夹心保温外墙板连接件力学性能试验

目的研究三种不同形式玻璃纤维筋连接件的弯锚锚固能力、弯锚抗拉强度和弯锚抗剪强度,为使这三种连接件早日应用于夹心保温外墙板实际工程提供依据.方法采用自行设计的多组混凝土试件,首先对玻璃纤维筋进行直锚拉拔试验,然后对三种连接件进行弯锚拉拔试验,最后进行剪切试验,通过试验数据和试验现象分析三种连接件的力学性能.结果璃纤维筋拥有很高的抗拉强度和直锚锚固性能,最大拉应力值高达532 MPa.连接件端部弧度越大,连接件越容易发生剪切破坏,抗拉强度就越低,其中U型连接件的抗拉强度最强.V型(45°)连接件的开裂位移和极限位移最小,U型连接件的开裂荷载和极限荷载最大.结论玻璃纤维筋具有良好的力学性能,可充当预制夹心保温外挂墙板内部一种连接件.     

短切玄武岩纤维混凝土的力学性能试验研究

通过力学性能对比试验,研究了短切玄武岩纤维对混凝土试件破坏模式及力学性能的影响. 结果表明,短切玄武岩纤维混凝土的破坏呈明显的延性特征,玄武岩纤维显著提高了混凝土的抗弯拉强度和弯曲韧性,短切玄武岩纤维混凝土试件的弯拉强度较基体混凝土提高了61.4%,其弯曲韧性指数是基体混凝土的5.6倍;同时,玄武岩纤维延缓了混凝土抗压、抗拉强度的发展,短切玄武岩纤维混凝土试件的7天抗压、劈裂抗拉强度分别是其28天强度的78.7%、66.1%,而基体混凝土试件的7天抗压、劈裂抗拉强度分别是其28天强度的92.8%、69.8%.     

路面加铺后旧沥青混合料的疲劳性能

针对老路面沥青层在加铺前后的不同受力状态,提出了两级荷载疲劳试验研究加铺后老路面沥青混合料疲劳性能的思路.通过小梁试件的室内两级荷载疲劳试验,获得了几种常用沥青混合料的二次疲劳方程,并在考虑室内与野外疲劳寿命差异的基础上,建议方程修正系数取1200.推荐了老路沥青层混合料抗拉强度结构系数供加铺设计参考.研究表明:沥青混合料二次疲劳方程与常规一级荷载疲劳方程具有相同的型式,且两者疲劳曲线的斜率没有变化,但由于一级荷载损伤的不同,二次疲劳曲线的位置有不同程度的下移;推荐的老路沥青层混合料抗拉强度结构系数克服了现有规范中沥青混合料抗拉强度结构系数不能用于老路沥青层底拉应力验算的缺陷,可直接用于加铺层设计或验算.     

组合纤维沥青混凝土的抗裂性能试验

目的为提高沥青混凝土路面的抗裂性能,研究聚丙烯纤维和玻璃纤维格栅组合对沥青混凝土抗裂性能的影响规律.方法以AC-16沥青混凝土为例,在配合比设计基础上进行纤维沥青混凝土的劈裂试验和弯曲试验,得到聚丙烯纤维和玻璃纤维格栅的最佳组合方式.通过车辙试验,分析组合纤维混凝土的高温性能.结果确定粒径10～20 mm碎石、5～10 mm碎石、石屑和矿粉4种矿料配合比,质量分数分别为29%、29%、39%和3%.最佳油石比为5.17.聚丙烯纤维最佳掺量为0.20%,抗拉强度提高5.63%.玻璃纤维格栅铺设距离底面10 mm的位置时效果最佳,抗拉强度提高到了6.25 MPa.最佳组合纤维沥青混凝土的动稳定度提高到了1 750.9次/mm.结论确定了有利于阻止沥青混凝土开裂的最佳纤维组合形式,聚丙烯纤维和玻璃纤维格栅均可有效提高沥青混凝土的抗拉强度.     

湿热地区水性环氧树脂对桥面板混凝土疲劳性能的改善

为解决湿热地区桥面板混凝土抗弯拉强度和抗疲劳性能不足的问题,对浆体进行水化热测试,分析水性环氧树脂掺量对水泥水化过程的影响规律;在室内模拟湿热地区桥面板混凝土工作环境,设计抗弯拉强度试验和疲劳试验,研究水性环氧树脂掺量对桥面板混凝土抗弯拉强度和疲劳性能的影响,并对其疲劳寿命采用S-N曲线进行拟合,研究应力水平S与疲劳寿命N间的关系;采用扫描电镜(SEM)观测浆体内部结构变化及混凝土界面过渡区微观形貌,从微观角度对水性环氧树脂改性桥面板混凝土疲劳性能进行剖析。试验结果表明:水性环氧树脂能够降低浆体水化放热速率和放热总量,起到延缓水泥水化的作用,有利于避免因水化热过高导致混凝土早期开裂;水性环氧树脂明显提高了桥面板混凝土抗弯拉强度且延长了疲劳寿命,当水性环氧树脂掺量(质量分数,下同)为3%时,改善效果最明显,7 d抗弯拉强度较普通混凝土提高20.4%,同时在0.75应力水平下,疲劳寿命也提高了1.7倍,S-N曲线可较好预估水性环氧树脂改善桥面板混凝土在不同应力水平下的疲劳寿命分布;水性环氧树脂改性桥面板混凝土内部分布着无规则形状的聚合物膜,与水泥石形成致密网状复合结构,增加了桥面板混凝土的黏聚性与保水性、细化了混凝土孔结构并可使混凝土界面过渡区更加紧实致密,有利于改善桥面板混凝土疲劳性能。     

旧砼路面上沥青加铺层疲劳开裂的损伤力学分析

运用疲劳损伤力学-有限元方法,对旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层进行疲劳损伤断裂全过程数值模拟计算分析,系统地探讨地基支承条件、接缝(裂缝)传荷能力、沥青混凝土加铺层厚度以及加筋作用等因素对沥青混凝土加铺层疲劳开裂的影响.研究结果表明,接缝传荷能力对沥青混凝土加铺层疲劳开裂影响最为显著,它决定了裂缝的起源、裂缝发展方向以及加铺层疲劳开裂寿命;而加筋材料能有效地改善接缝位置加铺层的受力状态,从而延长加铺层疲劳寿命.与现场观测资料进行对比的结果表明,所开展的疲劳损伤分析是合理的.     

超高性能混凝土国内外研究进展

综合阐述了超高性能混凝土的配制技术、力学性能(抗压性能和抗拉性能)、构件受力性能与设计、耐久性。结果表明:为了使超高性能混凝土达高强的目的,须在降低水灰比的基础上提高堆积物的密实度。超高性能混凝土具有较高的抗拉性能;其轴心抗拉强度、劈裂抗拉强度与抗折强度分别多在3~15 MPa、4~40 MPa与10~48 MPa范围内;且抗折强度具有明显的尺寸效应。4倍钢筋直径为试验测定UHPC与高强钢筋之间粘结强度的合理埋长;且粘结强度取决于能够桥接任何由荷载作用产生的裂缝的钢纤维数量。对UHPC梁进行抗弯性能分析时,建议受拉区拉应力取0.25倍RPC抗拉强度,考虑RPC拉应力对正截面抗弯承载力的贡献。随着剪跨比的减小及配箍率、纵筋率、钢纤维体积率等的提高,RPC梁的抗剪承载力不断增大。大偏心受压下,纤维有效抵制了UHPFRC柱的拉伸开裂,使试件产生延性破坏。与普通混凝土相比,超高性能混凝土具有更强的耐久性能。     

高应变强化超高性能混凝土T形梁抗弯承载力

为探究配筋高应变强化T形超高性能混凝土(UHPC)梁的抗弯承载力计算方法,对5根梁试件进行了三分点加荷纯弯试验,试件变化参数为配筋率和配筋强度.绘制了钢筋与高应变强化UHPC的荷载-挠度曲线,将T形梁破坏过程分成3个阶段:弹性阶段、裂缝发展阶段、持荷至破坏阶段.与普通混凝土梁不同的是,在高应变强化UHPC梁体达到极限承载力时,受拉区UHPC对抗弯承载力有贡献作用;同时,受压区UHPC应力-应变依然为线性关系.在考虑受拉区UHPC开裂后抗拉强度的基础上,提出了受拉区UHPC等效矩形应力系数,在平截面假定基础上推导出了配筋高应变强化T形UHPC梁抗弯承载力计算公式,并与国外提出的计算方法进行对比,分析各计算方法的准确性.结果表明,所提出方法的计算值与试验值有较高的吻合度,可为配筋高应变强化T形UHPC梁理论分析和设计提供参考.     

相变材料对温拌沥青混合料路用性能及微观机理的影响

为研究相变材料DTC对温拌沥青混合料路用性能的影响，通过马歇尔稳定度试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验、电子显微镜试验以及核磁共振试验，研究了不同DTC掺量下相变温拌沥青混合料的高温、低温、水稳性能的影响规律及其微观机理。结果表明：马歇尔稳定度值、小梁抗弯拉强度值与DTC掺量符合线性关系，通过t检验和F检验可知，短期老化对劈裂抗拉强度比的均值和方差无显著影响，长期老化对劈裂抗拉强度比的均值影响显著，对方差无显著影响。电子显微镜和核磁共振的研究发现：随着DTC掺量的增多，试件内的孔隙越来越多，但孔径分布及其峰值主要集中在0.01um-1um之间，孔隙度也在增大，这也正是DTC掺量越大，马歇尔稳定度值、劈裂抗拉强度值和小梁抗弯拉强度值下降越多的主要原因。通过灰色关联度分析获知，老化对沥青混合料路用性能的关联度影响甚微。因此，DTC掺量对沥青混合料的路用性能影响由大到小依次是马歇尔稳定度、抗弯拉强度、劈裂强度；相关性分析表明，沥青混合料微观结构特性与其宏观性能的相关系数都在0.77以上，宏细观性能紧密关联。     

纳米碳酸钙和聚乙烯醇纤维增强混凝土抗弯拉性能

为探究纳米CaCO_3和PVA(聚乙烯醇)纤维对混凝土的抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量的影响,采用三分点加载试验方法测试混凝土的抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量。研究结果表明:在纳米CaCO_3混凝土中掺入PVA纤维,可以显著提高混凝土抗弯拉强度,在试验PVA纤维掺量范围内,随着PVA纤维掺量的增加,混凝土的抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量均呈现先增大后减小的趋势;当PVA纤维掺量为0.05%时,其抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量均达到最大值;在混凝土中掺加适量的纳米CaCO_3(3%),随着纳米CaCO_3掺量的增加,混凝土的抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量逐渐增加,当纳米CaCO_3掺量超过3%时,随着纳米CaCO_3掺量的增加,其抗弯拉强度和抗弯拉弹性模量逐渐减小。     

横观各向同性的半刚性基层沥青路面结构

为了分析土基和沥青面层材料的横观各向同性特性对半刚性基层沥青路面结构的影响,基于建立的横观各向同性沥青路面设计理论,运用编制的基于该理论解的路面结构分析程序ANISOLAYER,利用沥青面层及土基横观各向同性特性,对半刚性基层沥青路表(路表面)弯沉进行了研究。同时运用ANISOLAYER程序分析了在不同厚度沥青面层及不同半刚性基层弹性模量情况下,土基横观各向同性特性对路面结构关键性设计指标的影响(路表弯沉、半刚性基层底部拉应力及路基顶部压应变,沥青层底应变为压应变或较小的拉应变,故未考虑)。研究结果表明:无论是面层还是土基,其各向异性度(水平弹性模量与垂直弹性模量之比)对路表弯沉的影响曲线变化趋势是一致的;随着土基水平模量的增加,延长了路面的寿命;随着半刚性基层弹性模量的增大,土基水平模量的变化对路表弯沉及基层底部拉应力的敏感性将降低,对路基顶部压应变的敏感性更加显著,但其绝对值较小。     

土工织物在道路工程防裂中的应用

针对半刚性基层容易产生收缩裂缝的缺点,运用张紧的薄膜效应原理,分析了基层预锯缝处铺设的土工织物防裂夹层受力特性,研究了土工织物的防裂原理,并提出了带条土工织物防裂夹层的设计方法。在此基础上,对土工织物材料的技术要求、防裂夹层施工工艺进行了分析,并铺筑试验路进行了验证。结果表明,在半刚性基层预锯缝处合理地铺设一定宽度的土工织物,可以有效地延缓沥青面层反射裂缝的产生,并能阻止水渗入基层而减少唧泥破坏,从而可以大幅度提高沥青路面的耐久性。     

半刚性基层预锯缝及铺土工布的路面防裂措施

针对半刚性基层客易产生收缩裂缝，并容易导致面层产生反射裂缝的缺点，提出了“半刚性基层预锯缝＋土工布”防裂措施，并分析了影响预锯缝间距的因素。通过力学分析，推导了不开裂基层锯缝间距和带条土工布设计方法，并铺筑了试验路进行验证。结果表明，基层预锯缝可以延长基层开裂间距，从而减少了半刚性基层沥青路面的开裂率；在基层预锯缝处铺设60～100cm宽的土工布可以有效防止或延缓面层反射裂缝的产生。     

土工格栅加筋半刚性基层材料的抗弯拉强度试验

针对半刚性基层易开裂的缺点，提出了在半刚性基层材料下加铺土工格栅的防裂措施。利用MTS810材料试验机，采用三分点加载方式，进行了土工格栅加筋半刚性基层材料的抗弯拉强度及弯拉模量的力学性能的室内模型试验研究，并铺筑了试验路进行验证。结果表明：土工格栅的加入扩散了半刚性基层底面的弯拉应力，有效延缓了荷载型裂缝的发生，提高了路面的承载能力；可使半刚性基层的临界应变值提高18％，改善了半刚性基层的变形能力，特别对延缓半刚性基层的温缩裂缝尤为有利。     

基于有限元ANSYS的半刚性基层沥青路面力学响应分析

为解决乌鲁木齐市城市道路半刚性基层沥青路面横、纵向裂缝和车辙病害严重的问题,选取乌鲁木齐市城市道路典型的半刚性基层沥青路面结构,对面层厚度、基层模量以及基层厚度进行规律性的变化,研究沥青路面结构在不同行车荷载作用下的力学分布及变化规律.利用ANSYS有限元软件对不同行车荷载作用下的半刚性基层沥青路面结构进行仿真计算,并对提取的数据进行分析.结果表明:随着沥青路面厚度的增加,沥青层拉应力和剪应力均逐渐减小,但减小幅度却各有不同;随着半刚性基层厚度的增加,沥青层拉应力和剪应力均逐渐减小,且减小幅度均较小;随着半刚性基层模量的增加,竖向位移和沥青层剪应力均逐渐减小.因此,建议沥青面层在18～20 cm取值,半刚性基层厚度在35～40 cm取值,半刚性基层模量在1500～1600 MPa取值.     

正交异性钢-RPC组合桥面板弯拉强度的实验研究

正交异性钢桥面一直面临疲劳开裂和铺装损坏的严重问题.为了改善桥面板受力状态,提出了一种新型的正交异性钢板薄层活性粉末混凝土(RPC)组合桥面结构体系.通过纵向足尺节段实验和横向受弯实验,表明新型组合桥面体系的抗弯拉强度远大于设计荷载下的拉应力,而重量与传统铺装持平.横向受弯实验结果证明,截面配筋率和截面有效高度对组合桥面结构抗弯拉强度影响很大,截面配筋率提高一倍和两倍,RPC的抗弯拉强度分别提高15%和40%.同样,截面有效高度增大20%,不同截面配筋率下RPC的抗弯拉强度提高30%～50%.因此,提高截面配筋率或截面有效高度能大幅降低组合桥面结构开裂破坏的风险.     

V形开槽修补道路反射裂缝的抗开裂性能

为研究沥青路面反射裂缝的修补方法，本文根据反射裂缝的宽度设计了三种结构的修补材料，首先利用车辙试验、弯曲小梁试验、浸水马歇尔、冻融劈裂试验分别评价了修补材料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性；其次通过拉拔强度试验与剪切强度试验确定了粘结剂的最佳洒布量；最后通过全场应变分析、断裂能等理论探讨了修补结构的抗裂性。研究结果表明:试验设计的三种修补材料基本性能均满足规范要求、V型修补结构的粘结剂最佳洒布量为0.6kg/m2、通过全场应变分析与抗裂性分析得知修补材料的弯拉强度为传统沥青灌封修补的3.36倍、修补材料的断裂能达到未开裂路面的60.1%。试验验证了开V型槽修补道路反射裂缝的可行性，为道路修补反射裂缝提供了新方法。     

冻融作用对环氧沥青混凝土复合梁抗裂性能的影响

在中国北方季节性冰冻地区,反复的冻融作用对环氧沥青混凝土的抗裂性能影响较大。本文分别对7组环氧沥青混凝土试件进行0到30次冻融作用,研究了冻融作用对弯曲劲度模量及复合梁平面应变断裂韧度（KIC）的影响,分析了不同冻融重复作用下带裂缝的复合梁发生裂缝扩展时的横向应力应变响应和层间粘结状况。研究结果表明:弯曲劲度模量随冻融循环作用的升高而降低;复合梁平面应变断裂韧度（KIC）、裂缝尖端最大横向拉应力/应变随着冻融重复作用的增加先降低后增高;不同冻融重复作用下带裂缝复合梁断裂不会发生在环氧沥青粘结层。     

桥面铺装防水粘结层的技术经济性

防水粘结层在桥面铺装结构体系中起着至关重要的作用.目前,高速公路工程中常用的桥面防水粘结层的材料有:高粘度改性沥青、普通改性沥青和环氧沥青等.通过直接拉伸试验比较了不同桥面铺装粘结防水层的粘结强度;并比较了不同材料的经济性.结果表明,高黏度改性沥青的粘结强度比普通SBS改性沥青提高1倍左右,价格适中,能够广泛推广应用.研究成果对桥面铺装工程的设计与施工具有重要的指导意义.     

新疆荒漠区沥青面层疲劳寿命分析

针对新疆荒漠区典型沥青路面结构,采用现场原型车辆加速加载试验手段,分析新疆荒漠区不同路面结构在实际路面荷载工况下,对沥青面层疲劳寿命的影响。结果表明:现场原型车辆加速加载作用下沥青路面层底最大拉应变随着时间的增长而增大,且与时间的数学模型关系为相关性较大的对数函数关系;当超载率从0.31%~39.84%时,沥青面层底拉应变急剧增加,从而加速了沥青路面疲劳破坏进程;同时,超载越严重沥青路面结构设计对增加路面疲劳寿命的影响就越小。