基于构型力断裂准则的骨料干涉作用分析

为研究沥青混凝土内部裂纹初始构型（如裂纹初始偏转角,空间位置）的改变对裂纹扩展路径以及裂纹扩展方式的影响,以裂尖构型力为断裂准则,通过扩展有限元XFEM建立具有不同初始构型的裂纹模型,模拟裂纹经过单骨料和非对称双骨料的情况;从裂纹扩展路径和裂尖构型力变化等方面分析骨料干涉作用下裂纹初始构型对裂纹扩展的影响.结果表明：1）在单骨料干涉作用下,裂尖构型力随骨料与初始裂尖夹角的增大而逐渐增大,表明骨料对裂纹扩展的干涉作用逐渐减弱,当其超过60°后,骨料对裂纹扩展的干涉作用可忽略不计;2）在非对称双骨料干涉作用下,随着骨料圆心连线与x轴夹角的增大,双骨料对裂纹扩展干涉作用愈加明显,当其大于45°时,裂尖构型力明显偏小,即骨料对裂纹扩展表现出“止裂”效果;3）当裂纹初始偏转角发生改变时,单骨料与非对称双骨料对裂纹扩展的干涉作用具有相似性,其裂尖构型力随偏转角增大呈现先增加后减小的趋势;4）当偏转角为45°时,裂尖构型力偏大,意味着裂纹趋于非稳定状态,骨料对裂纹扩展的抑制效果较弱,致使骨料对沥青混合料抗裂性能的提高受到一定限制.     

基于熵权的TOPSIS钢桥面防水黏结材料组合体系优选分析

为合理选择钢桥-沥青混凝土铺装结构防水黏结材料，首先，制作含不同防水黏结材料组合体系的钢板-沥青混凝土复合试件，并在低温（0℃）、常温（25℃）和高温（70℃）环境下分别测试复合试件的拉拔强度（Direct Tensile Strength，DTS）、直剪强度（Direct Shear Strength，DSS）和45°斜剪强度（Skew Shear Strength，SSS）。同时，利用UTM万能试验机测试常温（25℃）状态下复合试件的疲劳寿命。构建包括拉拔强度（DTS）、直剪强度（DSS）、45°斜剪强度（SSS）、疲劳寿命（Fatigue Life，FL）和材料成本（Materials Cost，MC）在内的钢桥面防水黏结材料评价指标体系。利用"信息熵"理论对评价指标的权重进行求解，结合逼近理想解排序（TOPSIS）方法，比较不同防水黏结材料组合体系的综合性能，建立基于熵权-TOPSIS钢桥面防水黏结材料组合体系优选模型，并获取优选结论。最后，通过图像二值化验证优选结论。结果表明：图像二值化分析结果与基于熵权-TOPSIS防水黏结材料组合体系优选模型得出的优选结论一致，验证了熵权-TOPSIS方法在钢桥面防水黏结材料优选设计中的有效性。该模型排除了人为主观因素影响，可为钢桥面防水黏结材料选择提供一种客观有效的方法。     

新型填充式桥梁伸缩缝改性沥青混合料路用性能试验

桥梁伸缩缝受桥梁整体结构挤压、车辆荷载及温度荷载的反复综合作用,易产生局部沉陷、拥包及界面开裂等病害,属于桥梁构造的薄弱部位。为提高桥梁伸缩缝的路用性能,本研究选用一种新型改性沥青桥梁伸缩缝专用沥青混合料,测试并分析其高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、疲劳性能、拉伸性能、黏结性能等路用性能,对比分析了不同试验温度条件下性能的变化规律。结果表明:该新型桥梁伸缩缝专用沥青混合料具有良好的路用性能,尤其其抗拉强度、黏结强度及线收缩系数等性能优异,能够满足桥梁伸缩缝反复伸缩的变形要求。研究成果为改性沥青桥梁伸缩缝材料的设计和施工提供了的试验支撑。