排水基层多孔混凝土的物理力学性质

多孔混凝土作为路面的基层,应具有良好的物理性质和力学性质,前者主要指其排水、收缩及抗冲刷等性能,后者主要指其强度和应力-应变特性。通过试验与分析,给出多孔混凝土有效空隙率和全空隙率,及渗透系数与空隙率的关系;得出多孔混凝土强度随龄期的发展规律,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;提出多孔混凝土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;得出多孔混凝土的温缩系数和干缩系数。     

粉煤灰混凝土应力腐蚀特性试验研究

利用自行设计的应力腐蚀加载试验装置,研究了三分点加荷与Na2SO4腐蚀溶液耦合作用下,应力水平、试验龄期、干湿循环等试验参数对粉煤灰混凝土力学性能的影响。结果表明:掺加粉煤灰可以有效地改善水泥混凝土的应力腐蚀状况。相对于常规试验条件和普通混凝土,在以Na2SO4为腐蚀介质的溶液中,应力的存在会明显地加速粉煤灰混凝土的腐蚀破坏,并且随着应力水平增加、试验龄期延长和干湿循环次数的增多,其破坏作用越大。     

模拟沥青混合料集料的多面体颗粒随机生成算法及程序

为了真实反映沥青混合料中集料的形状、级配及排列,准确模拟其复杂的几何特征与物理性质,提出了模拟沥青混合料的多面体随机生成算法,介绍了算法实现过程中的关键技术问题及程序设计。该算法不仅考虑了矿料级配、颗粒分布的随机性,多面体区域生成及级配的检验与确定,而且考虑到几何与物理参数的转换问题,解决了沥青混合料集料空间结构重构的关键问题。研究结果表明:该算法及程序操作简便,切实可行,为沥青混合料或其他矿物质混合料空间结构重构提供了一种新途径。     

大粒径沥青混合料基层结构抗裂机理分析

为研究大粒径沥青混合料基层的抗裂机理,采用多层弹性理论程序计算了不同结构类型路面内荷载作用产生的应力应变,基于瞬态传热假设建立了平面有限元模型,计算了降温时路面结构内的温度应力和应变,得到了荷载与温度耦合下各结构层的变形和受力特性。研究发现,当考虑车辆荷载和快速降温共同作用时,快速降温所引起的温度应力远大于标准荷载引起的荷载应力,说明快速降温的温度应力对路面的开裂起主要作用。同时,通过两种结构对比,发现采用ATB 30基层结构的沥青混凝土面层的温度和荷载应力应变均小于传统的半刚性基层沥青混凝土路面。因此认为,设置沥青稳定碎石基层是一种减少沥青混凝土路面开裂的有效方法。     

沥青胶浆粘度特性研究

为研究矿粉对沥青胶浆粘度性能的影响,利用布氏粘度计测试了不同填料类型和粉胶比的胶浆粘度,分析了胶浆粘度的影响因素。分析结果表明:不同类型矿粉配制的胶浆粘度有4.7倍的差距,并随着粉胶比的增大差距更加明显;掺加矿粉能够降低沥青胶浆的感温性,但是变化幅度受到矿粉类型及剂量的综合作用;矿粉类型的变化导致混合料施工温度有近30℃的差别。可见,有必要根据矿粉性质指标筛选矿粉类型,减小其对沥青混合料性能的不良影响;同时需修正现行混合料施工温度确定方法,以考虑矿粉的作用。     

基于高温性能的沥青混合料级配设计方法

为设计嵌挤、密实、稳定的矿料级配, 利用粗集料堆积密度试验分析了容器容积和撒铺方式对集料密度测试结果的影响, 建立了基于MTS的粗集料贯入试验方法, 对不同混合料进行了汉堡车辙试验, 并提出利用贯入试验确定粗集料级配, 利用贝雷法合成粗细集料的混合料级配。试验结果表明: 受到容器容积、集料洒落方式等的影响, 国内外粗集料松装密度测试数据间存在6%的差距; 按贝雷法设计的混合料无法保证其高温稳定性能; 贯入试验可有效区分粗集料稳定性, 同时与混合料车辙深度的线性相关系数达到0.71。可见, 混合料级配设计方法可有效确保混合料高温性能。     

沥青混合料汉堡车辙试验方法

采用4种不同的沥青混合料, 分别在水浴和空气浴2种试验环境下进行50℃和60℃的汉堡车辙试验, 分析了水和温度对车辙深度的影响。进行不同试件厚度以及板式试件和SGC成型的圆柱试件的车辙试验, 分析了试件厚度和成型方式对车辙深度的影响。分析结果表明: 水环境和提高温度都会加速车辙的产生, 50℃水浴和60℃空气浴车辙深度判定系数R²大于0.93;结合沥青应用情况, 建议B级沥青采用45℃, A级沥青采用50℃, 改性沥青采用60℃的试验温度; 40 mm厚度的试件车辙深度显著偏大, 试验中不宜采用; SGC成型的圆柱试件与板式试件试验结果判定系数R²达0.95以上, 可以代替板式试件进行抗车辙性能评价。     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生, 采用有限元方法, 视路面结构为弹性层状体系, 建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型, 分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明, 对破裂后的旧水泥混凝土路面板块, 沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低, 较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力; 而降低沥青加铺层模量, 增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况, 并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。