沥青路面水损害评价方法综述

论述了沥青路面水损害产生的机理;探讨了目前广泛使用的沥青路面水损害评价方法, 即室内试验分析方法和沥青路面超孔隙水压力的理论分析方法;并对高频、高压动水压力新方法来评价沥青路面的水损害的应用前景进行了展望;最后对各种方法进行了总结, 指出今后需要重点解决的问题。     

表演水池鱼跃浪压力计算与试验

海洋馆内表演水池的透明亚克力板跨度大,侧向刚度低.虎鲸表演形成的动水压力会引起亚克力板向外变形,其量值对亚克力板的变形控制而言是关键因素.开展了表演水池鱼跃浪的缩尺模型试验,测得动水压力.与规范公式比较,提出了表演水池鱼跃引起动水压力的计算方法.还采用实测动水压力对鱼跃过程中亚克力板的受力变形进行了有限元数值模拟.试验和计算结果表明:鱼跃动水压力使亚克力板产生的侧向位移最大达到静水压力位移的88.6%,在设计时值得重视.     

沥青混凝土路面水损害现象原因分析与防治措施

半刚性基层沥青路面在结构层内含水情况下,车辆行驶过程中产生动水压力,使沥青路面形成坑洞或唧浆、形变、网裂等病害现象。本文针对水损害的形成原因进行了分析并提出相应防治措施。     

基于格子Boltzmann方法的动水压力下透水沥青路面渗流特性研究

为预防和解决透水沥青路面在动水压力下渗流堵塞等“水损害“问题,研究细观尺度下水在沥青路面中的渗流特性及相关机理已成为关键科学问题。本文参考试验级配方案,应用蒙特卡罗方法,建立开级配抗滑层OGFC-13沥青混合料的3种工况二维细观模型。基于多松弛格子Boltzmann方法,从细观层面模拟分析了集料粒径、多孔介质空隙率以及动水压力变化对透水沥青路面渗透率的影响。结果表明：空隙率、粒径越大则沥青混合料渗透率越大;当动水压力在0～1500 Pa范围时,平均流速与压强梯度严格成线性关系,达西定律适用;当动水压力在15 000～45 000 Pa范围时,Darcy定律计算得到的平均速度偏大。     

沥青路面水损害研究综述

在我国,尤其是南方多雨地区,沥青路面水损病害严重危及行车安全性、舒适性与服役寿命。该文从沥青—集料界面粘附性能与路面结构水损害机理两个方面对沥青路面水损害机理研究进展进行了系统、深入的阐述,为沥青路面水损处治方式的进一步研究提供基础理论与参考。基于沥青—集料界面破坏理论与路面动水压力计算结果,寻求沥青路面水损害破坏薄弱环节,进行针对性的沥青混合料材料组成设计,探索路面水损害处治有效措施,是后续沥青路面水损害研究的关键所在。     

渡槽地震动水压力及表达式数值研究

基于流固耦合动力分析理论,采用数值模拟方法,对输入波形式、上部结构槽数及下部排架高度等若干渡槽设计因素进行数值计算分析,研究地震激励下渡槽动水压力特性。结果表明:单、多槽侧壁动水压力分布规律基本相同,多槽中壁动水压力数值约为侧壁的2倍。传统渡槽抗震计算采用Westergaard动水压力修正解析解,但其仅考虑单槽槽身结构,而数值计算结果表明排架高度对渡槽动水压力影响较大;基于常用排架渡槽有限元模型数值计算,拟合出包含下部排架高度参数的动水压力公式,可供渡槽抗震设计参考。     

考虑表面波影响时挡水结构的动水压力

根据流体运动的普遍方程建立了水体表面的一般条件,研究了水平简谐地面运动时挡水结构的动水压力,所建议的分析方法能够考虑表面波影响、水体可压缩性、库底材料吸收效应等各种因素作用,具有统一的计算格式和较高的计算效率．通过算例,讨论了库水表面波对动水压力的影响．结果表明,在低频干扰下,表面波的影响甚大,特别是对低水头挡水结构的动水压力影响更为显著．     

基于SBFEM的坝-库水相互作用分析

将W o lf和Song提出的比例边界有限元法(sca led boundary fin ite e lem en t m ethod,简称SBFEM)应用于坝-库水相互作用分析.在库水不可压缩假定的前提下推导了坝面动水压力与附加质量矩阵的基本方程.二维重力坝和三维拱坝坝面动水压力的算例表明,与有限元法比较,SBFEM计算精度明显提高,同时由于具有降维的特点,计算工作量也在很大程度上有所节约.还分析了库底和水面坡度变化以及水库边界形状适当变化对动水压力分布和数值大小的影响.结果表明,一般情况下水库边界的变化对动水压力的分布形状基本上不发生影响,对动水压力数值大小也影响不大.     

库水中淤沙对刚性坝的动水压力影响

用水位移有限元分析库水底部含有淤沙对刚性坝动水压力的影响。将淤沙作为弹性材料,对材料参数和不厚度淤沙对动水压力的影响进行了详细的讨论。     

基于水泵力场效应的水泥混凝土路面现场冲刷试验研究简

针对目前水泥混凝土路面板底脱空处动水压力模拟存在的不足,通过现场试验测定了脱空位置、浸水情况、荷载速度、车辆轴质量、温度差、面板厚度和基层模量等条件下的动水压力大小以及冲刷损失量.结果表明:在交通荷载作用下,第二块板底产生水压力而第一块板底产生抽吸力,致使水流方向与行车方向相反;板角处脱空为最不利脱空位置;随着注水量的增加,动水压力呈线性增长;随着车辆轴质量的增加,动水压力呈指数增大;当后轴重力从38.2kN增加到68.2kN,动水压力增幅约110%;随着行车速度和温度差增加,动水压力呈线性增长;随着面板厚度和基层模量的增加,动水压力分别呈线性递减和乘幂减小.?更多还原     

考虑表面波影响时挡水结构的动力压力

根据流体运动的普遍方程建立了水体表面的一般条件，研究了水平简谐地面运动时挡水结构的动水压力，所建议的分析方法能够考虑表面波影响、水体可压缩性、库底材料吸收效应等各种因素作用，具有统一的计算格式和较高的计算效率，通过算例，讨论了库水表面波对动水压力的影响，结果表明，在低频干扰下，表面波动影响甚大，特别是对低水头挡水结构的动水压力影响更为显著。     

提高沥青混合料抗水损害新技术

由于动水压力是目前高速公路沥青路面引发水损害的主要原因 ,因此对沥青与集料界面的粘结作用提出更高的要求。强化冻融劈裂试验表明 ,开发研制的含铬外加剂能够显著提高酸性集料沥青混合料长期抗水损害能力。大量研究表明 ,配位键理论对认识沥青集料界面粘结机理具有重要意义 ,在沥青集料界面上增加难溶于水的离子键和配位键化合物 ,能够较好地解决混合料的水敏感性问题 ,特别是在界面上引入过渡金属阳离子有利于提高混合料的长期抗水损害能力     

弧形闸门面板动水压力计算方法

基于弧形闸门面板动水压力的特性,考虑支铰位置和转动支臂半径对面板水压力的影响,建立计算弧形闸门面板动水压力的半经验半理论公式.通过三个弧形闸门的模型试验结果对公式中的动能修正系数进行拟合,并与规范公式进行分析比较.分析结果表明:该动水压力公式精度较高,使用方便;转动支铰位置和支臂半径均会对面板动水压力产生影响,且面板动水压力存在最小值;在设计阶段可根据实际情况选择合理的弧形闸门支铰位置和转动支臂半径,能够起到减小弧门面板动水压力和降低闸门转动支臂承载力的作用.     

基于光纤光栅的路面动水压力测量试验研究

汽车在有水膜的路面行驶时,动水压力将使汽车发生滑水,这是十分危险的。为了测量路面的动水压力,基于光纤Bragg光栅传感原理设计了一种光纤光栅动水压力传感器,介绍了其压力传感原理,推导了该传感器波长与压力之间的关系式。通过室内标定实验,获得该传感器的压力与光栅波长漂移成良好的线性关系,并埋设于某高速公路路面测量了动水压力。试验结果表明,该传感器稳定性好、抗干扰能力强,适用于路面动水压力的测量。     

动水压力的形成与模拟测量

应用伯努利定理计算得到了理想状态的动水压力理论值，并进行了实际测量．测量结果证实了动水压力的存在，回归分析得到了实测动水压力与行车速度的平方呈正比的关系式．有压条件下渗透性试验结果表明，沥青混凝土在动水压力下的渗透性将急剧增大，对路面的危害严重．     

拱坝坝面动水压力的加权余量解法

本文假定库水为无粘性的不可压缩流体,将坝-水系统作为三维问题.利用加权余量法给出了一种求解拱坝坝面动水压力的计算方法.文中研究了矩形河谷上拱坝坝面动水压力的分布规律,并讨论了河谷宽高比和拱坝中心角等因素对坝面动水压力的影响.算例结果表明,本文所建议的方案简便易行,计算效率高,是求解拱坝坝面动水压力的一种较好方法.     

动水冲刷加速沥青混合料水损坏规律研究

文章研究动水冲刷加速沥青混合料水损坏的规律,设计了长时间浸水的沥青混合料试件的冻融劈裂试验和SMA-13的动水冲刷试验。研究结果表明,静水浸泡试验冻融劈裂强度比(tensile strength ratio, TSR)随浸泡时间的增加而降低,动水冲刷试验TSR随动水压力的增大、冲刷次数的增加而不断降低;冲刷32 400次比冲刷10 800次的TSR降低约9%,与静水浸泡3个月后的TSR降幅非常接近;动水冲刷可以在短时间内使沥青混合料水损坏达到在静态水长期浸泡下的程度,0.1 MPa压力下冲刷21 600次的水损坏效果与浸水3个月的相近。     

动水压力对深水桥梁性能设计的影响

通过一个深水桥墩实例对中国与日本桥梁抗震规范的地震动水压力计算方法进行比较研究,分析规范关于动水压力计算的异同点,计算表明两者结果相差较大. 对桥墩的动水压力进行数值模拟计算,考察动水压力沿深水桥梁高程的分布. 为研究动水压力对桥梁整体结构动力特性的影响,以主跨260 m的牛根大桥为背景建立有限元计算模型,采用附加质量法进行计算. 结果表明,附加质量法求得的位移和弯矩比不考虑动水作用的情况有较大增幅,也表明动水压力对桥梁的性能有较大的影响. 在深水桥梁的性能设计理论与应用领域中,水与桥墩的相互作用问题有必要进行进一步的研究.     

基于COMSOL Multiphysics的路表瞬态动水压力数值仿真分析

针对积水路面行车轮胎产生动水压力易导致水损害和车辆打滑的问题,探索车辆产生滑水风险的速度和路面材料受动水冲刷的损伤过程,以奥迪A4L和陕汽重卡德龙F3000两种型号的车为主要研究对象,运用AH-E型传感器在水泥混凝土路面上实测二者在不同行驶速度下的动水压力;基于COMSOL Multiphysics软件平台建立轮胎-水膜-道面相互作用的流固耦合数值模型,对动水压力的影响因素进行规律性分析,并计算滑水风险速度.结果表明:动水压力随水膜厚度、行车速度和车辆轴载的增加而增大;轮胎-水膜-道面相互作用区域划分为正动水压力区和负动水压力区,二者共同作用,对路面材料产生较强的动水冲刷;随着路表水膜厚度的增加,汽车发生滑水风险的速度不断减小,相同速度下小车比卡车更易发生滑水风险.     

静水压力模式与动水压力模式比较分析

比较静水压力模式与动水压力模式下地下水的作用效果,结果表明,在水平方向上,静水压力的条块合力要大于动水压力的条块合力,两者之间存在cos^2α的倍数差别;而在垂直方向上,静水压力的条块合力要小于动水压力的条块合力,其差值大小为rωS2sin^2α．2种水压模式都是可取的,但在具体应用时,对于静水压力模式,应取快剪或不排水剪指标;对于动水压力模式,则应取用慢剪或排水剪指标．如选用的强度参数合适,2种水压力模式下计算所得的斜坡稳定性系数甚为接近．