可自修复的高延性混凝土(ECC)在机场道面的适用性分析

在飞机荷载与环境荷载长期共同作用下,机场道面易出现裂缝、接缝和竖向位移类病害,使运营阶段维修成本高.提出将具有自修复功能的高延性水泥基材料(ECC)用于机场道面,以控制裂缝发展、实现无缝连接;并利用ECC因二次反应而使微裂缝愈合的特性,减少路面维护工作,延长使用寿命.通过试验手段研究了ECC材料应用于机场道面的力学行为、自修复行为和早期开裂潜能.试验结果表明:机场道面用ECC材料在拉伸荷载作用下,其拉伸应变可达3.67％(约为普遍混凝土的400倍);在弯曲荷载作用下,其竖向弯曲变形可达6.33 mm;抗压强度与弯曲强度分别为43.9 MPa和12.68 MPa,可满足机场道面的使用要求.在受约束条件下,ECC表现出较低的早期开裂潜能.由于自修复能力,裂损ECC的拉伸刚度、拉伸应变与拉伸强度几乎可恢复至未裂时的程度;其水渗透系数随自修复进程逐渐降低,最终达到未裂时的渗透水平.研究结果表明ECC材料用于无缝机场道面具有较高适用性.     

沥青路面使用性能评价模型与性能评价案例分析

为了客观准确了解沥青路面的实际使用性能，以便及时进行沥青路面管理与维修养护，依据检测数据对沥青路面进行了使用性能评价研究，即将主成分分析法与层次分析法相结合，建立了基于主成分-层次分析法的评价模型，并进行了评价案例分析。本研究以荣乌高速保定段2016~2019年的路面定检数据为基础，首先用主成分分析法对性能指标归类和预处理后的检测数据进行主成分提取，建立判断矩阵，再用层次分析法对各指标赋予权重系数，得到上下行路面的使用性能评价模型。选用荣乌高速检测数据进行了模型验证，并与现行《公路技术状况评定标准》评价结果相比较，评价等级高于《标准》的路段样本比例约为0.34%，低于《标准》的比例约为6.83%。本研究的评价结果更能够反映路面的实际衰变特性。     

基于胎/路啮合作用的纹理化路面行车稳定性分析

为了给隧道水泥混凝土路面纹理设计提供指导,对路面进行纹理化参数设计试验,并以此来保证行车的稳定性,减少隧道行车的横向摆振效应。由于目前水泥混凝土路面纹理参数设计理论缺乏相应的依据,在分析轮胎与粗糙路面接触作用的基础上,基于压力胶片测试技术考虑胎/路啮合特性对车辆轮胎的转向阻力矩计算方法进行了优化。通过依托项目的隧道纹理化路面和室内试验,对四种不同路面的轮胎接触特性进行分析,提出一种基于实际测量的胎/路接触应力分布的原地转向阻力矩评价方法。结果表明:根据实测的轮胎接触应力计算得出汽车轮胎转向阻力矩,可有效地表征轮胎的转向阻力矩状态;纹理化水泥混凝土路面汽车转向阻力矩比沥青路面上高10%～20%,加之纹理化构造与轮胎纵向沟槽的啮合作用产生较大的侧向力矩,导致纹理化路面的行车稳定性较差;通过设置一定的刀组间距进而干涉轮胎与道路的接触界面,最终达到降低轮胎转向阻力矩的目的。     

磨粒和抛光垫对铝合金化学机械抛光性能

磨粒和抛光垫为化学机械抛光(CMP)提供了重要的机械磨削作用。为了探讨磨粒和抛光垫对铝合金化学机械抛光的磨削作用,研究了不同种类磨粒和抛光垫对材料去除率和表面形貌的影响。结果表明：在pH=12-13时,氧化铝抛光液去除率(MRR)为910nm/min,远大于二氧化硅与氧化铈抛光液,且获得较为理想光滑表面。3种不同抛光垫抛光后的铝合金表面,呢子抛光垫表面将不会出现划痕与腐蚀点,表面粗糙度较低为10.9nm。随着氧化铝浓度的增加,材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Ra)均增加。当氧化铝含量为4wt%时,抛光垫使用呢子抛光垫适宜铝合金化学机械抛光,在获得高去除率的同时铝合金表面精度高。     

一种改进的边界扫描的路面裂缝检测算法

针对路面图像噪声较多、目标裂缝跟踪难等问题,分析对比了几种传统的经典边界扫描方法,如Sobel、Canny等算法,并根据路面裂缝图像的特点,提出了基于绝对梯度值的Sobel改进方法,使得边缘信息得到加强、减少了噪声以及伪边缘。经过后续图像的处理,能够较好地跟踪识别路面图像的裂缝信息。     

实桥加载下钢桥面超高性能混凝土铺装力学响应

为获取钢桥面超高性能混凝土铺装真实力学响应情况,对上海市同济路钢桥进行现场加载试验,分析铺装层在静载、动载以及运营期下的应变响应特征。结果表明,静载下铺装层最大拉应变在U型肋侧边上方铺装层顶,纵向距横隔板0.25 m处,方向为横向,值为25.1×10~(-6);动载下铺装层的动态响应特征与钢桥沥青铺装的特征不同,超高性能混凝土铺装仅拉应变随加载速度增加而减小,且应变动态响应曲线具有3种波形,并随速度增加呈现3类变化特征;运营期铺装层拉应变极值明显大于静载结果,但动态响应特征与动载结果一致。     

氯盐冻融对疏水性纳米白炭黑改性沥青性能的影响

基于基础性能试验、动态剪切流变(DSR)试验、热重分析(TGA)试验和红外光谱(FTIR)试验,对疏水性纳米白炭黑改性沥青在氯盐冻融环境下的劣化进程进行了系统研究。试验结果表明,疏水性纳米白炭黑的掺入可以有效抑制沥青在氯盐冻融环境下的劣化进程。基础性能试验和DSR试验表明经过30次氯盐冻融循环后,疏水性纳米白炭黑改性沥青的针入度增加了17.46%,软化点提高了5.82%,黏度增加了7.76%,车辙因子提升了17%～54%,其增长幅度远小于基质沥青,说明疏水性纳米白炭黑的掺入可以有效降低沥青对氯盐冻融环境的敏感度。TGA试验数据表明了疏水性纳米白炭黑可以提高沥青的热稳定性,但是疏水性纳米白炭黑改性沥青的热稳定性受氯盐冻融环境影响较为明显,这是由于疏水性纳米白炭黑在改性沥青过程中键合作用形成的连接键在氯盐冻融环境下更容易被破坏。通过FTIR试验可以发现在氯盐冻融环境下沥青发生了化学反应,但无新官能团出现。其中游离烃基(3 676 cm~(-1))变化最为明显,可以更为有效地描述2种沥青在氯盐冻融环境下的劣化进程。在氯盐冻融环境下,疏水性纳米白炭黑改性沥青各官能团无明显变化,分布较为稳定,具有较高的性能稳定性。     

考虑轮辙相干性的两种随机路面IFFT生成算法

基于不同轮辙路面不平度的自功率谱、互功率谱与其傅里叶变换之间的关系，证明了路面生成的IFFT法与谐波叠加法具有等价性，同时在考虑轮辙相干性的情况下推演了IFFT法中左右轮不平度特性所对应的逆Fourier变换相位角的解析相干关系；也根据左右轮辙功率谱密度阵的LU分解得到了左右轮辙不平度特性的双白噪声滤波传递关系；由此采用IFFT法，分别构建了基于相位角相干性和双白噪声滤波传递关系的两种考虑轮辙相干性的2维随机路面模拟模型.不同轮辙路面模拟结果表明，自功率谱密度几乎重合，左右轮的相干函数也吻合较好，这验证了两模型在路面模拟计算中均具有较高的可信度.      

装配式空心板混凝土桥面结构计算分析与试验研究

桥面铺装既是保护层又是桥面结构的共同受力层,其质量优劣关系到桥梁质量与运营安全.采用有限元理论分析计算寨河桥桥面和空心板梁共同受力的力学性能,深入分析了桥面结构的破坏机理,建立相应的理论体系,将寨河桥现场静载试验数值与理论计算数值的结果对比分析,验证了有限元薄板理论分析桥面结构的可行性.利用设置桥面横向预应力的技术,增强桥面的横向联结刚度,改善空心板梁与桥面板的共同受力性能.最终为桥面铺装的设计与施工提供了理论基础和可靠的试验技术指标.     

高速公路路面小修保养费用影响因素量化分析

为提高高速公路路面小修保养费用决策水平,采用阶层回归分析方法,进行小修保养费用影响因素量化研究.通过定性分析将影响因素界定为地区因素、通车年限、特大桥梁比例、长与特长隧道比例和交通因素,其中交通因素分为5种情况;通过对变量进行预处理,基于16条高速公路的历史数据进行量化研究.结果表明,在控制地区变量的条件下,各区组对模型的整体解释力均较显著,其中通车年限的增量解释力和在各区组的统计意义最为显著;同等条件下特大桥比例的标准化回归系数(β系数)远大于长与特长隧道比例的β系数,AADT(annual average daily traffic)和重车流量区组的β系数较其他交通因素区组的数值大.因此,路面资产小修保养费用受到地区因素、通车年限、大于1 000 m的桥梁比例、AADT和重车流量的影响.