季冻区运营公路隧道冻害分析及对策研究

针对季冻区公路隧道在运营过程中发生的衬砌冻害问题,在以往新建隧道以"防"为主研究的基础上,结合季冻区隧道受极端低温、冻融循环作用的特点,提出"冻害原因分析是基础,冻害等级划分是条件,冻害处治措施是核心"的处治对策。研究成果对于指导季冻区隧道冻害处治的设计和施工、降低冻害处治的盲目性、提高冻害处治的精准度、确保冻害处治效果等方面具有重要意义。     

基于灰色聚类法的季冻区公路绿色施工评价体系研究

考虑公路建设和环境影响的相互博弈关系,避免公路建设造成更多的能源和环境问题。因此,建立季冻区公路绿色施工评价是非常有必要的。运用层次聚类法确定指标权重,利用SPSS对指标进行聚类分析,建立灰色聚类模型,依据最大隶属度的原则来确定季冻区公路绿色施工的评价等级。对伊春至五大连池景区高速公路施工进行了评价,评价等级为"金级"。结果表明:层次聚类分析融合指标权重和专家权重,规避了主观权重的缺点,得到合理科学的权重。灰色聚类模型适用于季冻区公路绿色施工等级评价,从而使季冻区绿色公路施工的发展更加有据可依,具有现实意义。     

季冻区橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料工厂化生产工艺及性能研究

为了改善季冻区重载交通沥青路面病害突出的问题,通过对橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料性能的系统研究,确定了橡胶粉与SBS适宜的掺配比例,系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能,并将其与SBS改性沥青混合料进行了对比。试验研究结果表明:用于季冻区的橡胶粉与SBS复合改性沥青中,推荐的橡胶粉掺量为18%~22%,SBS适宜的掺量为2%~2.5%,掺加橡胶粉可减少SBS改性剂掺量,橡胶粉/SBS复合改性沥青可大幅改善沥青混合料的高低温性能,其抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料。试验段检测结果表明,橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料对于解决季冻区重载交通的车辙和开裂等路面问题病害具有较高的应用价值,采用橡胶粉与SBS复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命。     

高速公路季冻区软弱地基处理施工技术研究

为提高我国高速公路季冻区软弱地基处理施工技术水平,本文首先简介我国季冻土产生机理与分布情况,并介绍目前常用处理软弱地基施工技术与冻胀路基防治处理措施,最后针对实际高速公路工程修建中季冻区软土地基处理进行施工,最后从施工后路基沉降检测分析施工后处理效果,对我国季冻区高速公路软土地基施工处理有积极意义。     

季冻区橡胶改性应力吸收层配合比设计及施工工艺研究

季冻区路面病害的典型特点是低温开裂,在沥青面层与基层间设置应力吸收层能有效减缓反射裂缝。根据季冻区的气候特点,从沥青种类和集料级配的选择上,对橡胶粉SBS复合改性沥青混合料进行配合比优化设计和试验路铺筑,提出适用于季冻区的应力吸收层性能和施工工艺。     

季冻区沥青路面PWI与SRI的相关性研究

为验证季冻区高等级沥青路面磨耗指数PWI及抗滑性能指数SRI的相关性和相互可替代性,通过对季冻区气候进行分析、基于Excle回归方法以及相关公式对PWI和SRI的相关性及可替代性进行分析研究。研究结果表明：季冻区高等级公路沥青路面技术状况评定指数PQI和PWI之间、PQI和SRI之间具有正相关性,且相关关系显著;PWI和SRI两个指标之间无相关性且不可相互替代。研究内容可科学指导季冻区沥青路面的养护工作,并为今后的路面养护方案制定提供依据。     

季冻区半刚性基层材料工程特性试验研究

以季冻区道路的半刚性基层为背景,对石灰稳定土和二灰稳定土的最佳干密度、无侧限抗压强度和冻胀量进行了研究。经过试验得出季冻区石灰稳定土基层中石灰剂量为14%~16%时强度相对较大,是抑制冻胀发育的最佳石灰剂量;影响二灰土强度的首要因素是二灰用量,季冻区二灰稳定土基层的合理二灰含量约为30%,二灰比1 2(石灰粉煤灰土=10 20 70)为季冻区二灰土最佳配合比,该配合比强度大,抑制冻胀发育效果较好。     

季冻区结构物混凝土耐久性评价分析

针对水泥混凝土结构物的服务环境、使用特点,系统总结了水泥混凝土的耐久性评价体系,对季冻区水泥混凝土耐久性环境进行分析,提出高纬度季冻区水泥混凝土抗冻性能评价方法及指标、抗盐冻指标与评价方法及耐久性综合评价体系。     

公路桥梁钢筋混凝土桩切向冻胀力的研究

钢筋混凝土桩是公路桥梁常用的基础型式之一,一般有钻孔桩、挖孔桩、打入桩(包括射水和震动下沉)、管柱及其它类型的桩。其中钻孔桩是近年来采用较多的一种型式。钢筋混凝土桩在季冻区公路桥梁上应用,发生不少冻胀现象,严重地影响交通运‘输,给国家造成很大经济损失,生产部门迫切要求研究解决。     

环境因素作用下季冻区沥青混合料早期性能衰减定量评价

研究季冻区沥青混合料在外界水、冰冻、老化等综合作用下早期路用性能衰减效应,并对其进行定量评价。对服役时间为1~4年的4类沥青混合料进行回收,并经加热制备相应试验试件;采用抽提试验确定回收料级配特性,并据此制备相同矿料级配的新沥青混合料;基于弯曲破坏试验、劈裂破坏试验等获取上述新旧两类沥青混合料的力学参数,得出沥青混合料力学性能参数在1~4年服役时间范围内的衰减曲线,实现季冻区沥青混合料早期性能衰减的定量评价。研究成果为今后季冻区沥青混合料的设计提供参考,对提高季冻区沥青混合料的路用性能具有一定意义。     

季冻区阻燃改性沥青的研发及性能评价

针对季冻区隧道路面特点,研制开发一种阻燃改性沥青,并通过氧指数、烟密度以及针入度、软化点、延度等试验,对其阻燃性能和路用性能进行评价,试验表明:研制的阻燃改性沥青阻燃性能良好,其路用性能满足季冻区改性沥青的技术要求.     

季冻区河湖相软弱土地基试验观测结果分析

以季冻区河湖相软弱土为研究对象,通过对该类软弱土的代表性断面进行了长期沉降观测、位移观测、水位观测和空隙水压力观测,并对所观测的数据进行了分析,总结得出季冻区河湖相软弱土地基的沉降变形规律。它对该类软弱土地区的高等级公路的设计及施工等具有非常重要的意义。     

季冻区运营公路隧道冻害监测预警技术研究

以吉林省板石岭隧道为依托,考虑季冻区运营隧道冻害产生机理,全方位监测隧道衬砌、围岩、排水沟等冻害易产生部位水和温度的信息,将工业控制、物联网技术、检测技术与土木工程相结合,从硬件建设、数据采集、远程传输、数据管理等4个方面入手,建立季冻区运营公路隧道冻害监测预警系统,实现了远程实时监测隧道内水和温度信息。利用数据库将信息存储并整理,通过对数据变化的研究分析,实现对季冻区运营隧道冻害的预警,将冻害对隧道的安全威胁降到最低,为冻害监测及治理提供参考。     

基于有限元的季冻区水泥混凝土路面板底脱空判别方法研究

脱空直接影响路面工作性能。《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG H20-2007)中给出了水泥混凝土板脱空测试以及判别方法,但该规范中并没有给出脱空的判别指标和判别标准。《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ 073.1-2001)推荐的0.2mm有必要根据各地区实际的路面结构进行调整。文中利用有限元对季冻区水泥混凝土路面结构进行建模,得出适用于季冻区水泥混凝土路面板底脱空的判别标准推荐范围,并对鹤大高速进行弯沉检查及现场取芯验证,从而更准确地评价季冻区水泥混凝土路面板底脱空状况。     

季冻区路基温度湿度远程采集系统的研究

为获取季冻区路基温度场和湿度场的变化规律,实现全天候、自动化、智能化的测试手段,开发出由核心控制器、温度采集单元、湿度采集单元、GPRS通信模块和用户端数据接收软件组成的远程温湿度采集系统,并且对采集系统进行了验证,实现了对季冻区路基温湿度数据的长期、全面、连续采集和24h不间断远程传输。     

季冻区绿色公路建设技术管理创新与实践

紧密结合鹤大高速项目特点及工程需求,构建了抗冻耐久、生态环保、循环利用、低碳节能"四类"技术体系;重点研发和应用了基于全寿命周期成本理念的季冻区高速公路建设关键技术、基于生态补偿的湿地营造技术、分步清表及植被分级保护技术、应对极端气候的橡胶粉SBS复合改性沥青成套技术、填料型细火山灰改性沥青混合料技术、基于环境感知的高速公路隧道照明节能与智慧控制技术,破解了季冻区公路实现抗冻耐久和生态环保的行业难题;系统实施了包括建章立制、纳入设计、过程管理、宣传培训的"四类"管理措施,保障了鹤大高速绿色公路主题性项目的落实。     

季冻性类黏土降温速率及盐浓度对工程质量的影响

季冻区道路经常发生冻胀、翻浆、开裂、不均匀沉降等一系列冻害现象,深入研究冻害因素对土体性质的影响,对季冻区工程建设及维护具有重要意义。文章以呼和浩特地区的类黏土为研究对象,通过冻胀率试验和无侧限抗压强度试验,检测土体降温速率及土体中盐浓度对冻土工程质量的影响,结果表明降温速率与盐浓度对类黏土性质的影响明显。     

季冻区Superflex与SBS复合改性沥青混合料性能及耐久性研究

为了解决季冻区公路沥青路面病害突出的问题,通过对Superflex与SBS复合改性沥青混合料性能的系统研究,基于季冻区的特殊要求,确定了Superflex与SBS适宜的掺配比例,系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能。试验研究结果表明:Superflex与SBS复合可以充分发挥SBS与Superflex各自对沥青的改性作用,提高沥青混合料的综合路用性能。用于季冻区的Superflex与SBS复合改性沥青中,Superflex的推荐掺量为12%~15%,SBS推荐掺量为2.5%;Superflex与SBS复合改性沥青可大幅改善SMA以及AC沥青混合料的综合路用性能,其抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料;实体工程和试验段检测结果表明,Superflex与SBS复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,经济、社会效益显著。     

季冻区粉质粘土道路基层处治方法研究

通过各种试验,验证了固态固化剂稳定土的路用性能优于石灰土,可作为季冻区农村公路基层使用.     

融化期川西地区季节冻土边坡稳定性分析

为解决融化期季冻区边坡失稳问题，针对川西高原地区混合土边坡，综合考虑粗颗粒含量及含水率影响，采用大型直剪与常规直剪相结合的试验方案，获取混合土抗剪强度参数，基于冻土水热耦合理论，通过COMSOL有限元软件对边坡融雪入渗过程进行数值模拟，分析边坡水热场时空变化规律，同时考虑冻融过程中土体强度参数动态改变建立季冻区混合土边坡稳定性计算分析模型，分析融化期混合土边坡稳定系数、滑动面发展规律，定量分析总结融化期季冻区边坡失稳机理。结果表明：相同干密度条件下，混合土饱和渗透系数与粗颗粒含量成正比，抗剪强度与粗颗粒含量成正比而与含水率成反比；融化期边坡融雪入渗作用加强，浅层土体处于富水状态，形成最大厚度0.80 m的暂态饱和区；川西季冻区混合土边坡潜在滑动面与冻融交界面位置基本一致，滑动面形式主要是折线型，为浅层滑动；融雪入渗与冻土消融作用是季冻区边坡融化期失稳破坏的主要诱因，融化期间边坡稳定性系数减小速率随融雪入渗过程逐渐加快，融化深度最大时，边坡稳定性系数最小；川西地区季节冻土边坡稳定性主要影响因素为粗颗粒含量与初始含水率，粗颗粒含量越高，初始含水率越低，融化期边坡稳定性越好。