新疆盐渍土地区水泥稳定基层盐胀变形规律及机理

为进一步明确硫酸盐对水泥稳定基层膨胀变形的影响规律,基于硫酸盐结晶膨胀理论,设计了水泥稳定砂砾混合料盐胀试验,系统研究了不同硫酸盐含量和环境湿度条件下水泥稳定基层材料的盐胀规律,揭示了水泥稳定基层材料的盐膨胀机理,提出了水泥稳定基层混合料中硫酸盐含量的合理控制范围。结果表明:随混合料含盐量的增加,水泥稳定基层材料变形量从不含盐时的负值变为正值;当含盐量小于1.0%时,混合料每增加0.25%的含盐量,其盐胀率将增大0.012 1%左右;在5～20℃温度范围内,水泥稳定基层材料的盐胀变形随温度的不断降低而快速增长,且在10℃左右,其盐胀变形量达到最大;随环境湿度的增加,水泥稳定基层材料盐膨胀变形量的增大幅度主要由混合料含盐量决定。当含盐量为1.0%时,膨胀变形量受湿度的影响较为显著;含硫酸钠水泥稳定基层材料发生了盐分聚集和结晶作用,结晶后晶体形态变化较大,多数悬浮于固体颗粒之间,且体积显著膨胀,当膨胀力大于微观固体颗粒间的联结力时,便会造成颗粒距离增大,从而在宏观上表现出膨胀变形;水泥稳定基层材料含盐量与其膨胀量存在良好的指数关系,相关系数0.97以上;水泥稳定砂砾混合料中硫酸含盐量宜控制在0.136%以内。     

大温差荒漠区路面拱胀及路基盐分迁移规律研究

为了探究大温差荒漠区路面拱胀与路基内部可溶性盐分毛细迁移作用之间的关系,从而进一步确定路面拱胀病害成因,首先对新疆南部地区拱胀病害典型路段进行了实地调查,通过现场开挖探坑、填料取样试验检测病害路段基层及路基内部盐的种类与含量。然后结合室内模拟试验,深入研究温度梯度和盐分梯度作用下路基填料内部水-盐迁移规律及含水量、颗粒级配、压实度等关键因素对水-盐迁移的影响,得到了各关键因素作用下水-盐迁移特点,并据此提出了阻隔路基内部水-盐迁移的方法。结果表明:拱胀病害产生原因与路基硫酸盐含量过高及道路结构层内部水-盐迁移有关;温度梯度变化对水分盐分重分布影响显著,在土基内部形成明显的“水盐补给过渡区”,而盐分梯度对水盐迁移的影响仅有温度梯度的17. 3%;初始含水量及土质类别对表层最终含盐量及含水量的迁移影响显著;初始含水量越大盐分迁移越明显,在表层集聚的含盐量越高;土体颗粒越细,水-盐迁移速度越快,盐分表聚现象越明显;压实度每增加1%,含水率减少0. 2%左右,含盐量降低约0. 06%;可选取风积沙阻隔路基内部水-盐迁移,厚度宜为40～50 cm,位置在路堤顶面以下30～50 cm。     

纤维陶粒混凝土冻融性能及损伤模型试验研究

针对聚丙烯纤维陶粒混凝土,开展系列冻融损伤试验、不同冻融损伤次数后的抗压及劈裂抗拉破坏试验,观察冻融损伤试验现象,证实了纤维可以有效改善陶粒混凝土的抗冻性能,并可延缓陶粒混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的衰减。通过测试冻融损伤参量的变化与发展过程,总结归纳出各冻融损伤参量的演变规律。分别以质量、相对动弹性模量、抗压强度、劈裂抗拉强度定义的损伤变量,建立含冻融循环次数和纤维掺量两个自变量的冻融损伤模型,该模型可以很好地反映出纤维陶粒混凝土在冻融循环作用下的损伤过程。     

导电沥青混凝土材料及施工技术研究

通过导电沥青混凝土路面施工工艺的研究,得出了导电沥青混凝土材料制备及施工过程中的技术措施。研究主要结论有:(1)研究提出了导电沥青混凝土材料制备技术。在普通沥青混凝土中加入导电材料,使得原本不导电的沥青混凝土层变成了导电的沥青混凝层,从而实现导电加热融冰化雪的目的。(2)分析提出了导电沥青混凝土均匀导电控制措施。在充分搅拌的基础上,确定合适的电极网尺寸和电极模块的分布尺寸,使得导电沥青混凝土并联工作并实现均匀加热,同时方便后期的维护和更换。(3)研究提出了导电沥青混凝土铺装技术。在实际铺装导电沥青混凝土时,应考虑摊铺和碾压机械对电极网和导电线的影响,确定了电极网的固定方式和导电线的合理位置。(4)研究提出了导电沥青混凝土的绝缘措施。分析了普通沥青混凝土、乳化沥青及环氧树脂粘结剂作为绝缘材料的可能性,指出普通沥青混凝土本身就是良好的绝缘材料,采用普通沥青混凝土作为绝缘材料即方便又经济。     

导电沥青混凝土融冰化雪路面施工问题探讨

通过对导电沥青混凝土结构层实际施工的分析研究,得出导电沥青混凝土原材料的制备技术要求,提出了适合融冰化雪路面使用的导电相材料,总结了其实际应用过程中的掺入量及掺入过程;研究了导电沥青混凝土结构层的均匀性导电措施,提出了适合的保证导电沥青混凝土结构层均匀性导电的现场处置方法,总结了其布置结构型式及布设方式;分析了导电沥青混凝土结构层摊铺过程中出现的问题,指出施工过程中避免导电线及电极钢丝网发生破坏的保护措施,同时提出防止导电模块整体被破坏的措施。     

融雪抑冰材料的性能研究

文章通过冰点测试试验、融冰化雪试验、腐蚀试验研究了自制融雪抑冰材料的基本特性,并分析总结了不同混合料空隙率、降雨量和温度条件下材料的析出量和析出次数的规律。结果显示,自制融雪抑冰材料腐蚀性低,可以降低路面冰点,延长结冰时间,简化除雪化冰过程;随着混合料初始空隙率的递增,盐分析出次数相应递减,基于融雪盐混合料耐久性及融雪持久性综合考虑,融雪盐混合料空隙率的最佳范围为3%~4%;经过多次降雨模拟过程,混合料的盐分析出量仍然大于盐分析出目标值,满足融雪效能要求;随着温度的升高,融雪盐混合料的盐分析出量随之增大,24h后混合料盐分析出量逐渐稳定,缓慢增长。     

页岩陶粒混凝土在旧桥桥面铺装中的应用研究

为了研究汉北河大桥桥面铺装层更换施工所用陶粒混凝土的配合比和施工技术,通过室内配合比试验分析了水胶比、砂率和粗骨料等因素对页岩陶粒混凝土工作性能和力学性能的影响。结果表明：水胶比和砂率是影响页岩陶粒混凝土工作性能和抗压强度的重要因素,提高水胶比会显著增加陶粒混凝土的和易性,但也会降低其抗压强度;页岩陶粒混凝土破坏以陶粒自身破坏为主,陶粒强度是影响混凝土强度的一个重要因素;提出满足施工和强度要求的页岩陶粒混凝土配合比：水胶比0.37,砂率45%,净水量170kg,水泥450kg,粉煤灰掺量10%,陶粒581kg,砂783kg,高性能减水剂4.75kg;结合实际工程中原铺装层凿除、防水层铺设、钢筋安装和陶粒混凝土铺筑,提出了适合汉北河大桥陶粒混凝土桥面铺装施工工艺及质量控制。     

盐渍土层含盐量竖向分布特征研究

以吐鲁番鄯善县库木塔克某工程为依托,针对其弱、中盐渍土的土样进行了含盐量的试验研究。通过人工挖井取样的方法,在3个不同测区进行了不同深度位置土样的含盐量测定。试验研究结果,得出了土样的含盐量随土层深度变化的规律及硫酸盐含量随深度变化的规律,总结出了盐渍土盐分竖向分布的特征。     

相变控温水泥混凝土路面板设计及模型试验

引入相变储能材料及梯度功能材料设计方法,对传统水泥混凝土路面板结构进行防冻、耐磨功能设计,开展路面板模型试验研究。采取步冷试验方法,将优选出的复合相变储能材料封装入高强度无缝钢管中,制成500 mm×400 mm×80 mm的水泥混凝土路面板模型,进行模型的防冻性能和耐磨性能试验。结果表明:优选的相变材料体系相变温度点可控制在5℃左右,并产生液-固相变过程,放出热量,起到了较好的融冰效果,延缓或控制了路面板模型表面的低温冰冻现象;表面层材料耐磨性优良,28 d磨耗率仅为标准限值的51.9%;相变功能层中钢管的加筋作用可防止主体层和表面层材料之间体积变形的非一致性,强化了界面的稳定性。     

延河大桥改造工程总体设计

延河大桥改造工程包括旧桥改造和扩建新桥两部分。改造设计的主旨是"两桥如一桥"、"修新如旧"。新桥采用了整体式预制桥面板,格构式的拱上建筑,以及新型井筒式地下连续墙桥台;改造了旧桥的桥面系为整体式桥面板结构,将拱上填料更换为新型轻质陶粒混凝土材料,重新布设了拱上防水及排水系统,对旧桥结构石材表面风化,以及裂缝均进行了处理处治;针对设计难点开展了井筒式地下连续墙桥台和混凝土结构表面涂装体系专题研究。     

高含盐饱和细砂土的蠕变特性

为了探讨含盐量及荷载对高含盐饱和细砂土的流变特性的影响,通过对不同含盐率的饱和细砂土在各种荷载等级下进行单轴蠕变试验,开展了对高含盐饱和细砂土的流变特性的试验研究,得到了荷载等级及含盐率对砂土试样流变的影响规律曲线,发现对于相同含盐率的土样,荷载越大,最终变形量越大,变形达到稳定所需时间越长;在固定荷载下含盐率的增加也会使试样的最终变形量增大,且达到变形稳定所需的时间也显著增长。以试验结果为基础并基于黏弹性理论,选择了三单元的H-K模型,其拟合曲线与试验数据基本吻合。最后对该模型进行了参数分析,结果表明:随着荷载的增大,相同含盐率试样的3个流变参数均呈线性增加;当荷载不变时,黏性系数随含盐量的增大而增大,但弹性模量和黏弹性模量却均随之减小。     

青岛海湾大桥海工高性能混凝土配制技术研究

针对青岛海湾大桥所处胶州湾海域高含盐量及冻融循环的环境特点,采用大掺量优质粉煤灰、磨细矿粉等矿物掺合料,采用较低的水胶比以及与胶凝材料相适应的外加剂配制满足100年设计使用年限要求的海工高性能混凝土.研究了海工高性能混凝土力学性能与抗氯离子渗透性能随龄期发展变化的规律;并采用快速冻融法及硬化混凝土气泡间距系数法对海工高性能混凝土的抗冻性能进行了分析评价.研究结果表明,在混凝土中掺人大量的矿物掺合料及引入适当的微小气泡可以明显提高海工混凝土的耐久性.     

桥面陶粒混凝土配合比的试验研究

轻集料混凝土具有轻质、耐久等性能优点以及保温、隔音、抗震等功能特点,既可用于非承重结构,也可以用于主要承重结构,应用领域非常广阔。文章用正交试验的方法对陶粒混凝土的配合比进行了试验研究,分析了水胶比、粉煤灰掺量、陶粒体积用量对混凝土各龄期强度的影响。由极差和方差分析得出,水胶比是影响抗压和抗折强度的关键因素,随胶凝材料用量的增加,混凝土强度增大;粉煤灰能降低混凝土的早期强度,但对后期强度有提高;陶粒体积用量对混凝土早期强度影响不大,对后期强度有一定的影响。经过综合分析和验证试验,提出满足设计力学条件要求的配合比为。     

低吸水性高强陶粒混凝土的配制及性能研究

将陶粒浸泡到24%的苯丙乳液中6h,使陶粒的吸水率从12%降低到6.7%。将此陶粒525kg/m3、水泥500kg/m3、砂石1 200kg/m3(砂石比为1.5)混合均匀,在减水剂用量为水泥质量的1%,水灰比0.30的条件下,制备成100mm×100mm×100mm砌块,标准养护28d后,制备得到了低吸水性GLC50陶粒混凝土。测得其抗压强度为59.5 MPa,通过对普通混凝土(C50)、陶粒混凝土(NLC50)和改性陶粒混凝土(GLC50)的密度、抗碳化性和抗氯离子渗透性进行分析对比,表明经苯丙乳液改性后的陶粒制备得到的混凝土的密度轻,抗碳化性和抗渗透性能优,且施工工艺与其他陶粒混凝土接近,适用于海洋路桥工程项目。     

永久性沥青混凝土路面设计指标及标准

由于具有经济的全寿命周期成本,永久性沥青混凝土路面近年来受到了国内外研究人员的关注,但目前没有明确统一的设计指标与标准.针对此问题,分析了我国现行沥青混凝土路面设计指标,并和国外沥青混凝土路面设计指标进行了对比,提出我国应采取路基顶面压应变、沥青混凝土层底拉应变和设计年限末总的累积塑性变形等作为永久性沥青混凝土路面的设计指标;并结合我国重载交通特点,提出了路基顶面压应变宜取120με,沥青混凝土层底拉应变对普通AC25沥青混合料,可分别采用100με(最佳沥青含量)和110 με(最佳沥青含量+0.5%),而对SBS改性AC25沥青混合料,可采用145με作为沥青混凝土层底容许拉应变;采用半刚性底基层的永久性沥青混凝土路面容许永久变形宜控制在12 mm以内,而采用粒料底基层的永久性沥青混凝土路面容许永久变形宜控制在20 mm以内.     

LC50轻质高强混凝土研发及工程应用

轻骨料混凝土密度小,可减小结构自重,降低桥梁恒载,能有效解决桥梁改扩建工程中新旧桥高程不一致的问题。针对轻骨料混凝土和易性差、泵送性差、强度低,轻骨料易上浮等问题,采用高强陶粒及空心玻璃微珠,研发出工作性能、力学性能及泵送性均良好的LC50轻质高强混凝土,并基于试验提出轻质高强混凝土材料设计的基本方法。通过LC50轻质高强混凝土在邳苍分洪道特大桥中的成功应用,对轻骨料混凝土在桥面铺装中的施工技术及工艺要点进行总结,为轻骨料混凝土在桥梁改扩建工程中的应用提供参考。     

基于目标孔隙率的多孔水泥混凝土配合比设计

采用孔隙率、强度与和易性为控制指标,提出了基于目标孔隙率的多孔混凝土配合比设计方法;按照该法制备的多孔混凝土,和易性良好,实测孔隙率与设计孔隙率相差可控制在2％以内;路用孔隙率范围内,多孔混凝土28 d抗折强度可达4.6 MPa,抗压强度达25.0 MPa,可达中等交通荷载等级路面要求.     

公路桥涵台背回填材料的离心模型试验研究

通过土工离心模型试验研究不同回填材料作用于桥涵台背土压力的分布状况和回填区表面沉降变形特征,从而优选出性能最佳的台背回填材料。首先,推导了台背回填问题的离心模型试验相似律;其次,进行了陶粒粉煤灰混凝土、粘性土、风积砂、砂砾和石灰土等几种材料的台背回填离心模型试验。研究发现:这些回填材料的压缩性由大至小的顺序为:粘土→石灰土→砂砾→风积砂→陶粒粉煤灰混凝土;轻质、高强度、低压缩性的陶粒粉煤灰混凝土的土压力和沉降变形最小;散粒体回填材料的施工压实度对回填区的表面沉降影响显著。结果表明:陶粒粉煤灰混凝土应用于桥涵台背回填工程具有明显的优越性,是一种值得推荐的台背回填材料。     

浅谈大跨径桥梁结构混凝土质量控制技术

混凝土的工作性和耐久性决定了工程质量和结构物使用寿命,长期以来都是建设单位和研究人员关注的重点。随着混凝土制备工艺的不断提高,优良的工作性能和耐久性虽然得以实现,但同时也增加了材料及现场施工控制的难度。因此必须采取科学的方法,对大跨径桥梁结构混凝土的质量进行严格控制。本文初步探讨了大跨径桥梁混凝土生产全过程质量控制要点和方法。     

基于BP神经网络的浇导混凝土融冰效果预测

为准确预测浇注式导电沥青混凝土的融冰效果,基于300组试验样本数据,以环境温度、结构层厚度及通电时间为输入层,以融冰体积为输出层,建立了BP神经网络浇注式导电沥青混凝土融冰效果预测模型,并采用Pearson相关性检验方法验证了预测模型的准确性。结果表明:不同环境条件下,BP神经网络预测模型的相对误差在2.1%以内,其相关系数R介于0.995 5~0.996 5之间,拟合优度R~2介于0.991 0~0.993 0之间,预测结果准确、可靠性强。