聚氨酯发泡材料处治板底脱空施工工艺研究

依托宁靖盐高速公路的实体工程进行了现场注浆试验研究,通过弯沉测量、探地雷达检测、现场开挖,对注浆效果进行综合评价,试验结果表明,聚氨酯注浆的方法可以消除错台,注浆后路面的平整度有很大提高;注浆点弯沉值总体呈减小趋势,且注浆前板底脱空严重的位置弯沉减小幅度很大;雷达检测结果表明压浆能排出路面结构中的积水、处治基层松散。因此,利用聚氨酯注浆方法处理板底脱空,在道路养护实践中是可行的。对比分析高聚物材料与水泥浆液的经济效益,说明高聚物材料具有较高的工程应用价值和广阔的应用前景。

动荷载作用下板底脱空对水泥板弯沉的影响

为了分析动荷载作用下板底脱空对水泥板弯沉的影响,建立了ANSYS三维有限元分析模型,利用移动荷载模拟车辆动荷载,隐单元模拟不同形式和程度的脱空,对比了脱空前后水泥板弯沉和应力的变化.结果表明:即使在传荷能力优良时,接缝处弯沉也会随着脱空面积的增大而增大,导致水泥板所受应力变大,最大等效应力值达0.87 MPa,是未脱空板块的235%,恶化了水泥板的受力状态,加速疲劳破坏;由于传荷能力较好,两侧弯沉同时增大,弯沉差不明显,通过弯沉差很难检验出脱空病害的存在,双侧脱空更具隐蔽性.需要准确的检测方法探测板底脱空的位置,对脱空位置及时进行注浆养护,避免单侧板底脱空发展为双侧脱空,改善脱空板的受力状况延长水泥路面使用寿命.

公路隧道水泥路面板底脱空有限元分析

建立了公路隧道水泥路面板底脱空结构的三维有限元分析模型,在单轴双轮荷载作用下,对由于板底脱空产生断裂情况下板角顶面最大拉应力和最大竖向位移进行了分析。通过讨论脱空宽度、面板厚度、轴载、基层模量以及基岩模量对板顶最大拉应力和竖向位移的影响,得出脱空宽度、面板厚度和轴载对板角顶面最大拉应力的影响较大,而各个因素对板角顶面最大竖向位移的影响程度差别不大。板角出现脱空时,重载是造成路面损坏的主要原因,通过增加面板的厚度和接缝设置传力杆可以有效防止路面板由于板底脱空造成的损坏。

基于弯沉比的水泥混凝土路面板底脱空识别方法

通过分析脱空产生和形成的机理以及板底脱空图式来确定脱空识别的研究方向.采用弹性地基板模型分析了落锤式弯沉仪(FWD)荷载作用下水泥混凝土路面的弯沉规律,回归得到了板角脱空范围与地基类型、地基刚度半径、路面板角弯沉比(FWD荷载作用于板角和板中时弯沉之比)之间的近似关系式,建立了通过比较实测弯沉比与理论弯沉比的水泥混凝土路面板底脱空的识别方法.工程实践表明,采用方法判别水泥混凝土路面板角脱空状况是可行的.

水泥混凝土路面板底脱空判别方法研究

根据弹性地基板计算的近似梁法，经过计算与分析，给出了采用板中弯沉值与板边弯沉值之比判断板底脱空现象的方法，并通过实例进行了验证。

板底脱空对水泥混凝土路面接缝传荷的影响

基于路面力学专业有限元软件KENSLABS,建立起板底横缝处存在脱空的水泥混凝土路面双块板设置传力杆的数值模型。在考虑板重和温度翘曲的情况下,阐述了两种脱空形态(接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空)下脱空高度(即初始间隙)的改变对轮载传荷能力的影响,对比研究了在两种脱空形态与板底无脱空时传力杆直径、间距、松动量以及支承模量等参数对传荷能力的影响权重,分析了传力杆非均匀布设对传荷系统的优化效果。结果表明:接缝两侧均脱空、受荷板一侧脱空时,传荷系数随着脱空高度分别呈递增、递减规律,但传荷系数趋于稳定时,接缝两侧均脱空时,板块最大挠度的绝对值更大;不同脱空形态下,传力杆各项参数均与传荷系数呈线性相关关系,传力杆松动量对传荷系数的影响最为显著;不同脱空形态下,传力杆非均匀布设能提高传荷系数,同时减小传力杆承受的最大剪力。板底脱空传荷能力评价宜同时考虑传荷系数和各板块最大挠度值的绝对值,传力杆非均匀布设对传荷系统的优化宜以传荷系数和传力杆所受剪力同时评价。

水泥混凝土路面板底脱空的原因及防治措施

根据水泥混凝土路面破坏情况的调查,分析了混凝土路面产生板底脱空现象的原因及其防治措施,对预防早期破坏,延长水泥混凝土路面的使用寿命具有指导意义.

水泥混凝土路面板底脱空灌浆材料研究

通过灌浆材料配合比试验,分析了各种成分的掺量对其性能的影响,得出灌浆材料各种成分掺量的合理范围。在此范围内设计出7种不同配合比的灌浆材料,对试验路段的脱空板做现场灌浆试验,28 d用落锤式弯沉仪和探地雷达检测各种灌浆材料对水泥路面板底脱空的治理效果。试验结果表明:灌浆材料Ⅱ(水泥∶水∶砂∶减水早强剂∶膨胀剂=1∶0.45∶0.3∶0.01∶0.1)和Ⅳ(水泥∶水∶砂∶减水早强剂∶膨胀剂=1∶0.45∶0.2∶0.01∶0.08)对治理板底脱空效果较好。

水泥混凝土路面板底脱空区动水压力特性研究

为研究车辆荷载作用下水泥混凝土路面板底脱空区内动水压力、水流速度的分布规律及其影响因素,推导了三维状态下脱空区中截面动水压力、水流速度解析式。应用有限元软件ANSYS和CFX建立了双向流固耦合模型,分析了车辆轴重、车速与脱空尺寸等对动水压力及水流速度的影响。结果表明:固定点的水压力及水流速度随时间成正弦函数变化,且水压力随时间的变化趋势与最大水流速度随时间变化趋势有一定的相位差。沿着脱空区出口的方向,动水压力呈减小趋势,其最大值发生在脱空区尖端;水流速度沿着脱空区出口的方向呈增大趋势,其最大值发生在板边缘;动水压力与水流速度峰值随轴重增大而增大,与轴重近似呈二次方关系;动水压力峰值随车速增大而增大,水压力随车速变化的增幅大约为每10 km/h增加1 kPa,与车速成线性关系,而水流速度峰值受车速影响较小;动水压力与水流速度峰值随脱空区开口量增大而减小,与脱空区开口量成反比关系;当脱空区开口高度扩展到一定程度时(论文模型中为>4 mm),动水压力变化幅值较小,此时脱空区继续发展可能归因于水流的冲刷作用。数值模拟结果与理论推导结果基本一致。

道岔板底脱空对桥上纵连板式无砟道岔受力性能的影响

以18号单开道岔为例，采用ANSYS有限元软件建立了桥上纵连板式无砟道岔结构的有限元计算模型，模拟正常状态下和脱空区域内道岔板与砂浆层的接触关系，分析列车荷载与温度梯度不同组合条件下，不同脱空型式和脱空面积对桥上纵连板式无砟道岔结构受力和变形的影响。结果表明：道岔板底脱空主要影响钢轨和道岔板的垂向变形以及道岔板和砂浆层的受力情况；板角和板端脱空主要对2个扣件范围内结构的受力和变形有显著影响，板边和板中脱空的影响范围比较大；脱空面积的增大会对结构的受力和变形产生不利影响，当脱空区长度或宽度达到0．2～O．31TI时影响明显增强；板角和板端脱空对道岔结构的影响最显著，板边脱空次之，板中脱空对结构的影响最小，但当板中脱空宽度大于0．7m时，在列车荷载作用下，道岔板可能和底座板接触，砂浆层垂向压应力呈减小趋势。

水泥混凝土路面板底脱空区水运动规律的分析模型

在不考虑路面板横向曲率变化、地基的阻尼效应、水的粘性和假设脱空区内始终充满水的前提下,将车辆荷载作用下水泥混凝土路面板底脱空区内滞留水的流体运动问题,换变为求解非稳态的第一类边界条件的Laplace方程,其数值解采用有限元和中心差分相结合的方法求解。为预防和控制板底脱空的出现和扩展,提高水泥混凝土路面使用性能和寿命提供了理论基础和分析手段。

橡胶粉砂浆作为板底脱空灌浆材料的试验研究

选择橡胶粉砂浆作为灌浆材料来治理水泥混凝土路面板底脱空,研究橡胶粉砂浆的干缩和抗冻性,并确定其的最优配合比。采用正交设计安排配合比试验,设定砂灰比（S/C）、橡胶粉掺量（RP/C）和橡胶粉的目数（MESH）为因素,以灌浆材料拌合物流动度、分层度、12 h抗压强度和14 d水中干缩率为试验指标,选择正交表L4（2~3）进行试验研究。结果表明,橡胶粉砂浆作为灌浆材料在干缩和抗冻性方面性能优越,橡胶砂浆灌浆材料最优配合比为,水泥∶砂∶橡胶粉∶早强减水剂∶膨胀剂∶水=1∶0.28∶0.015（60目）∶0.01∶0.12∶0.45。

板底脱空水泥路面疲劳寿命预估方程研究

为了建立脱空状态下水泥路面疲劳寿命预估方程,基于ANSYS建立板底脱空的水泥路面力学模型,计算其荷载应力和温度应力,分析其较已有计算方法产生偏差的主要影响因素,提出相关修正系数。然后,利用层次分析法确定板底脱空状态下相关脱空修正系数各个影响因素所占权重。最后,根据数据统计结果,运用多元非线性回归方法确定其修正系数计算方法,并构建最终板底脱空下疲劳寿命预估方程,为水泥路面板设计及后期维护提出依据。结果表明:荷载大小及脱空半径对荷载应力影响较大,分别可以达到0.5~1.3倍和0.1~0.5倍,对疲劳寿命影响达到0.6~1倍和0.7~1倍;脱空半径及深度对温度应力影响较小,但在温度梯度下影响较大,达到11.6%,对疲劳寿命影响最大达到0.5倍;面板厚度小于300 mm时,水泥路面板受力状况不利,疲劳寿命骤降。

水泥混凝土路面的板底脱空及其影响分析

根据水泥混凝土路面板底产生脱空的机理,利用有限元程序ANSYS,就不同脱空面积和脱空形状对水泥混凝土路面板的影响进行了分析,结果表明:理论计算得到的板底脱空形状与实测值相符;随着脱空面积的增大,水泥混凝土路面板的弯沉值呈反S型增大,而当脱空面积相同时脱空区域的形状对弯沉值的影响不大。

水泥混凝土路面板底脱空对路面荷载应力的影响

中国水泥混凝土路面早期破坏比较严重,而脱空是造成这一现象的主要原因。当出现脱空后水泥板体产生的荷载应力会迅速变大,为了研究脱空对路面荷载应力的影响,利用光纤光栅技术在(湘)潭-邵(阳)高速公路水泥路面上进行试验,并使用有限元进行模拟分析。通过试验及分析得出:荷载与脱空尺寸对水泥混凝土路面脱空区内的动水压力影响很大,水泥混凝土路面板体产生的荷载应力与施加的荷载和脱空尺寸成线性关系,随着车辆荷载和脱空尺寸的增加,水泥板内的荷载应力线性增大。同时根据有限元模拟得到了考虑荷载和脱空尺寸条件下的潭邵高速公路水泥混凝土路面的荷载应力计算公式。

基于板底脱空压浆处治前后力学行为对比分析

为探究脱空路面板压浆处治前后板底力学行为变化,本文通过建立ANSYS三维有限元水泥混凝土路面板底脱空及压浆处治模型,并模拟不同形式和程度的脱空与处治,对比分析压浆处治材料前后路面板弯沉及弯拉应力的变化,研究压浆前后各项相关指标变化规律。结果表明:在本文建模和模拟条件下,板底脱空可演化为三阶段:脱空尺寸在200～400 mm内为突变阶段,400～800 mm内为发展阶段,800～1 000 mm内为加速扩展阶段。经不同形式压浆处治后弯沉及弯拉应力均大幅度下降。当处治厚度较小时,其对路面板的影响程度较处治尺寸大;而当处治尺寸较小时,处治尺寸对路面板的影响更大。压浆材料模量的选择与基层材料模量相差在0～200 MPa范围内是合适的,否则将影响处治效果。

基于弯沉的刚性道面板底脱空判定方法综述

为促进刚性道面板底脱空判定相关研究的发展,基于广泛文献调研和分析,系统梳理了国内外有关研究的发展现状、存在问题及研究方向。首先,介绍了弯沉法的起源及常用检测设备;其次,对基于弯沉的板底脱空判定方法进行了综述,详细分析和阐述了现有研究中发现的问题,并进一步指出各方法在实际应用中的局限性;最后,总结归纳了刚性道面板底脱空判定研究中存在的关键问题及研究方向,提出接缝传荷能力和脱空对弯沉影响的区别可作为今后研究的重点。

基于弯沉差与唧泥高度的板底脱空判别方法

针对弯沉差和唧泥程度与板底脱空的关系在规范中并未有明确说明,且国内外研究也较少的情况,以烟台—威海高速路试验段为依托工程,对板底脱空的弯沉评价指标进行了理论计算,采用贝克曼梁弯沉仪(BB)和落锤式弯沉仪(FWD)对比测量,计算了同板板中、板边中点、板角弯沉差;通过对唧泥观测记录统计分析,提出了根据唧泥高度判别脱空程度的评定标准,分析了唧泥高度的影响因素及变化规律,结合实际钻芯检测数据,建立了唧泥高度与板底脱空量的对应关系。试验路的钻芯复核结果表明,基于唧泥高度的板底脱空判别方法具有较高的可信度和准确度。

板底脱空下BFRP筋连续配筋混凝土路面力学敏感性分析

建立了考虑板底脱空及裂缝传荷能力的BFRP筋连续配筋混凝土路面荷载有限元模型,选取混凝土板厚及其弹性模量、基层弹性模量、BFRP筋的弹性模量及其配筋设计,以及地基反应模量等参数,对板底脱空状态下BFRP筋连续配筋混凝土路面板的力学响应及其裂缝传荷能力进行敏感性分析。研究结果表明,增加混凝土板厚可明显改善混凝土板的力学状态,提高混凝土板的模量不能有效改善混凝土板的力学状态;板底脱空区域宽度大时,增大基层弹性模量使混凝土板的受力状态变差;增大BFRP筋的弹性模量及配筋率可以略微改善脱空状态下的混凝土板受力状态和裂缝传荷能力;提高地基反应模量使受荷板板顶最大横向拉应力增大,横向裂缝传荷能力大幅降低,会导致裂缝处的BFRP筋连续配筋混凝土路面板的破坏。

板底脱空对无砟轨道结构模态的影响

基于CRTSⅢ型板式无砟轨道结构参数,研究了不同脱空状态对无砟轨道模态的影响,并对轨道板自振应力进行了分析。结果表明:分析脱空对轨道结构模态的影响时,脱空厚度方向不宜处理为完全损坏,而应取一定的脱空厚度;板端脱空组合对轨道结构模态的影响最大,板中脱空影响最小;板中脱空时脱空形状对轨道结构的模态几乎没有影响;无脱空时轨道板自振应力在扣件处最大,不同脱空状态下轨道板自振应力在脱空区域与自密实混凝土接触边缘较大。研究成果可供无砟轨道脱空识别和结构优化设计参考。