施工车辆荷载对基层结构影响研究

运用弹性层状体系理论和规范推荐的半刚性材料的疲劳方程进行3层结构体系的层底拉应力和疲劳寿命计算,分析研究基层、垫层和土基3层结构体系的力学特性和疲劳特性.研究发现,重载施工车辆对基层和垫层有很大的破坏作用,垫层材料和结构对半刚性基层沥青路面的耐久性能有很大影响.     

GFRP筋与海水海砂混凝土的黏结疲劳性能

纤维增强聚合物(FRP)筋海水海砂混凝土(SSSC)的黏结疲劳性能研究能为FRP筋海水海砂混凝土结构的疲劳设计提供指导,为此,通过疲劳拉拔试验和理论分析研究了筋材直径和应力水平对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋与海水海砂混凝土黏结疲劳性能的影响.深入探讨了疲劳黏结应力滑移曲线、疲劳黏结刚度和疲劳滑移量;建立了疲劳上限对...     

沥青路面磨耗层与下卧层组合结构力学行为分析

路面结构的层间状态在服役过程中受到各种因素的影响会发生改变,层间结合状态的改变对路面结构的力学行为会产生很大的影响。该文通过组合结构试验与数值分析,探究不同磨耗层与下卧层组合结构在不同应力和黏结状态下的力学行为。作为对比分析,试验考虑3种目前常用的沥青路面磨耗层（面层）材料：AC-13、OGFC-13和SMA-13。试验结果表明：不同组合结构由于材料特性的差异表现出不同的层间黏结性能与疲劳特性;与AC-13+AC-20组合结构相比,OGFC-13+AC-20和SMA-13+AC-20的抗剪切疲劳性能较强,但是抗弯拉疲劳性能较弱。层间压-剪破坏主要发生在层间界面和界面过渡区,可以观察到材料空隙结构的压缩与黏结界面的嵌挤变形;局部界面会有集料在挤压和剪切过程中破坏,随着界面剪切变形和滑移。弯拉应力作用下组合结构的疲劳破坏行为与压-剪应力作用下明显不同,材料特性的差异对其抗弯拉变形能力有显著影响,且疲劳失效形态受到层间黏结与接触咬合状态的影响;随着材料损伤的开展,裂缝由组合梁试件底部沿着集料周边向上开展,到层间界面时会沿着界面向两侧横向开展造成局部脱黏,随后再向上开展直到组合结构试件失效。     

钢桥面灌注式树脂混凝土铺装材料与结构研究

为解决桥面系刚度不足时正交异性板的疲劳开裂和铺装的早期破坏问题,基于适度提高铺装材料模量和路用性能的思路,研发灌注式树脂混凝土(PRC)和相应铺装结构。通过室内试验,研究灌注用树脂性能、PRC路用性能和PRC铺装结构层间黏结性能;通过有限元建模和计算,分析PRC铺装结构的受力特点和对正交异性板疲劳细节的保护作用;采用复合梁疲劳试验和缩尺模型加速加载试验对PRC铺装的结构性能进行检验。结果表明:PRC具有优良的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性,满足沥青混合料技术要求,并具有较长的疲劳寿命;PRC铺装结构的层间黏结强度优于环氧沥青混凝土和浇注式沥青混凝土铺装结构;PRC铺装结构具有较小的表面拉应力和较大的底剪应力,但均远小于材料强度和层间黏结强度,且优于常用沥青混凝土铺装;采用PRC铺装结构,正交异性板疲劳细节的应力降低了20%左右,肋间相对挠度、最小曲率半径和相对挠跨比均更为有利,对桥面系起到了更好的保护作用;复合梁五点脉动弯曲疲劳寿命超过100万次,表明PRC铺装结构防水黏结层性能满足要求;加速加载试验中,加载12万次后PRC铺装结构无车辙,正交异性板无裂缝。工程应用结果表明,PRC及铺装结构工艺合理,铺装及正交异性板均未发现病害。     

超高性能混凝土钢桥面铺装疲劳性能试验研究

为研究新型超高性能混凝土钢桥面铺装结构的疲劳性能,采用五点加载复合梁疲劳试验对其进行测试.参照常规复合梁试验方法,结合新型铺装结构特点,对试件尺寸、应力水平和破坏准则进行了修正.试验结果表明,该新型铺装结构疲劳性能优良,环氧黏结层首先发生疲劳破坏,试验过程中复合梁刚度没有明显退化,试验结束后试件仍保持较高的剩余承载力.通过试验获得了适用于该种新型铺装结构梁的疲劳S-N曲线,可为同类钢桥面铺装设计提供参考.     

超高性能混凝土钢桥面铺装组合结构弯拉疲劳性能研究

为评估树脂连接超高性能混凝土钢桥面铺装结构的抗弯刚度及疲劳耐久性能,通过三点式加载钢板-超高性能混凝土复合梁,并结合电阻应变片测试复合梁受力特征。结果表明,树脂连接超高性能混凝土钢桥面铺装结构的肋板焊缝、层间钢板及铺装表面应力基本随荷载作用增大而呈幂函数增长,且铺装应力随距钢板距离增长呈线性增长;在等效标准轴载140 kN作用下,层间黏结结构可消耗吸收应力约1.6 MPa,经疲劳加载大于1 200万次未发生损伤破坏,表现出良好的抗弯拉疲劳性能。树脂连接超高性能混凝土钢桥面铺装结构避免了焊接剪力钉造成应力损伤影响。     

沥青路面中双层半刚性基层的倒装效应

为探讨具有2层半刚性基层的沥青路面中半刚性基层的结构组合与材料选择原则,采用BISAR3.0对常用的具有2层半刚性基层的沥青路面结构及其基层倒装后的沥青路面结构进行了荷载效应分析;并成型了由2层不同半刚性材料构成的复合梁式试件,通过进行四点弯曲强度试验和四点弯曲疲劳试验对比了这两种结构的强度和疲劳寿命。结果表明:常用结构的下半刚性层所受拉应力、拉应变大于上半刚性层,路面结构的疲劳寿命取决于下基层;通常将性能稍差的材料用于下层,而性能较好的材料用于上层的结构组合原则与结构的水平应力状态不吻合;将其倒装后,性能较好的材料承受较大的拉应力,而性能较差的材料承受较小的拉应力,特别是当下层的模量大于上层模量的3倍时,上半刚性层会处于受压状态,这样就可以充分发挥各层材料的性能,且提高整个结构的抗裂性能;结构分析和试验均表明倒装结构的承载能力和抗疲劳性能均有显著提高;在进行半刚性基层的结构组合与材料设计时,应该根据结构层的水平拉应力状态进行结构组合与材料设计。     

不同应力吸收层综合性能评价研究

为研究及评价不同应力吸收层的综合性能,在对国内外应力吸收层研究学习的基础上,选取5种典型的应力吸收层进行系统试验研究。研究包括橡胶沥青、改性乳化沥青、土工格栅、聚酯玻纤布及Strata应力吸收层5种典型应力吸收层,对它们分别进行拉拔试验、剪切试验、低温小梁弯曲及疲劳试验,通过拉拔强度、抗剪强度、断裂能及疲劳寿命等指标评价它们的黏结性能、抗剪性能、低温性能及疲劳性能。最后对比了它们的使用成本,并推荐了一种性价比最优的应力吸收层用于项目中。     

隧道路面单层沥青层铺装层间高强高渗防水黏结材料的制备与性能

隧道路面采用单层沥青层铺装对层间防水黏结层的层间剪应力和层间拉应力提出了更高的技术要求，现有防水黏结材料无法达到该技术指标。基于相似相容原理设计了15种不同配比的防水黏结材料，通过对他们的耐热性、低温柔性、黏结强度及防水性能进行测试与综合评价，选取了其中一种配方作为该研究的高强高渗透防水材料即FJH-1,进而通过对比试验系统研究其对水泥混凝土基层的渗透性、抗冻融能力和路用性能。结果表明：采用FJH-1作为层间防水黏结层的铺装组合结构不仅具有优良的抗剪强度和拉拔强度，能够满足隧道单层沥青层铺装对于层间剪应力和拉应力的技术要求，受温度和冻融的影响相对较小，而且具有对水泥混凝土的优良渗透性，可望实现隧道单层沥青层铺装技术的推广应用。     

考虑缺陷位置和CFRP粘贴方式的钢板疲劳性能

为了研究钢结构母材缺陷位置和CFRP板的胶粘加固方式对钢板疲劳性能的影响,制作12个疲劳试验构件,考虑2种缺陷位置和2类CFRP粘贴方式,采用MTS进行疲劳试验加载,每10万次进行静力加载和应变测试.同时,采用ABAQUS建立CFRP加固含缺陷钢板模型,利用牵引分离定律考虑了CFRP加固钢板的黏结层,分析裂纹尖端的应力...     

基于层间不利状态对长大陡坡路面结构层性能影响分析

为了研究层间不利状态对长大陡坡路面结构层性能影响,通过滑动模型分析面层、基层与底基层层间不利状态,在层间不同接触状态下对路面应力和弯沉的变化,并结合室内试验评价黏结层力学性能和抗反射裂缝能力,最后通过试验段对长大陡坡路面层间黏结材料进行跟踪观测。研究表明:面层和基层为部分连续或完全滑动状态下,层间的剪应力发生了突变。面层厚度越薄,路基和路面最大剪应力越大。跟踪试验段观测表明:长大陡坡路段应力吸收层能够很好地抗反射裂缝,延长半刚性基层路面使用寿命。     

沥青混合料疲劳性能试验与表征方法综述

针对沥青混合料疲劳耐久性设计参数的不确定性与不科学性问题,从疲劳试验方法及疲劳性能表征模型两方面对沥青混合料疲劳性能表征的发展现状、存在的问题进行了综述,并总结了其未来发展方向。沥青混合料疲劳性能主要通过室内外不同疲劳试验进行研究,不同试验方法所用沥青混合料试件的尺寸、形状,试件内部所处应力状态及试验条件皆各不相同,而沥青混合料是一种由沥青结合料与不同粒径矿料通过搅拌和碾压而成的多相、多组分、多尺度黏弹性混合料,其力学响应具有显著的时间、温度与应力状态相关性,不同试验方法所对应的加载速度、试验温度及应力状态存在较大的差异性,故其试验结果呈现出显著的不确定性,其疲劳性能表征模型参数也存在显著的差异性;此外,常用的室内材料疲劳试验方法大多为一维或二维应力状态下的疲劳试验,这与沥青路面结构实际服役过程中所处的三维应力状态不符;沥青混合料疲劳性能表征方程大多来源于一维应力状态下的疲劳试验结果,因此,用简单应力状态下的材料疲劳试验方法与性能表征模型难以客观表征三维应力状态下沥青路面结构的疲劳抗力,从而导致沥青路面疲劳耐久性设计存在较大的偏差。建议开发与沥青路面服役状态一致的三维应力状态下的疲劳试验方法,并建立三维应力状态下疲劳表征模型,以消除不同试验方法及试验条件对沥青混合料疲劳性能表征的影响,提高沥青混合料疲劳性能表征的有效性与完备性。     

PCMA路用性能室内试验及工程应用研究

改性沥青防水粘结层存在抗剪强度低、施工工艺复杂和需要撒布碎石等缺陷,为此,开发了高分子沥青防水粘结层（ PCMA）,其具有抗剪强度高、施工方便和不需撒布碎石等优点。通过室内试验对PCMA的路用性能进行研究。试验结果表明：PCMA的抗剪强度、拉拔强度和疲劳寿命均明显高于其他防水粘结层。在汕梅高速公路水泥路面加铺工程中铺筑了PCMA试验路,取得了较好的工程应用效果。     

钢桥面SMA沥青铺装层应用优化研究

鉴于SMA沥青混合料近年来在正交异性钢箱梁桥面铺装层上的应用效果不是很理想,以及对国内已建钢箱梁桥面铺装层的分析研究,从混合料级配优化角度,试验室制作采用不同沥青改性剂、外加剂组合成的五种SMA沥青混合料,通过室内试验,确定每种方案的常规指标、车辙等路用性能指标,并结合复合梁疲劳试验结果进行对比分析,最终确定了最佳的沥青混合料组合方案。结果表明,高粘改性剂相对SBS改性剂有较好的路用性能,各种外加剂的选用对混合料的高温稳定性、耐疲劳性有较大提高。     

地铁沉降地段板式无砟轨道填充层关键参数研究

为优化地铁沉降地段板式无砟轨道结构中维修用填充层的关键参数,对厚度、弹性模量及分层填充的适用性进行研究,对比分析普通轨道、减振轨道结构的整体安全性。研究表明:维修用填充层厚度从30～100 mm变化时宜取为60～80 mm;需要分层填充修复时,建议增强层间黏结保证上下层厚度一致且厚度较大;填充层的弹性模量从20～40 GPa变化时宜取为32～36 GPa。     

摩托车前叉管疲劳断裂有限元分析

以现代疲劳理论为基础,应用有限元分析软件,根据静态应力分布、材料疲劳性能参数、道路实测应力谱,模拟了摩托车前叉管的疲劳寿命,并提出了改进措施,从根本上提高了前叉管的疲劳耐久性能,解决了前叉管的断裂问题。     

超薄面层层间粘结技术研究

超薄面层与原路面之间粘结效果的好坏直接关系到超薄面层的使用寿命,为获得较好的层间粘结效果,选用不同的粘结层材料及不同的材料用量分别成型复合试件,在界面干燥和饱水的条件下采用不同的温度条件进行抗剪试验和拉拔试验,分析粘结层材料种类、材料用量、温度、水对层间粘结性能的影响,根据结果推荐一种效果较好的粘结层材料及其合适的用量,为工程实践提供参考。     

水泥混凝土桥面防水粘结层剪切性能研究

为了研究水泥混凝土桥面防水粘结层的粘结性能,采用层间直接剪切试验测定防水粘结层的抗剪强度,并对防水材料类型、试验条件、水泥混凝土界面处理和沥青混合料类型等因素对粘结性能的影响进行分析.结果表明:温度的变化对层间粘结性能的影响最为显著,其他依次为防水材料类型、水泥混凝土界面处理和沥青混合料类型;溶剂型粘结剂比水性沥青基涂...     

碳纤维索股粘结型锚具疲劳试验研究

为研究新研发的碳纤维索股内套管锥形粘结型锚具的抗疲劳性能,进行了应力水平为629～704.48MPa的200万次疲劳加载试验,测试了体现锚固性能的各项指标,分析了锚具各组件之间的相对位移量、锚固区碳纤维丝表面粘结力及疲劳后的残余极限承载力的变化情况。试验结果表明：各组件之间的相对位移量很小,且主要发生在前50万次循环加载过程中,之后趋于稳定,各组件之间相互协调性非常稳定;锚固区碳纤维丝表面粘结力失效程度小;锚环外表面环向应变几乎无变化,锚环工作状态良好;相比静力极限承载力,锚固系统疲劳后的残余极限承载力不会降低;该新型锚具抗疲劳性能优秀,在长期使用过程中具有很高的安全储备。     

CRC+AC刚柔复合式路面结构与工程应用

复合式路面是指面层由两层不同材料类型和力学性质的结构层复合而成的路面,近年来在我国也有较多应用,而CRC AC刚柔复合式路面的应用较少。论述了CRC AC复合式路面的结构组成、结构形式、结构力学特点与优点、层间界面结合技术以及近年来的工程应用等,阐明了CRC AC的结构受力特性、端部变形特性、层间结构与材料以及其适用条件。研究表明:CRC AC复合式路面具有良好的整体结构承载能力和使用性能,是一种可充分利用当地资源和材料、结构强度高、使用寿命长、经济性和耐久性好的资源节约和环境友好型的路面结构,是我国重载交通干线高速公路长寿命路面结构的型式之一,并在我国的道路工程中多次应用。