沥青路面水泥稳定碎石基层抗冲刷性能影响因素试验分析

路面面层与基层界面之间积存的自由水因压力变化而高速流动并产生泵吸效应,将冲刷基层导致路面面层损坏。为分析不同结构类型水泥稳定碎石半刚性基层抗冲刷性能及其影响因素,结合秦巴山区宝汉高速公路工程实例,通过室内抗冲刷模型试验对悬浮密实型、骨架密实型及骨架空隙型3种典型结构水泥稳定碎石半刚性基层材料抗冲刷性能的影响因素、变化规律及机理进行了研究。结果表明:随着水泥胶结料含量和强度等级、养生龄期等增加,3种类型水泥稳定碎石半刚性基层的抗冲刷性能均随之提高;含水量和压实度过高或过低均不利于水泥稳定碎石半刚性基层抗冲刷性能提高,实际工程中应严格控制混合料中含水量和压实度;水泥稳定碎石基层混合料的抗冲刷性能受结构类型影响较大,鉴于工程实际情况建议优先采用骨架密实型结构。     

半刚性基层材料抗冲刷性能的研究

目的为了研究半刚性基层材料的抗冲刷性能．方法针对半刚性基层材料常见的冲刷病害，在分析其形成机理的基础上，在室内利用冲刷试验仪研究抗冲刷性能的影响因素．结果通过冲刷试验数据表明，无机结合料稳定粗粒土抗冲刷性能要明显优于稳定细粒土，二灰比为1：3要优于二灰比为1：2的抗冲刷性能．结论半刚性基层抗冲刷性能主要与半刚性材料类型和配合比有关，在此基础上，提出了利用10min内材料的冲刷速率作为半刚性基层材料抗冲刷性能指标．     

沥青路面耐久性的影响因素分析及其改进措施

影响沥青混凝土路面耐久性的主要因素是车辙、裂缝和半刚性基层的质量．道路交通量大、气温高、路面结构及材料组成配比不当等导致车辙的形成；裂缝因成因不同而分为疲劳裂缝、温度裂缝和反射裂缝，分别探讨了其影响因素；半刚性材料的强度和抗冲刷能力以及施工质量均会影响半刚性基层的质量．应从合理设计路面结构层次及混和料配合比，采取正确的施工方法和养护方法，选择抗冲刷性好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料，提高基层质量等来提高沥青路面的耐久性。     

基于半刚性层模量衰变路面疲劳寿命分析

半刚性路面在使用过程中半刚性基层材料的强度是不断衰减的,为正确预估路面的疲劳寿命,以半刚性基层材料模量衰减为切入点,根据层状弹性体系理论,建立路面结构力学模型,分析模量衰减对各路面结构层疲劳寿命的影响,指出我国现行规范设计指标存在的一些问题,提出建议采用沥青面层层底拉应变和半刚性层层底拉应变两项设计指标。同时为避免路面早期破坏,应设法降低半刚性基层层底拉应力水平,提高半刚性材料的抗拉性能。     

半刚性材料疲劳性能材料组成影响因素分析

半刚性基层沥青路面是我国最主要的路面结构。作为路面的主要承重层,半刚性材料的抗拉疲劳是重要性能。在总结分析半刚性基层材料疲劳试验研究的基础上,得到了单因素材料组成要素与疲劳性能的关系。为进一步研究材料各组成因素对半刚性材料疲劳性能的综合影响,用分形理论对半刚性材料的级配进行处理,尝试用灰关联理论来研究材料组成对疲劳性能的影响关系。建立了包括级配、水泥剂量、含水量、水泥胶砂强度、空隙率5个材料组成因素在内的半刚性材料疲劳性能模型,并进一步分析,从而更好地了解组成对半刚性材料疲劳性能的影响。     

设置柔性联接层刚性路面的力学性能分析

针对水泥混凝土路面面层与基层间接触状况不良及半刚性基层抗冲刷能力不足成为水泥混凝土路面病害主要成因的特点,在对传统路面结构存在的不足分析的基础上,构建了在层间设置柔性联接层的路面结构,并根据弹性力学理论,建立了路面结构3D模型,运用ANSYS有限元分析软件对该结构进行相关力学分析。分析结果显示,联接层厚度和模量变化对联接层和半刚性基层自身变形量影响显著,对面层板自身变形量影响不明显;联接层厚度变化对各结构层层底拉应力和剪应力影响显著,但其模量变化仅对面板和联接层层底的拉应力和剪应力影响显著,从而确定了联接层厚度和模量的低限值,且在实际应用中应充分考虑联接层材料的抗剪性能。     

分形在半刚性基层材料抗压强度预估模型中的应用

集料是半刚性基层材料的重要组成部分,集料的级配不同影响其抗压强度。文中以水泥稳定碎石为例,利用分形理论量化集料级配,通过采集样本建立数据库,分别对7d和90d抗压强度进行材料组成因素的关联度分析,在此基础上建立了综合考虑集料级配、水泥剂量、含水量、水泥标号、集料压碎值5个主要材料组成因素的水泥稳定碎石材料抗压强度灰色预测模型,得出考虑材料组成因素定量影响长短龄期下的抗压强度之间的关系。可便于根据材料组成预估基层抗压强度,根据其短龄期性能预估长龄期性能,为路面材料和结构一体化设计提供手段和依据。     

半刚性基层材料抗裂性能试验研究

深入研究分析水泥石灰粉煤灰稳定类与石灰粉煤灰稳定类和水泥稳定类的抗裂性能具有重要的意义.提高半刚性基层材料的抗裂性能,必须同时提高干缩性能和温缩性能,本文对不同级配和结合料的半刚性基层材料进行了干缩试验和温缩试验研究.试验结果表明,细集料级配对二灰砂砾的抗裂性能有显著影响,二灰砂砾的干缩性能优于水泥稳定砂砾,合理配比三灰砂砾的干缩性能最优.半刚性基层材料的温度收缩系数在试验温度区间内,随温度降低而出现峰值,且变化趋势基本相同.     

贫混凝土疲劳方程的建立及其应用研究

贫混凝土用于水泥混凝土路面或沥青混凝土路面基层时,和面层一起受到荷载应力和温度应力的反复作用,路面应力分析和结构设计时应考虑其疲劳性能.在室内贫混凝土小梁弯拉疲劳试验的基础上,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出其疲劳寿命服从双参数威布尔分布,据此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程.根据此疲劳方程,得出贫混凝土的疲劳性能优于其他常用半刚性基层材料,并建立了贫混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数.     

道路抗裂缝剂在半刚性基层中的应用研究

为减小半刚性基层材料收缩变形量,增强其抗裂能力,本课题组通过化工废料火山灰反应产物开发低成本的微膨胀道路基层抗裂缝剂,将其添加于道路基层混合料中.通过对半刚性基层材料掺加抗裂缝剂的试验研究,分析了抗裂缝剂对半刚性基层材料的水泥净浆凝结时间、基本力学性能和材料收缩性能的影响;并借助SEM测试手段,从微观上对水泥体系中钙矾石的生成进行了分析.结果表明,半刚性基层抗裂缝剂具有很好的微膨胀性和增密性,使道路基层结构因温度和湿度的变化引起材料收缩的空间大大减少,源头上解决路面裂缝难题,延长道路使用寿命.     

半刚性路面基层收缩开裂静态力学模型研究

半刚性基层材料的收缩开裂极大地影响了路面的使用性能和服役年限。选用裂缝间距和裂缝宽度作为评价裂缝发生几率和裂缝危害性的指标。通过对半刚性基层的收缩开裂力学原理分析,建立了一种半刚性基层的收缩开裂模型,采用文献报道的弹性模量、抗拉强度、收缩系数对路面基层收缩开裂的两个评价指标进行了计算,从计算结果可以看出:采用室内试验计算的结果和实际基层的表现有很大的背离,并分析了原因,提出从设计和施工方面改善抗裂性能的措施。     

贫混凝土基层疲劳特性研究

贫混凝土用于路面基层时,由于受到荷载应力和温度应力的反复作用,需研究其疲劳特性.通过分析室内小梁弯拉疲劳试验结果,得出贫混凝土的疲劳寿命服从双参数威布尔分布,据此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程.通过对比,得出贫混凝土的疲劳性能优于其他常用半刚性基层材料.利用得出的疲劳方程,建立贫混凝土作为水泥混凝土路面下面层荷载应力计算的疲劳应力系数,以及作为沥青路面基层时,进行层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数.     

一种新型混凝土路面的有限元分析

根据弹性半无限地基上弹性薄板力学模型理论,结合三维有限元法,采用典型的水泥混凝土路面结构,利用大型通用有限元分析软件AN SY S的接触非线性模块,对一种新型的企口板路面进行了模拟仿真,并计算分析了几种材料参数对路面力学性能的影响,企口板接缝之间的传荷能力,为今后的水泥混凝土路面结构分析提供参考.     

既有半刚性基层沥青路面大修处治策略

为了科学地进行高等级公路既有半刚性基层沥青路面结构大修处治策略,利用Abaqus有限元软件建立路面结构分析模型,分析了路面结构层参数对半刚性底基层抗疲劳寿命的影响,并应用北京市高速公路典型路段的实际数据对计算结果进行了工程验证分析,提出了既有半刚性基层沥青路面大修处治策略.研究结果表明:基层厚度、底基层厚度、面层厚度、交通荷载大小对半刚性底基层疲劳寿命的影响较为显著,路基模量和底基层模量的影响次之,面层模量和基层模量等路用材料刚度的影响相对较小.高速公路实际应用状况也表明:沥青路面首次大修年限与沥青面层总厚度的相关性相比路面结构总厚度更加显著,较厚沥青面层的路面结构具有较长的使用寿命;材料模量出现一定衰变,并不影响路面结构的耐久性基础,旧路结构通过加铺增加面层厚度,在不进行全面翻修改造的情况下,仍可以使路面结构具有充足的耐久性,延长其使用寿命.     

减少半刚性基层材料水损害措施分析

通过对半剐性材料基层在使用过程中出现病害的分析总结,得出半刚性材料水稳定性能直接影响路面使用寿命的结论．同时,进行了水对半刚性材料影响的理论分析,认为水对半刚性材料稳定性、使用寿命等性能影响巨大,尤其是在早期和含细粒土较多的半剐性基层材料,由此,对如何提高半刚性基层水稳定性提出了建议和措施,认为半刚性材料强度、稳定性等指标,在保证满足使用要求的前提下,还要满足在水、冻融等不利条件下的使用要求．     

Preparation of A New Type of Stress-absorbed Material

Neoprene latex modified emulsified bitumen and fine aggregate are used to prepare a new type ofstress-absorbed material, which has strong ability of anti-reflective cracking on asphalt concrete over layer-con-stracted upon a semi-rigid type base course or cement concrete pavemeat black. Experimental results demonstrate the stress-absorbed material have excellent mecharucal properties inchuding a low modulus of elasticity high ultimate tensile stress and strain.and a strong distortion ability.stress concentration in asphalt over layer originated by temperature changes and traffic loads can be alleviated.