半刚性基层裂缝修补灌浆材料与工艺研究

对公路裂缝修补工艺进行研究可发现,现有的技术较少涉及对公路半刚性基层裂缝的灌浆修补。比较各类道路修补用灌浆材料可知,水泥类灌浆材料环保高效,且价廉易得。该文提出一种快硬早强的水泥基灌浆材料,并辅以早强型减水剂和膨胀剂对其膨胀不稳定、收缩开裂等问题进行改善,其各项性能指标检测均满足灌浆要求。同时,对公路半刚性基层裂缝灌浆施工工艺和设备进行全面研究,优化钻孔压力灌浆技术,制定出最佳施工方案,供公路基层裂缝修补人员选用。

半刚性钢框架优化设计研究综述

钢框架作为一种优良的结构形式,传统设计中一般把梁柱连接简化为两个理想的极端,即完全刚接或者理想铰接,然而连接实际上具有明显的半刚性变形特性。同时,结构优化是工程界永恒追求的目标,如何得到既安全可靠,又经济节约的优化方案,是结构设计中非常重要的研究课题。本文梳理了半刚性钢框架优化设计的研究进展,总结前人的可行之处,以期为后续的研究提供一定的参考。

硅烷偶联剂对半柔性路面材料性能增强机理研究

为研究掺加硅烷偶联剂对半柔性路面材料的性能影响规律及作用机理,采用马歇尔稳定度、车辙、低温弯曲、冻融劈裂等试验,测试了添加不同掺量硅烷偶联剂的半柔性路面材料的力学性能与路用性能,并确定硅烷偶联剂的最佳掺量,采用高拍仪等仪器观察硅烷偶联剂基于界面改性原理的微观改性机理。结果表明:随着硅烷偶联剂掺量的增加,半柔性路面的高温性能、低温性能和水稳定性能均发生了不同程度的提高,同时其掺量对性能的影响存在峰值,马歇尔稳定度、动稳定度、弯拉应变与冻融劈裂强度比均在掺量为0.5%左右处达到峰值,超过峰值后性能随掺量增加而下降,最终确定硅烷偶联剂的最佳掺量为0.5%。通过测定连通空隙率和灌注率的变化定量反映界面紧密度,通过对比观察普通半柔性路面材料与硅烷偶联剂最佳掺量下的半柔性路面材料的水泥-沥青界面可明显发现,硅烷偶联剂能够在水泥基灌浆材料与沥青混合料之间发生一系列化学反应,从而通过改变水泥-沥青界面的形态,有效改善水泥-沥青界面稳定度并减少水泥-沥青界面裂缝,结合性能试验,硅烷偶联剂可通过界面优化改善半柔性路面的力学及路用性能。

考虑半刚性连接的输电塔结构离散优化设计方法

输电塔半刚性节点会对结构内力及变形产生不可忽视的影响,然而,在传统的输电塔结构优化设计中,输电塔节点的半刚性连接往往被简化为铰接。为了准确评估输电塔的实际响应并对输电塔进行合理优化设计,以考虑半刚性连接的输电塔为研究对象,通过使用弹簧单元模拟半刚性节点的弯矩-转角关系,建立了半刚性连接的输电塔有限元模型,并提出了半刚性连接输电塔的优化数学模型和优化设计方案,发展了一种考虑半刚性连接的输电塔结构离散优化设计方法。优化结果表明:文中方法能够在满足结构应力及变形约束的条件下有效降低输电塔钢材的消耗量,节约了工程造价成本,具有良好的经济效益。

浅析牵引车轻量化举措

随着国内法规的越加严格和完善,法规限值6×4牵引车列车总重49000 kg,三轴半挂车最大允许总质量限值为40000 kg,牵引车自重为列车总重减去半挂车总重及乘员体重后约为8800 kg。所有通过降低整车自重,才可满足半挂车最大40000 kg的限值。文章针对某6×4牵引车轻量化问题,从底盘结构优化,轻量化材料应用及轻量化配置应用三个方面进行可行性分析。通过计算机辅助工程(CAE)分析和试验验证保证设计方案合理有效。研究表明,通过合理的轻量化设计,可以达成牵引车自重小于8800 kg目标。

钢框架结构半刚性连接节点失效模式控制的设计优化研究

以山东省某市QP2007-18号宗地项目为例,运用数值模拟方法,研究半刚性节点的失效模式,并对节点的梁柱结构进行设计优化。结果表明,设计的外伸端板半刚性连接节点的破坏形式为延性破坏,破坏时节点的端板先屈服,高强螺栓最后达到极限抗拉强度;增加钢梁和钢柱的刚度均可提高半刚性连接节点刚度,而提高钢梁的刚度则可增加半刚性连接节点的弯矩屈服荷载。

基于正交分析的高性能水泥基灌浆材料配比设计与性能研究

以半柔性路面材料中的水泥基灌浆材料作为研究对象,采用正交试验法设计了9组不同配比的水泥基灌浆材料,分析了水灰比、聚灰比、砂灰比、消泡剂掺量等因素在不同水平下对其流动性、强度和收缩特性的影响。结果表明:水灰比对改善水泥基灌浆材料流动性、力学强度和收缩性能效果突出,其对水泥基灌浆材料的性能极其重要;聚灰比是影响水泥基灌浆材料抗折强度最主要的因素,聚合物乳液的加入可明显提高水泥基灌浆材料的韧性。确定了水泥基灌浆材料的最佳配合比,并成型了相关试件,测试结果表明,水泥基灌浆材料在最佳配比下的各项性能指标均衡,使用性能良好。

灌注式半刚性路面面层复合材料试验研究

介绍了灌注式半刚性面层复合材料试验研究的成果。该项研究在大量室内试验研究的基础上 ,通过试验路实施和多年行车观测结果表明 :灌注式工艺是获得半刚性面层复合材料的一种行之有效的途径 ,采用该种方案获得的复合材料能完全满足高等级公路重载交通路面面层的路用技术性能要求。

废弃水泥混凝土再生集料在半刚性基层中的应用

水泥混凝土道路改建时形成的废弃混凝土块的有效利用是一个亟待解决的问题。通过对废弃混凝土再生集料的加工和性质的检测及在道路基层中的应用研究 ,认为再生集料具有良好的路用性能 ,采用无机结合料进行稳定的半刚性基层完全能够满足现行规范高等级公路基层的指标要求 。

半刚性基层长寿命路面结构和材料设计研究

结合长寿命路面工程实例,从结构设计和材料设计方面对半刚性基层长寿命路面应用进行了探索性研究。针对我国近几年来高等级公路沥青路面早期损坏现象调查、损坏原因分析与结构计算结果,结合试验路段高等级公路重载交通的状况,提出本次长寿命路面结构组合设计思路;综合考虑各种沥青路面结构层组合方案在结构设计时中的受力特点及所需考虑的损坏类型,提出本次长寿命路面设计指标和相关的设计参数,并针对不同结构层提出了具体的材料性能要求。通过室内试验和现场检测结果表明:各结构层所用的沥青混合料各项路用性能均满足设计要求,半刚性基层沥青路面具有足够的承载力,其路面结构满足长寿命设计标准。

基于数值模拟的半刚性护栏性能优化

ANSYS/LS-DYNA数值模拟的计算结果表明,按规范设计的波形梁Ⅰ型(WBSGⅠ)护栏在车辆与刚性护栏的碰撞过程中,不能满足承载力要求,导向性差,有可能发生车辆越出护栏的坠车事故.参考东海大桥的护栏设计标准(TBSG),对规范中护栏各部件的设计参数做出调整,设计出波形梁Ⅱ型(WBSGⅡ)护栏.模拟结果表明,该护栏提高了护栏的安全性和车辆导向性.计算结果可为实车试验和工程实际应用提供参考依据.

无机结合料稳定钢渣路用性能研究

从公路路面半刚性基层材料的要求出发,首先系统研究了钢渣的工程力学特性,同时对试验所用水泥、石灰、粉煤灰等原材料进行了分析.在此基础上,对不同配合比的无机结合料稳定钢渣材料的路用性能进行了室内试验研究,试验包括无侧限抗压强度试验、抗压回弹模量试验、劈裂试验和抗冻试验等.然后对其路用性能的变化规律作了详细的理论分析,为合理利用钢渣作为公路的基层或底基层材料,减少废钢渣的堆放占地与污染,达到废品利用提供了可靠的科学依据.

路面基层材料抗冲刷性能试验研究

应用新研制的抗冲刷试验装置对国内常用无机结合料稳定土基层材料作了系统的抗冲刷性能试验研究。随着冲刷试验时间的延长 ,无机结合料稳定细粒土的冲刷量呈线性增长 ,而无机结合料稳定粗粒土早期冲刷量较大 ,后期逐渐减少 ;对于同种类型的无机结合料稳定土而言 ,抗冲刷能力随着结合料剂量的增加而增强 ;试件成型压实度对基层材料抗冲刷能力影响很大 ;基层材料抗冲刷能力与其抗压强度之间的关系并不单纯 ;此外 ,冲刷试验时间过短不能很好的反映材料的抗冲刷能力。

半刚性基层材料抗冲刷性能试验研究

采用自行研发的道路材料冲刷试验仪,开展了3类半刚性基层材料7,28,90d龄期的室内冲刷试验,得到了标准冲刷次数、冲刷动水压力以及劈裂强度之间的关系式.研究发现:随着龄期增长,材料的抗冲刷系数有下降的趋势,冲刷应力比指数变化较小,大致在18左右,冲刷深度指数受冲刷动水压力和龄期影响较小,在1.8左右;冻融对材料的抗冲刷系数、冲刷应力比指数的影响可予忽略,材料抗冲刷性能的下降可归结于结构强度的下降.另外,反映砂浆黏结作用的劈裂强度较抗压强度与材料的冲刷抗力有更好的相关性.

半刚性基层材料的结构特征

根据基层材料中粗集料和细集料的分布状态,将基层材料的结构划分为骨架密实、骨架孔隙、悬浮密实和均匀密实4种类型。依据粗集料压密后的剩余空隙体积和细集料、结合料一起压密后体积之间的相对关系提出了不同结构类型半刚性基层材料的室内检验方法,给出了骨架密实、骨架孔隙结构水泥稳定类半刚性基层材料的设计方法;并对不同结构类型水泥稳定碎石材料的抗压强度、劈裂强度、抗折强度、抗压回弹模量以及抗折回弹模量进行了试验研究。结果表明:不同结构类型的半刚性基层材料有着显著的性能差异,在满足强度指标的情况下,骨架密实结构比传统的悬浮密实结构有着更好的抗裂和抗冲刷性能。

60Si2Mn半固态轧制有限元模拟

采用多孔材料的几何模型,利用MARC软件对弹簧钢60Si2Mn半固态轧制进行了有限元模拟,分析了在热力耦合条件下,将半固态材料视为可压缩的刚-粘塑性体时的应力场、速度场、温度场的状况,并研究了不同变形条件下,应力场、速度场的变化规律,由此所进行的模拟工作较好地反映了半固态轧制过程中金属的变形规律。

毫米级宽度裂缝封堵层优化设计

毫米级裂缝漏失一直是钻井堵漏的一大难题,封堵层的低承压问题不仅增大了堵漏材料的消耗量,而且还延长了钻井时间。为此,以封堵承压能力、累计漏失量、成封时间为指标,开展了2mm宽的裂缝封堵室内实验,评价了刚性颗粒、弹性粒子以及纤维3种封堵材料协同堵漏效果,并结合实验结果分析了不同材料协同封堵的机理。结果表明,刚性颗粒与弹性粒子组合形成的封堵层累计漏失量普遍大于400mL;弹性粒子与纤维材料组合形成的封堵层承压能力普遍小于6 MPa。3种材料协同组合封堵后承压能力提高到13 MPa,累计漏失量降为75mL。协同封堵过程中,刚性颗粒在裂缝狭窄处形成具有较高承压能力的骨架;弹性粒子在裂缝内发生弹性变形,弹性力作用于裂缝面并增强了裂缝面与封堵层之间的摩擦力,使封堵层更加稳定;纤维材料充填于颗粒之间并形成网络,增强了封堵层的致密性及整体强度。该成果为生产现场堵漏浆配方的优化提供了依据。

半刚性材料动态模量试验的分析和研究

通过水泥土材料室内动态试验，对半刚性材料动态模量的试验中的荷载频率、间歇时间、荷载波形、试验方法及试件尺寸等进行探讨。初步确定了半刚性材料的动态模量的试验方法。

半刚性基层材料不同模量试验与分析

为了研究半刚性基层材料的模量特性,应用UTM材料试验机测试了3种水泥剂量的半刚性基层材料(CBG-25)在抗压和弯拉模式下的动、静态模量和相位角,分析水泥剂量、应力水平、频率、测试方法对半刚性基层材料模量和相位角的影响。结果表明:半刚性基层材料在抗压和弯拉模式下具有不同的应力依赖特性,随着应力水平的增加,抗压模量逐渐增大而弯拉模量逐渐减小;相位角随着加载频率的增加逐渐减小,抗压模式相位角为3.0°~7.2°,弯拉模式相位角为5.0°~7.1°;动态抗压模量为静态抗压模量的1.8~2.8倍,动态弯拉模量为静态弯拉模量的1.2~1.4倍,弯拉模量远大于抗压模量;顶面法动态抗压模量与侧面法动态抗压模量数值相当,顶面法抗压相位角大于侧面法抗压相位角;半刚性材料的强度和模量随着水泥剂量的提升而逐渐增大,而相位角呈逐渐减小趋势。

半刚性面层复合材料浆体-集料界面显微硬度研究

为研究半刚性面层复合材料浆体-集料界面显微硬度及其影响因素,采用MH-5型显微硬度仪测定由不同细度填料和不同岩性集料配成的复合材料的浆体-集料界面显微硬度,运用扫描电镜(SEM)和能谱仪分析界面显微硬度存在差异的机理。结果表明,随着矿粉和水泥细度的增加,界面显微硬度增大;浆体-石灰岩界面显微硬度大于浆体-花岗岩的;填料细度不同,界面处生成产物存在较大差别;与石灰岩相比,浆体-花岗岩界面能够明显看到片状Ca(OH)2晶体的存在,C、Si的重量百分比明显偏高,导致界面粘结能力较弱。