水泥混凝土修补道面结构参数敏感性分析

为研究尺寸和厚度等因素对水泥混凝土道面修补效果的影响,运用Ansys有限元软件建立混凝土道面板的修补模型,分别对单轮和温度荷载作用下新旧道面之间的黏结应力进行计算分析,改变道面板修补尺寸、厚度、温度、混凝土弹性模量和膨胀系数等参数,探究道面板水平和竖直黏结面黏结应力对这些参数的敏感性。结果表明:修补混凝土的长宽比接近于1时,水平黏结面的剪切应力和竖直黏结面的拉应力都达到最小值;0.06～0.08 m的修补厚度,可以保证修补结构具有合理的受力状态;当外界温度上升时,修补混凝土发生膨胀,水平黏结面产生剪切应力,竖直黏结面产生压应力;选用与旧混凝土弹性模量相近的材料有利于减小黏结面的应力;进行道面修补时必须选用与旧混凝土膨胀系数一致的材料,防止产生过大应力导致修补黏结面的破坏。     

基于实测温度的机场道面温度应力影响因素敏感性分析

温度应力的频繁作用易引发水泥混凝土道面结构疲劳破坏。为了寻求高效的降低水泥混凝土道面温度应力的措施,该文在实测道面温度的基础上建立有限元模型,对不同条件下道面板内的温度应力进行计算。同时利用SPSS软件对各影响因素的敏感性进行分析,研究发现混凝土的线膨胀系数对道面板的温度应力影响显著。     

考虑材料粘弹性水泥混凝土道面温度翘曲应力分析

本文根据温度翘曲应力作用时间较长的特点，以三维八结点六面体有限元初应变增量法为基础，提出了考虑材料粘弹性水泥混凝土道面温度翘曲应力的数值计算方法，并编制了相应的计算机程序，然后运用该程序分析了混凝土道面在温度翘曲变形受到地基反力约束时产生了翘曲应力，得到了较仅考虑材料弹性时更为合理的结果，这为水泥混凝土道面温度翘曲应力计算提供了有效的手段。     

刚性结构水泥混凝土道面砂浆恢复层材料研究

水泥混凝土道面砂浆层易为行车荷载磨损破坏,修复时因结构受力及新旧材料变形差异影响,处理难度大、使用寿命低.针对上述问题,研发出水泥混凝土道面超薄罩面修补材料.与普通水泥混凝土修补材料相比,该材料具有早强、快硬、收缩低、干缩性能优异、抗冲击性能优异等优点,2h抗压强度可达20 MPa,28 d的干缩率为5×10-5.借助差热分析和扫描电镜,研究了超薄罩面修补材料的微观结构;实体工程验证了其铺筑简单的特点,使用效果佳,便于推广.     

基于ABAQUS的港口刚性道面结构三维空间有限元分析

基于ABAQUS有限元软件,在Winkler地基上建立四边自由的集装箱荷载-道面结构-地基三维有限元双层板模型,进行了混凝土道面结构在集装箱重箱荷载作用下的力学响应模拟,分析了板中与板边受力条件下的刚性板的应力特性;根据道面结构层间接触的特点,考虑了双层板模型中层间相互联结与光滑无摩阻两种接触情况,对比分析了两种接触状态下混凝土板的应力特性;基于不同地基反力系数,进行了道面结构力学响应模拟,分析了地基反力系数对混凝土道面结构刚性板的弯拉应力的影响,为实际设计中节省工程材料,降低混凝土弯拉应力提供参考。     

严寒地区低收缩水泥混凝土道路修补砂浆的研究

以普通硅酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥为胶凝材料制备水泥混凝土道路修补砂浆。针对修补砂浆收缩大的弊病,采用固体废弃物硼泥为原料制备微膨胀剂,并辅以消泡剂和PP纤维改善修补材料的收缩性能,同时兼顾修补砂浆的力学性能。试验结果表明:少量自制硼泥微膨胀剂的加入提高了砂浆密实度,从而提高砂浆的抗压强度和降低修补砂浆的收缩率;聚丙烯纤维和消泡剂同样对砂浆不同龄期的收缩率有改善作用。与普通修补砂浆相比,硼泥微膨胀剂、消泡剂和PP纤维降低了修补砂浆在高低温时的变形量,这有利于修补砂浆在严寒地区使用时与基体间的界面黏结耐久性。试验中所制备的修补砂浆抗压强度达到70MPa,抗折强度为16 MPa,收缩率为0.08%,优于《修补砂浆》(JC/T 2381-2016)标准中"普通刚性修补砂浆"的相关要求。     

混凝土路表面病害的薄层修复技术研究

本项研究通过对多种配方修补砂浆的抗压强度、抗折强度、抗拉强度、粘结强度、折压比、拉压比、干缩变形性能、弹性模量、耐磨性能的对比研究,并分析了各种修补砂浆的原材料成本,找出了几种原材料成本价(含处理粘结界面材料)在5.74元/m2～10.15元/m2(厚8 mm的薄层),且施工性能、力学性能、变形性能、耐久性能完全能满足要求的修补砂浆.对于仅仅存在"起砂露石"的混凝土路面完全可以用此类薄层修补技术进行经济、有效、耐久的修补,避免了采用板块拆除重浇、沥青砂浆罩面、环氧砂浆罩面等修补方式所造成的费工耗时、色差严重、变形不同步或老化而导致粘结失效等问题.     

机场混凝土道面快速修复技术研究

为了满足机场混凝土道面快速修复的技术要求,通过室内试验和现场工程实践,提出了一种新的快硬早强混凝土修补材料的配比方案及相应的修复工艺,该修补材料具有早期强度高、耐磨、抗裂、后期性能稳定、成本较低等特点。现场工程实践表明,该快速修复技术能确保机场破损道面在夜间停航的4h～5h内被修复,不误次日通航。     

机场预应力混凝土道面的脱空适应性有限元研究

应用有限元分析软件Abaqus建立三维有限元模型,比较素混凝土道面和预应力混凝土道面的应力,道面板面层尺寸为10m×5m×0.25m,首先,对预应力混凝土道面与素混凝土道面板体内部应力进行比较;其次,分析预应力混凝土道面的最不利荷载位置,最后,确定最不利荷载位置适应脱空的能力,最终得板边中部位置最大可适应0.25m2的脱空。预应力混凝土道面脱空适应性设计优化参数:以最不利位置板边中部进行模拟,选取纵向筋的配筋间距、横向筋的间距、预应力值大小和预应力筋的配筋位置4个参数进行优化分析,推荐预应力道面适应脱空的最优参数。     

沥青道面坑槽修补界面力学行为分析

针对沥青道面坑槽修补后耐久性差及界面、角隅处很快出现二次破坏等问题,借助ABAQUS有限元软件,建立沥青道面坑槽修补三维有限元模型确定最不利荷位;然后从修补深度、水平荷载系数及轴载等角度对修补后的沥青道面坑槽界面处的正应力及剪应力进行分析。结果表明:坑槽角隅处为最不利荷位;修补深度越小,坑槽板块越容易发生挤压破坏;随着水平载荷的增加,界面处合成剪应力急剧增加,尤其是在紧急制动时,其合成剪应力将增加1.2倍以上;轴载大小与界面应力呈线性相关,轮压每增加0.1MPa,界面压应力增大14.3%,合成剪应力增大20.2%。     

水泥混凝土道面快速修复材料的性能与应用

为了满足机场水泥混凝土道面快速修复的技术要求,提出了一种新的快硬早强混凝土及相应的修复工艺。通过室内试验和工程实践验证,该修补材料具有快硬早强、与旧混凝土粘结强度高、收缩率小、耐磨、后期性能稳定、成本较低等优点,能在机场夜间停航的4—5h内完成破损道面的修复,不耽误次日通航。     

机场道面快速薄层修补技术试验研究

以呼和浩特白塔国际机场为依托,对飞行区水泥混凝土道面快速薄层修补技术进行试验研究.根据水泥混凝土修补薄层的实际应力特点,研究新老混凝土界面抗剪粘结强度,分析得出粗糙度是影响新老混凝土抗剪粘结强度的可控因素.将老混凝土表面凿毛成1mm～2mm、2mm～3mm、3mm～4mm、4mm～5mm、5mm～6mm和6mm～7mm...     

考虑接缝影响的机场水泥混凝土道面结构响应

接缝是机场水泥混凝土道面结构的重要组成部分，通过分析道面接缝传荷机理，考虑大型军用运输机复杂起落架构型和多轮荷载的作用特点，以伊尔-76为例，采用弹簧单元模拟道面板的接缝传荷，基于“地基-道面结构-飞机轮载”的相互作用，利用有限元软件建立了足尺9块板水泥混凝土道面三维有限元模型。应用该模型，计算了飞机多轮荷载作用下水泥混凝土道面结构的力学响应，对比了考虑与不考虑接缝的差异，并与美国EverFE2．0模型计算结果进行了对比。研究表明所建模型可较好地模拟道面接缝的作用机理，计算应力能更合理地反映道面结构的受力状况。     

石拱桥加固时新旧结合面应力计算研究

增大截面法加固石拱桥时,由于新旧结合面粘结,混凝土收缩、徐变变形差引起混凝土出现拉应力,加上活载及温度等作用,使得混凝土的应力有可能比较大。过大的应力导致混凝土开裂,对结构的耐久性和承载力都会产生不良影响。该文以某石拱桥为例,通过现场调研测到的数据为基础建立有限元模型,对拱桥加固时结合面上的混凝土应力进行计算,以确定结合面混凝土的应力状况,为桥梁加固提供指导。     

掺粉煤灰混凝土在机场道面工程中的应用

在室内试验研究配制粉煤灰道面混凝土的基础上，研究采用当前机场施工工艺和机具进行现场施工的方法。通过三个试验段铺筑实践，表明了现场配制的粉煤灰道面混凝土性能良好，与室内试验结果一致；粉煤灰道面混凝土施工方便、施工工艺和机具不需做大的变动；混凝土拌合物摊铺、振捣、做面方便、道面质量容易保证，在机场道面，公路路面工程中推广应用是可行的。     

灌浆法在水泥混凝土板块快速修补技术中的应用

本文着重介绍对混凝土板块破损区域进行局部修补的同时,采用灌注早强膨胀砂浆,即达到24小时开放交通又 克服了快速修补混凝土只注重早强性能而忽视膨胀粘结及不重视基层性能补强的致命弱点,具有良好的适用性。     

机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝传荷能力分析

采用ANSYS有限元分析软件,建立了考虑接缝传荷能力的机场水泥混凝土道面加铺层结构的足尺9块板三维有限元模型,分析了机场水泥混凝土道面加铺层结构接缝处的应力和弯沉情况,研究了接缝传荷系数随接缝刚度的变化规律。结果表明:机场水泥混凝土道面加铺层接缝处的应力、弯沉及传荷系数随接缝刚度呈S形曲线变化;挠度传荷系数与应力折减系数呈良好的一阶指数增长曲线关系。     

螺旋箍筋约束高强混凝土柱轴心受压性能试验研究

为探究螺旋箍筋约束高强混凝土柱的轴心受压性能,开展了42根螺旋箍筋约束高强混凝土圆柱的轴压试验,研究了混凝土标准立方体抗压强度(58.0~90.6 MPa)、箍筋屈服强度(480~1 219 MPa)、体积配箍率(1.00%~1.60%)与箍筋间距(45~80 mm)对螺旋箍筋约束混凝土柱受压承载力和变形能力的影响。试验结果表明:箍筋约束混凝土在达到峰值压应力时,约束箍筋可能达不到屈服;约束箍筋的强度和体积配箍率相同时,随着高强混凝土强度的增高,约束混凝土达到峰值压应力时箍筋的拉应变减小;混凝土轴心抗压强度、箍筋屈服强度相同时,随着体积配箍率的提高,约束混凝土峰值压应变增大,相应的横向应变也随之增大,箍筋拉应变也增大。基于试验结果,考察了峰值压应力下箍筋拉应变与体积配箍率、混凝土强度、箍筋屈服强度和箍筋间距之间的关系,建立了峰值压应力下约束箍筋拉应变计算公式。拟合得到了约束混凝土峰值压应力f_cc、峰值压应变ε_cc、下降段曲线的特征参数(峰值压应力后85%峰值应力下的轴向压应变ε_c85、50%峰值压应力的轴向压应变ε_c50)的计算公式。给出了考虑体积配箍率、混凝土轴心抗压强度、箍筋间距和箍筋屈服强度影响的箍筋约束高强混凝土的轴心受压应力-应变关系模型。     

FRP约束高强混凝土矩形柱应力-应变关系研究

为进一步研究FRP(纤维增强复合材料)约束后高强混凝土矩形柱的应力-应变关系,在国内外试验研究的基础上,分析了FRP约束高强混凝土矩形柱的受力特点及其约束原理,对已有FRP约束后混凝土峰值应力和应变的提高系数进行修正,给出FRP约束后高强混凝土峰值应力和应变的计算公式,该计算公式较全面的考虑了各参数的影响且与已有试验结果吻合较好,基于该公式给出FRP约束后高强混凝土应力-应变关系计算模型,此计算模型与已有试验值吻合较好,证明了该模型的准确性较高.     

适应大型飞机的机场半柔性道面的力学数值分析

目前国内机场道面主要为水泥混凝土道面、较少的沥青混凝土道面,而半柔性道面在国内机场尚未得到应用。为了研究此类道面的实用性,研究了半柔性道面在具有复杂起落架的大型飞机多轮荷载下的力学响应规律。基于A380飞机,运用ANSYS,建立道面结构模型,在4轮、6轮、10轮、12轮、16轮和20轮荷载组合下进行结构的分析,获取应力、应变、弯沉的变化。经分析得出,多轮荷载组合下存在明显的叠加效应;6轮荷载组合是结构设计中的最不利组合;应多指标控制道面结构分析:以6轮荷载组合控制面层应变、基层应力、底基层应力,以10轮荷载组合控制土基顶面竖向应变,以16轮荷载组合控制弯沉。