半刚性沥青路面粘结层抗剪性能试验研究

沥青路面层间结合面是其结构的薄弱环节,目前通常采用设置粘结层措施来增强层间结合力,但沥青路面早期损坏仍时有发生。应用自行设计的路面材料剪切仪,以水泥稳定碎石和沥青砼AC—25为基底材料,用SBS改性沥青、SBR改性乳化沥青和乳化沥青为粘结材料,在不同基底与面层材料组合情况下进行室内抗剪试验,研究沥青粘结层的抗剪切规律,分析各因素对粘结层抗剪强度的影响程度,为定性地评价沥青路面粘结层抗剪性能提供一定的技术支持。     

不同黏结层沥青路面层间抗剪性能研究

为了研究沥青路面的层间抗剪性能,通过试验主要分析了油石比、加载速率、温度、层间结合料种类和用量对层间抗剪性能的影响。试验结果显示,随油石比增大抗剪强度呈现先增大后减小的变化规律,当油石比为4.0%时,抗剪强度最大;加载速率越大,抗剪强度越高,当加载速率大于20 mm/min后,抗剪强度趋于稳定;温度越高,抗剪强度越小,其中当温度超过45℃后,抗剪强度急剧下降;以SBR改性沥青做黏结料时,抗剪强度随结合料用量的变化规律与基质沥青和SBR改性乳化沥青为结合料时明显不同,当结合料用量大于1.0时,以SBR改性沥青做黏结料对应的抗剪强度较高。     

沥青路面层间黏结性能影响因素及改善措施

沥青路面结构形式为层状弹性结构,各层间的黏结性能对沥青路面的路用性能具有重要的影响。为了掌握影响沥青路面层间黏结性能的主要因素,进一步改善沥青路面层间的黏结状态,提升沥青路面的整体强度和耐久性,分析了黏结材料、温度、层间污染程度、黏结方式、级配等对沥青路面层间黏结性能的影响,并提出了相应的改善措施,以供参考。     

沥青路面层间抗剪强度影响因素研究

通过沥青路面层间剪切强度试验,研究竖向应力、粘层材料、洒布温度、洒布量对其影响,结果表明:沥青路面层间抗剪强度与竖向荷载有着良好的线性相关性,Super PCR有着更好的抗剪性能,洒布温度越低,抗剪性能越好,这与沥青的温度敏感性有关;当沥青洒布量较低时,层间抗剪性能逐渐增大,而当沥青洒布量较大时,层间抗剪切强度降低;灰色关联分析中对层间抗剪强度影响排序为:竖向荷载乳化沥青洒布量温度,并且竖向荷载关联度达到0. 78,而最小的关联度也为0. 63,可见总体上这三个影响因素对层间抗剪强度影响显著;严格控制超载、重载现象,减少竖向荷载对沥青路面的力学作用。     

不同因素对沥青路面层间黏结的影响研究

通过试验,研究了竖向荷载、沥青种类、温度和乳化沥青洒布量等因素对沥青路面层间抗剪强度的影响。结果表明:沥青路面层间抗剪强度随着竖向荷载的增大而增大,且在乳化沥青洒布量为0. 4 kg/m~2的条件下,两者有着较强的相关性,相关性高达98. 2%;抗剪强度最大的沥青材料是Super PCR,且其抗剪强度随升温而减小;随着乳化沥青洒布量的增加,层间抗剪强度出现先增加后减小的变化趋势,因此,实体工程中对于乳化沥青洒布量的选择应慎重。同时,通过灰色关联分析可知,竖向荷载对沥青路面层间抗剪强度影响最大。     

水泥混凝土桥面沥青铺装防水材料合理选择研究

为更加合理地为水泥混凝土桥面柔性铺装结构选择防水黏结材料,选取4种代表性防水黏结材料进行黏附性、抗剪强度、渗水性和抗裂性能测试,对比荷载作用对不同防水黏结材料的黏附性、抗剪强度和渗水性能的影响,并评价了4种材料对柔性铺装层高温稳定性和抗裂性能的影响。研究认为:防水黏结材料与沥青混合料具有更好的黏附性;荷载作用会降低铺装层整体的黏附性,不会对防水卷材和富油沥青混合料的防水性能造成影响;防水卷材和封层材料将对沥青层的高温稳定性产生不利的影响,涂膜材料对沥青混合料的抗裂性能没有提高作用。     

加热碎石封层对沥青路面层间抗剪性能的影响

为提升沥青路面层间的抗剪性能,延长沥青路面使用寿命,以沥青路面碎石封层为研究对象,采用AC-20沥青混合料与水泥稳定碎石混合料成型复合试件,采用剪切仪进行层间抗剪强度和层间剪切疲劳试验,分析在摊铺沥青面层时加热碎石封层对沥青路面层间剪切疲劳性能的影响。试验结果表明：碎石封层经过加热的复合试件的抗剪强度、破坏位移、疲劳寿命分别增大约36%、26%、118%,加热碎石封层有利于提高沥青路面层间整体性能,延长沥青路面寿命;随应力比的增大,复合试件的剪切疲劳寿命急剧降低,道路运营时应控制通行车辆的超载情况。     

不同路面类型对同步碎石联结层强度的影响

通过制作双层板模拟旧沥青路面和旧水泥路面上加铺沥青路面,并且采用同步碎石作为层间联结层,测得了层间抗剪强度与抗拉强度,表明了不同路面类型对同步碎石联结层抗剪与抗拉强度的影响。沥青路面加铺新面层,同步碎石联结层的层间抗剪强度与抗拉强度相比水泥混凝土路面分别提高了10.1%和25.4%,说明在旧水泥混凝土路面改建时,需要配合合适的层间处治措施,比如撒铺乳化沥青、铺设格栅等,保证改建道路的使用寿命。     

基于层间剪切的沥青路面粘层力学性能研究

为了研究沥青路面粘层材料的力学性能,开展了层间剪切试验．室内制作了马歇尔试件,采用自主开发的直剪仪对试件的结合面进行了多种条件下的直剪试验,分析了层间抗剪强度与粘层材料及用量的关系,通过线性回归得到了50℃层间抗剪强度莫尔-库伦理论拟合图及对应的 c ,φ参数值．研究结果表明：作为路面粘层材料,SBS改性乳化沥青性能优于普通乳化沥青,最佳用量为0．4 kg/m2,加入3％水泥的SBS改性乳化沥青粘层材料浸水强度提高近20％．     

路面材料剪切试验仪的开发与应用

针对沥青路面层间推移问题,设计开发了路面材料剪切仪用于层间抗剪强度测试。介绍了仪器的设计原理与构造及使用方法,通过具体试验验证了其测试性能的可靠性,证明其可以用于对路面结构层、桥面铺装层的层间抗剪切的试验,为评价路面层间处理工艺措施提供了有效的手段。     

基于抗剪性能的沥青混合料剪切疲劳变形研究方法

在不同的温度下进行沥青混合料剪切性能试验．结果显示：随着温度的升高,沥青混合料的抗剪强度减小,剪切模量也变小。抗剪强度与剪切模量有较好的相关性。具有较高抗剪强度的沥青混合料也具有较大的剪切模量,在车辆荷栽作用下不会产生较大的剪切疲劳变形。与剪切疲劳变形试验相比,抗剪强度试验相对简便和快速,在确定抗剪强度与剪切模量之间的关系后,就可以直接采用抗剪强度试验来评价沥青混合料抵抗剪切变形的能力。     

沥青混合料高温稳定性剪切试验参数分析

车辙是沥青路面的主要破坏形式之一,沥青混合料的剪切破坏是其主要原因。通过不同条件下的沥青混合料剪切试验,分析侧压力、剪切速率、试验温度对剪切试验结果的影响,研究得出,随着侧压力和剪切速率的增大,混合料的抗剪强度增大,剪应变减小,剪切模量增大;随着试验温度的升高,抗剪强度降低,剪应变增大,剪切模量有所减小。结果表明,利用剪切试验评价沥青混合料的高温稳定性时,剪切速率和试验温度应作为主要因子予以控制,侧压力可以作为次要因子考虑。     

玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁抗剪性能研究

为了获取玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁的抗剪性能参数,并为玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁的设计与施工提供理论依据,通过试验分析,研究了不同剪跨比、加固量、初始荷载等情况下梁的抗剪承载力变化规律,提出了玄武岩纤维布加固损伤混凝土梁的抗剪承载力修正计算公式。试验结果表明,梁的抗剪承载力受锚固方式、初始荷载和剪跨比的影响较大,采用玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁后,可以有效提高梁的抗剪承载力。     

砂浆对灌芯混凝土砌块砌体抗剪性能影响试验

对铺浆和无浆两组共24个灌芯混凝土砌块砌体抗剪性能分别进行了试验,对各砌块的抗剪破坏过程进行了观测.根据试验现象及所采集的加载数据,分析了铺浆灌芯混凝土砌块和无浆灌芯混凝土砌块的抗剪破坏机理及破坏形态.用所测得的抗剪强度平均值与砌体规范抗剪强度平均值公式的计算值进行对比,试验值略高于规范公式的计算值.分析表明,水平灰缝处的砂浆对灌芯混凝土砌块砌体的抗剪性能及抗剪强度影响较小,而竖向灰缝处的砂浆有利于改善灌芯混凝土砌块砌体的抗剪受力性能,影响砌体的抗剪破坏形态,进而提高砌体的抗剪强度.     

小应变下基坑开挖应力路径对剪切模量的影响

以粉质黏土重塑土经等压固结形成的试样为试验对象,研究了在小应变范围内深基坑开挖应力路径对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势.研究表明,在小应变范围内,剪切模量的初始值与有效球应力之间存在着幂函数关系,但主动区内幂函数的理论值与试验值间的符合度要比被动区内的高;剪切应变处于0.01%~1%内表现出很强的非线性,同时具有很高的剪切模量;在同一应变水平下,不同应力路径,剪切模量的数值不同,但剪切模量随剪切应变增加而衰减的规律一致;剪切应变为0.01%时的剪切模量与剪切应变为1%时的剪切模量之间存在着量级差别.     

复合式路面层间界面剪切滑移特性

依托南大梁高速公路复合式路面试验段, 测试了不同糙化界面的露骨率和构造深度, 并钻取芯样进行45°剪切试验。结合45°剪切试验测试结果与层间剪切过程力学特性, 将层间剪变特性曲线划分为弹性阶段、破坏阶段、剪切强度衰减阶段和残余阶段, 采用界面构造深度、剪切强度峰值、剪切强度峰值对应层间相对滑动位移和残余剪切强度等指标评价层间剪变特性, 分析了界面糙化方式、防水黏结材料类型和用量、温度和加载速率对复合式路面层间剪变特性的影响。测试结果表明: 凿毛界面构造深度(1.17mm) 大于喷砂界面构造深度(0.37mm), 结合不同糙化界面下剪切过程的层间力学特性差异, 凿毛界面较喷砂界面所成型复合试件具有更优的抗剪性能; 防水黏结材料相同时, 凿毛界面层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移(0.19~0.79mm) 较喷砂界面(0.16~0.33mm) 更大, 且防水黏结材料对残余剪切强度和剪切强度峰值的影响大于层间剪切强度峰值对应层间相对滑动位移的影响; 整体而言, 温度对层间剪变特性影响显著, 5℃时层间剪切强度峰值为40℃时的7.0~10.0倍, 测试条件对层间剪切强度影响较大, 50mm·min-1加载速率时测试层间剪切强度峰值为5mm·min-1加载速率时的1.9~3.5倍。可见, 凿毛糙化方式更有助于提高复合式路面层间剪切强度, 且复合式路面层间剪变特性需采用多指标予以评价。      

半刚性基层与沥青面层粘结性能影响因素

借鉴国外LPDS剪切试验方法,通过自行设计的室内直剪试验和斜剪试验,以剪切强度和单位剪切强度(剪切强度与破坏变形的商)作为评价指标,研究了沥青混合料、粘层材料、半刚性基层材料、沥青混合料与粘层材料的界面、粘层材料与半刚性基层的界面对沥青面层和半刚性基层之间抗剪切强度的影响。分析结果表明:提高沥青混合料公称最大粒径和压实度将有利于增强层间粘结性;高强度、粗糙、密实型的半刚性材料也将有效改善基层与沥青面层的粘结性;粘度不是选择粘层材料的主要因素,应结合工程实际,通过试验选择粘层材料的品种与剂量;基层表面清理是提高层间粘结性的重要措施,透层油应在基层清理后撒布,剂量宜为0.3~0.6 L.m-2;在层间热沥青上撒布一定的单一粒径,较粗规格,且与沥青粘附性较好的碱性碎石不仅具有工程意义,对提高层间粘结水平也有较明显作用。     

斜面剪切试验在沥青混合料中的应用

利用斜面剪切仪对沥青混合料进行剪切试验,调节剪切仪剪切刃的间距,可以得出压头压力标准差和变异系数均最小的最佳剪切刃间距,进而计算出沥青混合料的最大抗剪强度,并用单轴贯入试验对比了最大抗剪强度结果的准确性。结果表明,斜面剪切试验可以准确地测定沥青混合料的最大抗剪强度。其试验方法简单可行,可以在沥青混合料剪切试验中推广应用。     

考虑横向预应力效应的钢-混组合梁桥PBL剪力键试验研究

为研究钢-混组合梁桥PBL剪力键的抗剪承载能力及其影响因素,以兰州小砂沟大桥为工程背景,设计3类13组共33个试件,采用推出试验的方法进行试验研究,对比分析了PBL剪力键的破坏形态、破坏机理以及抗剪承载能力的影响因素,提出了考虑横向预应力效应的PBL剪力键抗剪承载能力的计算公式.研究结果表明:贯穿钢筋直径、钢板开孔孔径以及钢板厚度的增加均能有效提高PBL剪力键的抗剪承载能力;横向预拉应力的存在促进了混凝土的开裂,使得混凝土、钢板及贯穿钢筋的强度和刚度无法得到充分发挥,从而降低了PBL剪力键的承载能力,对单孔抗剪承载能力降低可达10%;横向预压应力的约束作用延缓了混凝土的开裂,使得混凝土、钢板及贯穿钢筋的强度和刚度得到充分发挥,提高了PBL剪力键的承载能力,对单孔抗剪承载能力提高可达20%;考虑横向预应力效应的公式计算结果与试验结果吻合较好.      

复合式路面层间剪应力分析

复合式路面的常见病害常表现为层间剪切滑移破坏.选取典型的水泥混凝土下面层、黏结层、沥青混凝土上面层为一整体,应用BISAR3.0程序,计算分析了复合式路面层间最大剪应力、剪切角及其对温度、结构层厚度、材料模量、行车荷载等参数的敏感性.结果表明:AC层厚度、黏结层模量、行车荷载对层间剪应力、剪切角影响显著,当黏结层厚度由...