多年冻土区低导热沥青混合料设计与试验研究

为降低多年冻土区沥青路面吸热传导引起的冻土融沉病害,采用在沥青混合料中填加低导热材料的方法来改变集料导热系数从而降低沥青混合料导热系数.确定沥青混合料的最佳油石比后,在不改变AC-13沥青混合料矿料级配的条件下进行低导热沥青混合料配合比设计,用填加的生蛭石粉(ZS)将原矿料级配中2.36 mm以下各档材料进行等质量替代,以保证基本力学性能.采用TCI热物性分析仪对ZS掺量(质量分数,下同)分别为0％,4％,6％,8％及10％的沥青混合料试件进行导热系数的测试.结果表明:沥青混合料试件导热系数随ZS掺量的增加,总体呈指数函数递减趋势;ZS掺量为10％的试件导热系数比未掺ZS试件降低了46.27％,降幅最大,且各项路用性能指标均满足规范要求.     

表面涂层对混凝土吸水性能的影响

采用四种表面涂层,以吸水率为评价指标,研究混凝土试件涂刷表面涂层后吸水性能的变化规律。试验结果表明,表面涂层在不同程度上降低了混凝土试件吸水率,其中聚氨酯涂层效果最佳,乳胶涂层效果最差,氟碳涂层、桥梁涂层效果介于聚氨酯涂层与乳胶涂层之间。混凝土试件的吸水率随着涂层涂刷遍数的增加逐渐降低,而降低幅度在减小,根据混凝土结构所处环境,从经济性角度选择适当的涂刷遍数。空白件及涂刷涂层的混凝土试件吸水率均随着水灰比的增大而提高。     

加载波形对粉质粘土塑性变形影响的数值分析

利用建立的三维有限元模型，在动三轴试验验证的基础上，用数值分析的方法研究了不同加载波形对粉质粘土塑性变形的影响。     

基于室内结构试验的半刚性基层开裂数值仿真

为获得半刚性基层沥青路面结构的力学参数并分析其变化规律,设计并修建了大尺度半刚性基层沥青路面结构室内试槽,采用逐级加载方法进行结构内部应力、应变和模量的分层检测与试验.在试验数据的基础上,建立道路三维有限元模型,验证模型正确后进行了承载板数值仿真试验,分析了超载引起的半刚性基层开裂位置、起裂荷载、裂缝状态、应力强度因子和裂缝类型等问题.结果表明:当交通荷载超过起裂荷载时基层裂缝开始出现,沿路面横向基层层底靠近承载板中轴线位置的单元首先开裂,裂缝在行车荷载作用下进一步向上扩展而形成基层横向裂缝;半刚性基层荷载型开裂主要以I型张开型裂缝为主,应力强度因子大小取决于施加的荷载大小、裂缝长度和模型几何尺寸,应重点从合理设计基层厚度、改进基层材料性能和严格控制超载几个方面减少半刚性基层裂缝的产生.     

融沉变形对柔性路面应力应变影响试验研究

为了研究多年冻土地区路基融沉变形对柔性路面力学性能的影响,采用松铺土和埋设工业冰块2种冻土路基融沉变形模拟方法,修建室内大尺度柔性路面结构试槽并逐层埋设传感器.采用承载板试验方法进行柔性路面面层和基层应力应变检测,通过检测数据的分析得出了融沉变形对柔性路面应力应变的影响规律.结果表明:松铺土测点和埋设工业冰块测点面层与基层层底应变相比正常测点均显著提高,融沉测点面层比正常测点承受了更多的压应力.融沉变形对各层层底应变特别是基层层底应变的非线性特征影响较大,幂函数可以很好地描述其非线性变化规律.研究成果将为冻土地区柔性路面设计提供参考.