火力发电厂刚性基层环氧树脂混凝土路面层间黏结性能有限元分析

重点研究了基面层厚度、基面层模量、超载、车辆行驶状态以及不同基面层间接触状态对行车方向、路宽方向上的基面层间剪应力最大值的影响。研究结果表明、增大基面层模量,对于提高层间黏结性能作用不大;增大基面层厚度,对于提高层间黏结性能有利,但考虑到造价等多方面因素的影响,如何合理确定面层厚度,是路面敷设层铺装前必须解决的问题。随着车辆超载量的增加,路面结构层间抗剪能力不断减小,应严格控制超载超限运输;车辆在启动、制动情况下,层间剪应力有较大幅度的增大,是导致路面层间黏结性能失效的关键因素,应引起高度重视;良好的层间接触条件将在一定程度上提高层间黏结性能,从而有效提高路面结构的使用性能及使用寿命。     

乳化沥青在新旧路面层间的黏结性能研究

乳化沥青性能的优劣主要取决于沥青乳化剂、稳定剂、改性剂等原材料性能,以及增黏剂的选取与最佳用量的确定。笔者着重探讨了改性乳化沥青加铺在旧水泥路面上时新旧面层间的抗剪性能,通过层间剪切试验和层间拉拔试验检验其作为层间黏结材料的黏结性能,并且与普通乳化沥青及聚合物SBS改性乳化沥青进行性能方面的对比研究,从而验证乳化沥青作为层间黏结材料的功用效果。     

SBR胶乳掺量对改性乳化沥青性能的影响

为研究丁苯橡胶(SBR)胶乳掺量对改性乳化沥青性能的影响,对不同SBR胶乳掺量的改性乳化沥青进行针入度、软化点、延度和储存稳定性试验,并采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)测试了SBR胶乳掺量对改性乳化沥青高低温性能的影响.结果 表明:随着SBR胶乳掺量的增加,改性乳化沥青的延度、软化点及软化点差逐渐增大,针入度降低;相同温度下,随着SBR胶乳掺量的增加,改性乳化沥青的复数模量、车辙因子和蠕变速率逐渐增大,劲度模量、相位角逐渐减小;综合考虑SBR胶乳掺量对改性乳化沥青各项性能指标的影响,SBR胶乳的建议掺量为4％.     

沥青路面粘结层性能研究

通过室内试验,控制不同试验条件,如粘层材料种类、竖向荷载、温度及粘层材料洒布量,研究不同因素对沥青路面层间抗剪强度影响。试验结果表明:沥青路面层间抗剪强度随着竖向荷载增大而增大,在乳化沥青洒布量0.4、0.7kg/m2条件下两者线性相关性高达0.962、0.941;层间抗剪强度排序为:SBS乳化沥青SBR乳化沥青普通乳化沥青;随着乳化沥青洒布量的增加,层间抗剪强度先增加后减小,存在最优洒布量;通过灰色关联分析,竖向荷载、乳化沥青洒布量、沥青温度关联度较大。     

隧道铺装结构及铺装材料的抗剪评价指标分析

为对隧道铺装结构抗剪性能及铺装材料抗剪强度评价指标进行分析,采用BISAR3.0计算软件分析了铺装层厚度、模量及面-基层间结合状态对剪应力的影响。结果表明:适当增加铺装层厚度可有效降低铺装层内部及层间的剪应力,而铺装层模量对剪应力的影响较小;面-基层间状态减弱会导致铺装层内部及层间剪应力增大,且最不利情况向抗剪性能薄弱的面-基层间移动;铺装层内部的最大剪应力及层间剪应力可作为隧道铺装材料抗剪强度的评价指标,能有效控制沥青路面的推挤壅包和剪切破坏等现象。     

钢桥面铺装材料优化设计与工程应用

为了对钢桥面铺装进行优化设计,首先通过有限元力学分析不同厚度、模量的刚度过渡层受力情况,然后对不同铺装材料的模量尽心分析,同时研究材料模量与荷载因素对应力应变的影响。结果表明,随着刚度过渡层模量和厚度的增加,顶面的拉应变显著降低,而且拉应变沿铺装层厚度方向分布的趋于平缓,突变减小;铺装层底面、铺装层顶面拉应变与刚度过渡层厚度基本成线性关系。环氧沥青混凝土在整体温度区域上弯拉模量显著高于SBS改性沥青SMA,TAF环氧沥青混凝土的弯拉模量显著高于Chem Co环氧沥青混凝土;随温度的升高,各种材料的模量逐渐降低;环氧沥青材料的应力随模量增加而降低;环氧沥青铺装结构的横向拉应变和层间剪应力受超载影响显著。海湾大桥环氧沥青钢桥面铺装得到较好的工程验证。     

渗固粘层材料室内试验研究及性能评价

为解决普通粘层层间结合效果不好的问题并开发新型高性能粘层材料,通过渗透深度试验和渗水试验,评价了水性环氧树脂-乳化沥青混合液、单一乳化沥青这2种粘层材料的渗透效果及防水性能,并据此确定了水性环氧树脂-乳化沥青混合液的最佳配比;通过剪切试验、拉拔试验和加速加载试验评价了使用上述2种粘层材料试件的层间接触条件改善效果及路用性能.结果显示:采用水性环氧树脂-乳化沥青混合液作为粘层材料,其渗透、表面固化及层间结合效果显著;与现有的单一乳化沥青粘层相比,其层间黏结性能大幅提高,且受运料车轮载的影响比较小,可以作为新一代粘层材料.     

高等级公路沥青路面剪应力分布研究

基于线弹性层状体系理论，采用路面结构有限元法，主要探讨高等级公路沥青路面剪应力的分布规律及其影响因素。数据分析结果表明：在各结构层材料性能和厚度允许选择范围内，最大剪应力均分布在距路表3cm深度范围内；影响剪应力大小的最主要的因素是沥青层模量、泊松比和基层模量。通过计算数据与试验测试抗剪强度对比分析可知：对于普通三层沥青层面层结构，上面层和中面层应进行剪应力验算，且验算时需找到准确的计算点位才能得到各层内最大剪应力值。     

SBR改性乳化沥青在高速公路工程中的应用

对SBR改性乳化沥青和普通乳化沥青、热沥青的物理力学性能进行了比较，分析了SBR改性乳化沥青的自身特性，介绍了SBR改性乳化沥青的生产工艺，以利减少路面损坏，提高路面使用寿命。     

基于灰熵法的隧道路面沥青层剪应力影响因素

利用灰关联熵分析法研究了沥青层厚度、水平荷载、竖直荷载及模量对隧道路面沥青层剪应力影响的显著程度,研究表明,水平荷载作用是影响沥青层剪应力的主要因素,对隧道内车辆运营控制及沥青层材料选择提出建议,从而为隧道路面设计及运营控制积累经验。     

不同改性乳化沥青及其冷拌冷铺混合料性能研究

采用先乳化后改性方法制备SBR、SBS、水性环氧树脂(WEP)、VAE四种改性乳化沥青,基于改性乳化沥青蒸发残留物针入度、5℃延度、软化点、黏韧性试验确定最佳改性剂掺量,基于室内试验对比分析不同改性乳化沥青及其混合料的性能。结果表明,掺加SBR、SBS、WEP、VAE四种改性剂均可以显著提高乳化沥青的高温性能和黏韧性,并能显著提高乳化沥青混合料的力学性能、路用性能、抗疲劳性能和高温长期稳定性。建议用于乳化沥青改性剂时,SBR、SBS、WEP、VAE四种改性剂用量以不超过5%为宜。     

原材料对乳化沥青性能影响

为了研究SBR胶乳、乳化剂等原材料对改性乳化沥青性能的影响,对不同胶乳和乳化剂掺量下乳化沥青性能进行分析。结果表明:SBR胶乳掺量的增加使乳化沥青蒸发残留物粘稠性增大;乳化剂对乳化沥青储存稳定性和分散性有显著影响;乳化剂掺量以乳化沥青胶束达到临界状态为宜。     

SBR改性乳化沥青路用性能影响因素研究

为了研究基质沥青、SBR改性剂、乳化剂等原材料对SBR改性乳化沥青性能的影响,对不同基质沥青及不同SBR改性剂和乳化剂掺量下的SBR改性乳化沥青路用性能进行分析。结果表明:SBR胶乳掺量的增加使改性乳化沥青蒸发残留物低温性能和高温性能增强;乳化剂对改性乳化沥青储存稳定性有显著影响。     

面板堆石坝挤压式边墙与面板接触面力学特性研究

采用试验方法研究了不同的挤压式边墙表面处理措施对挤压式边墙与面板接触面力学特性的影响规律。针对挤压墙表面的不同措施进行了大型接触面剪切试验,测量了接触面的应力应变关系,分析了主要影响因素。结果表明:采用填料可以减小接触面的峰值剪应力,其中乳化沥青、乳化沥青与砂聚合物、PE膜的效果接近,沥青油毡的减小摩擦效果更为显著。不采用填料或者采用乳化沥青、乳化沥青与砂聚合物、沥青油毡等填料时,接触面的力学特性都表现出类似于理想弹塑性的特性,采用PE膜填料的接触面表现出较明显的应变软化。Clough-Duncan模型能较好地模拟接触面的起始剪切段,但当剪应力较大并接近峰值时模型预测与试验结果表现出一定差距。建议了一个模拟该类接触面主要力学特性的修正理想弹塑性模型,其参数少且易于确定,模型的模拟结果与试验结果也较为符合。     

水性环氧树脂改性乳化沥青在公路养护中的应用

介绍采用水性环氧树脂乳液改性乳化沥青的制备过程,并对改性前后乳化沥青的低温、高温性能以及耐久性能进行了测试,结果表明,经水性环氧树脂乳液改性后的乳化沥青,其各项性能均优于普通乳化沥青。改性乳化沥青是公路养护的一种新材料,探讨其在道路路面裂缝、稀浆封层、透层和粘层以及石屑罩面等方面的应用。     

砂砾石垫层料与混凝土面板接触面特性的大型单剪试验研究

采用自主研制的低摩阻叠环式双向静动剪切试验机,考虑面板与垫层间喷涂和不喷涂乳化沥青两种情况,进行混凝土面板与砂砾石垫层料之间的大型剪切试验,研究混凝土面板与垫层料接触面的力学特性,基于Clough和Duncan非线性弹性本构模型整理出接触面模型参数,并探讨了乳化沥青在接触面剪切变形中的作用机制。研究表明:①不喷涂乳化沥青时,接触面应力随着剪切位移的增加逐渐变大,接触面剪应力与位移呈现出很好的双曲线关系。喷涂乳化沥青时,接触面剪应力与剪切位移在峰值强度前呈现出很好的双曲线关系,在峰值强度后,呈现出一定的应变软化特性,法向应力越低,表现越为明显;②两种情况下,随剪切位移的增加,上盒土体变形逐渐发展,并由上到下逐渐增加,最大的相对错动位移均发生在混凝土面板与垫层之间的接触面处,表明接触面的抗剪强度小于砂砾石垫层的抗剪强度;③法向应力对叠环的剪切位移有较大影响,法向应力越大,同一高度处叠环的剪切位移越大;在相同的剪切位移和法向应力作用下,喷涂乳化沥青时叠环水平位移均小于不喷涂时叠环水平位移;④乳化沥青对接触面的力学参数有很大的影响,采用Clough和Duncan非线性弹性本构模型拟合时,与不喷涂乳化沥青时相比,喷涂乳化沥青的接触面其劲度系数、指数及强度指标均有大幅度降低,剪切过程中乳化沥青形成了完整的过渡层来隔离砂砾石垫层料和混凝土面板的直接接触,并起到很好的阻隔–润滑效果。     

浅谈乳化沥青稀浆封层在"水稳"养生中的应用

通过分析水稳基层强度增长的要素和病害成因，介绍了利用乳化沥青稀浆封层做“养生”的具体方法，并就其养生的优越性进行了阐述，指出利用乳化沥青稀浆封层养生所具有的显著功效。     

超高性能轻型组合桥面沥青磨耗层界面抗剪性能研究

为研究沥青磨耗层-UHPC层间抗剪性能，基于剪切破坏能量分析原理，提出剪切断裂能计算方法；针对新、旧两种界面状况，开展沥青磨耗层-UHPC层间斜剪试验，得到荷载-界面位移全过程曲线；通过模拟不利环境复合试件老化过程，研究新、旧界面抗剪性能劣化规律；探究重铺磨耗层黏结剂用量对于修复效果的影响。研究表明：剪切断裂能综合反映层间剪切强度和剪切推移量的大小，能够更加全面地表征层间抗剪特性；荷载-界面位移全过程曲线呈现出四个阶段；在水损害、高温湿热、氯盐侵蚀等不利自然环境下，复合试件层间抗剪性能劣化规律具有相似性，但老化程度存在差异，环境影响排序为：水损坏＞氯盐高湿＞湿热环境；修复过程中黏结剂的用量对于修复效果影响显著，建议采用0.7kg/m2的黏结剂用量；旧界面试件的剪切强度、剪切断裂能均小于新界面试件，两者差值随着循环次数增加而逐渐增大，修复后层间耐老化性能有所降低。     

乳化沥青-水泥稳定碎石半柔性基层沥青路面力学性能研究

本文针对干线公路沥青路面防治反射裂缝的需求,开展了抗裂嵌挤型水泥稳定碎石沥青路面结构研究。通过路面结构力学分析模型的建立,研究半柔性基层层底拉应力、剪应力、弯沉与基层模量、厚度、结构层之间界面联结能力等因素的关系,得出半柔性基层代替半刚性基层有利于提高路面的抗裂能力等有益结论,并通过江苏省237省道工程的工程实践,证实16cm乳化沥青-水泥稳定碎石用于上基层,或两层16cm乳化沥青-水泥稳定碎石基层满足路面结构设计要求。