基于摩尔-库伦理论的沥青路面层间抗剪强度

以半刚性基层沥青路面下封层为例,研究了沥青路面层间抗剪强度影响因素。通过对5种下封层材料双层试件的直剪试验,以摩尔-库伦理论为基础评价了沥青材料和集料粒径对下封层抗剪强度的影响,拟合得到了层间τ-σ曲线和摩尔-库伦表达式,并采用灰色关联模型对沥青材料、集料粒径与层间抗剪强度进行关联性分析。结果表明：胶粉改性沥青和粒径5～10mm碎石是较好的下封层材料;沥青材料较碎石粒径对层间抗剪强度的影响更大。     

沥青路面粘层油用量研究

粘层是路面结构的重要组成部分,粘层的抗剪强度与粘层油的用量和面层级配有密切的关系。本文选用了四种面层材料,研究不同面层级配类型以及粘层油撒布量对粘层强度的影响。试验表明不同级配面层间的粘层油存在最佳撤布量,当最佳撒布量时粘层的抗剪强度达到最大。     

沥青路面非显性结构完整性失效特性分析

为探明沥青路面服役状态早期性能演变机理,通过定义沥青路面非显性结构完整性的基本内涵,从微细观界面参数性能及亚临界裂纹的混沌演化角度,对沥青路面的非显性失效做出评定.考虑沥青与集料的细观界面过渡区界面厚度D、界面弹性模量E和界面强度F为非显性结构完整性直接参数,进行量纲一化处理,研究直接参数变化对沥青路面衰变的微细观影响...     

基于层间抗剪强度的同步碎石下封层的设计

针对同步碎石下封层的使用性能要求,提出了以层间抗剪强度作为设计指标的力学-经验设计法,采用McLeod经验法预估沥青用量,以预估的沥青用量作为中值成型5组不同沥青用量下的复合试件,进行了抗剪强度试验,以抗剪强度最大值对应的沥青用量作为最佳沥青用量;对只设置透层和透层+同步碎石封层的复合试件进行了抗剪、车辙和渗水对比试验。研究结果表明:力学-经验法设计的沥青用量比McLeod经验法降低约0.261kg/m2;相比透层复合试件,透层+同步碎石封层可提高复合试件的界面抗剪强度和车辙动稳定度约141%和27.6%,能够明显改善复合试件的抗渗性能。     

沥青路面粘层材料性能的试验

沥青路面层间材料粘结性能的优劣直接关系到路面的整体受力状态,进而影响路面的使用寿命。利用自行研发的多功能剪切仪,对普通沥青、SBS改性沥青和SBS改性乳化沥青这3种常用的粘层材料在不同温度及洒布量条件下的粘结性能进行试验研究,提出以不同温度下的粘结抗剪强度作为评价指标。结果表明:3种材料的粘结抗剪强度均随着温度的升高而减小,但随温度的变化规律有所不同;相比而言,在较低洒布量时,SBS改性乳化沥青表现出更优异的粘结性能,且最佳洒布量为0.5～0.7kg/m2。     

环境负温与升温温差作用下冻土强度特性试验研究

随着西部经济快速发展,冻土区工程日趋活跃,冻土灾害问题愈显突出。为了减少灾害,提高工程耐久性,必须进行冻土区地基承载力的力学特性与温度变化的关系研究。采用青海省果洛州海拔4 200 m处冻土,在室内模拟不同环境负温与升温温差的冻土常规三轴压缩试验,得到冻土在不同环境负温、不同升温温差下的应力-应变曲线以及强度-温度关系曲线。试验结果表明,低温冻土到高温冻土的破坏特征是由脆性破坏过渡到塑性破坏,其应力应变关系由广义双曲线模型变为邓肯-张模型;环境负温与升温温差的不同,使得冻土强度折减不同;设计冻土区地基承载力时,需根据当地温度和升温温差等变化特点修正冻土区地基承载力特征值。     

基于压-直剪试验方法的沥青路面层间污染特性

为探究在行车荷载下,路面层间有污染情况时的层间强度特性,在已有直剪试验夹具的基础上将其改进为压-直剪装置,对复合马歇尔试件层间进行压-直剪切试验。采用3种污染进行层间环境处理(土污染、水污染、油污染),在不同土污染量下(0、0.3、0.6、0.9 kg/m²); 不同水污染量下(0、0.3、0.6、0.9 kg/m²); 不同油污染量下(0、0.3、0.6、0.9 kg/m²); 及不同水平应力条件下(0、0.1、0.3、0.5 MPa)进行压-直剪切试验,研究上述因素对复合马歇尔试件层间剪切强度的影响规律。研究结果表明:在纯直剪和压-直剪下,3种污染都不同程度减弱了层间的黏结性能。在同一土污染量下,剪切强度均随着水平压应力的增大而增加。在同一水平压应力下,随土污染量的增加,剪切强度的降幅逐渐减小,且在0.5 MPa的压应力下,破坏界面土污染的覆盖面积增大,但其对层间剪切强度几乎无影响。在纯直剪下,水污染显著影响剪切强度,随着水污染的增加剪切强度最大变化为0.2 MPa,而在压-直剪下则最大不超过0.1 MPa。在同一水平压应力下油污染用量的增加使得剪切强度分别下降了79.24%、80%和79.4%,在油污染量为0.9 kg/m²下,水平压应力的增加已不能抑制油污染对层间剪切强度的削弱。通过建立对3种污物和污染量在无压应力和有压应力下与剪切强度的拟合模型,分析得出各污染对层间强度的影响程度从大到小依次为油污染、土污染、水污染。与纯直剪相比,压-直剪下的不同梯度水污染和土污染对层间剪切强度无明显作用,但在油污染影响下的层间剪切强度有明显的降幅。     

沥青加铺层温度应力研究(Ⅰ)：力学模型

研究比较了3维有限元模型、平面有限元模型和弹性地基上双层叠合梁模型在分析旧混凝土路面上沥青加铺层温度应力的适用性,指出加铺层路面结构变形视二垂直方向变形之叠加是可行的.由于旧混凝土路面接缝造成的结构间断,加铺层层底应力集中现象明显,收敛较其截面内力(弯矩和轴向力)困难,加铺层受力状况宜用其截面内力表征.调整双层梁的水平剪切变形和竖向拉压变形效应系数,弹性地基上双层叠合梁模型的加铺层截面内力计算结果与2维平面模型的结果具有很好的一致性.     

间断级配土石混合料力学特性试验和本构模型

为研究山区筑路填料中常见的间断级配土石混合料的力学特性,采用SZ30-40DA大型三轴试验仪对间断级配土石混合料进行三轴剪切试验,分析了不同含石量和围压对间断级配土石混合料的应力-应变关系、抗剪强度参数、刚度、孔压、内摩擦角以及黏聚力的影响,并结合邓肯-张模型和幂律模型对间断级配土石混合料的适用性进行分析。结果表明：不同含石量下土石混合料的应力-应变曲线均呈现出应变硬化特征,无应变软化特征;当含石量较低时,应力-应变呈现出一条平滑的曲线,随着含石量增加,应力-应变曲线呈现出明显的“跳跃”现象;土石混合料的抗剪强度随含石量和围压的增加而增大;不同含石量混和料在剪切过程中,粗颗粒表现出不同的破碎程度,含石量增加破碎率增大;内摩擦角随含石量的增加而增大,而黏聚力随含石量的增加而减小,含石量(质量分数,下同)为70%时,内摩擦角达到最大,黏聚力最小;刚度在前期软化现象明显,随着含石量的增加,土体表现出一定的骨架作用,抵抗变形的能力增强;孔压受轴向应变和围压影响较大,随轴向应变的增大先增大后减小,随围压的增大而增大;邓肯-张模型在应用于间断级配土石混合料时存在一定的差距,而幂律模型的拟合度较邓肯...     

旧水泥路面沥青加铺层层间剪应力分析

为研究旧水泥路面沥青加铺层层间的剪应力状态,建立了层间力学模型,分析了不同层间状态、超重载、加铺层模量、加铺层厚度及应力吸收层模量对最大剪应力的影响. 发现层间完全连续、完全光滑时,最大剪应力分别为0.41MPa,0.43MPa;当轮胎压强从0.7MPa提高到1.2MPa时,层间最大剪应力增加了70%以上,达到0.7MPa;当应力吸收层模量为400MPa时,层间最大剪应力达到最小值,然后随着应力吸收层模量的增加剪应力也相应增加,当模量达到1000MPa时层间剪应力达到最大值. 结果表明,层间完全连续时剪应力较小,层间剪应力随轮胎压强的增大而增大,应力吸收层模量400MPa时应力削减效果最好.     

路面板断裂尺寸对沥青加铺层应力的影响

采用冲压技术断裂稳固路面板，再加铺沥青面层是旧水泥混凝土路面维修改造的方法之一。采用三维有限元法，分析了水泥混凝土路面板断裂尺寸与沥青加铺层的荷载应力、温度应力、耦合应力及基层顶面的压应力之间的关系，并在试验路研究的基础上，提出了旧水泥混凝土路面板合理的断裂尺寸。研究表明，路面板的断裂尺寸选择在80～100cm较为合理。     

加镍过渡层钛合金/不锈钢网的扩散连接技术

研究TC4镣合金与00Crl8Nil0不锈钢网加Ni中间过渡层时的扩散连接工艺、接头微观组织及其力学性能．结果表明,扩散层由较薄单层TiNi或较厚Ti2Ni／TiNi／TiNi3多层脆性相组成时,接头强度偏低;当过渡层镍箔厚30μm时,最佳连接工艺参数为：连接温度θ＝850℃、连接比压力p＝10MPa、连接时间t＝10—15min,接头剪切强度比直接连接时提高近一倍,达146MPa,且连接试样无明显变形．     

基于 ISS ＆ SSDR 的沥青路面层间疲劳寿命外因素综合影响预估#br#

目前沥青路面层间疲劳性能的评估高度依赖于疲劳寿命,但现有层间疲劳寿命模型中考虑的因素不够全面,且层间疲劳模型与初始剪切模量之间缺乏关联性。本研究进行了 4 种外因素条件下 (即: 剪切应力幅值、温度、加载频率、压应力) 的小梁四点剪切疲劳试验,获取了路面层间的初始剪切模量 (ISS) 与剪切模量衰变速率 (SS-DR),分别建立了 ISS 与 SSDR 的非线性多元回归模型,并综合 ISS、SSDR 双指标形成层间疲劳寿命 N f 预测模型。结果表明: ①各因素对层间 ISS 的影响排序为: 温度 ＞ 剪切应力幅值 ＞ 加载频率 ＞ 压应力; 各因素对层间 SSDR 的影响排序为: 压应力 ＞ 温度 ＞剪切应力幅值 ＞ 加载频率; 各因素对层间疲劳寿命的影响排序为: 温度 ＞ 压应力 ＞ 剪切应力幅值 ＞ 加载频率; ②基于 ISS 与 SSDR 构建的层间疲劳寿命 N f 的表达模型,实现了外因素综合作用下疲劳寿命 N f 、ISS、SSDR 三指标相互关联。研究成果为层间疲劳寿命预估提供一种新途径,为加强层间设计提供理论支撑。     

文峪河水库软弱夹层岩石中型剪试验探讨

介绍了文峪河水库的概况和工程地质情况,阐述了文峪河水库软弱夹层岩石中型剪试验过程和结果分析。     

沥青混合料同轴剪切试验方法研究

在国内外沥青混合料抗剪试验方法研究分析的基础上,提出了一种全新的即同轴剪切试验方法,同轴剪切试验方法不但比较简便,而且试件受力特点符合路面的实际状况.建立同轴剪切试验模型的三维有限元模型,着重对同轴剪切试验试件力学响应进行分析,然后对同轴剪切试验试件受力特点进行有限元分析;根据试件的受力特点提出沥青混合料抗剪强度的指标,采用三轴试验抗剪强度指标进行对比验证.     

城市道路改造中沥青混凝土罩面工程的质量控制

以德州市东风路旧路改造为例,从旧路裂缝处理、沥青混合料的配合比设计、拌和、运输、摊铺及压实方面详细阐述了沥青混凝土罩面施工的质量控制措施。     

层间接触条件对沥青路面力学响应的影响

中国现行沥青路面设计以路表弯沉、沥青层底及半刚性层底拉应力为设计指标,层间条件假定完全连续。实践中路面分层修筑,层间不完全连续,对路面结构受力状态影响甚大。以京津塘高速公路改扩建工程为依托,假定层间完全连续与层间不完全连续2种状态,以壳牌计算软件Bisar 3.0和数值软件Matlab 7.0分析了3类常见沥青路面在2种层间接触条件下的三维力学响应分布及最不利受荷点。结果表明：层间结合不连续导致结构内应力、应变骤增;各类路面在不同层间状态下出现最大应力及应变的位置不同;2种层间条件下复合式路面的响应均居于柔性与半刚性路面之间;路面结构设计时,应在现行规范的基础上,对层间不完全连续状态下指定点位处的力学指标进行验算,为路面在运营期内的可靠度分析提供依据。     

乳化沥青在道路工程中的应用

阐述了乳化沥青的优点和缺点,介绍了阳离子乳化沥青在道路工程中的应用范围。