三层式沥青混凝土结构弯拉强度及超声波检测试验与分析

通过对三层式沥青混凝土结构进行弯拉强度试验,研究下面层在AC-13细型、AC-13粗型、AC-16型、AC-20型等四种不同的级配,在三种不同油石比条件下的弯拉强度变化规律。研究表明,随着级配的增大,弯拉强度减小。随着油石比的增加,弯拉强度先增加后减小。通过超声波检测沥青混凝土结构的波速,发现随着集料级配的增大,波速减小。随着油石比的增加,波速先增大后减小。通过试验分析得到弯拉强度与试件波速之间具有较好的相关性。     

双层式沥青路面结构极限强度的试验研究

在车轮荷载和各种自然因素的综合作用下,沥青路面易产生疲劳开裂.为了提高沥青路面的疲劳寿命,将高强、耐久、轻质的聚酯纤维掺加到沥青混凝土中,以改善沥青路面的使用品质.因此,以双层式沥青路面结构为研究对象,研究双层式沥青路面结构在不同温度、不同纤维掺量和不同油石比条件下的极限强度,即在不同试验条件下的极限强度变化规律,根据试验结果得到影响双层式沥青路面结构极限强度的主要因素,为沥青路面的进一步推广应用提供理论依据.     

高炉镍铁渣和钢纤维改性混凝土的耐热性和热损伤规律

利用高炉镍铁渣和钢纤维对混凝土进行了改性,并通过强度试验及波速测试对改性混凝土在热循环后的力学特性和热损伤规律进行了研究。强度试验表明:热循环对改性混凝土的强度退化具有积累效果;适量的高炉镍铁渣和钢纤维可以提高混凝土的耐热性,但过多的钢纤维会降低混凝土的耐热性;其中钢纤维的最佳掺量为0.5%~1.0％(体积分数)。波速测试表明,随着热循环次数的增加混凝土中的超声波速不断降低,类似于强度变化规律。根据波速测试和强度试验结果建立了波速与强度之间的关系,并建立了一般化的损伤因子表达式。对比不同参数的损伤因子表明各个参数对热循环的敏感性为:波速>抗拉强度>抗压强度;对热循环损伤的改善效果为:钢纤维>高炉镍铁渣;低水灰比>高水灰比。     

冻融循环条件下玄武岩纤维改性桥面沥青混凝土抗裂性能研究

为改良我国寒区低温条件下桥面沥青混凝土的工作性能,利用玄武岩纤维制备了玄武岩改性沥青混凝土(BFAC),并对不同纤维长度、不同纤维掺量的BFAC开展了浸水马歇尔试验、三点弯曲试验以及冻融循环力学试验。研究发现：不掺BF的沥青混凝土在的残留稳定度为80.21%;当掺入0.2%的BF后,沥青混凝土的残留稳定度产生了不同程度的增大;不掺BF的沥青混凝土抗弯强度为7.02MP,而掺入玄武BF后,沥青混凝土试件的抗弯强度大幅提高,当BF长度为2mm、掺量为0.2%时,BFAC试件的抗弯强度为7.58MPa,较普通沥青混凝土高出7.98%;当BF的长度为4mm、掺量为0.4%时,BF改性沥青混凝土的综合工程性能最好。此时,BFAC试件的动稳定度为2163.26次·mm^-1,残留稳定度为83.65%,抗弯强度为8.31MPa,冻融循环强度损失率为5.26%。研究成果为我国寒区桥面沥青混凝土的设计施工提供了一定的借鉴作用。     

硫酸盐干湿循环对再生骨料混凝土性能的影响

为了探讨再生骨料混凝土在硫酸盐作用下的耐久性能,选取再生粗骨料替代率为50％、100％的两组再生混凝土和普通骨料混凝土进行硫酸盐环境中的干湿循环试验.从侵蚀后混凝土表观形貌,质量、强度、超声波速经时变化规律分析混凝土的损伤特性.结果表明:再生骨料混凝土抗硫酸盐侵蚀能力小于普通骨料混凝土,且抗侵蚀能力随着再生骨料替代率的增加而降低.硫酸盐侵蚀后,混凝土质量、强度、超声波速经时变化曲线由上升段与下降段两部分组成.超声波法可以反映再生骨料混凝土侵蚀后的损伤特征.最后,建立了无量纲化超声波速与抗压强度之间的演化方程.     

沥青混合料的超声波强度检测

根据超声波检测的基本原理对沥青混合料长方体试件进行了强度检测,并对超声波检测的影响因素进行了理论分析.结果表明:超声波的声速与沥青混合料强度之间具有良好的相关性,可以很好地预测沥青混合料的强度.     

不同拉压应力水平对混凝土超声波波速的影响

为了研究应力水平对混凝土超声波波速的影响，本文设计并浇筑了素混凝土轴心抗拉试件、素混凝土轴心抗压试件、素混凝土立方体抗压试件、钢筋混凝土受弯构件，并分别对素混凝土试件、钢筋混凝土构件进行不同应力水平下的超声波波速检测试验。结果表明：拉、压应力水平对混凝土试件超声波波速影响较小，可以忽略不计。低应力水平对钢筋混凝土构件超声波波速影响较小，高应力水平导致混凝土构件出现裂缝时对超声波波速影响较大。混凝土构件拉应力-超声波波速关系曲线可分为无损伤期、损伤发展期、损伤稳定期、构件破坏期。当拉应力达到极限拉应力的15%～25%时，构件从无损伤期进入损伤发展期，此时超声波波速没有变化；当拉应力达到极限拉应力的35%～55%时，构件从损伤发展期进入损伤稳定期，此时超声波波速降低了5%左右；当拉应力到达极限拉应力的60%～75%时，构件从损伤稳定期进入构件破坏期，此时超声波波速降低了8%左右。     

饱水地质聚合物混凝土基本力学性能研究

本文对自然干燥状态及饱水地质聚合物混凝土的质量变化、超声波速、抗压强度、抗折强度、劈拉强度进行了试验研究,分析了饱水状态对地质聚合物混凝土(GC)基本物理力学性能的影响.结果表明:GC的吸水速率随浸水时间的延长显著降低,质量在前期增长较快,浸水28 d后,试件基本达到饱和状态,平均质量增长率为2.91％;超声波在饱水GC试件中的波速明显增大,波速增长率在15％～20％之间;饱水状态对GC静态力学性能具有明显的负面影响,其抗压强度、抗折强度及劈拉强度较干燥状态均出现不同程度的降低,分别下降了12.0％、23.0％和17.2％.     

混凝土裂缝化学激励愈合试验研究

对不同掺量氧化镁混凝土试块预制裂缝并在不同浓度硫酸钠溶液中进行养护试验,利用超声波综合回弹法测量带缝试块回弹波速,对比分析不同养护龄期时试块的波速和抗压强度的变化,研究了氧化镁和硫酸钠对混凝土裂缝自愈合性能的化学激励作用.结果 表明:掺氧化镁和硫酸钠溶液养护均能延长混凝土裂缝的自愈合龄期;掺氧化镁混凝土裂缝的28 d强度恢复率随氧化镁掺量增加而提高;试块28 d强度恢复率随硫酸钠溶液浓度增加而显著增长;在28 d养护龄期内,掺12％氧化镁混凝土试块在6％硫酸钠溶液中养护后,抗压强度恢复率最高.     

纤维沥青砼试验及推广

针对纤维沥青混凝土作为研究试验,从中得出纤维沥青混合料马歇尔指标的变化规律,为纤维沥青混凝土路面结构的设计和施工提供参考依据,并为推广纤维沥青混凝土路面结构做出尝试。     

盐冻融与干湿作用下沥青混凝土的高低温力学性能分析

制备了沥青混凝土样品,并进行了不同次数的盐冻融干湿循环试验。在此基础上,测试了沥青混凝土的高温车辙深度、动稳定度和低温抗弯拉强度,得到了车辙深度、动稳定度和抗弯拉强度随盐冻融干湿循环次和盐浓度的变化规律,研究了盐冻融与干湿作用下沥青混凝土的高低温力学性能。研究结果表明:(1)沥青混凝土60min车辙深度随盐浓度的增加和冻融循环次数的增多而呈线性增长的趋势;(2)沥青混凝土的抗高温变形能力随盐冻融干湿循环次数的增多而逐渐弱化;(3)沥青混凝土的抗弯拉强度经历9次和15次盐冻融干湿循环后分别下降22%~26.4%和42.6%~51.5%;(4)冻融干湿循环次数一定时,沥青混凝土的抗弯拉强度随盐浓度的增加而缓慢下降,并且当盐浓度达到12%时,沥青混凝土的抗弯拉强度减小就很不明显。     

聚丙烯纤维混凝土-沥青混凝土复合切口梁弯曲韧性研究

对旧沥青路面进行铣刨处理后,加铺的白色罩面层多采用纤维混凝土,为了研究聚丙烯纤维和沥青层表面凿毛处理对复合切口梁弯曲韧性的影响,采用掺加聚丙烯纤维和对沥青层表面凿毛处理的高性能混凝土-沥青混凝土(AC-13)复合切口梁进行三分点加载试验,得到了荷载与挠度、裂缝张开距离之间的关系曲线,并对复合梁的抗折强度、能量吸收值、等效抗弯拉强度进行了计算.结果表明,聚丙烯纤维与凿毛处理均能提高复合切口梁的弯曲性能,聚丙烯纤维的掺加提高了复合梁的抗折强度,每当聚丙烯纤维掺量的增加0.45时,feq1、feq2大约增加0.035 MPa,混凝土的能量吸收值也增加8%左右;凿毛处理大幅度提升了等效弯拉强度,等效弯拉强度feq1、feq2分别提升了0.05 MPa、0.03 MPa,凿毛处理对feq1的提升效果比feq2更明显,使得复合梁的能量吸收值平均提升了20%.     

多孔水泥基混凝土疲劳方程的建立及应用

作为水泥混凝土或沥青路面基层的多孔混凝土和面层一起受到荷载和温度的反复作用,因此,在路面应力分析和结构设计中需考虑它的疲劳性能。在多孔混凝土小梁弯拉疲劳实验的基础上,通过分析疲劳寿命实验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数Weibull分布,并依次回归出不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程。根据疲劳方程提出了以多孔混凝土作为水泥混凝土路面下面层应力计算的荷载疲劳应力系数,沥青路面基层层底拉应力验算的抗拉强度结构系数,建立了进行路面结构设计的轴载换算模型。     

Flexural behavior of polyester polymer concrete

The effect of temperature, strain rate, resin content, void content and methods of preparation (vibration and compaction) on the overall flexural behavior of a polyester resin based polymer concrete is studied under three-point bending. The strength and modulus of polyester polymer concrete are relatively independent of strain rate but decrease at varying rates with increase in temperature. Compaction of polymer concrete during preparation reduces the void content and enhances both the flexural strength and modulus. Modifications to composite stiffness models have been proposed to include excess polymer and excess sand phases for systems other than the optimal system. Using a combination of parallel and series models, it is possible to predict the flexural modular ratio and flexural modulus of polymer concrete. Modified tensile strength models are effective in predicting the flexural strength ratio and flexural strength of polymer concrete.     

盐冻作用下玄武岩纤维混凝土力学性能损伤研究

针对西北寒旱地区混凝土结构易开裂耐久性降低的问题,选取力学性能优异的玄武岩纤维作为混凝土增强材料,采用室内快速冻融试验,以纤维体积掺量为变量,研究了不同纤维体积掺量(0.05%、0.1%、0.15%、0.2%)混凝土试件分别在清水、质量分数为3%的NaCl溶液、质量分数为5%的Na₂SO₄溶液冻融作用下动弹性模量、抗压强度、抗折强度三个力学性指标的变化。研究发现,玄武岩纤维的掺入能有效提升混凝土的初始抗折强度和抗盐冻能力,纤维体积掺量在0.15%~0.2%时混凝土试件动弹性模量、抗压强度与抗折强度在盐冻作用下的衰减速率减缓明显,玄武岩纤维混凝土在三种冻融介质中力学性能下降速率排序为清水<5%Na₂SO₄溶液<3%NaCl溶液。以动弹性模量为损伤变量,拟合混凝土相对抗压强度、相对抗折强度与损伤度的相关模型,模型相关性良好。研究结果可为玄武岩纤维混凝土的实际运用与后期维护提供理论依据与参考。     

Determination of volumetric water content of concrete using ground-penetrating radar

A large number of reinforced or prestressed concrete pathologies require the presence of water to develop. In this context, the quantification of water content is an important phase for the diagnosis of concrete. The propagation of electromagnetic waves is controlled by its electromagnetic properties, mainly influenced by the presence of water in the case of concrete. We propose to use the direct transmitter-receiver radar wave to determine the moisture of the cover concrete. The Wide Angle Reflection Refraction (WARR) measurement technique is used to obtain the speed of the direct wave. A method is used to extract the group and the phase velocity of this wave. We show that the speed is not dependent to the frequency between 300 MHz and 1.2 GHz in these testing conditions. By using two different concretes partially saturated, we show that there is a linear relation, independent of the concrete, between the volume water content and the propagation velocity of the direct wave on the one hand and its attenuation on the other hand.     

长期腐蚀环境影响下GFRP筋混凝土构件的老化机理及抗弯性能研究

为了研究长期腐蚀环境影响下GFRP筋混凝土构件的老化机理以及抗弯性能,分别分析了水分、温度、碱性环境等因素对GFRP筋抗拉强度、有效受拉面积和粘结强度等性能方面的影响。基于GFRP筋材料老化后与混凝土协同工作关系的变化,通过构造新的几何条件,推导了老化GFRP筋正截面抗弯承载力计算公式,利用推导的公式分析了不同GFRP筋老化率对构件承载力的影响。研究表明:GFRP筋混凝土构件在腐蚀环境长期作用下,GFRP筋不断老化,其抗拉强度、有效受拉面积以及粘结性能都有不同程度的降低;随着GFRP筋材料老化率的不断增加,构件抗弯承载力损失率也不断增加,当老化率达到27%时,构件抗弯承载力也相应损失了25.97%。     

粗纤度PVA纤维混凝土力学性能试验分析

将粗纤度聚乙烯醇(PVA)纤维加入混凝土中,采用搅拌试验方法分析PVA纤维在混凝土中的分散性;对比不同纤维体积分数下PVA纤维混凝土的坍落度分析其可施工性;对比不同纤维体积分数PVA纤维混凝土的抗压、抗弯拉及劈裂抗拉强度和破坏状态来探索其综合力学性能。试验结果表明:PVA纤维在混凝土搅拌过程中分布较均匀不易结团;相对素混凝土,PVA纤维混凝土的坍落度略有下降;抗压强度无明显提高,抗弯拉及劈裂抗拉强度随着纤维体积分数增加呈二次函数增大。     

磨细钢渣对混凝土力学性能和耐久性影响的研究

基于钢渣的活性效应和微集料效应研究了不同掺量钢渣对混凝土抗压强度和抗折强度的影响,通过加速碳化试验和抗冻性试验探究了钢渣混凝土的抗碳化性能和抗冻性.采用X-CT技术探究了钢渣混凝土内部的孔结构.结果表明:掺加10%钢渣混凝土的抗压强度和抗折强度最大,掺加30%钢渣混凝土的抗压强度和抗折强度最小.当碳化到56 d时,掺加30%钢渣的混凝土的碳化深度已达12.5 mm;冻融循环到180 d,掺加30%钢渣混凝土的相对动弹性模量降至88.7%.