《隧道路面结构与材料设计研究》课题研究成果达国际先进水平

由贵州省交通规划勘察设计院承担的西部交通建设科技项目“隧道路面结构与材料设计研究”，是立足于我国西部地区，对隧道的水泥混凝土路面、沥青路面和复合式路面等进行深入的力学分析，研究隧道路面的水损害，建立了隧道路面结构与排水设计方法；并针对隧道的防火要求，研究开发了阻燃沥青，提出了评价指标和试验方法，还研究了多孔混凝土、钢纤维混凝土及OGFC和SMA在公路隧道路面中应用，同时编制了《公路隧道路面施工技术指南》。     

不同成型方法的多孔混凝土路用性能对比

目前,多孔混凝土排水基层室内试验一般采用振动成型方法,利用该方法有利于强度形成,缺点是在施工铺筑时不利于路基平整度的保证.本文提出采用免振捣成型方法,该方法能有效保证路基的平整度,可作为免碾压施工工艺运用于道路基层工程.本文对两种不同成型方法的多孔混凝土进行路用性能对比研究,结果表明两种成型方法的多孔混凝土均具有良好的强度和排水性、较小的温度及干燥收缩性、良好的抗冻性等路用性能.通过试验路检测表明,多孔混凝土采用振动成型强度较高,而采用免振捣成型平整度较好.     

排水基层多孔混凝土的物理力学性质

多孔混凝土作为路面的基层,应具有良好的物理性质和力学性质,前者主要指其排水、收缩及抗冲刷等性能,后者主要指其强度和应力-应变特性。通过试验与分析,给出多孔混凝土有效空隙率和全空隙率,及渗透系数与空隙率的关系;得出多孔混凝土强度随龄期的发展规律,弯拉强度、劈裂强度与抗压强度的相关关系,抗压强度与空隙率的关系以及两种形式下的双对数疲劳方程;提出多孔混凝土弯拉弹性模量与弯拉强度,以及抗压弹性模量与轴心抗压强度的关系;得出多孔混凝土的温缩系数和干缩系数。     

排水基层多孔混凝土的物理力学性质

多孔混凝土作为路面的基层,应具有良好的物理性质和力学性质,前者主要指其排水、收缩及抗冲刷等性能,后者主要指其强度和应力-应变特性.通过试验与分析,给出多孔混凝土有效空隙率和全空隙率,及渗透系数与空隙率的关系;得出多孔混凝土强度随龄期的发展规律,弯拉强度、劈裂强度与抗压强度的相关关系,抗压强度与空隙率的关系以及两种形式下的双对数疲劳方程;提出多孔混凝土弯拉弹性模量与弯拉强度,以及抗压弹性模量与轴心抗压强度的关系;得出多孔混凝土的温缩系数和干缩系数.     

沥青路面多孔混凝土排水基层施工技术分析

水侵害是造成沥青路面早期破坏的主要因素之一。多孔混凝土是一种性能良好的新型道路基层材料,相应的多孔混凝土排水基层沥青路面是一种新型的路面结构。对多孔混凝土排水基层的施工技术及注意事项进行研究和分析,为该项施工技术的推广应用提供参考经验。     

高速公路隧道沥青复合式路面结构防排水研究

路基排水及控制地下水位问题是我国公路隧道采用沥青混凝土复合式路面结构的一大挑战。本文通过对我国公路隧道路面结构防排水技术及隧道路面病害现状的调查研究,提出了隧道围岩地下水贫富状况定性分级方法。通过对现有路面防排水研究以及隧道内防排水研究成果的分析研究,提出了隧道内沥青复合式路面结构体系防排水理论,主要包括：（1）隧道路面结构防排水体系的拟定原则;（2）隧道沥青复合式路面防排水系统结构形式和材料。结合依托工程,给出了高速公路隧道沥青复合式路面结构防排水技术指导方案。本文研究成果对于重庆市高速公路隧道沥青复合式路面的建设及养护,提高隧道路面使用性能、使用寿命及服务水平,降低养护成本,提高公路隧道运营的安全与综合效益具有很高的现实意义。     

免振捣多孔混凝土及其工作性评价

采用免振捣多孔混凝土可以提高排水基层的稳定性和平整度.免振捣多孔混凝土在施工工艺上对工作性有一定的要求,提出了可以简单易行地评价免振捣多孔混凝土工作性的方法和评价指标.     

多孔混凝土疲劳对比试验研究

多孔混凝土作为道路结构基层,具有优良的排水性能。本文在改性多孔混凝土小梁室内疲劳试验的基础上,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,证实多孔混凝土疲劳寿命服从双参数的威尔布分布,并建立了不同应力水平条件下的疲劳方程。通过与其他材料的对比,得出添加剂和用水量对多孔混凝土疲劳寿命有决定性影响。     

潼湖隧道多孔水泥混凝土基层配合比设计和施工关键技术

针对广东省博深高速公路潼湖隧道地下水及山泉水丰富的特点,将多孔水泥混凝土用作水泥路面的基层。在参考国内外研究成果的基础上,根据潼湖隧道水泥路面结构力学计算结果,提出了潼湖隧道多孔水泥混凝土基层的设计指标和标准。根据泰波理论、魏茅斯粒子干涉理论及国内外相关研究成果,给出了多孔水泥混凝土的粗集料级配范围,并通过正交试验优化了多孔水泥混凝土的粗集料级配。选取水泥用量、砂率和水灰比3个影响因素,每个因素设定取4个水平,进行了多孔水泥混凝土正交试验设计,采用极差分析法分析试验结果,得到了多孔水泥混凝土7d抗压强度和有效空隙率的回归方程,在此基础上确定了潼湖隧道多孔水泥混凝土基层的最佳配合比。依托潼湖隧道路面工程,总结了多孔水泥混凝土基层施工的关键技术。     

多孔混凝土排水性能评价指标与标准研究

表征多孔混凝土排水基层排水性能的主要指标为空隙率和渗透系数,前者又分为全空隙率和有效空隙率。采用体积法试验测试多孔混凝土的空隙率,并利用自行研制的渗透仪测试多孔混凝土的渗透系数。试验结果表明:多孔混凝土有效空隙率随全空隙率的增大而增大,有效空隙率与全空隙率的比值亦随之增大,二者之间存在二次项关系;渗透系数与空隙率之间存在幂指数关系,渗透系数随空隙率的增大而增大。此外,针对多孔混凝土排水基层的特点,提出其空隙率与渗透系数设计标准。     

公路隧道沥青复合式路面防排水技术研究

路基排水及控制地下水位问题是我国公路隧道采用沥青混凝土复合式路面结构的一大挑战。通过对我国公路隧道路面结构防排水技术及隧道路面病害现状的调查,对现有路面防排水研究以及隧道内防排水研究成果的分析研究,提出隧道内沥青复合式路面结构体系防排水理论,主要包括：1）隧道路面结构防排水体系的拟定原则;2）隧道沥青复合式路面防排水系统结构形式辛口材料。结合依托工程,给出了高速公路隧道沥青复合式路面结构防排水技术指导方案。研究成果对于重庆市高速公路隧道沥青复合式路面的建设及养护,提高隧道路面使用性能、使用寿命及服务水平,降低养护成本,提高公路隧道运营的安全与综合效益,具有重要的现实意义。     

多孔混凝土基层排水分析与计算

根据水力学的相关原理,分析了地表水通过沥青混凝土路面下渗的渗流规律、自由水在多孔混凝土排水基层中的流动状态和排除过程,计算了多孔混凝土排水基层满足排水要求的最小厚度,并对排水系统设置的场合进行了讨论.     

多孔混凝土基层排水分析与计算

根据水力学的相关原理,分析了地表水通过沥青混凝土路面下渗的渗流规律、自由水在多孔混凝土排水基层中的流动状态和排除过程,计算了多孔混凝土排水基层满足排水要求的最小厚度,并对排水系统设置的场合进行了讨论。     

排水基层多孔混凝土的强度相关性研究

强度是多孔混凝土硬化后的主要力学性质,进行多孔混凝土基层路面结构设计、材料配合比设计以及施工质量检测时,均需采用各种强度指标进行评价。多孔混凝土属于骨架空隙结构,其强度取决于内部起胶结作用的水泥石性质、集料特性及浆集比等。采用振动法成型多孔混凝土试件,标准养生后测其抗压强度、弯拉强度与劈裂强度,对试验结果进行回归分析。结果表明,多孔混凝土弯拉强度与抗压强度、劈裂强度与抗压强度之间均存在相关性良好的幂指数关系,并据此得出相应的对应关系表,便于工程实际应用。     

隧道洞内碾压混凝土基层设计与施工

大梅沙、鹅公岌隧道内采用了复合式路面－－沥青混凝土（AC）＋碾压混凝土（RCC），本文阐述要提高碾压混凝土基层的强度，均匀性，以确保常规沥青层厚度下减缓反射裂缝，排水等功能的正常发挥，除做好材料选择，级配设计及结构层组合外，关键在施工工艺控制。     

等粒径多孔水泥混凝土内部结构与破坏机理

为了更好地分析等粒径多孔水泥混凝土内部结构与破坏机理的关系,利用BT500工业CT对等粒径混凝土试件进行了内部结构扫描,并利用图像处理技术进行了初步分析,再通过数值模拟技术分析了等粒径多孔水泥混凝土与传统多孔水泥混凝土组成和内部结构的区别,从微观角度对比、探讨了等粒径多孔水泥混凝土的破坏机理.分析表明:等粒径多孔水泥混凝土忽略了集料级配的嵌挤作用,通过提高水泥膜的厚度来完成集料之间的堆积,从而在确保空隙率的基础上提高强度;等粒径多孔水泥混凝土独特的内部结构使得其可以在获得大空隙率的前提下,具有较大的抗压强度的能力.同时考虑到空隙率大既有利于排水,又有利于抵抗拉应变,因此,等粒径多孔水泥混凝土的开发为解决高速公路重载条件下路面基层开裂奠定了基础.     

多孔混凝土基层荷载应力有限元模拟计算

由于多孔混凝土低抗折强度、较低弯拉模量和大于常规厚度,使得计算参数不符合现有混凝土板荷载应力计算规范.通过对多孔混凝土基层结构道路的有限元模拟,针对不同路面结构材料因素条件,计算了多孔混凝土基层的荷载应力,同时分析了这些因素对基层荷载应力的影响趋势.     

多孔混凝土排水基层技术及其荷载应力影响分析

文章以迁擂一级公路为工程实例,针对沥青路面早期水损坏的情况,并结合工程实际情况,对沥青路面多孔混凝土排水技术进行研究,并采用ANSYS软件建立计算模型对不同沥青面层厚度、不同多孔混凝土基层厚度以及不同基层与土基模量比下的多孔混凝土基层荷载应力进行计算分析,并获得了有益的结论,可为制定多孔混凝土排水基层的设计与施工规范提供依据。     

排水基层水泥混凝土路面结构在高速公路中的应用研究

结合湖南省潮湿多雨的气候特点以及邵(阳)—怀(化)高速公路的工程实践,在修筑邵怀高速公路排水基层水泥混凝土路面试验段过程中,开展了排水基层水泥混凝土路面结构组合设计研究,提出了优化水泥混凝土路面结构设计的建议,并对ATPB多孔沥青稳定碎石和多孔水泥稳定碎石进行了配合比设计研究,提出了符合实际的设计指标和成型方法,并对施工工艺及质量控制方法进行了研究,通过试验路进行了验证。     

基于正交试验的多孔混凝土强度与空隙率影响因素分析

针对多孔混凝土材料在级配设计中与普通混凝土存在较大差异的问题,根据最大密度曲线理论,以减少细集料含量的方法设计了3种集料级配。通过设计正交试验,采用极差分析方法分析了集料级配、灰集比、水灰比对多孔混凝土材料力学强度和空隙率的影响。结果表明:级配方式、灰集比对多孔混凝土材料力学强度和空隙率影响较大。同时,正交试验的方差分析表明灰集比是影响力学强度的显著性因素,而级配方式和灰集比是影响空隙率的显著性因素。此外,通过回归分析发现多孔混凝土空隙率与强度之间具有良好的线性相关关系,二者此消彼长。