沥青混凝土路面加铺层结构力学分析

采用有限元方法,对沥青混凝土加铺层在荷载、温度应力作用下的受力情况进行了力学分析和比较,得到了交通荷载、温度变化和材料参数对沥青加铺层结构力学性能的影响规律.结果表明,加设STRATA应力吸收层,并改善旧混凝土板接缝传荷能力,能较好地改善沥青加铺层在交通荷载和温度荷载作用下的应力应变状态.     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构力学分析

采用有限元方法,对直接加铺与施加防反射裂缝措施后再加铺的路面结构进行了力学分析和比较,得到了交通荷载、温度变化和材料参数对沥青加铺层结构力学性能的影响规律.结果表明:直接加铺沥青层结构时,只增加沥青材料强度、厚度和地基模量,都只能在一定程度上改善沥青加铺层结构的力学性能,且不一定经济有效;而加设STRATA应力吸收层,并改善旧混凝土板接缝传荷能力,能较好地改善沥青加铺层在交通荷载和温度荷载作用下的应力应变状态.     

土工格栅抑制沥青混凝土梁的损伤分析

目的研究土工格栅抑制混凝土梁的损伤效果,为沥青混凝土路面施工过程中的损伤开裂控制提供参考.方法应用Sidoroff和ABAQUAS损伤模型的有机结合,对未加铺土工格栅与在不同位置加铺土工格栅的沥青混凝土三点弯曲梁进行了损伤演化分析;运用疲劳试验对土工格栅加铺于梁底部进行损伤分析.结果土工格栅加铺层在梁底部和距梁底部1/3处加铺土工格栅后,沥青混凝土梁的损伤因子均得到了较大程度地减小,进而确定了土工格栅的最佳加铺位置为梁底部.疲劳试验结果表明,土工格栅加铺于梁底部能提高疲劳寿命8.49倍.结论土工格栅可以有效地抑制沥青混凝土的损伤,延长疲劳寿命.     

格栅加筋沥青加铺层结构轮载疲劳模拟对比试验

为探索格栅层位对加筋沥青加铺层结构整体疲劳寿命的影响,建立了不同加铺层结构疲劳模拟试验模型,提出基于车辙仪改进的加铺层结构疲劳模拟对比试验方法,模拟了荷载引起的沥青加铺层疲劳裂缝、反射裂缝以及其他裂缝扩展过程,最后将试件制成30 cm×10 cm×10 cm的棱柱体小梁,对不同格栅设置层位及不同锯缝深度的加铺层结构进行试验。结果表明:在轮载作用下,不论试件底部有无锯缝,沥青层表面首先出现裂缝,且基本上与格栅的设置无关;锯缝深度及格栅的设置层位对加铺层的疲劳寿命影响较大,当加铺层较薄时,格栅设置于加铺层的底部效果较好,当加铺层较厚时,格栅之下设有一定厚度的调平层较好。     

橡胶沥青应力吸收层抗疲劳作用机理研究

为研究AR-SAMI的抗反射裂缝与抗疲劳作用机理,通过复合梁三点弯疲劳试验分析了AR-SAMI对加铺层疲劳开裂进程与疲劳寿命的影响;采用有限元数值模拟并结合疲劳断裂力学理论进行疲劳扩展寿命的预估,并与试验结果进行对比;通过计算加铺层底部的最大主应力与裂尖应力强度因子,探讨AR-SAMI的阻裂与抗疲劳作用机理。结果表明:①设AR-SAMI有效抑制了反射裂缝的产生并降低了裂缝扩展速率,使得试件整体疲劳寿命提高了57%;②设AR-SAMI后使得沥青加铺层在开裂后裂尖的应力强度因子大幅降低,也因此降低了裂缝的扩展速率;③应用疲劳断裂力学理论对裂纹扩展疲劳寿命进行预测,结果显示应力吸收层依靠自身较高的疲劳性能使得结构整体疲劳扩展寿命提高了36%。因此,AR-SAMI在长期的使用过程中对抑制裂缝反射并提高加铺层疲劳寿命具有显著的效果。     

旧水泥路面沥青加铺改造中弯沉指标研究

使用有限元方法建立旧水泥混凝土路面模型,采用弹簧单元模拟水泥路面接缝处荷载传递性能,分析了接缝两侧水泥混凝土板的弯沉差和平均弯沉随弹簧单元弹性系数的变化规律.在此基础上,建立水泥路面沥青加铺层模型.计算发现,沥青加铺层底部在原水泥路面接缝处存在剪应力集中现象,进而分析了旧水泥路面接缝处沥青加铺层底部的剪应力随弯沉差的变化规律.根据莫尔-库仑强度理论,以沥青加铺层底部的剪应力不大于其容许剪切强度为判断标准,提出旧水泥混凝土路面的弯沉差指标.此指标在旧水泥路面沥青加铺改造时可作为评价接缝传荷能力的参考依据.     

纤维加筋沥青混凝土断裂性能试验

应用断裂潜能和临界应力强度因子KIC的概念，研究了在开裂的沥青路面上加铺沥青面层时的抗裂性能，分析了玻璃纤维加筋沥青混凝土(GFRAC)、普通沥青混凝土以及抗滑面层的开裂行为。采用马歇尔试验与3点弯曲试验，选取有预切缝和无切缝两种试件进行试验，利用断裂潜能的概念评估沥青混凝土抑制裂缝产生的能力，并且测定了材料的临界应力强度因子。研究表明，加入玻璃纤维能有效地提高沥青混合料稳定度，改善沥青混凝土的高温抗变形能力。     

旧水泥路面沥青加铺层反射裂缝有限元分析

利用通用有限元方法建立水泥混凝土路面沥青加铺层有限元模型,计算车轮荷载位于最不利位置时沥青加铺层的应力分布以及超载对沥青加铺层应力的影响,并分析接缝处沥青加铺层应力随吸收层模量变化的规律.计算结果表明:接缝处沥青加铺层的主应力、等效应力以及应力强度均远大于其他位置,反射裂缝由此产生并向上扩展;随着应力吸收层模量从20 MPa增加到100 MPa,沥青加铺层主拉应力相应减小8%,说明采用较大模量的吸收层可延缓反射裂缝的出现.此外,超载也对沥青加铺层反射裂缝的产生具有实质性的影响.     

应力吸收防水粘结层的抗反射裂缝性能

为了评价应力吸收防水粘结层(SAWI)的抗反射裂缝能力,对其进行了性能试验.改进的沥青路面分析仪(APA)试验结果表明,SAWI的疲劳寿命是普通沥青混凝土的3.32倍;利用改进材料试验系统(MTS)的夹具进行的拉拔试验表明,SAWI具有很好的层间结合能力;在与常规的加铺层进行的对比试验中,SAWI结构表现出了优良的抗反射裂缝能力.各项性能试验表明,SAWI具有低模量、高韧性、高粘性、防渗等优点,可以有效地延缓沥青路面的开裂.     

旧混凝土路面上沥青加铺层的抗反射裂缝能力

研究了沥青加铺层抵抗反射裂缝的能力 .结果表明沥青混合料的材料组成及结构是旧混凝土路面上沥青加铺层抵抗反射裂缝能力的决定因素 .文中还分别讨论了骨料级配、沥青、矿粉、纤维对抗反射裂缝能力的影响 ,为按功能设计沥青混合料奠定了基础 .     

混凝土桥水泥混凝土铺装荷载应力

为了研究混凝土桥混凝土铺装层病害机理，用有限元法分析不同桥型在车辆荷载作用下水泥铺装层的不同受力特征；着重分析了铺装层拉应力、接触层间剪应力及层间法向分离拉应力。针对典型箱梁，分析了铺装层和桥面板间完全连续、完全光滑和滑动摩擦3种不同接触类型；连续铺装和划缝、带裂缝配筋工作状态；分析应力对铺装厚度的敏感性。结果表明，水泥铺装应以铺装层上表面抗拉强度、层间抗剪强度和法向分离强度作为设计指标，不同桥梁采用不同的铺装厚度。     

从混凝土渗透性评价混凝土耐久性

渗透性是混凝土耐久性研究中重要的内容。文章探讨了混凝土渗透性对混凝土耐久性的影响。指出可以通过混凝土的渗透性来评价混凝土的耐久性，并给出一些提高混凝土抗渗性的有效技术措施。     

混凝土及纤维混凝土材料特性曲线

混凝土及纤维混凝土压缩试验的载荷变形关系曲线和裂纹载荷张开位移关系曲线分别具有两类不同的形貌特点。根据混凝土及纤维混凝土材料的弯曲和轴压特性曲线与混凝土断裂特性试验结果，建立了能够反映其曲线特征和材料性能变化的两类函数表达公式，提出了确定两类曲线方程中待定参数的计算方法，给出了公式在多种情况下材料特性表达中的应用和分析讨论，材料特性理论曲线与实验结果吻合较好。     

钢管混凝土和钢筋混凝土力学性能探析

利用ANSYS有限元方法对钢管／钢筋混凝土的轴压性能及偏压性能进行三维模拟分析,评价钢管混凝土的质量。     

混凝土结构的新发展—组合混凝土结构

首次提出组合混凝土结构的基本概念,其基本思想是在不同的层次上(材料、构件、结构)组合不同种类的混凝土,对混凝土材料以及结构进行优化设计,从而使其性能提升,更好满足安全性、适用性和耐久性,实现可持续性.围绕这一创新思路,针对组合混凝土梁、柱、板以及框架结构等,对组合混凝土结构的设计与施工原理进行了阐述.最后对组合混凝土结构存在的科学问题及其发展趋势,包括界面设计、3D打印施工与可持续性评价进行了分析与展望.     

自密实混凝土与老混凝土的粘结滑移关系研究

以自密实混凝土(SCC)为新混凝土材料,通过设计推出式剪切试验装置进行了新老混凝土粘结面的单剪试验,研究自密实混凝土与老混凝土的粘结滑移关系,并考察了新混凝土强度、粗糙度、界面剂以及粘结长度等主要因素的影响.试验结果表明,新老混凝土粘结滑移曲线的发展主要经历初始刚性阶段、弹性变形阶段、弹塑性变形阶段和塑性破坏阶段这四个部分.在实验结果的回归分析基础上,提出了自密实混凝土与老混凝土结合面粘结滑移本构关系的基本模式.     

自密实混凝土与老混凝土粘结抗剪性能试验研究

对9组27个山形试件的自密实混凝土与老混凝土粘结面进行抗剪试验,考察刻槽密度、粘结面积、植筋对自密实混凝土与老混凝土粘结面抗剪强度的影响.试验结果表明,粘结面的不同处理方法对其抗剪强度影响较大,增大刻槽密度效果远好于增加新老混凝土的粘结面积,植入抗剪钢筋效果不如增大刻槽密度明显.通过试验分析,得出自密实新混凝土与老混凝土粘结抗剪强度计算式,为实际加固工程提供参考.     

纤维自密实高性能混凝土在结构补强中试验研究

按照国际标准测试了纤维自密实高性能混凝土（FRSCHPC）的工作度、强度及韧性，研究了FRSCHPC在混凝土结构加固与补强中的应用．分析对比了不同纤维含量的FRSCHPC作为补强材料与原结构共同工作的性能．试验结果表明，低收缩率、徐变率及较高强度、韧性的FRSCHPC与原构件具有相同受荷性能，是一种行之有效的结构补强材料．     

混凝土开裂对BFRP混凝土界面应力的影响

以最大主拉应力作为混凝土开裂的判别依据,采用基于能量的指数型软化损伤模型,利用扩展有限元模拟钢筋混凝土梁的裂缝扩展过程.通过在试验梁裂缝位置处预设初始裂缝,对比不同荷载水平下的裂缝扩展高度,得到与试验梁基本一致的裂缝扩展结果.进一步将该方法用于玄武岩纤维布(BFRP)加固预损伤钢筋混凝土试验梁的失效分析中,模拟了试验梁由于混凝土裂缝扩展引起的界面剥离全过程,给出了混凝土裂缝扩展与界面应力分布之间的对应关系,得到混凝土开裂是导致BFRP剥离的主要原因的结论.