半刚性基层材料振动试验方法

以最大程度地模拟现场碾压工况和效果为原则,测试了室内外振动压实后的水泥稳定碎石干密度和级配,研究了振动仪的振动参数对半刚性基层材料压实的影响,提出半刚性基层材料振动试验方法。发现工作频率为30 Hz,激振力为7.6 kN,名义振幅为1.2 mm和工作质量为300 kg时振动效果最佳,振动100 s时的最大干密度与现场干密度相等;运用振动试验方法确定的最大干密度的准确度平均为100.0%,振动法成型试件7 d无侧限抗压强度准确度平均为112.6%,而重型击实试验方法的准确度平均为96.9%,静压法成型试件7 d无侧限抗压强度准确度平均为42.9%。分析结果表明:振动试验方法能够更好地模拟基层实际碾压效果,成型的试件能真实地反映基层材料实际性能。     

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。     

沥青混合料级配类型与离析程度关系

调整出具有不同特征的6种级配曲线,施工中在5个不同位置取样,检测不同级配类型混合料的级配组成、构造深度和密度,研究了各种级配混合料在生产及施工过程中发生离析的程度与规律.分析了检测数据的平均组间离差平方和及集料分形维数之间的关系,建立了二者之间的线性回归模型,进行了混合料级配的评估与离析程度的预测.分析结果表明:各种级配混合料离析程度由大到小分别为反S型、间断型、最大密度曲线之上微弓型、S型、最大密度曲线型与最大密度曲线之下微弓型;对回归方程进行F(1,5)显著性检验,其概率值为0.013,小于显著水平0.05,说明该线性模型有效.     

路线外一点对应路线中桩算法研究

求解路线外一点对应的路线中桩和距离是路线和立交设计程序中经常遇到的问题,也是互通式立交端部搜索设计程序的基础。其算法的好坏直接影响到整个程序的运行效率。基于路线中桩坐标计算和点到路线上任一点切线方向的垂足算法,提出了1种适用于各种复杂平面线形,不考虑初始桩号,可以同时搜索多个对应桩号的算法,这一算法具有计算效率高,收敛速度快特点,为互通式立交程序化设计提供了重要依据。      

考虑隔热层的寒区隧道围岩温度径向传播规律及相关参数研究

寒区隧道围岩径向温度传播规律对隧道保温设计具有重要的指导意义。目前寒区温度场的研究多为现场实测与理论分析2个方面。为得到寒区隧道支护结构与围岩温度沿径向变化的规律,自行研制了温度模拟足尺试验仪器,并在此基础上开展了无隔热层与有隔热层2种条件下的模拟试验,分析了隧道围岩径向温度场变化规律。结果表明： 模拟环境温度为-12.5 ℃条件下,无隔热层时,90 h时环境温度降到-9 ℃,初喷混凝土层与围岩的交界面处的温度降低至0 ℃,当温度进一步降低时,围岩出现冻结状态,且随着时间的推移,冻结范围逐步扩大,192 h时环境温度降低到-12.5 ℃,各界面温度基本达到稳定; 设置4.5 cm隔热层时,由于隔热层作用,450 h时支护结构混凝土及围岩内的温度均大于0 ℃。结合试验最后确定了隔热层、隧道支护混凝土与围岩的导热系数与导温系数,结果可为寒区隧道保温设计提供依据。     

多年冻土区公路路线选择分层目标法

为了进行多年冻土区公路路线设计,以多尺度效应理论为基础,提出了基于保护冻土由粗到细、由面到带、由带到线的分层目标选线方法,构建了理论模型。结合不同地形地貌、既有工程、构造物与建筑物在不同比例尺下的表现形态,给出了分层目标法的层次划分,确定了每个层次下公路路线选择的影响因素。考虑路线节点重要度和地形地貌的影响,给出了第1层次下多年冻土区选线模型。利用公度原理给出了第2层次下平均海拔、平均坡度、年平均地温、冻土分布、融区构造和既有工程等影响因素的标度分级,并构造了第2层次下多年冻土区公路选线困难度模型。综合考虑冻土地温、冻土含冰量、冻土病害和植被覆盖带来的冻土危害,同时兼顾多年冻土区既有工程的热干扰,构建了第3层次多年冻土区公路选线可靠度模型。以青藏高原多年冻土区秀水河至雅玛尔河段为例,运用分层目标法进行了公路选线。研究结果表明:运用分层目标法确定的路线方案可以准确避绕高病害率的冻土区域,避开既有工程的相互干扰,从而获得工程困难度低、可靠度高的路线方案。     

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.     

空隙率对沥青混凝土路面透水性影响及施工中的控制

沥青混合料空隙率是影响沥青混凝土路面透水性的主要因素,为了评价沥青混合料透水性与空隙率的关系以及沥青混凝土路面施工中空隙率控制方法,本文对沥青混合料透水性进行了室内与现场试验分析,并通过正交试验分析级配波动对沥青混合料透水性的影响。分析结果表明:沥青混合料空隙率与透水性成指数关系,空隙率越大,透水性越强;沥青用量和通过0.075 mm筛孔的质量百分率的波动对沥青混凝土路面的渗水性影响最大。     

不同降温速率下两种应力吸收层对复合式路面的适用性

大量研究表明,在水泥混凝土基层上加铺沥青混凝土面层修筑的复合式路面,可以克服水泥混凝土路面和沥青混凝土路面的缺点,集两种路面结构的优点。但根据美国俄亥俄州交通厅对已建成CC-AC复合式路面的复合式病害调查结果显示,复合式路面易产生的病害为反射裂缝。国外相关研究表明,采用应力吸收层技术可以解决此问题。基于有限元分析软件ANSYS,建立了复合式路面结构的三维模型,分别采用ISAC应力吸收层及低模量沥青混凝土应力吸收层两种应力吸收层,对不同初始温度复合式路面在不同降温速度下产生的温度应力进行了仿真分析,得出低模量沥青混凝土应力吸收层在防止放射裂缝方面要优于ISAC应力吸收层。     

羧基丁苯乳液对水泥混凝土微观结构的改善

利用扫描电子显微镜法(SEM)和压汞法(MIP)对羧基丁苯改性水泥混凝土试件的微观结构进行了分析研究,证明羧基丁苯乳液对水泥混凝土的微观结构有较大改善,能够提高水泥混凝土的宏观性能。