不同面层组合形式下灌入式复合路面力学特性研究

针对灌入式复合路面结构设计中所需的路面应力和变形等情况,研究结合弹性层状理论体系,采用ABAQUS软件建立了不同面层组合形式下灌入式复合路面的力学仿真模型,包括:上中面层同为改性沥青混凝土或者水泥砂浆灌入式混凝土、上面层改性沥青混凝土+中面层水泥砂浆灌入式混凝土、上面层水泥砂浆灌入式混凝土+中面层改性沥青混凝土等,仿真计算出不同结构类型路面的层底应力、应变和路表弯沉等力学指标.结果显示,与普通路面结构相比,当水泥砂浆灌入层同时作表面层和中面层时,其层底拉应力和路表弯沉分别减少25.7%和50.9%;水泥砂浆灌入层作中面层时,相关力学性能也优于普通路面结构;水泥砂浆灌入层作表面层时,最大拉应力的影响范围要大于普通路面结构.研究结果表明,表面层和中面层均采用水泥砂浆灌入层的结构力学性能最优,为最佳的设计方案;中面层采用水泥砂浆灌入层的结构次之,不推荐采用水泥砂浆灌入层单独作表面层的结构方案.      

水泥颗粒分布与道路混凝土路面表面收缩的灰色关联

水泥砂浆早期收缩是影响道路混凝土路面表面收缩的关键因素。采用Master-sizer 2000激光粒度分析仪对3种水泥进行颗粒分布测试,并进行水泥砂浆的各种收缩试验;应用灰色关联理论分析水泥颗粒分布对砂浆收缩的影响情况进行分析。研究结果表明:减少水泥中30μm(特别是10~20μm)的颗粒含量能够降低道路混凝土路面的表面收缩,从而提高道路混凝土的抗裂性。     

水泥沥青复合式混凝土配比设计与性能研究

对高性能水泥砂浆灌入多孔沥青混凝土复合式路面材料进行了相应的混合料配比设计与性能研究。对沥青混合料和水泥胶浆的各项性能进行试验研究,评估了水泥沥青复合式混凝土的性能。试验结果表明:水泥沥青复合式混凝土为半刚性混凝土,即具有水泥混凝土的刚性也具有沥青混凝土的柔性,以及良好的抗油侵蚀性能和抗火性能。是隧道、十字路口、加油站和停车场等特殊路段铺筑时优选的路面形式。     

轻型交通小尺寸水泥混凝土路面基层冲刷分析

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。本文使用ISLAB2000有限元软件计算了标准轴载作用于板角位置时,轻型交通水泥路面在不同板块尺寸划分时的板角最大弯沉和用于分析基层冲刷损伤的变形能,对轻型交通水泥混凝土路面使用小板块提出了建议。     

黑龙江省公路水泥混凝土路面疲劳开裂形态分析

水泥混凝土路面结构设计一般以水泥混凝土板的疲劳开裂作为路面损坏的基准,应用有限元分析和Miner线性累积损伤理论,结合黑龙江省实际,从疲劳开裂角度分析公路水泥混凝土路面可能的裂缝表现形态,确认在车辆和温度荷载的循环作用下,现阶段黑龙江省公路水泥混凝土路面纵向裂缝和横向裂缝均有可能发生,但产生纵向裂缝的可能性大于出现横向裂缝的可能性,纵向裂缝的普遍存在有着路面结构方面的内在因素。建议结合各地的实际使用条件,对水泥混凝土路面的构造细节和受力状态做进一步探讨。     

水泥混凝土路面板耦合应力分析

为了准确预估水泥混凝土路面板的疲劳损伤,建立弹性地基上不等平面尺寸双层结构模型,假设面层板与基层受压接触、受拉分离,在荷载与温度梯度共同作用下,采用耦合法分析水泥混凝土路面板纵边中部和板角隅处结构应力变化规律;与采用叠加法计算结果进行比较,结果表明,对于纵边中部荷位,正温度梯度下,水泥混凝土路面板应力耦合法结果大于叠加法结果;对于角隅荷位,负温度梯度下,耦合法结果大于叠加法结果。     

不同等级水泥混凝土路面板块划分研究

水泥混凝土路面在摊铺时需要考虑板块的划分,以便进行滑模施工时幅宽安排和纵向切缝.由于现行的JTG F30-2003《公路水泥混凝土路面施工技术规范》并未明确规定纵向切缝的位置,现场施工中经常出现切缝与路面标线位置重合的情况,或者其他一些不利于结构受力的工况.因此该文针对不同等级、不同车道数以及不同设计车速下的水泥混凝土路面滑模施工时幅宽和纵向切缝位置提出建议.     

不同形状桥墩冲蚀磨损特征及机理对比研究

为研究在水流携砂作用下不同形状桥墩冲蚀磨损的特征及机理,采用FL U EN T中的DPM模型,结合混凝土冲蚀磨损计算公式,对圆形、正方形、斜置正方形和菱形桥墩冲蚀磨损进行数值模拟.研究4种形状桥墩的冲蚀磨损分布及其周围流场分布,以分析其冲蚀磨损机理,在此基础上,对比分析其抗冲蚀磨损性能及冲蚀磨损破坏方式.结果表明:水流...     

内部养生环境下路面水泥混凝土的干燥收缩

内养生是控制路面水泥混凝土收缩的一项重要新技术,通过研究内养生材料掺量和额外加入水量对混凝土干缩的影响,指出吸水树脂可以明显地降低混凝土后期干缩率。固定额外加入水量时,0.2%树脂掺量的内养生路面水泥混凝土干缩率降低最大为78.8%;而固定树脂掺量时,10倍树脂掺量外部加入水量的路面水泥混凝土在整个水化期间的干缩率降低效果优异。在路面混凝土中使用吸水树脂进行内养生,建议掺量为0.2%,额外加入水量为10倍树脂掺量。     

再生集料沥青混凝土高温形变损伤机理研究

为了探究再生集料沥青混凝土高温形变的损伤机理,采用不同再生集料用量制备沥青混凝土,通过单轴贯入试验测试再生集料对沥青混凝土抗剪切性能的影响规律,并基于X-ray CT获取高温形变破坏前后其内部细观结构的演化特征。研究结果表明：再生集料的附着水泥砂浆具有多孔隙结构特征,沥青混凝土中水泥砂浆与沥青砂浆界面呈高孔隙率的弱联结状态;粗集料的级配加权球形度为0.812～0.825、加权棱角性指数为1.023～1.125时,再生集料沥青混凝土的高温抗剪切强度最佳;再生集料用量增大会导致沥青混凝土细观结构损伤加剧,水泥砂浆内部、水泥砂浆与沥青砂浆界面的破坏是沥青混凝土高温形变损伤主要诱因;再生集料替代沥青混凝土中天然骨料的用量应控制不超过50%。研究论证了再生集料形貌和内部界面损伤对沥青混凝土高温性能的影响规律,对再生集料沥青混凝土路面的应用具有一定的理论和实践意义。     

高掺量粉煤灰在混凝土路面修补中的应用

粉煤灰中含有大量的Al2O3、SiO2等活性材料,可按一定的比例,掺入水泥混凝土和水泥砂浆中代替部分水泥使用,改善其性能,使其具有后期强度高、工作性好和耐磨性好的特点,目前已在水利工程、建筑工程等领域得到广泛应用,国内高掺量粉煤灰混凝土路面也有应用。本文介绍近2年来开展"高掺量粉煤灰在混凝土路面修补中的应用"课题的研究成果,对不同粉煤灰掺量的水泥、水泥混凝土和水泥砂浆的性能进行研究,找出合理的掺配比例,应用于工程实践,并对试验段的使用效果进行评估。     

冲击荷载作用下有隔离层的水泥混凝土路面板动态响应模拟试验研究

选择土工布、橡胶板作为水泥混凝土路面隔离层,通过室内模拟水泥混凝土路面冲击振动试验,借助微地震测试系统,测定了室内不同隔离层混凝土面板与基层板振动特性,初步获得了冲击荷载作用下隔离层对水泥混凝土面板与基层板的振动响应影响规律。振动响应试验结果表明,无隔离层时面层板振动速度峰值最大,其次是一层土工布,橡胶板作隔离层时面层板振动速度峰值最小;无隔离层面层板振动位移峰值最大,其次是两层土工布,橡胶板振动位移峰值最小。基层板在冲击荷载作用下,由于面层和隔离层的阻尼作用,基层振动速度峰值和位移峰值大幅度减小。4种工况下,无隔离层时基层板振动速度峰值和振动位移峰值均最大;按照振动速度峰值和振动位移峰值从大到小排序均为无隔离层、橡胶板、一层土工布、两层土工布。这些研究所获得的不同隔离层水泥混凝土路面板振动特性规律与方法,可为进一步研究隔离层水泥混凝土路面动力响应提供方法与理论参考。     

水泥混凝土路面防滑耐磨涂料的制备与性能研究

水泥混凝土路面在车辆载荷和轮胎作用下,防滑构造会很快磨损,出现起砂、露砂等现象,导致水泥混凝土路面的防滑性能下降,严重影响行车安全和服役寿命。本研究以丙烯酸树脂为基体,复合HDI三聚体固化组分、耐磨骨料、填料、稀释剂、助剂等组分制备了水泥混凝土路面防滑耐磨涂料。研究讨论了NCO/OH比率、催干剂、交联剂、填料对漆膜固化反应的影响,并通过红外光谱分析揭示了漆膜固化反应的过程和机理。研究发现该涂料具有防滑性和耐磨性好、强度高、硬度高和易于施工的特点,具有广泛的应用前景。     

环境因素对水泥混凝土路面抗滑性能影响的试验研究

为了分析水泥混凝土路面在不同环境因素影响下的抗滑性能衰减规律,通过对不同环境下、不同影响程度下的水泥混凝土试件板进行室内抗滑测试,分析了各因素的变化特点,揭示了各因素对路面抗滑性能的影响规律.测试结果表明,冰雪、油污、轮胎屑、泥土等路面附着物均会导致水泥混凝土路面抗滑性能降低.作为对水泥混凝土路面抗滑性能衰减规律的探索性试验研究,对今后相关内容的研究有较大的参考价值.     

水泥沥青混凝土路面的研究与应用

本文以改善沥青混凝土的耐候性入手,研究采用以普通水泥砂浆作为沥青混凝土的第二结合料,利用水泥砂浆对沥青混凝土混合料的二次裹覆作用,降低沥青材料对温度的敏感性,以提高沥青混凝土路面的高温稳定性和低温抗裂性。通过对大量的室内试验数据和实地铺筑的试验路的观测资料的分析,以及经济效益的考核,证明水泥沥青混凝土是一种既经济又耐用的新型半刚性路面材料。     

冲击荷载作用下混凝土路面的损伤分析

本文从力学角度出发,利用数值方法仿真了蓝派冲击压实机的工作过程。研究在1次冲击力作用于面板中间及板缝附近、5次冲击力作用于面板中间、3次连续冲击力沿板纵向作用四种工况下,旧水泥混凝土路面、路基材料的损伤演化、应力分布和沉降情况。为更好地应用打裂压稳这一技术提供相关的理论参考依据。     

高速公路水泥混凝土路面不同结构形式效果对比分析

通过对宣大高速公路水泥混凝土路面使用状况的调查分析,对六种不同结构形式的水泥混凝土试验路面的使用效果作了比较,断板率最低的是33 cm厚普通水泥混凝土路面,无断板现象;其次是26 cm厚钢纤维混凝土路面,断板率1.58%。可见,通过提高水泥混凝土面板厚度和混凝土标号,或采用结构形式较好的路面（如钢纤维或聚丙烯纤维混凝土路面）,可提高路面的使用寿命。     

混凝土路面传力杆疲劳松动行为的试验研究与数值模拟

针对水泥混凝土路面传力杆的疲劳失效问题,从传力杆与混凝土接触面力学性能退化的角度入手,研究了传力杆疲劳失效现象的产生机理与扩展规律。首先,建立了考虑传力杆与混凝土、面层与基层接触面力学行为的水泥混凝土路面三维有限元模型,研究了多种车辆轴载作用于板边时传力杆装置的力学特性;其次,开发了传力杆与混凝土接触面力学性能试验系统,设计了传力杆试件的拟静力加速加载试验,模拟了传力杆疲劳松动的形成过程;再次,根据试验现象建立了含弥散裂纹体的缩缝子结构有限元模型,应用扩展有限元法模拟了传力杆的疲劳松动行为;最后,提出了基于数值分析技术的水泥混凝土路面缩缝临界车辆轴载计算方法。研究发现:轮胎与路面接触位置下方传力杆附近应力集中区域是荷载传递过程中缩缝结构的最不利位置;重载车辆长期作用导致传力杆周边混凝土材料长期处于高接触应力加卸载状态,由此引发的龟裂与剥落最终将造成传力杆疲劳松动量的不断增加;应用数值分析技术可有效地反演路面缩缝结构的临界车辆轴载,防止传力杆周边混凝土内出现损伤累积,避免传力杆发生疲劳松动。研究成果有助于更精确地评估水泥混凝土路面传力杆装置的工作状态,了解传力杆在交通荷载与环境等因素长期作用下的失效过程,科学地预测传力杆装置的疲劳寿命,快速地进行设计方案对比。     

改性水泥砂浆复合面层材料试验研究

通过对改性水泥砂浆复合面层材料进行试验研究,确定了砂浆材料的级配、水灰比、稠度等技术指标。并提供了一些有效的测试方法,为改性水泥砂浆复合面层在旧水泥混凝土路面加铺中的应用提供参考。     

我国高速公路隧道水泥混凝土路面施工技术进步与创新

介绍了近年来我国高速公路隧道水泥混凝土路面施工技术的进步与创新。隧道水泥混凝土路面的摊铺工艺,由小型机具向三辊轴机组、再向滑模摊铺工艺迈进了两大步;我国长大隧道水泥混凝土路面原材料与配制技术取得了由普通水泥混凝土路面向钢纤维混凝土路面、聚丙烯腈混凝土路面以及透水贫混凝土基层技术的创新发展,极大地提高了我国隧道水泥混凝土路面的总体工程质量及其使用年限和耐久性。