模型再生混凝土单轴受压应力分布特征

根据再生混凝土各相材料的力学特性,对模型再生混凝土进行细观数值分析,获取模型再生混凝土单轴受压下内部应力分布特征.通过变参数分析,讨论不同天然骨料、界面过渡区和老硬化砂浆的力学参数对模型再生混凝土应力分布特征的影响.结果表明,模型再生混凝土天然骨料之间的新老界面过渡区处存在拉应力和剪应力集中现象;天然骨料弹性模量增大,应力集中现象愈加明显,界面过渡区弹性模量增大,应力集中现象则逐渐减弱,老砂浆弹性模量增大应力集中特征变化不大.     

水泥乳化沥青混凝土胶浆-集料界面微观结构

论述了水泥乳化沥青混凝土性能及胶浆-集料界面微观结构的研究进展,探讨了界面微观结构研究中存在的问题,提出了水泥在界面微观结构中的功能,展望了界面微观结构的研究方法和发展方向.研究结果表明:胶浆-集料界面微观结构直接影响混凝土整体性能,水泥能够明显改善界面微观结构;应针对有机和无机结合料共同特点,综合现行微观试验手段,建立胶浆-集料界面微观结构模型,通过界面微观结构全面预测和改善混凝土宏观路用性能.     

乳化橡胶沥青水泥混凝土性能的试验研究

采用在粗集料和水泥砂浆之间引入橡胶沥青界面相的方法，开发出了一种新型有机无机复合半刚性路面材料——乳化橡胶沥青水泥混凝土（ＥＲＡＣＣ）．通过近干根试件的压缩、弯拉、干缩、温缩、磨耗及疲劳试验，较全面地评价了该材料使用性能的变化规律．试验结果表明，ＥＲＡＣＣ是比水泥混凝土和沥青混凝土更具应用前景的半刚性路面面层新材料     

环氧沥青混合料细观尺度水损坏特性

基于细观尺度技术研究环氧沥青混合料(EA)早期水损破坏的力学特性,建立集料-黏结界面-沥青砂浆平面细观力学有限元模型.引入内聚力模型(CZM)对集料与沥青砂浆界面进行离散,模拟EA在水分渗透过程中集料与沥青砂浆界面裂缝的萌生、扩展直至失效的过程,分析载荷与水分耦合作用下EA出现集料剥离与裂缝的力学特性.研究表明:EA的力学响应受材料含水率的影响很大,剥落主要发生在体积较大且形状不规则的集料周围;材料含水率增加会加剧沥青混合料水损破坏的程度,集料剥离呈快速增大趋势;集料四周薄弱界面区域内的沥青砂浆在受力上最为不利,极易出现水损病害.集料体积特征对EA水损破坏存在较大的影响,应控制过粗集料在混合料中所占比例.     

乳化橡胶沥青水泥混凝土性能的试验研究

采用在粗集料和水泥砂浆之间引入橡胶沥青界面相的方法，开发出一种新型有机无机复合半刚性路面材料－乳化橡胶沥青水泥混凝土。通过近于根试件的压缩，弯拉，干缩，温缩，磨耗及疲劳试验，较全面地评价了该材料使用性能的变化规律。     

不同替代率再生骨料水泥稳定碎石性能研究

将废旧水泥混凝土再生集料用于水泥稳定碎石基层,实现基层再生集料的全替代,是路面绿色化建设的目标。该文中对比研究了天然集料和不同替代率下再生集料水泥稳定碎石的性能,试验结果表明：再生集料的物理性能（表观密度、含泥量、压碎值、吸水率等）都低于天然集料,但符合规范要求。随着水泥稳定碎石中再生集料占比增加,全再生集料混合料比天然集料混合料最大干密度所需最佳含水率增加了20.6%;再生集料水泥稳定碎石的7 d和28 d无侧限抗压强度呈下降趋势,与天然集料水泥稳定碎石对比,全替代再生集料水泥稳定碎石7 d和28 d强度分别下降36.2%和28.5%。研究表明再生集料基层能够满足建设要求,为工程应用提供了借鉴。     

纳米偏高岭土对铁尾矿砂-再生混凝土抗压性能影响及微观结构分析

为综合利用固体废弃物,以再生粗骨料部分取代天然骨料、以铁尾矿砂部分取代天然砂分别作为粗、细骨料,同时以纳米偏高岭土（NMK）部分取代水泥作为胶凝材料制成铁尾矿砂-再生混凝土（IRC）,进行立方体抗压强度试验,探究NMK对IRC抗压强度的影响。利用扫描电镜（SEM）及氮吸附法（BJH）研究再生混凝土微观结构的变化规律。研究结果表明：铁尾矿砂取代率的增加会提高再生混凝土强度变化率,且取代率越大,抗压强度变化率越高;适量掺入NMK可以提高再生混凝土的抗压强度,当NMK取代率为5%时,抗压强度最大;掺入适量的NMK可以通过促进二次水化反应生成大量的C-S-H凝胶,提高砂浆内部及砂浆与骨料之间的密实度,提升界面过渡区强度,优化内部孔隙结构,进而提升IRC的抗压强度。     

再生集料水泥混凝土的路用性能研究

废弃混凝土经过破碎后形成再生粗集料(粒径5.0～30.0 mm),作为一种再生资源,应用于道路工程的水泥混凝土路面,不仅有利于环境保护,同时降低了工程造价。通过实验,研究了再生粗集料的力学性能,设计了再生集料水泥混凝土配合比,分析了再生集料水泥混凝土的强度以及干缩性、抗冻性、耐磨耗等路用性能,并在大同市省道206(大运线)的改建工程中修筑了试验路,试验段两年多来使用效果良好。研究结果表明,利用再生集料混凝土修筑水泥路面,能够满足水泥混凝土道路的技术要求。     

再生粗集料对混凝土性能的影响

为了研究再生粗集料的强度和砂浆附着率对混凝土性能的影响,采用对比试验,以再生粗集料的强度和砂浆附着率为变量配制C50强度等级混凝土,并对C50混凝土的工作性、强度和耐久性进行研究．结果表明,再生粗集料砂浆的附着率对再生粗集料的基本性质影响比较显著．再生粗集料的砂浆附着率对混凝土强度的影响变化不大,而对混凝土的塌落度、碳化深度和电通量影响比较显著．     

陶瓷废料在水泥混凝土路面中的应用可行性分析

为解决中国陶瓷产业中的陶瓷废料再生利用问题,以梧州市陶瓷产业园的陶瓷废料作为研究对象,对其在水泥混凝土路面中的性能进行研究.利用陶瓷废料的表观密度比,线性替换碎石集料进行陶瓷水泥混凝土的配合比设计;系统研究了不同掺量的陶瓷骨料水泥混凝土力学强度、干缩性能、耐磨性能、抗渗性能影响规律和界面性能.结果表明,陶瓷掺量在50％ ～70％时,其力学性能比普通水泥混凝土更好;抗渗性能和坍落度较差;陶瓷与水泥砂浆的界面强度大于水泥与碎石的界面强度,与水泥结合性能良好.     

再生混凝土受压细观损伤尺寸效应分析

在细观层次上建立由天然骨料、旧界面、旧水泥砂浆、新界面和新水泥砂浆组成的再生混凝土五相随机骨料模型.对建立的模型进行单轴压缩和损伤断裂的细观数值模拟,研究尺寸效应对细观损伤和力学性能的影响.结果表明:随着试件尺寸从75 mm×75 mm增加到100 mm×100 mm和150 mm×150 mm,试件抗压强度分别下降了4.5%和8.3%;在所有试件中,初始损伤和拉剪应力都先集中出现在内界面区,但随着尺寸的增大,试件最终的损伤值也随之降低.     

路面结构极限承载能力分析

针对某公路路面的早期损坏,进行了超载车辆的轴重及其轮胎接地面积和压力的调查.基于实际轴载的作用图式,分别应用弹性层状体系理论和弹性薄板理论有限元法分析了重荷载作用下,该公路沥青路面和水泥混凝土路面结构的力学响应.按照起决定作用的各结构层材料抗拉强度确定两种路面结构类型的极限承载能力,初步建立了分析路面结构极限承载能力的方法.分析结果表明,沥青路面早期损坏的根本原因是过大轴载对路面结构的一次性加载破坏,而不是轴载重复作用的疲劳破坏,按现行规范设计确定的水泥混凝土路面结构的极限承载能力明显高于沥青路面结构的极限承载能力.     

RAP粒径对水泥稳定再生混合料的性能影响研究

为了研究旧沥青混凝土对水泥稳定再生混合料的性能影响,拟定了4种粒径范围的RAP替代相同粒径范围的RBP集料,对比采用骨架密实级配和悬浮密实级配的再生混合料,通过室内力学试验进行分析,并利用电子显微镜对RAP替代不同粒径RBP的混合料界面进行观察.试验结果表明:采用骨架密实和悬浮密实级配的混合料,当RAP替代粒径大于4.75mm,随着RAP替代粒径的增大,再生混合料的强度、模量均有明显降低,干燥收缩系数逐渐增大.粒径范围为2.36~4.75mm的RAP集料替代相同粒径范围的RBP集料,采用骨架密实级配的水泥稳定再生混合料,强度和模量降低幅度较小,同时干燥收缩系数有明显提高,RAP粒径越小,RAP与RBP界面融合程度越高.     

再生骨料混凝土耐久性能影响因素研究

简单破碎再生骨料混凝土的需水量很大,导致混凝土的收缩大、氯离子渗透系数大、碳化速度快以及抗冻性差等弱点.骨料颗粒整形技术可以除去骨料表面粘附的水泥石,减少表面微裂缝使得再生骨料变得圆滑,显著降低需水量,混凝土的收缩性能、抗氯离子渗透性、抗碳化性能和抗冻性能均显著改善,改善了再生骨料混凝土的耐久性能.     

水泥路面板再生集料基层沥青路面性能预测

通过室内试验分析了旧水泥路面板再生集料的技术指标,获取再生集料半刚性基层相关性能。研究结果表明旧水泥路面板再生集料具有良好的路用性能。在此基础上,笔者运用路面设计软件AASHTO 2002 M-E PDG对再生集料半刚性基层沥青路面进行性能预测,讨论新建沥青路面结构组合的可行性,从而为实际工程应用提供理论依据。     

沥青混凝土断裂性能模拟研究

沥青混凝土开裂是沥青路面的主要病害之一。采用标准半圆形弯曲梁(SCB)试验及有限元模拟对沥青混凝土断裂机理进行研究。结合内聚力单元法与随机骨料建模技术对沥青混凝土断裂行为进行模拟仿真,通过生成随机骨料模型,探究骨料随机分布对沥青混凝土断裂行为的影响。结果表明:该模拟方法考虑了骨料对裂缝扩展的影响,能够有效地预测沥青混凝土的断裂行为,对沥青路面设计具有指导意义。     

水泥混凝土路面沥青缓冲封层的力学分析

新修订的《公路水泥混凝土路面施工技术规范》(JTG F30)版本中提到了关于水泥混凝土路面设置沥青缓冲封层的技术,但是目前国内外关于水泥混凝土设置沥青缓冲封层的力学分析仍未完善,本文利用三维有限元方法计算静力荷载下路面力学响应情况。通过设置沥青缓冲封层的水泥混凝土路面与普通水泥混凝土路面对比,同时改变沥青封层厚度找出与路面力学响应的规律以及影响程度。从而得出了沥青缓冲封层对提高路面结构力学性能的依据。通过不同厚度沥青封层力学分析,再综合造价以及工程实际情况,提出了将沥青封层厚度控制在3-5cm的建议,分析结果对水泥路面沥青缓冲封层的设计以及施工应用提供一定的参考。     

旧混凝土板粒石化再生骨料吸水特性研究

为了揭示旧混凝土板粒石化再生骨料吸水率的特性,根据粒径和砂浆裹附量对粒石化再生粗骨料进行分类,首先从粒石化再生骨料颗粒角度探讨粒石化再生骨料颗粒的吸水规律和影响因素,通过SEM(扫描电子显微镜)电镜扫描试验分析其原因,然后根据粒石化再生分类骨料与粒石化再生粗骨料的数量关系,通过数学演绎推导的方法进一步探讨粒石化再生粗骨料的吸水规律和影响因素。研究结果表明:砂浆裹附量和级配对粒石化再生骨料吸水率产生重要影响,裹附砂浆造成了再生骨料复杂多孔的表面结构,从而使得再生骨料具有独特的吸水特性。同时由于不同破碎工艺对旧水泥混凝土的破碎和砂浆处理程度不同,证明了破碎工艺的重要性。     

参数变化对沥青加铺层结构应力的影响分析

交通荷载及温度变化是引起旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的两大因素.交通荷载主要引起加铺层剪切型反射裂缝,温度变化主要引起加铺层张开型反射裂缝.采用三维有限元方法分析了轴载、温度变化幅度及加铺层模量、厚度等参数变化对旧水泥混凝土路面沥青加铺层的荷载应力、温度应力及耦合应力的影响程度,为沥青加铺层的设计方法提供了依据.     

模型再生混凝土二维氯离子扩散细观数值模拟

根据再生混凝土各相介质Cl-扩散率和几何参数建立了数值模型,对模型再生混凝土二维Cl-扩散性进行数值模拟,研究了再生混凝土的Cl-扩散特性.通过变化再生粗骨料取代率、新(老)硬化水泥砂浆扩散率、老硬化水泥砂浆厚度以及界面过渡区(ITZ)扩散率对再生混凝土中Cl-扩散性能进行了对比分析.结果表明:模型再生混凝土内部Cl-浓度非均匀分布,Cl-浓度沿着扩散深度波浪式下降,再生粗骨料取代率、水泥砂浆、ITZ等的变化对Cl-浓度的影响随着扩散深度的增加而逐渐变大,且在ITZ处的影响较为明显.