沥青水泥混凝土性能的试验室评价

文中通过室内试验，研究了沥青水泥混凝土（ＡＰＣＣＣ）的性能。试验包括稳定度和流值、间接抗拉强度、回弹模量、冻融和抗氯化物侵蚀等试验。试验结果与热拌沥青混合料和水泥混凝土进行了比较。研究表明ＡＰＣＣＣ的强度和耐久性比热拌沥青混合料的好，抗扫兴经物侵蚀能力较水泥混凝土强，是一种有效的桥面罩面材料。     

路基含水量对水泥混凝土路面疲劳寿命的影响分析

含水量对路基的回弹模量有显著的影响,而回弹模量是水泥混凝土路面板应力和路面弯沉的重要影响因素。为克服采用线弹性当量回弹模量进行路面结构分析带来的偏差,通过对粉土三轴试验数据拟合,获得了不同含水量下应力相关的非线性回弹模量参数。推导了精确的一致切线刚度矩阵,利用Abaqus用户材料子程序UMAT对应力相关的回弹模量模型进行有限元实现。基于路基-路面协调变形,建立三维有限元分析模型,调用移植的回弹模量模型对典型的水泥混凝土路面结构进行结构分析,获取路基土在不同含水量下的路面结构的应力应变响应,结合水泥混凝土路面的疲劳寿命关系分析路基土含水量对混凝土路面疲劳寿命的影响。研究结果表明:路基土含水量从最佳含水量-3%增加到最佳含水量+3%,回弹模量相应显著减小,路面顶面最大弯沉增加,路面板的板底最大拉应力增加,路面结构的疲劳寿命减少。     

水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量Et的修订建议值

由于《公路沥青路面设计规划》（ＪＴＪ０１４－９７）已颁布实施，土基与基层材料的回弹模量较前有较大变化，则相应的水泥混凝土路面设计中土基与基层材料的回弹模量应进行修正。水泥混凝土跃同设计中基层顶面的当量回弹模量Ｅｔ也应有所修正。该文通过大量计算，拟定了水泥混凝土路面基层顶面当量回弹模量修订建议值，可以向有关设计、施工、管理及其他有关部门推荐采用。     

废弃混凝土在沥青路面基层中的应用研究

研究了用破碎混凝土废弃物部分取代水泥稳定碎石中的集料，通过不同龄期的无侧限抗压强度，干缩试验和抗压回弹模量试验，得出结论:破碎混凝土废弃物可以作为集料用于沥青路面基层。     

水泥结碎石基层材料水泥剂量范围试验

本文主要介绍了对指定的片麻岩碎石进行水泥结碎石基层材料的试验。采用规范建议的级配加入分别为4％、5％、6％、8％的水泥剂量，制成标准试件经规定的养护后，在不同龄期进行无例限抗压、回弹模量、于缩变形等试验。并对试验结果进行分析．确定一个比较合理的水泥用量范围。     

基于路基路面协调变形的水泥混凝土路面设计研究

采基于路基路面协调变形,建立三维有限元分析模型,并对典型水泥混凝土路面结构的荷载应力进行计算。采用正交试验设计的方法对路面设计参数进行组合,系统分析了设计参数对路基路面应力响应的影响。结果表明,对于水泥混凝土路面,在路面设计参数中,仅有路基回弹模量对路面板拉应力与面层板厚度对路基应力具有显著影响。因此,可将路面厚度和路基回弹模量设计作为水泥混凝土路面设计重点。基于不同路面板厚度下路基工作区深度,可将交通荷载影响区加深至1．5m。基于不同路面板厚度、路基回弹模量和不同轴载对水泥混凝土路面板疲劳寿命影响规律,在重载交通条件下,应该增加路面厚度和增强路基。考虑经济因素并结合以上分析,建议水泥混凝土路面厚度宜取28—30cm,路基回弹模量宜介于40-80MPa之间。     

基于拉压模量同步测试的岩沥青改性沥青混合料疲劳损伤特性

为了揭示岩沥青作为改性剂对沥青混合料疲劳性能的影响,利用MTS材料试验系统对岩沥青改性沥青混合料进行了四点弯曲疲劳试验,并对比了其与SBS改性沥青混合料的疲劳性能,分析了岩沥青对基质沥青混合疲劳性能的改善效果;定义模量衰减为损伤变量,基于四点弯曲拉、压弯模量同步测试法同时得到沥青混合料拉、压和弯曲回弹模量,建立了沥青混合料不同模量衰变方程。研究结果表明:岩沥青加入基质沥青混合料能显著改善其疲劳性能,与SBS改性沥青混合料疲劳性能相当;从拉、压、弯模量衰减斜率绝对值大小来看,拉伸模量斜率最大,其次是弯拉模量,压缩模量斜率最小;临界破坏时拉伸模量的衰减比大于压缩模量的衰减比,即试件发生开裂破坏并非是压缩模量的衰减所导致,而是由拉伸模量衰减过快引起的,导致中性面以下受拉区域损伤累积加剧,最先发生开裂,为试件的破坏源;在弯拉疲劳应力状态下,沥青混合料的拉、压模量衰变规律具有较大的差异性,拉伸模量衰变速率大于压缩模量衰变速率,因此在受拉区将产生较大的损伤,说明了模量衰变曲线稳定阶段拉伸模量衰减速率的过快及衰减末期压缩模量破坏点的滞后性,同时也间接反映出拉伸模量衰变速率的快慢是决定沥青混合料疲劳性能是否优越的关键因素。     

蒸养条件下C50预制混凝土构件性能研究

研究了高温蒸养(50℃)对混凝土强度的发展规律，对比不同养护方式下混凝土抗压强度、回弹模量及结构实体的回弹强度。研究结果表明，蒸养能显著提高混凝土的早期力学性能，蒸养1 d时，强度可达设计强度97.4%,回弹模量可达到设计指标的85.2%,预制构件回弹强度提高18.8%,可有效缩短预制构件出件时间，大幅提高预制梁场生产效率。蒸养加速胶凝材料体系的水化进程，水化反应速率增大，水化放热量增加，胶凝材料体系的水化程度提高；水泥-粉煤灰-矿渣粉复合胶凝材料体系可改善蒸养对混凝土内部孔隙结构产生的热胀作用，保证了混凝土整体结构密实，28 d氯离子扩散系数降低。     

柔性路面设计中土基力学参数及其确定方法

本文简要回顾了土基力学参数的演变及确定回弹模量应考虑的因素，对高等级公路土基回弹量，由承载板法在压力变形曲线上以０．１ＭＰａ荷位确定方法具有合理性，并以此回弹模量与承载比ＣＢＲ建立了可供实用的相关式，以实参数（Ｋ，Ｗｃ）建立的强度模型用来计算回弹模量的方法是一项新的工作，室内成果与野外实测验证基本吻合。针对土质特性该研究结果，可用于修订现行规范，并可推广应用。     

基于粘弹性沥青路面疲劳性能的数值模拟研究

沥青混凝土路面主要破坏形式为疲劳破坏。分析了沥青胶浆粘弹性疲劳损伤原理,建立了粘弹性连续损伤力学模型,根据ANSYS9.0软件模拟计算得出以下几点结论:相同粉胶比下SBS改性沥青损伤速率小于高粘高弹沥青;材料损伤速率越低疲劳寿命越长,胶浆疲劳性能受粘弹性影响较大。在温度为15℃1 000次疲劳荷载作用不同级配沥青混合料情况下,当粘弹比从8增大到9.5过程中沥青竖向变形从2 mm增大到6 mm翻了三倍,在实际工程中可适当降低粘弹比以减弱沥青路面竖向变形;在疲劳荷载为4 000次情况下AC-5级配类型竖向变形约为AC-13级配类型竖向变形的两倍,前者存储模量大于后者导致变形积累速率小于后者。     

水泥混凝土路面设计土基回弹模量建议值的修正系数研究

结合高等级公路工程实践，针对中国现行水泥混凝土路面设计规范中土基回弹模量建议值存在的不适应性，通过现场实测对比试验，建立了土基Ｅ０￣ＢＭ的统计关系式，提出了中国自然区Ⅳ区土基回弹模量规范建议值的修正系数表，并提出了土基强度等级的划分。     

水泥乳化沥青混凝土力学性能研究

通过室内试验测试了两种集料级配下，乳化沥青用量分别为7％、8％、9％，水泥用量分别为2％、3％、4％时水泥乳化沥青混凝土的物理、力学性质。试验结果表明：在乳化沥青含量不变时，随着水泥用量的增加水泥乳化沥青混凝土的马歇尔稳定度、抗压强度、抗折强度、抗压回弹模量、抗折回弹模量随之增加；在水泥用量不变时，随着乳化沥青用量的增加相应的力学指标呈降低趋势；矿料级配中粗集料含量增加后，混合料的抗折强度和抗折回弹模量有明显增加，但抗压强度和抗压回弹模量变化不大。     

基于不同搅拌方式下的水泥稳定碎石力学性能及细观结构研究

搅拌工艺对水泥稳定碎石的力学性能有较大影响。为了分析振动和非振动搅拌技术对水泥混凝土的力学性能和细观结构的影响,文章采用不同的搅拌工艺制备试样进行研究。采用CT试验分析了水泥砂浆在粗集料表面的分布情况;通过开展不同应力状态下的强度、模量和疲劳试验来揭示搅拌技术的影响;分别建立了强度随加载速率和模量随应力水平的变化规律,采用与加载速率相关的应力比修正的S-N疲劳方程来表征其疲劳性能。研究结果表明,振动搅拌技术制备的水泥稳定碎石试件的砂浆在骨料中分布更加均匀,密实型更高;在相同的试验条件下,振动搅拌制备的水泥稳定碎石试件的强度、模量和疲劳寿命均高于非振动搅拌成型的试件;振动搅拌制备的试件的强度和模量随加载速率的增长速率更高;与非振动搅拌制备的水泥稳定碎石试件相比,振动搅拌制备试件的疲劳寿命应力敏感性更加稳定。     

旧沥青混凝土对水泥稳定再生混合料性能的影响

针对水泥稳定全深式路面就地再生基层技术应用过程的关键问题——旧沥青面层材料和半刚性基层材料如何合理地结合,采用力学试验方法,探讨了旧沥青混凝土掺量和老化程度对水泥稳定再生混合料性能的影响规律。试验结果表明:随着旧沥青混凝土掺量的增加,再生混合料的强度和模量逐渐降低,干缩性能提高;随着旧沥青混凝土老化程度的增加,再生混合料的强度和模量逐渐提高,干缩性能降低;当旧沥青混凝土老化程度较低时,掺量是影响再生混合料性能的主要因素。     

水泥稳定碎石基层中水泥剂量范围试验

对指定的片麻岩碎石采用规范建议的级配分别加入4%、5%、6%、8%的水泥剂量，在不同龄期进行无侧限抗压、回弹模量、干缩变形等试验。并对试验结果进行分析，确定一个比较合理的水泥用量范围。     

橡胶纤维水泥稳定碎石路用性能研究

对公路基层广泛采用的水泥稳定碎石的路用性能进行研究,采用橡胶颗粒混掺聚丙烯纤维增强该种稳定材料的路用性能。根据材料抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度、冻融劈裂及材料干缩试验验证橡胶纤维水泥稳定碎石基层的路用性能改善结果。结果表明,传统水泥稳定碎石基层混掺橡胶颗粒及聚丙烯纤维后,抗拉强度、抗冻性、干缩特性均有明显改善。采用该种材料可以有效降低车辆荷载作用下基层开裂的概率,对降低半刚性基层沥青路面反射裂缝有重要意义。     

提高水泥混凝土路面结构承载能力的机理研究

针对多数水泥混凝土路面无法实现设计使用寿命,易发生早期破坏的现状,文章运用力学原理和有限元方法分析了水泥混凝土路面板弹性模量、路面板厚度以及路面基层顶面当量回弹模量对路面板中应力和应力变化率的影响。分析结果认为,由于路面板与基层材料间刚度的巨大差异,增加路面基层顶面当量回弹模量并不能有效降低路面板中的应力水平。在此基础上,本研究还进行了增强基础与增加板厚的经济效果比较。研究结果指出,就降低荷载引起的板中应力而言,适当增加板厚比增强基础效果更加显著,经济效果更加明显。这些研究成果对于设计长寿命、高承载能力水泥混凝土路面具有重要指导意义。     

沥青混合料劈裂疲劳过程刚度衰减及路面模拟分析

为研究沥青混合料在使用过程中材料属性的变化规律,选择典型路面结构为载体探讨沥青混合料刚度衰减规律及衰减后路面力学状态。以AC-13C、AC-20C、AC-25C沥青混合料为研究对象,设计劈裂强度试验、劈裂疲劳试验得到其疲劳寿命。通过定义沥青混合料不同损伤程度D(0%、20%、40%、50%、60%、80%)及寿命比S,得出各疲劳损伤程度下沥青混合料疲劳作用次数。通过类比沥青混合料抗压回弹模量测试方法,提出了测定疲劳损伤后的劈裂回弹模量测试方法,导出劈裂刚度模量E的表达式;建立随疲劳损伤过程沥青混合料刚度衰减规律。通过ABAQUS有限元法模拟路面结构层和受力状况,将不同损伤程度刚度模量赋值于路面层状模型中,导出上面层竖向位移和下面层层底拉应力参数。结果表明:随着使用过程疲劳损伤不断累积,沥青混合料能刚度模量不断衰减;并且随刚度衰减,面层层底拉应力增加上面层抵抗变形能力下降而变形增加。     

基于开裂应变能平衡原理的纤维水泥稳定破碎卵石增韧研究

为了降低水泥稳定碎石基层对矿石资源过多的消耗，并探究纤维对水泥稳定碎石抗疲劳开裂的增韧作用，采用破碎卵石替代石灰岩集料，基于开裂应变能平衡原理建立疲劳裂纹长度预测模型，分析纤维增韧水泥稳定破碎卵石疲劳开裂性能。选取不同长度(10、15、20 mm)和掺量(0.9、2.0、3.0 kg·m^-3)的聚丙烯纤维，设计了纤维增韧水泥稳定破碎卵石间接拉伸疲劳试验，采集应变、模量以及裂纹长度等信息。利用所提出的模型获取疲劳开裂扩展规律，并与传统基于模量衰减的疲劳开裂模型预测结果及试验实测裂纹长度进行对比分析。结果表明：基于应变能疲劳损伤模型预测的裂纹长度与实测裂纹长度更为接近，说明所提出的模型能更好地表征纤维增韧水泥稳定破碎卵石的疲劳开裂特性。损伤密度在稳定发展阶段增长速率随纤维长度的增加呈下降趋势，随纤维掺量的提高先减小后增加，表明掺量对水泥稳定破碎卵石抗疲劳开裂性能的提升更加明显，但掺量过高反而会降低纤维水泥稳定破碎卵石的抗裂性能，在长度20 mm、掺量2.0 kg·m^-3时疲劳寿命提升最佳(3倍左右),建议纤维长度取15～20 mm,掺量范围为0....     

改性沥青感温性评价指标的讨论

根据针入度、软化点、延度、粘度面试验结果，对聚合物改性沥青的感温性评价指标的合理性进行了讨论，指出ＰＩ、Ｔ８００、Ｔ１．２等指标不能准确反映改性沥青的感温性。