下沥青混凝土及其与水泥混凝土板层间的抗剪强度和剪切疲劳试验,结合水泥混凝土板沥青铺装结构的三维有限元计算,探讨了水和超载对水泥混凝土板沥青铺装层间剪切疲劳寿命的影响。利用自行研制的可施加正压力的剪切试验仪,测试了2种水环境(无水和浸水)和3个正压力(0.3,0.5,0.7MPa)下沥青混凝土及其与水泥混凝土板层间抗剪强度,并进行了2种水环境、2个正压力(0.5,0.7 MPa)和4个剪切应力比(0.4,0.5,0.6,0.7)下沥青混凝土及其层间剪切疲劳试验。在此基础上,结合复合式路面结构的三维有限元计算,对比分析了不同水环境、垂直和水平荷载下沥青铺装层及其层间剪切疲劳寿命。研究结果表明:沥青混凝土和层间剪切疲劳寿命均与剪切应力比具有良好的双对数线性关系,剪切疲劳特性参数与材料特性、环境因素、交通荷载和沥青铺装结构等有关;层间抗剪强度和剪切疲劳寿命均低于沥青铺装材料的抗剪强度和剪切疲劳寿命,层间剪切破坏沿混凝土板表面发生;浸水导致层间剪切疲劳寿命降低85%以上,水平力和超压作用缩短层间剪切疲劳寿命45%以上,浸水比交通荷载的影响更大。     

水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳特性

为了研究水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳特性,采用旋转压实和静压成型方法分别制备炉渣掺量为0%,10%,20%,30%(质量分数)的水泥稳定炉渣碎石混合料试件,通过劈裂疲劳试验、三分点弯曲疲劳试验测试其疲劳寿命并建立疲劳寿命回归公式,分析了炉渣集料掺量、试件成型方法、疲劳试验方法对水泥稳定炉渣碎石混合料疲劳性能的影响。结果表明,由于炉渣集料物质组成不均一,水泥砂浆对玻璃、陶瓷的裹覆程度较差,熔渣颗粒存在较多孔隙,内部容易形成较多微裂缝,水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳寿命低于水泥稳定碎石混合料,同时随着炉渣集料掺量的提高,水泥稳定炉渣碎石混合料的疲劳性能逐渐降低,对应力比的敏感性也逐渐降低;与静压成型相比,采用旋转压实成型混合料的疲劳寿命较高,对应力比的敏感性更小,旋转压实可减少混合料成型过程中的级配衰减现象,更能反映混合料的真实疲劳特性;当炉渣集料掺量为30%时,在疲劳寿命和对应力比敏感性两个方面,采用旋转压实成型试件的劈裂疲劳试验均与三分点弯曲疲劳试验更为接近,根据水泥稳定炉渣碎石混合料试件中集料颗粒分布与现场压实情况的一致性,水泥稳定炉渣碎石混合料基层施工推荐采用旋转压实成型试件。     

共振碎石化后沥青加铺层应力与疲劳断裂分析

针对共振碎石化后沥青加铺层的反射裂缝防治机理和作为长寿命路面结构的应用问题，使用有限元方法对水泥混凝土路面沥青加铺层和共振碎石化后沥青加铺层的受力特性和疲劳寿命进行了分析，研究了共振碎石化后沥青加铺层在各影响因素下的裂缝尖端应力强度因子和疲劳寿命变化规律。结果表明，共振碎石化技术有效减小了沥青加铺层的层底应力和裂尖应力强度因子，疲劳寿命是水泥混凝土路面直接沥青加铺层的8.75倍，可满足长寿命路面的设计要求。共振碎石化后沥青加铺层的疲劳寿命随面层模量和轴载的增大而递减，随共振结构层模量的增大而先减后增，随面层厚度和车速的增大而递增。     

乳化沥青冷再生混合料疲劳性能试验研究

基于不同沥青和水泥含量,对乳化沥青冷再生混合料进行劈裂疲劳试验,并对最佳配合比试件做了浸水条件下的对比疲劳试验。将应力比与疲劳寿命在单对数坐标上采用线性方程进行拟合,发现水泥或沥青用量都不能偏少,否则会大大降低混合料疲劳性能;在2%的水泥用量范围内,水泥用量不会明显增加混合料的脆性;水使混合料疲劳寿命减少,可能与水使混合料劲度模量减小有关。     

基于能耗法的水泥混凝土桥梁铺装层复合结构疲劳特性分析

能量法为分析沥青混合料疲劳特性的有效方法之一,应用于分析水泥混凝土桥面铺装复合结构的疲劳特性。首先,介绍了沥青混合料的能耗分析方法;其次,根据铺装复合结构设计原理,推导得到基于能耗原理的疲劳寿命方程;最后,通过复合梁3点弯曲疲劳试验,得到能量法参数及相关回归系数,可以预测不同轴载作用下铺装体系的疲劳寿命。结果表明:采用能耗法建立的铺装层疲劳方程可写为能耗(W0)-寿命(N f)形式;研究成果对建立水泥混凝土桥面铺装层疲劳设计理论和方法,有效预估水泥混凝土桥面铺装层使用寿命,具有较强的理论意义与应用价值。     

水泥含量对乳化沥青冷再生混合料疲劳性能的影响

疲劳破坏是沥青路面破坏的重要原因之一,对于空隙率较大的乳化沥青冷再生混合料其疲劳性能更为重要.该文采用更接近路面实际受力情况的劈裂试验,对再生混合料的疲劳性能进行研究,分析不同水泥含量再生混合料的疲劳寿命,并且在单对数坐标下对疲劳寿命和应力比进行拟合.得到不同水泥含量再生混合料的疲劳方程,进而对比其疲劳性能的优劣.     

水泥冷再生混合料基层疲劳特性分析与预测

通过测试不同水泥掺量冷再生混合料基层的抗压强度、弯拉强度评价其基本力学性能,通过疲劳试验分析不同水泥掺量冷再生混合料基层的疲劳寿命,并采用ARIMA(自回归积分滑动平均)模型预测其损坏状况指数,分析疲劳特性衰变趋势。结果表明,随着水泥掺量的增加,冷再生混合料的力学强度增强,水泥掺量为4%～6%时混合料强度增长速率大于掺量为7%时的增长速率;混合料的疲劳寿命先增大后减小,水泥掺量为6%时疲劳特性最好;ARIMA模型的水泥冷再生混合料基层损坏状况指数预测值与实测值接近,可将ARIMA模型用于水泥冷再生混合料性能衰变评价。     

水泥冷再生沥青混合料耐久性能研究

为了使水泥冷再生沥青混合料耐久性能达到最优本文基于室内四点弯曲疲劳试验,在15℃温度条件下,选定三个不同应力水平(0.5、0.6、0.7),对不同水泥掺量(3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%)的厂拌冷再生混合料进行室内疲劳性能研究。研究发现,随着水泥掺量的增加,冷再生沥青混合料抗弯拉强度呈明显上升趋势,5.0%水泥掺量时达到最大。再生混合料的弯拉疲劳寿命呈先增大后逐渐减小的趋势,4.0%左右的水泥掺量时疲劳寿命最大,耐久性能最优。     

脱空耦合下水泥混凝土路面疲劳寿命影响因素分析

基于ANSYS建立板底脱空的水泥混凝土路面力学模型,计算其在不同因素影响下的最大弯拉应力,分析其应力变化规律。然后,再利用公式计算板底脱空水泥混凝土路面不同因素下的疲劳寿命,分析其变化趋势,为水泥混凝土路面板设计及后期维护提出依据。最后,再结合疲劳寿命计算结果,利用层次分析法确定板底脱空状态下影响其疲劳寿命的各个主影响因素所占权重。结果表明:脱空半径对其影响最大,权重占0.483,且脱空半径达到400mm时,随着其他各因素的不利发展,疲劳寿命趋于稳定;温度梯度影响下,各脱空半径影响下的弯拉应力变化规律整体一致;面层模量对疲劳寿命影响相对较小,仅占0.114;面层厚度为300mm时,水泥混凝土路面性价比较高。     

垂直振动成型水泥稳定破碎砾石的疲劳特性研究

为深入研究水泥稳定破碎砾石的疲劳特性,对比了垂直振动法和静压法成型水泥稳定破碎砾石试件与路面现场芯样力学强度的相关性,采用更能模拟工程实际力学性能的垂直振动法成型水泥稳定破碎砾石圆柱体试件,研究其劈裂疲劳特性。结果表明:振动法成型水泥稳定破碎砾石试件与现场芯样力学强度相关性较高;建立的水泥稳定破碎砾石疲劳方程可准确预测水泥稳定破碎砾石疲劳寿命;与悬浮密实型级配相比,骨架密实型水泥稳定破碎砾石的疲劳性能更优;水泥剂量越高,水泥稳定破碎砾石疲劳性能越好。     

多孔混凝土基层疲劳特性及其轴载换算公式研究

多孔混凝土作为水泥混凝土路面或沥青路面基层时,和面层一起受到车辆荷载和温度应力的反复作用,路面应力分析和结构设计中需考虑其疲劳性能。文章在室内多孔混凝土室内小梁弯拉疲劳试验的基础上,通过分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数威布尔分布,建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程。根据得出的疲劳方程提出了多孔混凝土作为水泥混凝土路面基层进行路面结构设计的轴载换算公式。     

水泥稳定碎石抗疲劳性能因素的灰色关联分析

文章借助灰色关联分析方法,对选取水泥碎石混合料试件在反复荷载作用下达到1×106次疲劳寿命的应力水平、水泥剂量、4.75mm通过率、成型方式及抗弯拉强度等进行综合评价,确定了影响水泥稳定碎石抗疲劳特性因素的影响程度,为提高水泥稳定碎石混合料的疲劳性能提供依据.     

基于对比试验的水泥冷再生疲劳特性分析

通过试验研究水泥冷再生基层材料的合理水泥结合料掺量和乳化沥青掺量,以回弹模量、劈裂强度及无侧限抗压强度等指标进行表征,确定了基层材料组成;开展力学性能分析,研究结构层厚度和乳化沥青比例对水泥冷再生基层材料疲劳特性的影响;依托多层弹性连续体系理论,对比材料结构层层底拉应力变化规律;通过疲劳试验预估了水泥冷再生基层的疲劳寿命。     

刚性路面设计中混凝土强度增长效应的考虑

本文根据意大利和美国波特兰水泥协会的混凝土强度增长规律和我国设计方法中混凝土疲劳方程，定量地分析了混凝土强度增长对路面结构疲劳寿命的影响；并通过引入混凝土强度增长系数使设计时方便地考虑混凝土强度增长效应。其结果表明：混凝土强度增长效应对路面结构疲劳寿命的影响是巨大的，在通常情况下，它的影响约等于使混凝土设计强度提高二个等级。     

环氧树脂混凝土的疲劳性能研究

通过室内试验,对比分析了环氧树脂混凝土、沥青混凝土和水泥混凝土的疲劳性能,并运用基于应变的疲劳分析法和能耗分析法对3种混凝土进行对比分析,建立了环氧树脂混凝土的疲劳寿命方程。     

掺加玄武岩纤维水泥混凝土路面经济性分析

本文从理论上分析了玄武岩纤维混凝土疲劳特性,对疲劳寿命进行了预测,从路面设计典型案例入手,分析了玄武岩纤维水泥混凝土路面的经济性。