纳米改性路用混凝土抗盐冻性能试验研究

为改善路用混凝土抗盐冻性能,选取4种纳米材料SiO_2、TiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3,采用单掺方式(掺量均为水泥质量的1%),制备20组试件,配制浓度为3%的NaCl溶液,分别进行弯拉强度试验和冻融循环试验,测得混凝土的弯拉强度及不同冻融循环次数下混凝土的弯拉强度损失、质量损失和相对动弹模量。研究结果表明:(1)4种纳米材料均可有效提高路用混凝土的弯拉强度,改善混凝土的抗盐冻性能;(2)SiO_2增强混凝土弯拉强度效果最好,TiO_2改善混凝土抗盐冻效果最佳。     

纤维混凝土抗盐冻性能试验研究

为提高季冻区路用水泥混凝土的抗盐冻性能,以钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维混凝土和素混凝土为研究对象,进行盐冻条件下的弯拉强度及冻融循环试验,分析200次冻融循环作用下混凝土的弯拉强度损失、相对动弹模量、质量损失及疲劳寿命。研究结果表明:纤维的掺入可显著提高混凝土的弯拉强度(聚丙烯纤维除外)、抗盐冻性能及疲劳性能;钢纤维、玄武岩纤维、PVA和聚丙烯纤维4种纤维掺入后,混凝土的弯拉强度分别比素混凝土弯拉强度增加14.3%、7.9%、20.6%和-4.8%;抗盐冻性能由高到低为聚丙烯纤维钢纤维PVA玄武岩纤维;200次冻融循环作用下,疲劳寿命由大到小为钢纤维PVA聚丙烯纤维玄武岩纤维素混凝土路面。4种纤维中,钢纤维混凝土弯拉强度和抗盐冻性能良好,且冻融前后疲劳性能最佳,因而在季节性冰冻地区水泥混凝土路面材料设计时应当优先推荐使用钢纤维。     

多年冻土区冻融循环作用对沥青混合料弯拉性能的影响

为准确评价冻融循环作用对高原寒冷地区沥青混合料弯拉性能和细微观结构的损伤机理,针对北方寒冷地区沥青路面在荷载、低温、水冻融循环作用下剩余弯拉强度和疲劳寿命进行研究,制定了适宜的冻融循环试验方案,建立了不同沥青结合料沥青混合料的空隙率、弯拉强度(弯拉应变)、劈裂强度和疲劳寿命在不同冻融循环作用次数下的衰变规律,基于工业CT无损检测分析技术,获得了不同冻融循环次数下四种沥青混合料细观空隙结构变化特征,研究了冻融循环作用对沥青混合料平均空隙直径、空隙轮廓分维数的影响规律,分析给出了冻融循环作用下沥青混合料弯拉性能的损失率计算模型。结果表明:沥青混合料的弯拉强度、最大弯拉应变、劈裂强度、疲劳寿命随冻融循环次数的增加呈减小趋势,经历25次冻融循环后弯拉性能和疲劳寿命衰减趋于平缓。沥青混合料受冻融循环作用后弯拉强度和抗疲劳性能衰变规律符合logistics曲线模型;随着冻融循环次数增大,沥青混合料内部平均空隙直径增大,空隙轮廓分维数减小,平均空隙直径与沥青混合料弯拉性能之间的线性拟合关系良好;使用改性沥青具有维持冻融循环作用下沥青混合料内部空隙直径、空隙轮廓分维数变化不大的作用,在高原寒冷地区建议优先选用SBS或SBR改性沥青。     

盐渍土地区道面混凝土盐冻侵蚀研究

为了研究盐渍土地区道面混凝土的盐冻侵蚀规律,对盐渍土地区机场道面典型的破坏状况进行了调查。发现典型破坏形态有强度损失、表面剥蚀、黑斑等,其原因是面层混凝土受到了盐的侵蚀。为了研究其破坏机理,在此基础上进行了盐冻试验。结果表明:在相同冻融循环次数作用下,随着硫酸盐浓度的提高,混凝土的强度和动弹模量下降速度加快;在相同硫酸盐浓度中,随着冻融循环次数增加,混凝土的破坏程度加深,冻融100次时,混凝土弯拉强度下降值和动弹模量下降值分别达到55%和60%,发生严重破坏;提高混凝土强度对道面混凝土耐盐冻作用改善不明显。因此不建议采用提高混凝土强度等高成本措施来实现混凝土道面板盐冻侵蚀防治,根据相关工程经验提出了设置隔断层的方法,以便于工程应用。     

水泥混凝土路面盐冻剥蚀破坏试验参数和评价指标的研究

文章着重从剥落量、弯拉强度、抗压强度和动弹模量4个方面研究了混凝土盐冻剥蚀破坏的评定参数。结果表明,剥落量是评定试件表面破坏最直观、可靠和敏感的参数;弯拉强度、抗压强度和动弹模量均不适合于评定混凝土盐冻破坏。     

水泥稳定碎石冻融损伤疲劳特性研究

为深入研究冻融循环作用对水泥稳定碎石材料疲劳性能的影响,通过弯拉强度及疲劳试验,探讨了不同冻融循环次数和不同应力比,对水泥稳定碎石材料强度及疲劳性能的影响。研究结果表明随着冻融循环次数的增加,材料内部损伤度也不断增加,并且前期下降速度快,后期下降速度平缓,当冻融循环次数达到20次时,水泥稳定碎石材料损伤度达到15.7%;随着冻融循环次数的增加,水泥稳定碎石材料的弯拉强度也随之降低,并且前期下降速度快,后期下降速度平缓,冻融循环次数达到20次时,弯拉强度降低到0.78 MPa,相比未冻融水泥稳定碎石材料,下降约为52%;水泥稳定碎石材料剩余疲劳寿命百分率随着损伤度增加而减小,并且表现为前期下降速度快,后期下降速度趋于平稳的特点,损伤度大于12%后,剩余疲劳寿命百分率下降较为缓慢。     

路用多孔砼的性能研究

通过试验与分析,得出多孔砼有效空隙率、全空隙率以及渗透系数与空隙率的关系,多孔砼强度随龄期发展的规律,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;提出多孔砼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;通过温度收缩和干燥收缩试验,得出多孔砼的温缩和干缩系数.     

盐—冻融循环作用下废旧轮胎橡胶粉改性沥青混合料性能研究

该文采用三轴蠕变试验和低温小梁弯曲试验,以蠕变速率、5 000次循环对应的应变、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量、应变能密度等指标对盐冻循环条件下热拌、温拌沥青混合料的高、低温性能进行了研究。结果表明:沥青混合料在经历盐冻融循环后,蠕变速率和5 000次循环对应的应变都增大,高温性能下降,且冻融循环次数相较于盐溶液浓度对沥青混合料高温性能影响更大;抗弯拉强度、最大弯拉应变、应变能密度显著降低,弯曲劲度模量增大,低温性能降低,且盐冻融循环作用的初期,各指标衰变程度较大;盐溶液浓度在10%附近时,对沥青混合料的高、低温性能影响最大;温拌沥青混合料的高、低温性能都优于热拌沥青混合料。     

含水量对季冻区路基强度及路面结构力学响应的影响

对季冻区路基路面的力学性能进行相关研究。测试不同深度位置处路基土体的含水量,并对路基土体回弹模量的影响因素进行试验分析,探讨了不同路基含水量下的路面结构力学响应情况。结果表明:冻融循环明显降低土体的强度,但到第6次冻融循环后,土体的强度基本趋于平稳;随着含水量的增加,土体强度减小的趋势逐渐变缓,因此,冻融循环作用对较为干燥状态土体的影响是较大的;路表弯沉、半刚性基层层底拉应力和土基顶压应变与路基含水量及轴载呈正相关关系,其中与轴载近似呈线性关系。沥青层层底拉应变远远低于疲劳极限,因此发生疲劳损伤的概率很小;随着轴载的增加,半刚性基层疲劳寿命逐渐减小,趋势逐渐变缓,含水量增加时半刚性基层疲劳寿命有类似的变化规律,因此为降低半刚性基层发生疲劳破坏的概率,需严格控制土基的含水量及行车荷载。     

盐蚀对混合料油石界面及整体低温力学性能的影响

研究季冻区融雪剂对沥青路面材料的盐蚀作用效应,分析其对沥青混合料低温油石界面强度及混合料整体低温力学性能的影响效果。采用吉林省地区常用的道路融雪剂制备盐蚀溶液,通过盐蚀溶液的动水冲刷及冻融循环处理过程模拟路面材料实际受到的盐蚀作用。基于沥青混合料油石界面低温拉伸破坏强度及剪切破坏强度、沥青混合料低温劈裂强度、沥青混合料低温弯曲破坏强度及破坏应变分析盐蚀作用对沥青混合料油石界面及整体低温力学性能的影响效应。研究结果表明,融雪剂产生的盐蚀作用对上述混合料的力学强度指标均会产生不同程度的影响,对路面材料的路用性能产生危害,施工过程中对矿料进行的石灰水表面处理可以有效降低盐蚀作用的危害。研究成果对提升季冻区沥青混凝土路面的服役水平具有重要意义。     

关于贫砼强度影响因素的试验研究

贫砼是由粗、细级配集料与一定水泥和水拌和而成的一种砼,其水泥用量较普通砼低,与水泥稳定碎石、二灰碎石等常用半刚性材料相比,它具有较高的强度、刚度和整体性,抗冲刷、抗冻性以及抗疲劳性能良好。文中通过抗压强度、弯拉强度及弹性模量试验研究水泥及粉煤灰用量对贫砼强度的影响。     

高寒地区桥面板水泥混凝土抗盐冻性能研究

针对新疆高寒地区桥面板水泥混凝土处于气候严寒和氯盐侵蚀的工作环境,设计桥面板混凝土配合比正交因素表以及混凝土盐冻、水耦合试验方案。通过混凝土盐冻后剥蚀量和动弹性模量损失,分析用水量、水胶比、引气剂掺量以及粉煤灰掺量对桥面板混凝土抗盐冻性能的影响规律。通过混凝土内部结构、力学性能以及耐磨性变化规律分析盐冻对混凝土的性能影响规律。结合性能损伤试验,分析桥面板混凝土抗盐冻性能改善机理,提出基于抗盐冻性能设计的桥面板混凝土配合比建议值。试验结果表明:用水量和引气剂掺量对桥面板混凝土的抗盐冻性能起决定性作用,方差分析值分别为92.80和59.35;用水量由144 kg/m~3增至156 kg/m~3,混凝土相对动弹模量减小了4.85%,剥蚀量由1.68 kg/m~2增至1.93 kg/m~2,增幅约14.8%;引气剂掺量从0.4‰增至1.2‰,混凝土的相对动弹模量增幅达到4.4%;混凝土盐冻剥蚀量与相对动弹模量呈线性关系,随着剥蚀量的增加相对动弹模量逐渐减低;经过300次冻融循环后,混凝土的抗弯拉强度损失率均超过17%,水胶比由0.34增至0.4,混凝土的抗弯拉强度损失率由21%增至33%;3种水胶比时,100次盐冻循环后混凝土的磨损量提高了6%,说明盐冻虽然能加快混凝土表面砂浆层剥蚀速度,但对混凝土剥蚀面以下砂浆层磨损不明显。     

多孔性基层混合料抗冻融耐久性试验方法

水泥稳定粒料等多孔性基层混合料在多年冻土等冻融循环频繁剧烈的地区应用时,设计中应重视抗冻融耐久性的试验评价,但目前尚无统一的试验方法。以多年冻土地区广泛使用的水泥稳定砂砾基层混合料为对象,通过控制试件湿度,模拟基层实际使用中的最不利湿度状况下的冻融循环试验,分析了冻融循环次数和试件湿度状况对基层混合料耐冻系数的影响。研究得出:模拟混合料使用最不利湿度状况进行冻融试验时,水泥稳定砂砾的耐冻系数随冻融循环次数的增加而不断减小,约8次循环后基本处于稳定状态;湿度对多孔性基层混合料的抗冻融耐久性评价结果有明显影响,不宜直接采用水泥混凝土的饱水冻融试验方法。结果表明:对于多孔性基层混合料的抗冻融耐久性评价,采用控制试件湿度模拟基层的最不利湿度状况进行冻融试验,以10次冻融循环时弯拉强度损失表示的耐冻系数作为评价指标,评价结果稳定,更符合实际使用情况。     

盐冻循环对SBS改性沥青混合料低温弯曲蠕变性能的影响

在室内盐冻循环基础上,通过低温小梁弯曲蠕变试验分析了不同盐冻环境对沥青混合料低温弯曲蠕变性能的影响;同时采用灰色关联熵分析法对不同盐冻环境下小梁弯曲蠕变差异进行比较;引入扫描电子显微镜从微观层面分析冻融前后混合料试样的微观结构变化。通过宏微观相结合的手段发现:低温下沥青混合料变形性能受冻融循环影响显著,其中破坏程度以水冻融最为严重。盐冻循环各组对于沥青混合料的破坏程度由于受多个因素影响各有差异但在冰冻温度为-20℃、盐溶液浓度为4%和冻融循环次数为15次环境下沥青混合料的低温变形能力相对较好。     

盐冻循环对沥青性能的影响

在严寒地区,盐冻循环对沥青路面的结构稳定性能会产生很大影响。通过室内冻融循环试验,对基质沥青、SBS(styrene-butadiene-styrene block copolymer)改性沥青在盐冻循环前后的3大指标进行了测试,同时对沥青与粗集料的粘附性试验进行了改进,分析了盐冻循环前后粘附性的变化情况。结果表明:2种沥青经盐冻循环后,感温性能、高温性能、低温性能及其粘附性均有不同程度变化。     

路面水泥混凝土冻融损伤规律及评价指标研究

针对路面水泥混凝土进行室内冻融试验研究,混凝土配合比采用0.40、0.44和0.48等3个水灰比,混凝土含气量控制为1.6％、3.0％、5.0％和7.5％,冻融循环后对混凝土的相对动弹性模量、质量变化率、抗压强度、弯拉强度等指标进行了分析,探讨了强度等级和含气量对混凝土冻融损伤的影响.并对现有冻融评价指标进行修改,建议增加弯拉强度损失率作为路面水泥混凝土冻融评价指标.     

考虑冻融循环的聚酯纤维沥青混合料性能研究

为研究聚酯纤维掺量对沥青混合料路用性能和冻融损伤劣化规律的影响,通过高温车辙试验、低温劈裂试验、水稳定性试验和冻融循环条件下小梁弯曲试验,对比分析聚酯纤维掺量为0.0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%时沥青混合料动稳定度、极限弯拉强度、弯拉应变、残留稳定度、冻融劈裂强度比和冻融弯曲应变的变化。结果表明,随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料路用性能指标和冻融损伤性能呈现先增大后减小的趋势,聚酯纤维掺量为0.2%左右时,沥青混合料动稳定度出现峰值(3 512次/mm),抗弯拉强度提高12.4%,极限弯曲应变增加7.6%,弯曲劲度模量超过2 670 MPa,马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比分别提高2.2%、3.2%;聚酯纤维掺量为0.2%左右、冻融循环次数为12次时,弯曲破坏应变出现峰值,抗冻融性能最佳;聚酯纤维沥青混合料的弯曲破坏应变与冻融循环周期呈负相关关系,冻融循环次数超过12次时,弯曲应变下降速率减小并逐渐趋于稳定。     

不同结构类型水泥稳定碎石材料抗拉性能研究

在室内条件下进行不同结构类型水泥稳定碎石材料弯拉强度、劈裂强度相关试验,探讨结构类型对水泥稳定碎石抗拉性能的影响,对两种不同抗拉强度指标进行对比分析,建立二者之间的换算关系,并分析弯拉强度、劈裂强度差异的成因。结果表明,悬浮密实结构的抗拉性能优于骨架密实结构和骨架空隙结构,悬浮密实型水泥稳定碎石材料具有更好的抗裂性能;弯拉试验测得的材料抗拉强度大于劈裂试验所得抗拉强度;弯拉强度与劈裂强度之间具有较好的线性关系;材料内部应力状态的不同导致弯拉强度、劈裂强度的差异。     

硬化混凝土浇注面底面强度变异性的室内试验研究

试验研究模拟不同基层类型及底面处理方式对水泥混凝土浇注面底面弯拉强度的影响.结果表明:塑料薄膜隔离层、蜡隔离层、稀浆封层隔离层不利于水泥混凝土浇注面底面弯拉强度的形成,而土工膜隔离层极有利于水泥混凝土浇注面底面弯拉强度的形成;基层表面处于饱和面干状态时对水泥混凝土浇注面底面弯拉强度形成最为有利;对于相同的塑性混凝土,级...     

冻融循环对改良粉土力学特性影响的试验研究

为研究冻融循环作用对西藏地区粉土力学性质的影响,对不同水泥掺量的改良土在同一冻结温度、不同冻融循环次数下进行水稳定性试验、无侧限抗压强度试验、冻胀融沉率试验。以期得到冻融循环后改良土的水稳定性、强度特性及冻胀融沉特性的变化规律。试验结果表明:2%水泥掺量的改良土在季冻区不能满足路基填料要求;季冻区水泥改良土作为路基土的设计中,可以以冻融5次后的强度作为水泥改良土的设计参考强度;4%掺量水泥改良土其冻胀率及融沉率均小于1%,为不冻胀、不融沉土,符合二级公路路基填料对土体冻胀融沉率的要求。