超薄磨耗层层间剪切性能研究

剪切破坏是超薄磨耗层主要的病害之一,用SBS改性乳化沥青和Novabinder~(TM)改性乳化沥青作为层间黏结材料,AC-13C、Nova Chip~?Type C、OGFC-13作为磨耗层,AC-20C为中面层,成型车辙试件,进行直剪试验.评价不同粘层油类型、撒布量、磨耗层种类对层间抗剪强度的影响程度.试验结果表明,三种磨耗层对应最佳粘层油撒布量时层间抗剪强度能够最优;同种磨耗层,Novabinder~(TM)改性乳化沥青比SBS改性乳化沥青黏结性能更好;同种粘层油在最佳撒布量时,不同磨耗层抗剪能力对比为:开级配Nova Chip~?Type C型密级配AC-13C开级配OGFC-13.     

基于沥青加铺路面的应力吸收层指标的研究

针对旧水泥混凝土路面沥青加铺路面反射裂缝比较突出的问题,对扬州地区的典型加铺路面(328国道海宁线仪征段133K～146K和158K～163K)进行深入的调查,得出反射裂缝主要取决于接缝处治不合理和层间粘结强度不足。本文通过大量的应力吸收试验,对9种粘层沥青类型、"两油一料"的应力吸收层结构以及不同级配的应力吸收层集料的进行剪切和拉拔试验,确定了最佳的粘层沥青类型和撒布油量以及应力吸收层集料的级配类型。结果表明:壳牌沥青其作为粘结层抗剪切和抗拉拔强度最大;"两油一料"撒布时,最佳沥青撒布油量为:第一层1.0kg/m2,第三层0.5kg/m2;集料选择单一粒径粘结效果最好。     

水性环氧树脂改性乳化沥青粘层抗剪性能的检验

针对沥青路面因层间黏结性能不足而导致路面结构出现推移、拥包等病害现象,研究环氧乳化沥青粘层在不同环氧乳化沥青洒布量、不同试验温度和不同正应力条件下的抗剪强度,运用摩尔-库伦原理得到黏结力和内摩阻角.借助Ansys有限元软件对5种代表性路面结构进行层间剪应力计算,根据计算所得层间最大剪应力和抗剪强度,对环氧乳化沥青粘层进行抗剪疲劳性能和抗剪极限性能检验.结果表明:抗剪强度随正应力的增大近似呈线性增大,且在60℃高温条件下,环氧乳化沥青粘层的最佳洒布量为0.8 kg·m~(-2);当洒布量和正应力相同时,由于黏结力的减小,抗剪强度随温度升高而逐渐减小;5种路面结构在100 k N和200 k N荷载作用下,层间最大剪应力分别小于容许剪应力和抗剪强度,沥青面层不会产生剪切疲劳破坏及高温重载作用下的极限剪切破坏.     

隧道路面加铺层的层间抗剪试验

以AC-13混合料和水泥混凝土面板模拟原隧道路面,以层间抗剪强度为指标,分别对常用的纤维橡胶微表处及NovaChip超薄磨耗层抗滑加铺层进行试验,研究了不同因素对加铺层层间黏结性能的影响.结果表明:NovaChip超薄磨耗层的抗剪切性能优于纤维橡胶粉微表处混合料;层间污染及下面层表面状况对抗滑加铺层的黏结性能影响显著;不同的加铺类型混合料对应的粘层油最佳洒布量不同,同一种加铺类型在不同温度下粘层油的最佳洒布量也不同;试验表明25℃时纤维橡胶粉微表处粘层油洒布量为0.8 kg·m~(-2).     

考虑黏层油迁移影响的OGFC面层空隙结构表征

为了保证沥青路面层间的充分黏结,在层间撒布黏层油是目前路面施工的必要工序。由于开级配磨耗层(OGFC)的大空隙结构,在压实过程中黏层油倾向于通过界面处OGFC的空隙向上迁移,从而影响界面处OGFC的空隙结构并进而影响其功能。本文选取2种下卧层材料、1种OGFC材料和4种黏层油掺量制作OGFC和下卧层组合试件;通过CT扫描、三维重构和一系列图像处理方法对OGFC面层的空隙结构进行表征和分析;选取截面空隙率、平均空隙半径和平均配位数对OGFC面层的空隙结构进行定量表征。研究结果表明：当层间不撒布黏层油时,OGFC面层的空隙率分布与密级配沥青混凝土的类似,呈现两端空隙率高、中间空隙率低的规律;当黏层油掺量为0.5、1.0和1.5 kg/m²时,黏层油向上迁移,使得界面处OGFC的空隙率显著降低,并且黏层油掺量越大,迁移的高度越大;黏层油迁移对平均空隙半径和平均配位数的影响规律与空隙率的基本一致;下卧层的表面构造也会对黏层油的迁移造成显著影响。     

超薄磨耗层沥青混合料的抗剪性能

基于单轴贯入试验和无侧限抗压试验,研究了原材料参数和试验条件对沥青混合料抗剪强度的影响.通过室内试验研究了SBS掺量、补强剂掺量和级配类型对超薄磨耗层高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗剥落性能的影响.试验结果表明:骨架结构混合料的抗剪性能优于悬浮密实结构,SBS改性沥青混合料的抗剪性能优于基质沥青混合料;最佳沥青用量下的混合料抗剪强度较大,且补强剂可有效改善混合料的抗剪性能;高温条件和低速行驶的车辆都易造成超薄沥青磨耗层的剪切破坏.当SBS掺量为4.0%~4.5%、补强剂掺量为0.30%~0.50%时,超薄沥青磨耗层能兼顾抗剪性能和其他路用性能,同时满足经济性.     

贫混凝土基层与水泥混凝土面板层间界面抗剪特性研究

为了得到贫混凝土基层与水泥混凝土面层层间界面的抗剪特性，通过大量的室内直剪试验来模拟路面结构的实际工作环境，模拟了三种不同的层间接触状况，分析了贫混凝土基层与水泥混凝土面层的界面抗剪特性，得到了不同接触状况下的粘聚力和内摩擦角的变化规律。研究结果表明：贫混凝土基层与水泥混凝土面层的层间接触状况对路面结构的抗剪性能具有显著的影响，综合摩擦系数较好地反映了这一变化特性，研究可为贫混凝土基层水泥混凝土路面的设计提供理论依据。     

玄武岩纤维与聚丙烯酰胺加筋固化粉土剪切强度

针对粉质土路基坡面冲刷破坏与叠瓦状分层滑移的两大病害,提出一种粉土路基边坡固化加筋复合面层增稳抗冲刷护坡技术。开展了复合面层的直接剪切试验,讨论不同玄武岩纤维加筋量、筋长和聚丙烯酰胺掺量配比条件下复合面层材料的剪切变形和抗剪强度的变化规律,研究复合面层的增稳抗剪性能及玄武岩纤维的最优掺量、筋长与聚丙烯酰胺的最优配比。试验表明:复合面层最优配比为玄武岩纤维筋长12 mm、掺量0.4%,聚丙烯酰胺掺量1%,复合面层的抗剪强度能够满足护坡技术的要求。     

超薄磨耗层层间粘结效果影响因素研究

超薄磨耗层是一种新型预防性道路养护技术,其使用效果的好坏与层间粘结力有着密切的关系。以室内模拟试验为基础,采用AC-13沥青混合料作为原路面,SBS(热塑性丁苯橡胶)改性乳化沥青作为层间粘结材料,分别采用AC-13、SMA-13、OGFC-13、Nova Chip(C)混合料作为超薄磨耗层,马歇尔击实法成型复合型试件,并采用层间力测试仪进行剪切试验,测定层间抗剪切强度。试验结果显示,采用上述四种混合料作为磨耗层,平均抗剪切强度分别为1.053 MPa、1.1 MPa、1.02 MPa、1.261 MPa;随着乳化沥青洒布量的增加,层间抗剪强度呈现先增加后降低的趋势;对于每种路面结构,温度由25℃升高至45℃,层间粘结强度普遍下降,但不同结构的强度降幅各不相同。试验结果表明:层间粘结强度受混合料类型的影响,Nova Chip抗剪强度最高,开级配沥青磨耗层OGFC(开级配沥青磨耗层)最低;每种路面结构都存在使层间抗剪强度达到最大值的最佳乳化沥青洒布量,且不同温度下对应的最佳乳化沥青洒布量也不同;随着温度升高,层间剪切强度降低,其中Nova Chip结构对于温度的敏感性最高,AC(沥青混凝土)结构的温度敏感性较低。     

考虑颗粒级配影响的高聚物改良钙质砂抗剪强度特性试验研究

基于南海某岛礁典型回填工程面临的钙质砂问题,提出采用环保固化剂高聚物对钙质砂地基进行加固。制作不同级配、不同高聚物含量的固化钙质砂试样,开展一系列直剪试验和SEM微观结构试验,研究高聚物固化钙质砂的抗剪强度、粘聚力、内摩擦角等参数随着高聚物掺量和颗粒级配变化的演变规律,以及高聚物改良钙质砂力学性能的微观机理。试验结果表明,随着高聚物掺量的增加,高聚物改良钙质砂的抗剪强度明显增大,试样的剪应力-位移曲线由硬化特征逐渐呈现为软化特征;高聚物主要通过影响钙质砂的粘聚力来改变其抗剪强度,对内摩擦角的影响十分有限;钙质砂中粗颗粒含量越多,其孔隙越大,高聚物改良钙质砂的反应越明显,对其强度的提升作用也越明显; 高聚物主要包裹在钙质砂颗粒表面或填充于颗粒之间,从而改变钙质砂材料原本的力学性质,使得土体的抗剪强度明显增长。     

桥面铺装防水黏结层结构组合性能研究

文章针对防水黏结层破坏而引起的桥面铺装早期病害,选取常用的防水黏结层材料进行研究。首先确定了调平层表面采取拉毛、刻槽和植石措施时的改性沥青最佳洒布量,其中拉毛和刻槽为1.4~1.6kg/m2,植石为1.6~1.8kg/m2,然后在最佳洒布量条件下对黏结层抗动水冲刷性能进行研究。结果表明:采用植石措施的结构抗剪强度明显高于拉毛和刻槽措施下的结构抗剪强度;温度和水对防水黏结层的抗剪强度和黏结强度影响显著,随着温度的升高,结构抗剪强度和黏结强度均显著降低,在40℃水浴条件下达到最低;温度同样是黏结层抗动水冲刷能力的重要影响因素。     

高速公路沥青面层粘层油应用研究

通过在厦蓉高速公路江西瑞金至赣州段进行高速公路沥青面层粘层油施工的应用,总结了沥青面层粘层油采用改性阳离子乳化沥青施工的技术要点和质量控制措施。     

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。     

压实红粘土抗剪强度特性研究

红粘土的强度特性直接关系到路基的稳定和边坡坡度的选取,是红粘土地基工程、边坡工程和洞室工程设计计算的重要参数。直剪试验与三轴试验是室内测定土的抗剪强度指标最常用的两种试验方法。试验所用的土样取自贵州大学西校区某基坑,采用直剪试验与三轴试验测定红粘土抗剪强度,并进行了比较。结果表明,粘聚力随含水率的增大而减小,最佳含水率前,减小幅度较小,超过最佳含水率后,减小幅度较大;粘聚力随压实度的增大而增大,同一压实度下,最佳含水率前的粘聚力远远大于最佳含水率后的粘聚力。内摩擦角随含水率的增大而减小,随压实度的增大而增大;粘聚力随含水率、压实度的变化幅度远远大于内摩擦角的变化幅度。同一含水率同一压实度下,不固结不排水三轴试验得到的粘聚力和内摩擦角比直剪(快剪)试验的结果要大。     

沥青路面加铺结构中土工布夹层黏结失效时温特性

针对含土工布夹层的双层沥青混合料试件进行直剪试验,以层间抗剪强度为指标,通过方差分析和多重比较分析了温度和加载速率对土工布夹层黏结失效的影响作用,建立了含土工布夹层试件的层间抗剪强度与温度、加载速率的数学关系,基于时间-温度等效原理确定了层间抗剪强度sigmodial主曲线,并对其时温等效特性进行了验证.结果表明:含土工布夹层试件层间抗剪强度受温度和加载速率显著影响,随温度升高或加载速率下降其值逐渐降低;指数模型对层间抗剪强度拟合效果良好,模型预估值与试验测试值基本吻合.sigmodial主曲线在更宽加载速率范围内表征了层间抗剪强度的变化趋势,黏层油蠕变柔量与层间抗剪强度两力学参量的移位因子一致性验证了土工布夹层黏结失效具有时温等效特性.     

新型聚合物桥面铺装结构层间剪切性能

通过室内斜剪试验评价了聚合物桥面铺装层间抗剪强度,分析了剪切速率、温度以及涂膜厚度对层间抗剪强度的影响.结果表明:聚合物铺装结构层间抗剪强度值随着剪切速率的增加而呈幂指数上升;层间抗剪强度随温度的上升而下降,试验组中其值在60℃时达最低,但仍远远高于其他铺装材料;环氧树脂抗剪强度在半对数坐标下相对于温度变化接近线性关系,其相比沥青类材料受温度影响程度更小;随着树脂膜厚的增加,聚合物铺装结构层间抗剪强度表现为先增高后降低的趋势,计算得Mark--135的最佳膜厚为0.28 mm,Mark--163的最佳膜厚为1.10 mm.     

碳酸钠在二灰碎石基层施工中应用研究

针对二灰碎石早期强度低,以及与沥青面层之间容易产生层间推移的问题,通过试验研究了添加水泥和碳酸钠来提高其早期强度的措施,结果表明,添加适量的碳酸钠可以有效地提高其早期强度,与添加水泥相比,可以节约工程造价.通过改善二灰碎石级配,对基层顶面进行处理及合理选用透层油,提高了二灰碎石与沥青面层的层间结合力,从而解决了沥青面层的推移破坏.     

不同掺料泡沫轻质土的强度特性

为了探究同种掺合料不同掺量以及不同掺合料同种掺量的泡沫轻质土的强度特性,选用矿粉、粉煤灰、矿渣和高岭土4种掺料的泡沫轻质土试件,进行了7d和28d无侧限抗压强度试验和直剪试验,分析了同种掺合料不同掺量及不同掺合料同种掺量的泡沫轻质土的无侧限抗压强度、抗剪强度及抗剪强度指标的变化规律,建立了泡沫轻质土抗压强度与粘聚力之间的关系。研究结果表明,随着掺合料在胶凝材料中比率的增加,材料抗压强度和抗剪强度均逐渐减小;粘聚力是泡沫轻质土抗剪强度的主要来源,其与抗压强度具有良好的线相关性;掺加矿粉和粉煤灰的泡沫轻质土表现出了较高的强度特性。     

钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力分析

针对采用钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙的受剪承载力计算公式中未考虑原砖墙轴压比和高宽比等因素影响,及砖墙抗剪强度计算公式未考虑高宽比影响的问题,分析了高宽比为0.4～2.5,轴压比为0.1～0.8的砖墙采用配筋率为0.0％～0.5％,水泥砂浆强度等级为M5～M15的钢筋网水泥砂浆面层加固前后受剪承载力.基于分析结果,提出了考虑高宽比和轴压比影响的砖墙抗剪强度计算方法,以及考虑高宽比、原砖墙轴压比、面层配筋率及面层砂浆强度等级影响的钢筋网水泥砂浆面层加固砖墙受剪承载力计算方法.研究结果具有实用性,为砌体加固设计和施工提供了技术手段.     

水泥掺量对红粘土固结体抗剪特性影响的试验研究

为探讨水泥掺量对红黏土固结体抗剪强度特性的影响规律,本文以大掺量水泥对红黏土固结体抗剪强度指标的影响为切入点,室内制备了四种不同水泥掺入比的红黏土固结体试块,开展了不同法向应力条件下的红黏土水泥固结体直接剪切试验。试验发现:随着水泥掺量的不断增大,红黏土固结体的剪应力-剪位移关系曲线上峰值应力跌落现象逐渐显现;红黏土固结体抗剪强度指标随水泥掺量的增大而提高,但是粘聚力与内摩擦角的增大规律并不相同:粘聚力的增大速率随水泥掺量的增大而不断减小,内摩擦角的增大规律随水泥掺量的增大而呈"S"型。