荒漠区沥青路面拱胀病害机理及影响因素分析

针对阿勒泰荒漠区S21阿乌高速出现的沥青路面拱胀病害问题,对其机理及影响因素进行分析。经现场调查与室内试验,分析沥青路面拱胀病害成因。以调查结果为基础,运用Kirchhoff薄板理论与有限积分变换法理论推导基层拱胀临界应力计算公式,分析沥青路面拱胀病害力学机制,确定基层拱胀临界应力值。应用Abaqus建立道路有限元模型,分析基层施工温度、膨胀系数、回弹模量及路表最高温度等因素对基层纵向最大应力与路面最大拱起高度的影响,并基于基层拱胀临界应力值给出相应建议。研究认为:S21阿乌高速沥青路面拱胀病害是水泥稳定砾石基层在过大的温度应力作用下发生拱起破坏的结果。考虑实际道路情况,S21阿乌高速水泥稳定砾石基层拱胀临界应力值为3.49 MPa。当基层纵向最大应力大于基层拱胀临界应力值时,基层将会发生拱起失稳破坏。基层施工温度、膨胀系数及路表最高温度均为基层纵向最大应力与路面最大拱起高度的敏感因素,而基层回弹模量对路面最大拱起高度无明显影响。建议将基层膨胀系数控制在2.8×10^(-5)℃^(-1)以内,基层回弹模量控制在1400~2200 MPa以内。

梁板顶面连接钢筋保护措施的优化设计

从保护梁板顶面预埋连接钢筋的角度出发,在考虑经济性和实用性的前提下,对连接钢筋保护措施进行优化设计,提出较合理的设计方案及施工保护措施。研究结果表明:采用微改进的U形槽钢铺设梁板并架设运输轨道,可有效预防传统施工中预埋连接筋的反复破坏问题,保护效果较好;在桥梁设计中,优化调整梁板顶面门形筋的高度、位置及型式,可规避梁板架设施工对连接钢筋的破坏影响,同时,采用U形槽钢覆盖保护,可防止连接钢筋被破坏。

大跨径悬索桥钢桥面铺装受力特性分析

为研究大跨径悬索桥钢桥面铺装的力学行为特征,建立了“整桥—箱梁节段—局部正交异性板”多尺度三阶段力学模型。分析了钢板厚度和横隔板间距等构造参数对桥面系受力的影响,以及在荷载作用下,铺装层应力最值、钢板应力最值等技术指标的变化和分布规律。得到如下结论:拉应力是导致铺装开裂的主要原因,疲劳裂缝沿桥梁纵向;以拉应力为控制指标时,钢桥面铺装在距离横隔板0.3 m范围内的受力最为不利;铺装层对车辆荷载应力响应具有较强的局部效应;适当增加钢板厚度,可有效减小由荷载作用引起的铺装层拉应力和钢板焊缝应力,提高结构抗疲劳性能;适当增加横隔板间距,可有效减小由荷载作用引起的钢板焊缝应力。

银川河东国际机场跑道大修必要性分析

银川河东国际机场跑道已使用25年,道面及跑道道肩板块因老化导致的病害逐年增多,道面平整度差,南北端升降带区域道面摩擦力不足,这些问题对跑道安全运行产生极为不利的隐患。因此,对跑道进行功能性盖被大修,以消除上述安全隐患是很有必要的,在大修前,机场管理机构需对跑道现状进行详细分析研究,为大修工作提供最准确详实的数据支撑及合理建议。

高原高寒地区混凝土路面施工断板与裂纹防控

文章基于工程建设经验,以高原高寒地区沥青混凝土路面的特点为研究切入点,分析混凝土路面产生断板和裂纹的原因,并在此基础上提出相应的预控断板与裂纹的技术手段。

铺装层对钢桥面板纵肋连接细节疲劳性能的影响

钢桥面板疲劳问题是目前钢桥研究的热点课题之一,其中面板纵肋连接细节是钢桥面板危害较严重的疲劳细节。铺装层与面板共同受力决定面板纵肋连接细节的疲劳应力。为分析铺装层对该细节的影响,以国内某大跨度钢桥为对象,建立了疲劳分析有限元模型。计算结果表明:当钢桥面板厚度为16mm时,考虑铺装层受力后,面板纵肋连接细节最大疲劳应力幅由45.3MPa降低至36.7MPa。不同季节造成的铺装层刚度变化对该细节疲劳性能的影响不能忽略。

声振法对刚性路面板脱空状况检测应用的研究

采用声振法研究混凝土路面板脱空与声学特征变化的关系,利用有限元方法分析有、无脱空混凝土路面板的振动频率。通过声振法检测,得出脱空的范围与声学特征参数有很好的相关性。以某一脱空路面为例,通过计算分析,提出以反映路面脱空位置和程度的固有频率和频率下降率的组合参数来识别路面的脱空面积大小和位置,为用声学特征进行混凝土路面脱空等缺陷无损检测提供理论和实验依据。该法速度快、精度高,便于实际应用。

上海卢浦大桥钢桥面铺装防水体系的研究

研究了环氧型粘接剂的低温柔韧性能及其与钢板的粘接性能和剪切性能 ,并进行了配方调整 ,确定出环氧型粘接层的最佳配方 ;通过研究对环氧粘接层的碎石做不同的表面处理以及岩沥青用量对缓冲层性能的影响 ,对钢桥面铺装组合结构的高温剪切性能做了深入的分析表征 .建立了环氧树脂和橡胶沥青砂胶防水层共同构成的钢桥面铺装防水体系 .

多年冻土区路基路面变形及应力的数值分析

针对青藏公路路基下发育多年冻土融化盘的实际情况,选择两种模型,应用ABAQUS有限元分析软件,对冻土路基从修筑到开放交通过程中的路基路面位移及应力进行了分析.结果表明:冻土路基以融沉为主的变形,一般情况下以路中心下最大,变形呈凹形;当路基下融化盘偏移时,最大变形位置随之偏移;路面层底拉应力最大,对融沉变形反映敏感;路面顶部压应力最大值出现在轴载作用位置,面层应力对轴载反映敏感.计算模型断面尺寸、路基填料、路面结构等对青藏公路具有代表性,在3.6 m路基总高度条件下,无论路基下融化盘偏移与否,融化盘厚达0.5 m时路基顶部(路面层底)拉应力即达基层抗拉强度,显示路基融沉变形可能导致路基失稳及路面破坏,此时路基高度即达最大值.

钢箱梁桥面铺装体系构造参数对铺装层应力的影响

针对广州珠江黄埔大桥的结构形式,对钢箱梁桥面铺装体系进行三维有限元分析,分别研究铺装层厚度、钢桥面板厚度、横隔板间距、纵向加劲肋构造尺寸等钢箱梁桥面铺装体系的构造参数对铺装层最大拉应力、铺装层与钢桥面板层间最大剪应力和铺装层表面最大弯沉值等受力控制指标的影响。用此研究结果可指导珠江黄埔大桥钢箱梁桥面铺装层的设计。

基于荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型的研究

以浙江省长兴县上莘大桥为对象,采用一般方法建立桥梁分析的初始有限元计算模型,根据桥梁交工验收荷载试验采集的静、动载试验数据,通过建立考虑变形、频率及振型等静、动力信息的多目标函数对初始有限元模型进行修正,得到能够反映桥梁结构真实状况的基准有限元模型.修正后基准有限元模型计算结果与不同静载试验工况下实测数值、动载试验工况下实测振动频率、模态等响应结果进行了对比,结果表明:利用桥梁荷载试验实测数据对桥梁有限元计算模型修正后,有限元计算模型计算结果与荷载试验实测响应结果均能保持一致,利用荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型是可行的.

南京长江第二大桥钢桥面铺装层受力分析研究

南京长江第二大桥采用正交异性钢箱梁结构 ,桥面铺装层在国内首次采用环氧沥青混凝土材料。本文将正交异性钢桥面板、铺装层作为受力整体 ,建立有限元分析模型 ,研究铺装层内受力变形特点 ,提出桥面铺装层破坏指标。研究铺装层参数、钢箱梁有关设计参数对于铺装层受力的影响。为桥面铺装层材料选用、钢箱梁结构构造设计及车道划分提供理论依据。

移动荷载作用下路面板与饱和弹性地基的动力响应

将路面板作为三维弹性体,建立路面-饱和弹性地基动力响应的层状弹性半空间体模型,对移动荷载作用下路面板-饱和弹性地基系统的动力特性进行了分析.将移动单元法引入到饱和弹性土介质的半解析方法中,构造了随荷载按照相同速度运动的移动层单元,基于移动坐标下饱和弹性土介质的动力控制方程和边界条件,应用加权残数法建立了饱和弹性土介质移动层单元动力方程,该方程可退化为单相弹性路面板移动层单元动力方程,基于此,建立了移动荷载下饱和弹性地基与路面板系统的三维动态响应的统一的半解析方程.数值分析了饱和弹性半空间地基上路面板的动力特性,研究了荷载速度、饱和层渗透系数等参数对路面板位移和土体孔隙水压力响应的影响,研究结果可为路面结构的施工设计及路基动力响应分析提供参考.

土石坝下游坝坡砌块在地震作用下的稳定性评价

分析了用水平最大反应加速度这一指标评价坝坡散粒体在地震作用下的稳定性的不足,以护坡用的砌块为研究对象,提出了砌块逸出安全系数Ks的公式,使对坝坡散粒体稳定性的评价由定性发展到定量阶段。计算Ks时综合考虑了砌块水平和竖向反应加速度和坡角等因素,使评价相当合理。用所提方法分析了一面板堆石坝下游坡砌块在地震作用下的稳定性。

飞机起降过程中机场道面的动力响应

利用改进的Kantorovich法分析了飞机起降过程中机场道面板的动力响应问题.在分析中把机场道面板简化成Winkler地基上四边自由的矩形弹性薄板,通过引入两端自由的梁函数,采用改进的Kantorovich法将机场道面板的动力微分方程化简成为常微分方程,然后利用Duhamel积分求得问题的精确解.文中还通过具体算例,分析了移动载荷的速度、加速度、道面板厚度和地基基床系数对板的动力响应的影响.计算结果表明:移动载荷的速度和地基的基床系数对道面板的动力响应有较大影响;而飞机起降时的加速度、减速度及道面板厚度对机场道面动力响应的影响不大.

Evaluation of modification effect of epoxy resin based on performance of asphalt mixtures

Based on the analysis of the main failures discovered in pavement on steel deck plate and the demanding service condition of the pavement on steel deck, high-temperature rutting test, low-temperature bending test and controlled stress flexural fatigue test are used to study the performance of asphalt mixtures modified by epoxy resin including high-temperature stability, low-temperature cracking-resistance, and fatigue cracking-resistance, which are served to evaluate the modification effect of epoxy resin of different contents. With the addition of epoxy resin, all the three performances are improved greatly. However, when the amount of epoxy resin added is over a certain value, the modification effect will be stable with no extra benefit detected. Finally, in terms of the properties of the three respects, 20%, 30%, 30% are given separately as the proposal adding contents.

基于水密型塑料组件的隧道防水层铺设方法研究

文章针对既有的隧道防水层铺设工艺存在的问题,提出了基于水密塑料组件的隧道防水层铺设方法(简称LV法)。LV法的每套塑料组件由外凸件、扣压件和封堵头组成。运用LV法固定防水层有三个步骤:(1)在普通防水板的适当位置开孔并组装外凸件和扣压件;(2)用钢钉通过外凸件的预留钉孔将防水板固定于喷混凝土基面;(3)用封堵头逐个封堵外凸件的钉尾。为了证明塑料组件设置部位的水密性,对LV组件进行了防水性能试验。

沿河公路角部悬空型混凝土路面板断裂承载力计算方法

针对角部悬空型混凝土路面板,借鉴刚性路面荷载应力计算的思路,构建了角部悬空型混凝土路面板力学模型,推导了车载作用下,作用在角部悬空型混凝土路面板悬空部分受剪面的弯矩和剪力计算公式;构建了车载作用下角部悬空混凝土路面板断裂力学模型,获得了角部悬空型混凝土路面板断裂承载力的计算公式。实例分析结果表明,角部悬空型混凝土路面板断裂破坏主要受控于弯矩作用,当路面板悬空比为0.15且裂纹长度达到15cm时,角部悬空型混凝土路面板断裂承载力低于规范约定的标准轴载,此时角部悬空型混凝土路面板可能发生脆性断裂。研究结果对于山区公路水毁减灾具有积极意义。

刚性路面设计理论新探

本文以双参数地基上有限尺寸的 Reissner 板作为刚性路面的力学模型,用解析的方法对路面的弯沉和应力进行了分析,并设计了计算机通用程序(只要输入材料参数和结构的几何参数,便可算得多轮载荷作用于任何位置时,路面中任意点的弯沉和弯拉应力的精确值)。与传统的有限元方法比较,该计算程序具有使用方便、适用范围广、数据量小、计算时间短、便于推广计算机辅助设计等优点.文中还对双参数地基、文克勒地基和弹性半空间地基这三种力学模型进行了数值比较.结果表明,对于刚性路面而言,双参数地基上的 Reissner 板是一种很有工程价值的力学模型。

无胀缝坡道路面板热胀屈曲的摄动解

文中分析了无胀缝坡道路面板在温度场作用下热胀屈曲的力学机制.采用正则摄动法导出了坡道路面板临界铺设温差的渐近表达式,分析了坡道与水平直道路面板临界铺设温差之间的关系,得出了坡道与水平直道路面板热胀屈曲的统一解答,并据此给出了无胀缝坡道路面的合理铺设温差.