影响级配碎石模量的结构因素敏感性分析

基于KENLAYER计算模型对不同结构层厚度的级配碎石进行计算分析得到的数据,利用灰关联分析法分析了沥青面层厚度、沥青面层模量、级配碎石层厚度、半刚性基层厚度、半刚性基层模量及土基模量指标对级配碎石模量的影响程度.并得出各相关因素影响程度的排序结果.研究结果表明,灰关联分析法用于分析诸因素对级配碎石模量的影响能获得较好的结果;基于灰关联理论的排序结果表明,沥青面层模量是影响级配碎石模量大小的最主要的因素,级配碎石基层下的结构层位对其模量影响程度较小.     

级配碎石基层填料回弹模量特性及预估模型研究

采用基于颗粒堆积理论提出的石砂比设计不同的透水性级配以及用于对比的常规骨架密实型级配,通过控制剪应力比设计不同水平的围压和循环偏应力组合,开展不同应力路径下的重复加载三轴试验,研究级配和应力状态共同影响下级配碎石基层填料回弹模量的变化规律;针对60组室内重复加载三轴试验数据,对比分析14种回弹模量预估模型的预测效果,进而提出可同时考虑级配和应力状态影响的回弹模量预估模型,并验证模型的准确性。研究结果表明：同时考虑级配和应力状态影响的回弹模量预估模型的准确性较高,对级配碎石基层填料回弹模量的预测精度更高,可为透水性基床级配碎石填料的高效利用和可持续推广提供理论依据和技术参考。     

级配碎石回弹变形特性

级配碎石具有非线性的应力-应变特性,回弹模量是有效描述这一特性的参数,通过室内动三轴试验能够得到较好的模拟级配碎石回弹模量的模型。分析了影响级配碎石回弹变形特性的各种因素,并进行了试验验证。通过数据拟合发现,Uzan模型能更好地反映级配碎石的非线性回弹变形特性,且模型中的回归参数与级配中小于0.075mm筛孔的质量分数有一定的关联性。并针对影响级配碎石回弹模量的两个重要参数:级配中小于0.075mm筛孔的质量分数和含水质量分数,提出相应的取值范围建议。     

级配碎石变形特性的试验

针对级配组成、水的质量分数及密实度等3个因素对级配碎石的影响,采用精密非粘结材料分析仪(precision unbound materials analyzer, PUMA)试验和重复荷载加州承载比(California bearing ratio, CBR)试验方法,研究了级配碎石的抗变形能力.借助累积塑性变形和弹性形变指标,对比分析2种试验异同点.试验结果表明:在荷载作用前期,级配碎石材料抗变形能力受荷载作用的影响显著,随着荷载作用次数不断增大,其影响逐渐减小;PUMA试验与重复荷载CBR试验累积塑性变形结果基本一致,而弹性应变指标存在差异;PUMA试验中弹性应变受级配碎石材料上述3个因素共同影响,重复荷载CBR试验中弹性应变受级配碎石密实度的影响;对级配碎石变形特性精度要求较低时,可选择重复荷载CBR试验研究级配碎石材料变形特性;由于PUMA设备和加载均接近实际工况,因此对级配碎石变形特性精度要求较高时,推荐选用PUMA试验测试方法.     

级配碎石塑性变形特性及其安定

应用颗粒流理论构建了级配碎石动三轴数值试验方法.通过动三轴室内试验验证了数值方法的可靠性,模拟了级配碎石在动荷载作用下的塑性变形规律.通过塑性变形累积方程探讨了级配碎石破坏临界应力与破坏临界应变.结果表明,级配碎石塑性变形数值试验结果与实际安定行为规律吻合;级配碎石的合理破坏临界应变为2.5%,在此临界应变标准下,级配碎石临界应力与围压呈现比例相关关系,比例系数为4.95;提高围压可以显著强化级配碎石的抗塑性变形性能.     

水泥稳定碎石强度影响级配因素试验研究

水泥稳定碎石的强度受众多因素影响。本文采取具有代表性的四种不同级配的碎石进行组成设计试验，对试验结果采用方差分析法来确定级配、水泥剂量以及二者交互作用对强度的影响程度，并着重分析了随着级配变化，强度的变化规律。     

级配碎石双轴数值试验方法及其影响因素

利用颗粒流理论建立了级配碎石(GBS)接触本构模型,同时构建了级配碎石双轴数值试验方法.分析了双轴数值试验的影响规律,并验证了双轴数值试验方法的可靠性.结果表明:采用应变率控制模式比采用位移控制模式所得数值试验结果更稳定;加载速率为0.5%·min-1、试件尺寸为Φ300mm×h600mm时,加载速率和试件尺寸对数值试验结果影响甚微;偏应力随围压的增大呈线性增大;泊松比对数值试验结果影响较小;偏应力峰值随摩擦系数与剪切模量的增大接近于线性增大.     

水泥稳定碎石强度影响级配因素试验研究

水泥稳定碎石的强度受众多因素影响。本文采取具有代表性的四种不同级配的碎石进行组成设计试验,对试验结果采用方差分析法来确定级配、水泥剂量以及二者交互作用对强度的影响程度,并着重分析了随着级配变化,强度的变化规律。     

级配对低剂量水泥改性级配碎石性能的影响

为了探讨级配对低剂量水泥改性级配碎石性能的影响,促进低剂量水泥改性级配碎石基层结构的推广应用,参照相关规范中水泥稳定碎石和级配碎石的级配范围,选择了4种具有代表性的级配制备低剂量水泥改性级配碎石,进行了无侧限抗压强度、抗压回弹模量及CBR试验,干缩和温缩试验,液塑限和渗水试验,对比分析了不同级配的低剂量水泥改性级配碎石的路用性能及其随龄期的变化规律。研究结果表明,级配对低剂量水泥改性级配碎石路用性能具有明显的影响,粗集料偏多会降低无侧限抗压强度和抗压回弹模量,而细集料偏多会降低CBR值;级配对干缩性能与温缩性能的影响具有相似规律,增加粗集料、减少细集料,有利于控制碎石基层收缩裂缝的产生;无论哪种级配,低剂量水泥改性级配碎石均具有良好的渗水性能和水稳定性。综合比较,宜选择粗细集料均具有一定含量的骨架密实型级配用于低剂量水泥改性级配碎石。     

级配碎石施工技术与应用分析

用水泥石灰稳定土进行底基层施工,由于粉砂性土粘聚性差,强度难以保证,用级配碎石代替水泥石灰稳定土进行施工,确保了路面整体强度,又促进了工程进度。本文以新长高速公路的施工实践,对级配碎石的施工技术与应用进行了分析。     

水泥稳定碎石基层级配控制分析

在规范规定的混合料级配范围内,能够满足混合料级配范围有成千上万种级配,尽管其强度均能够满足规范的要求,但是其抗裂能力却有很大差别,也就是说产生裂缝程度不一样。本文旨在通过实践能够摸索出科学、合理的水泥稳定碎石基层级配,以实现强度、裂缝双控的最终目的,保证路面的长期使用性能。     

级配碎石塑性变形特性及其安定行为的数值模拟

应用颗粒流理论构建了级配碎石动三轴数值试验方法.通过动三轴室内试验验证了数值方法的可靠性,模拟了级配碎石在动荷载作用下的塑性变形规律.通过塑性变形累积方程探讨了级配碎石破坏临界应力与破坏临界应变.结果表明,级配碎石塑性变形数值试验结果与实际安定行为规律吻合;级配碎石的合理破坏临界应变为2.5%,在此临界应变标准下,级配碎石临界应力与围压呈现比例相关关系,比例系数为4.95;提高围压可以显著强化级配碎石的抗塑性变形性能.     

级配碎石夹层路面结构的断裂力学分析

半刚性基层沥青路面容易产生反射裂缝,实践证明在沥青路面中设置级配碎石夹层可以有效地减少反射裂缝的产生.文章基于ABAQUS有限元计算方法,通过断裂力学分析得出在沥青面层结构下设置级配碎石夹层结构,可以大大减小底基层的反射裂缝应力强度因子,防止反射裂缝的发生;同时适当增加下基层模量可以减缓基层反射裂缝的扩展,从而为沥青路面结构合理设置级配碎石夹层提供理论依据.     

水泥稳定级配碎石基层

随着我国国民经济的快速发展,大吨位车辆不断增加,原来在我市沿袭了几十年的石灰稳定土基层加沥青表处路面结构已无法满足车辆行驶的需要,道路前修后坏,在社会上造成恶劣影响,为此我们探索了一种新的结构—水泥稳定碎石基层。     

室内与现场结合级配碎石级配组成优化

针对现有级配碎石级配组成设计方法缺乏现场实际铺筑性能验证不足的情况,采用逐级填充法进行粗集料配比确定,配置四种粗细集料配比,以最大干密度、CBR和三个围压下抗剪强度指标进行室内级配碎石级配组成优化,然后现场铺筑同样配比级配碎石层,以平均回弹弯沉值指标评价级配碎石承载能力,并分析了室内指标与现场指标的关联性.研究结果发现,逐级填充法设计出的级配碎石组成结构与室内和现场均具有很高的强度,最大干密度为2.530 g/cm3,CBR最大达到529%,最大回弹弯沉值为110.5(0.01 mm);以粗细集料配比作为级配碎石级配组成设计指标,得到最优质量配比为70∶30;基于现场实测指标验证,推荐室内CBR和27.6 kPa围压下抗剪强度作为粗细集料配比优化评价指标.本研究可补充现有级配碎石级配设计方法和理论.     

集料级配对二灰碎石抗压强度的影响

根据室内试验的结果，采用直观分析和方差分析方法分析了集料级配对二灰碎石混合料不同龄期抗压强度的影响。结果表明，集料级配对二灰碎石的抗压强度有显著影响；采用偏粗级配时，二灰碎石的前期强度较高，而采用偏细级配时，二灰碎石的后期强度较高；当集料不含小于0．6mm的颗粒时，存在使二灰碎石强度达到最大的集料最佳含量；间断级配时间断区段的粒径越大，二灰碎石的强度越高。     

基于干缩变形特性的水泥稳定碎石级配组成

根据目前国内高速公路水泥稳定碎石基层的使用情况，针对苏南地区高温多雨，水泥稳定碎石基层在湿度变化时易产生干缩裂缝这一缺陷，提出了改善收缩性能、减少干缩量的水泥稳定碎石混合料的级配组成范围及级配组成设计方案，分析了不同级配组成对干缩变形特性的影响．     

考虑加载速率的级配碎石三轴压缩强度特性

利用三轴试验进行碎石基层的力学性能研究,探讨加载速率对碎石基层静力学性质的影响,分析不同加载速率对级配碎石弹性模量、峰值强度及残余强度的影响,建立加载速率与弹性模量、峰值强度及残余强度之间的定量关系描述方程。研究结果表明:级配碎石的弹性模量、峰值强度以及残余强度均随加载速率的增大而增大;函数11bE=a v能够较好地描述弹性模量E与加载速率v之间的关系;峰值强度、残余强度与加载速率符合线性关系。     

级配碎石动态力学性能对隧道路面受力影响

具有良好温湿稳定性的级配碎石常设置在隧道路面下排出基岩上渗水。利用动三轴实验模拟基岩渗水对级配碎石层动态力学性能的影响,建立了动态回弹模型表征其力学特性,并采用非线性有限元分析了路面受力。结果表明,动三轴试验较好地模拟了级配碎石层的实际受力状态;Uzan模型考虑了材料的剪切性能,更能反映了级配碎石在隧道路面中应力状态;随含水量的变化,Uzan模型中回归系数变化呈明显的非线性特征,进而显著影响级配碎石的动态回弹模量的变化;级配碎石模量越大,路面层底的最大拉应力减小率越小;为了兼顾到级配碎石层的排水渗透功能和强度,应严格控制级配,特别是0.075mm以下的含量宜控制在5％～7％,级配碎石的回弹模量宜控制在200～300MPa之间。     

水泥稳定级配碎石基层施工

结合江西武吉高速公路吉安段水泥稳定碎石基层的施工实践,浅谈水泥稳定碎石基层施工的质量控制及其混合料的组成设计,并提出了在操作中应注意的一些问题。