微波除冰效率关键技术研究

为了提高微波除冰效率,实现冬季道路快速微波除冰,对影响微波除冰效率的关键因素(微波频率和道路材料)进行了仿真和试验研究。通过对微波除冰效率的分析,提出了以冰层和路面结合处温度到达0℃所需的时间作为微波除冰效率的判定指标。建立了微波除冰模型,运用CST、Matlab和ANSYS仿真软件,得出了微波除冰效率与微波频率、不同介质损耗角正切的道路材料关系,并通过试验验证了仿真结论的合理性。研究结果表明:相对于2.45 GHz微波,5.8 GHz微波能够提高微波除冰效率4~6倍;相对于普通沥青混凝土路面,使用铁磁性材料加铺层能够提高除冰效率3~5倍。     

有蜡制养护剂涂层的混凝土路面冰层试验研究

在道路工程中,蜡制养护剂(EWCA)主要用于水泥混凝土施工养护或作为水泥混凝土路面面层和贫混凝土基层之间的隔离剂。受荷叶效应的启发,本研究进行了一系列室内试验,以评价涂覆有EWCA的水泥混凝土表面冰层的机械性能。试验结果表明,冰层和涂覆有EWCA的混凝土表面的层间摩擦和黏结有较大降低,并且冰层更容易被破碎和去除。因此,在水泥混凝土表面上喷涂EWCA可以提高水泥混凝土表面的机械除冰效率。     

水泥混凝土盐冻腐蚀机理及改善措施分析

建设于寒冷北方地区的公路工程混凝土结构在冬季雪后,为保证交通安全,通常采用铺撒除冰盐型融雪剂进行除冰化雪,而使用除冰盐类融雪剂的结果是导致水泥混凝土路面、桥面、护拦、路缘石等结构物盐冻损坏。调研显示,在水泥混凝土所有耐久性失效问题中,盐冻剥蚀破坏最为迅速。文章分别就水泥混凝土盐冻腐蚀机理及改善措施进行分析,供同行参考。     

水对水泥混凝土路面破坏的实验研究分析

从水泥混凝土路面动水作用试验研究分析,文章分析了水泥混凝土路面面层对基层影响导致的三种基本破坏形式;通过断裂力学的基本原理可以揭示水压力对水泥混凝土面板的劈裂作用机理,结合基层冲刷试验,提出了水对混凝土路面的影响不可忽视,也是设计、施工、养护部门共同面对的技术问题。有必要对水泥混凝土路面与基层之间设置隔离层,设置隔离层的水泥混凝土路面结构可以在一定程度上减小水对水泥混凝土路面的影响。     

碳纤维沥青路面电磁波吸收层性能研究

为了研究碳纤维对碎石封层材料电磁波性能的影响,将碳纤维掺入沥青碎石封层,对不同掺量的试样进行微波加热性能试验。试验表明:在沥青碎石封层中掺入碳纤维制备电磁波吸收层能大幅提高其微波加热性能,试样升温速率是基准样的2倍;沥青路面上设置电磁波吸收层能大幅提高路面表层微波加热性能、微波除冰速率,抗早期荷载、抗水损害性能。     

CFG能源桩用于混凝土路面除冰降温的试验研究

利用试验场足尺水泥粉煤灰碎石（CFG）能源桩,对模型混凝土路面冬季防冻除冰与夏季降温防护技术进行了试验研究,意在探索一种节能、环保、高效和经济的道路路面工程安全与耐久新技术。桩及模型混凝土板内均安装聚乙烯塑料管作为换热管,能源桩、混凝土板内安装有温度应变传感器测量换热过程中相应位置的温度、应变变化,混凝土板进出口水温、混凝土板表面温度分别由温度计、红外测温仪量测。试验主要分析冬季条件下,单根、双根能源桩供热一块混凝土板,以及在夏季条件下,单根能源桩降温一块混凝土板时,管路流体、混凝土板、桩的温度变化以及由温度引起的混凝土板、桩的应力应变变化。试验结果表明：冬季工况下,单根、双根能源桩可以使一块混凝土板表面温度保持在0℃以上,除冰效果显著;夏季工况下,单根能源桩对混凝土板降温,试验组与对照组混凝土板表面温差最大约为9.4℃,降温效果明显。能源桩和模型混凝土板在换热过程中,因温度改变会导致桩身和混凝土板中产生附加温度应力。桩身附加温度应力对桩结构完整性和安全性不会造成影响,而混凝土路面板的附加温度应力则总是与被加热或降温前的应力叠加使其总应力幅值降低,有利于混凝土路面板的安全性和耐久性。试验过程仅使用水泵为换热管中的流体提供动力进行循坏,不消耗其他任何形式能量,运营维护成本较低。     

碳纤维导电混凝土的性能研究

以碳纤维为功能导电基元材料制备了碳纤维导电混凝土。探讨了碳纤维导电混凝土的电阻率和28d抗压强度随着碳纤维含量的变化；研究了电阻率随交流电压而变化的情况，分析了不同电压下的电热效应。利用一种趋势计算法近似计算出碳纤维混凝土的热转化效率。试验结果表明：碳纤维的最佳体积含量为1．0％；随着电压的升高，混凝土电阻率减小；碳纤维混凝土通电后产生的热量能够满足冬季路面除冰化雪的需要；趋势计算法计算出的热转化效率最高可达99.5％。     

不同含气量对水泥混凝土路面抗盐冻性能的影响分析

通过在水泥混凝土加入引气剂,引入大量均匀、稳定、封闭的微小气泡,来提高水泥混凝土路面抵抗除冰盐剥蚀破坏的能力.以混凝土剥落量为评价指标分析了不同含气量对水泥混凝土路面抗盐冻性能的影响.试验结果证实,当水泥混凝土含气量为6％左右时,水泥混凝土路面具有良好的抗盐冻剥蚀性能.     

内掺型除冰剂沥青混合料性能的试验研究

主要研究内掺型除冰剂对3种沥青混合料抗冻结冰性能的影响。通过冰点试验、轮碾试验、黏结力试验,基于除冰效果最优原则确定除冰剂的最佳掺量;按最佳掺量设计内掺型除冰沥青混合料,并进行车辙试验、水稳定性试验与低温弯曲试验,研究内掺型除冰沥青混合料的路用性能。结果表明:综合3种沥青混合料的除冰效果,内掺型除冰剂的最佳掺量为5%,此时除冰效果最优,冰点可降低至-20℃左右,实际交通量大于23次/分钟的路面覆冰时间减短,冰层与路面间黏结力分别降低61.63%,62.64%,74.39%;与普通沥青混合料相比,内掺型除冰     

水泥混凝土路面冬季施工的研究

研究了水泥混凝土路面在负温下的冬季施工问题，进行了防冻剂的筛选和冬季施工混凝土配合比的优化实验，通过抗冻临界强度的研究确定了冬季混凝土路面施工的养护方案。从冬季施工路段的试件及岩芯实测强度数据来看，采取适当冬季施工措施，混凝土路面在最低气温—10℃以上，能够摊铺出符合公路质量要求的水泥混凝土路面。     

热管对沥青混凝土温度场调节的室内模拟

沥青混凝土在太阳光的照射下温度迅速上升,影响路面的高温稳定性。通过室内试验,采用红外光模拟太阳光照射,利用热管良好的传热特性,可将沥青混凝土内部的热量快速转移,有效降低路面内的升温速率。埋有热管的沥青混凝土试块内部升温速度小于未埋热管试块,且越接近热管热端的部位升温越慢,并增大路面降温过程中的降温速率;埋有热管试块的降温速度明显大于未埋热管试块,90 min时间内埋管试块的降温幅度约高出10℃,从而提高路面的热稳定性。     

基于斜剪试验的超薄罩面层间黏结性能研究

超薄罩面与原路面黏结性能是影响超薄罩面使用寿命的重要环节。室内成型复合材料黏结板,采用层间斜剪试验,分析原路面材料类型、乳化沥青用量、温度、水泥混凝土路面处理方式对层间黏结性能影响。试验结果表明：同等条件下,层间黏结强度随着温度增加而降低,且存在最佳乳化沥青用量,超薄罩面与沥青面层的黏结强度大于与水泥混凝土路面的黏结强度,拉毛处理可以提高与水泥混凝土路面的黏结强度。建议选择适宜的乳化沥青撒布量,对于水泥混凝土路面,应对原路面进行拉毛处理等,以提高层间黏结性能。     

超薄水泥混凝土加铺层界面黏结性能研究

在旧水泥混凝土路面上加铺超薄水泥混凝土罩面,其关键因素是层间黏结性能。利用MTS设备,对新旧混凝土的层间黏结性能进行了研究。通过广东省某高速公路试验路的实施,研究了其施工工艺,为我国今后水泥混凝土路面维修提供了一条新思路。     

旧板破裂尺度对沥青加铺层反射裂缝及旧板回弹模量实测值影响分析

通过对旧水泥混凝土路面板进行破裂稳固处理,使板块有效尺寸减小,可以抑制或消除旧水泥混凝土路面上沥青加铺层内的反射裂缝。通过建立有限元模型,模拟分析了水泥混凝土路面板不同破裂尺度对沥青加铺层荷载应力、温度应力的影响。模拟分析结果表明,随着水泥混凝土板块尺寸的减小,沥青加铺层的荷载应力有一定程度的降低,而温度应力则出现大幅度的降低,最大温度应力出现在旧板块边缘中间处的沥青加铺层层底,说明破裂旧水泥混凝土路面能有效地控制沥青加铺层反射裂缝的产生。结合试验路的承载板试验数据,分析表明破裂后路面板块尺寸越小,旧路面作为新加铺层基层其回弹模量值越小,承载能力就越低。综合旧板块破裂尺度和反射裂缝与回弹模量的关系,建议旧路面板的破裂尺度宜在50~80 cm之间。     

基于AASHTO试验方法的水泥混凝土热膨胀系数研究

水泥混凝土热膨胀系数是反映水泥混凝土热力学性质的重要参数,对研究水泥混凝土路面在温度荷载作用下的力学响应有重要的意义.该文采用AASHTO TP 60试验方法对水泥混凝土的热膨胀系数进行了试验研究,通过对不同升降温循环试验结果的分析,确定以第三循环数据作为最终的试验结果,并确定混凝土的热膨胀系数为10.64×10-6/℃.     

水泥混凝土桥复合结构环氧沥青粘结层性能研究

桥梁结构与柔性铺装层之间的粘结层,对桥面结构起着至关重要的作用。因此,有必要对水泥混凝土桥面用环氧沥青粘结层的性能进行研究。该文阐述了其剪切试验和拉拔试验。通过试验,证明其具有优异的力学性能,能提高水泥混凝土桥面和沥青混凝土之间的粘结,有效地抵抗路面行车的影响,从而提高整个桥面的铺装质量。     

多功能烷烃乳化液作水泥混凝土路面隔离层时摩擦特性研究

文章通过摆式摩擦系数、滑动摩擦系数、层间剪切时综合摩擦系数试验以及粘结应力试验,探讨了滑模贫混凝土基层上铺筑水泥混凝土面层时,采用多功能烷烃乳化液新材料作隔离层,来减少摩阻力的作用机理及其效果。研究结果和实践表明采用本文使用的多功烷烃乳化液可降低水泥混凝土路面面层与贫混凝土基层层间粘结及面层与基层间的摩阻力,在基层平整时,有利于防止水泥混凝土路面早期开裂。     

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。     

不同隔离层水泥混凝土路面动力学直道试验研究

结合广东省、湖南省高速公路中采用的不同隔离层水泥混凝土路面进行的室内直道动力学性能试验研究,探讨了贫混凝土基层上铺筑水泥混凝土面层时采用沥青混凝土、稀浆封层与蜡制养护剂隔离层的动力学性能的差别.室内直道水泥混凝土路面动应力应变试验结果表明,3 cm厚沥青混凝土隔离层缓冲应力的功能明显优于蜡制养护剂隔离层路面、稀浆封层及无隔离层路面;蜡制养护剂隔离层与1 cm厚稀浆封层在水泥混凝土路面中缓冲应力作用较小.此研究获得的有关动力学性能参数,为实体工程路面设计、施工控制提供了科学依据.     

碎石化的旧水泥路面上水泥混凝土加铺层应力强度因子分析

碎石化后加铺水泥混凝土层是旧水泥混凝土路面一种旧路改建方式,反射裂缝是其病害形式之一。为了预估水泥混凝土加铺层的反射裂缝,分析碎石化技术是否对水泥混凝土加铺层有减缓反射裂缝发生的效果,采用ABAQUS有限元软件对旧水泥路面上水泥混凝土加铺层的应力强度因子进行分析。对比碎石化水泥混凝土面层和直接加铺水泥混凝土面层两种路面结构的应力强度因子,研究了碎石化的旧水泥混凝土路面上水泥混凝土加铺层的断裂破坏机理。结果表明,对旧水泥混凝土路面碎石化可以降低反射裂缝发展速度或推迟反射裂缝产生时间,从而延长路面使用寿命。