变径搅拌桩处理成层软弱地基的现场试验

为了经济、有效地处理软土层位于中间的成层软弱地基,提出了变径搅拌桩加固方法,在高压缩性土层中采用较高的桩体面积置换率,在中等压缩性土层中采用较低的桩体面积置换率,从而形成桩体面积置换率随土层性质变化的成层复合地基。在同一场地建立了变径搅拌桩和常规搅拌桩处理区,通过现场试验对比分析了路堤荷载作用下变径搅拌桩和常规搅拌桩复合地基的工作性状,包括桩土应力、超静孔隙水压力、地表沉降和坡脚深层水平位移。现场试验结果表明:在处理区面积和填土高度相近的情况下,变径搅拌桩处理区比常规搅拌桩处理区节省了14.6%的水泥用量,并取得了与常规搅拌桩处理区相同的加固效果,具有更好的经济效益。     

CRC＋AC复合式路面结构层厚度对温度效应及车辙变形的影响

针对连续配筋混凝土与沥青混凝土（CRC＋AC）复合式路面结构的特点和现有研究的不足,运用断裂力学理论和有限元法,计算了CRC层的最大温度梯度、车辙深度、温度裂缝的扩展强度,分析了结构层厚度与CRC层的最大温度梯度、车辙深度、温度裂缝扩展强度的关系。结果表明：AC层厚度一般在不小于4cm时才能起到降低CRC层顶面最大温度的作用;CRC层的最大温度梯度随AC层和CRC层厚度的增加而递减;车辙深度随着AC层厚度的增加而递增;AC层厚度的增加能有效减小温度裂缝的扩展,其他结构层厚度对温度裂缝的扩展强度影响不大。研究结果可为合理设计CRC＋AC复合式路面的结构层厚度提供参考。     

路面非周期一维温度场的傅里叶级数解

首先把路面温度场简化为非周期一维温度场,用分离变量法得到齐次边界条件下与温度场基本方程相容的傅里叶级数;然后用格林公式在边界展开热传导方程,得到傅里叶级数系数的常微分方程组,并用拉普拉斯变换求解;最后用实测数据标定的材料参数预测路面温度场。分析结果表明：傅里叶级数第4项仅在-0.1℃～0.1℃范围内波动;初始温度扰动对温度场有短时影响,如果扰动深度增大则影响时间变长;用实测数据标定模型后,模型可以较准确地预测路面温度场,标准差为1.88℃。     

温度及荷载频率对沥青-集料交互作用能力的影响

以参数B为表征沥青-集料交互作用能力的评价指标,利用动态剪切流变仪对2种沥青与4种集料在不同粉胶比条件下相互作用后的沥青胶浆进行了流变性能研究,分析了沥青-集料交互作用能力随温度及荷载频率的变化规律,确定了评价沥青-集料交互作用能力的外部条件。结果表明：随着温度的升高,沥青-集料交互作用能力的增大幅度呈现先小后大的特点;高温和低温下,加载频率对沥青-集料交互作用能力的影响恰好相反。     

不同交联度环氧沥青混合料低温弯曲性能研究

采用交联度分别为75.3%,71.4%,67.3%和58.4%的环氧沥青混合料进行-20℃,-10℃,0℃,10℃温度下小梁三点弯曲性能试验,构建了混合料弯曲强度、弯曲模量、弯曲破坏应变及弯曲应变能密度与温度、交联度的关系方程。结果表明：不同交联度的环氧沥青混合料弯曲强度与模量随着温度的提高而降低,弯曲破坏应变与弯曲应变能密度随着温度的提高而增大;不同交联度的环氧沥青混合料弯曲强度、弯曲模量、弯曲破坏应变及弯曲应变能密度与温度关系基本一致,各弯曲性能参数的温度敏感区间基本相同;温度敏感区间弯曲性能参数变化幅度较大,低于温度敏感区间,则弯曲性能参数变化幅度较小;环氧沥青混合料低温弯曲性能参数与温度、交联度之间具有较好相关性,提出的回归方程可以用于混合料低温弯曲性能预测。     

加筋桩承式路堤的三维土拱效应分析与试验验证

为真实反映加筋桩承式路堤的土拱效应,采用三维球形土拱假设,建立了一种路堤荷载和均布荷载共同作用下的土拱效应分析方法。基于Hewlett土拱分析方法推导了无加筋体时路堤荷载和均布荷载作用下的桩土荷载分担表达式;对于加筋桩承式路堤,依据桩帽顶部加筋体沉降的特征,将加筋桩承式路堤分为2个部分,采用不同的沉降假设分别建立其竖向平衡方程,求得桩帽顶面和桩间土表面对加筋体的支撑力;通过离心模型试验和现场实测结果进行对比验证,采用参数分析法对影响土拱效应的主要因素进行等级评价。结果表明：加筋体抗拉强度对桩土应力比以及加筋体拉力均具有很高的影响等级,研究结果能够为分区域铺设加筋体提供理论依据。     

考虑弯道几何要素和交通量影响的汽车行驶速度预测模型

为了实现对弯道半径、转角、路宽等多个几何线形要素的协同控制,选取了14个有代表性的运行速度模型,使用回归方法建立了侧向容许加速度模型,用其可以计算出半径为R的弯道速度;提出了等效半径的概念,即车辆在曲中位置的实际轨迹半径Re,通过对Re观测数据的回归分析,分别获得了曲线转角影响模型和通道宽度影响模型;最后分析了不同半径条件下交通量对行驶速度的影响,通过求出平均行驶速度与运行速度之间的差值ΔV,建立了ΔV与R和交通量之间的关系模型,并对3条公路运行速度进行了仿真。结果表明：应用该模型得到的运行速度曲线能够同时反映出弯道半径、转角、通道宽度的影响,能够帮助设计者实现对这3个要素的协同控制;根据速度曲线还可以获得不同交通量水平下的旅行时间,进而预测出所设计公路的服务水平。     

基于现场钻芯取样的沥青结构层抗车辙性能评价方法

为了快速检测与评价所铺筑沥青路面结构的抗车辙性能,提高沥青路面施工质量水平,首先设计了圆柱形试件车辙试验所需的试验模具,采用ANSYS软件模拟圆柱形试件和板式试件的车辙试验,分析了圆柱形芯样车辙试验的可行性;其次采用2种基质沥青、1种改性沥青、5种级配的5组沥青混合料,在不同厚度和温度条件下进行圆柱形芯样车辙试验,分析确定了圆柱形芯样车辙试验的条件;最后结合现行规范要求,根据板式试件车辙试验和圆柱形试件车辙试验的相关性,建立了基于现场钻芯取样的沥青路面抗车辙性能检测标准。研究结果表明:可采用70℃下路面圆柱形芯样的车辙试验评价沥青路面高温抗车辙能力,并要求高温性能质量标准下的车辙动稳定度大于2 450次.mm-1;该法可实现对现场沥青路面抗车辙性能的快速检测与评价,有利于提高混合料设计水平与路面施工质量。     

基于Matlab的沥青混合料内部空隙率测定与分析

为了研究沥青混合料CT图像空隙率大小及其分布特征,基于Matlab图像处理软件对各层位扫描CT图像进行图像增强、图像锐化处理。采用二维最大熵阈值分割法对沥青混合料不同层位的CT图像进行二值化,利用Canny算子模板进行边缘检测,检测出图像边缘内部空隙点数与试件CT图像总点数做熵运算,计算空隙占整个试件的百分率。同时,对试件空隙率检测计算结果差异的显著性进行数理统计检验。结果表明:空隙率随层位呈两头大中间小的分布趋势,验证了沥青混合料内部微观结构的非均匀性;CT图像计算的空隙率均值可以作为试件的空隙率值,同时试验数据结果与图像处理结果具有一致性,表明图像处理具有一定的准确性和可信度。     

沥青混合料拉压疲劳损伤试验

为研究沥青路面结构实际处于拉压应力作用下的疲劳损伤特性,针对沥青混合料AC-13开展了连续式交变正弦波形加载的小梁拉压疲劳试验。依据损伤力学基本理论,采用唯象学方法分析了沥青混合料的拉压疲劳损伤特性。介绍了拉压疲劳试验方法及影响因素,根据疲劳试验结果得到了拉压疲劳方程;基于弹性模量定义的损伤变量,建立了拉压疲劳损伤模型,拟合疲劳试验结果确定了损伤参数,获得了考虑应力水平的拉压疲劳损伤演化方程。研究结果表明:疲劳损伤参数α、β随应力水平增大而增大,且近似呈线性关系;拉压疲劳损伤演化大致呈3阶段变化规律,即损伤萌生、损伤稳定增长和损伤失稳破坏阶段;应力水平越大的损伤演化曲线越靠下,随寿命比变化疲劳损伤演化速度越缓和。