Compressive strength and frost heave resistance of different types of semi-rigid base materials after freeze-thaw cycles

Freeze-thaw damage is the most common disease of semi-rigid bases in cold regions, which may greatly affect the dura- bility of roadways. In this study, the compressive strength and frost resistance of four different types of semi-rigid bases （lime-fly ash-stabilized sand, cement-stabilized sand, lime-fly ash-stabilized gravel, and cement-stabilized gravel） are assessed by varying the materials content. Based on freeze-thaw and compressive strength tests, this paper presents the performance of the different materials, each having different physical properties, and the optimal amounts of materials contents are proposed.

水泥-石灰-干渣半刚性基层材料路用性能研究

结合某高速公路工程,对水泥-石灰-干渣半刚性基层材料路用性能进行研究。选择原材料,通过抗压强度、疲劳强度和抗弯拉强度确定水泥-石灰-干渣半刚性基层材料的掺量,最佳水泥、石灰、干渣掺量分别为4%、3%、70%,最后检测水泥-石灰-干渣半刚性基层路段平整度和压实度发现该路段具有较好的路用性能。

水泥稳定钢渣-砾石混合料的路用性能研究

新疆公路建设飞速发展加速资源消耗,冶金炼钢产生的钢渣排放量增多。文章通过集料的级配设计、混合料掺量确定、抗折、抗压强度及劈裂强度等多项试验,配制钢渣掺量分别为60%、40%和30%的三组骨架密实型混合料,在水泥剂量分别为4%和5%时,通过测定试件强度,认为40%~60%掺量的钢渣和4%~5%剂量的水泥为合理区间。此后,通过干缩试验进一步验证上述结论,确定混合料最优设计为:50%~60%的钢渣、40%~50%的砾石和4%~5%的水泥。此类型骨架密实型混合料铺筑的半刚性基层,其强度、抗裂性等路用性能良好,满足高等级公路半刚性基层建设要求。

沥青路面基-面层病害关联性分析

为探究半刚性基层沥青路面中面层和基层病害的内在联系,梳理总结沥青面层和半刚性基层病害类型,对比面层和基层中各类病害分布特征。在此基础上,量化评价基-面层破损面积的相关程度,并对不同面层病害条件下基层破损程度进行对比分析。结果表明,沥青面层中,裂缝类病害最为严重;半刚性基层以块裂类和松散类病害为主,二者综合占比约78%;除车辙外,沥青路面面层与基层病害破损之间存在内在联系,面层破损越严重则其对应基层损伤越大。

Research on China's high-grade highway design index of asphalt pavement with granular base

Based on the 2006 Chinese asphalt pavement deflection value design index, we used KENLAYER Pavement Analysis and Design software and lstOpt statistical analysis software to can-y on the nonlinear regression, this paper establish high-grade highway design equations for the compressive slrain of soil sub-base top （CSSBT） and the radial compressive stress of semi-rigid base top （RCSRBT）. The correlation coefficients inspection standard to get precise proof, which means that our granular base design equations have high credibility and can be used in the Chinese design index of asphalt pavement with granular base （APGB）.

移动荷载下道路病害的弯沉盆特性

移动荷载作用下道路弯沉盆蕴含路基、路面的病害信息,充分利用移动弯沉盆信息开展道路病害快速无损检测受到行业重要关注。该文通过分析道路病害的弯沉盆特性,为移动弯沉车开发道路病害检测方法提供技术参考。首先建立半刚性基层沥青路面有限元模型,通过设置不同类型和程度的病害有限元模型,分析在移动荷载作用下路表弯沉盆的连续变化情况。结果表明:荷载移动到病害区域时,各病害模型中路表弯沉盆的中心弯沉值均会变大;路面结构层出现横向裂缝时,弯沉盆的形状会发生明显变化,贯通性横向裂缝对弯沉盆形状的影响最明显;基层与底基层局部松散对弯沉盆形状的影响比面层松散对弯沉盆的影响更明显;土基顶部出现空洞时,弯沉盆形状变化不明显;路基唧泥病害会严重影响路表弯沉盆形状与大小。

基于权函数法的沥青路面基-面层裂缝的扩展行为

为了研究半刚性基层沥青混凝土路面在行车荷载作用下出现的基层反射裂缝及其扩展规律,基于黏弹性断裂力学理论和权函数法,对反射裂缝的应力强度因子进行了分析,推导了Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹断裂判据理论.采用数值模拟方法分析了结构层厚度及荷载位置对基层反射裂缝的影响,并通过单边切口小梁试验研究了面层裂缝扩展模式.研究结果表明:Ⅰ型(K_Ⅰ)和Ⅱ型(K_Ⅱ)应力强度因子受路面结构层厚度的影响较大,在行车荷载作用下Ⅰ型裂纹扩展模式起主导作用,增加基层厚度对防止反射裂纹的产生有一定的效果;在考虑水平荷载作用时,Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子均随荷载位置的变化而变化,随着荷载与裂纹距离的不断增加,K_Ⅰ逐渐减小,K_Ⅱ逐渐增加,反射裂缝逐渐偏向Ⅱ型裂纹扩展模式;在不考虑水平作用时,基层反射裂纹以Ⅰ-Ⅱ复合型形式出现,并在应力集中下向面层扩展,扩展模式表现为Ⅰ-Ⅱ复合型.

基于截尾分布的永久路面结构可靠度分析

为建立基于实测参数变异范围的永久路面结构可靠度分析方法,首先基于概率等效原则和逆变换法建立参数“有界”性的双侧截尾分布随机数抽样方法;然后选取现行沥青路面设计规范中面层、基层和路基结构的验算指标建立极限状态方程并开发多指标可靠度计算程序,将分析结果与理论分布随机变量可靠度程序对比;最后结合实测参数变异性水平,使用建立的可靠度分析方法评估京德高速永久路面结构的工后可靠度。结果表明:截尾分布更符合工程参数的真实分布,计算的可靠度更准确;中等交通荷载等级下,京德高速的路面结构可靠度为95.2%~98.7%;在累计当量轴次失效点后,永久路面结构面层、基层和路基的可靠度值均随轴次的增大而减小,且荷载越大,可靠度值下降速率越快,可靠度也越低。

半刚性基层开裂的沥青路面承载力响应特性

为研究半刚性基层开裂对沥青路面承载力响应特性的影响,采用ABAQUS软件建立具有不同形态基层反射裂缝的沥青路面三维模型,研究其在载荷作用下的路面承载力响应特性,揭示响应机理。研究结果表明:反射裂缝越长,路面承载力响应越大。反射裂缝在贯穿路表前后,承载力响应由弱至强发生激增,反射裂缝只在一定宽度范围内影响承载力响应。给出了处治基层反射裂缝的指导建议,即结合现行方案,注意区分反射裂缝和面层裂缝,限制反射裂缝的发展。从长度、宽度、结构层位3个角度分析了反射裂缝对承载力响应特性的影响,仿真结果与现场实测结果相吻合,为研究半刚性基层沥青路面的承载力响应特性提供参考。

半刚接柱脚自复位装配式钢框架拟动力试验研究

为解决刚接柱脚自复位装配式钢框架结构在中震或大震下底层柱可能发生较大的塑性变形的问题,设计一种半刚接柱脚自复位装配式钢框架结构。对其子结构进行拟动力试验,对比框架在Taft地震波、LOS000地震波和El-Centro地震波输入及不同等级地震下的节点开口、耗能能力、刚度退化、预应力损失和应变变化。试验结果表明,钢框架在大震作用下具有良好的自复位功能和耗能能力。钢绞线平均预应力损失最多仅为1.58%,说明施加预应力的方法是可靠的。钢框架柱脚能够始终保持弹性状态,因此震后仅需修复钢梁,大大降低了修复成本。

半刚性基层沥青路面病害及其防治研究

为了提高半刚性基层沥青路面的建设水平,文章依托某国道一级公路,分析了路面反射裂缝、车辙等病害的产生原因,通过ABAQUS软件建立计算模型,分析了反射裂缝的受力和车辙的变形规律,同时提出了采取加铺玻纤格栅、确定基层预切缝间距等措施来处治路面病害,研究成果可为类似项目提供借鉴。

泡沫沥青复合式冷再生混合料组成设计与性能评价

文中通过发泡试验确定了泡沫沥青的最佳发泡条件,采用马歇尔试验确定了RAP和RAI不同掺配比例下泡沫沥青的最佳掺量,测试分析了泡沫沥青复合式冷再生混合料的抗压强度、抗拉强度、水稳定性和动态模量等性能.结果表明:在发泡温度为160℃,发泡用水量为2.9%的条件下,沥青发泡效果最优;在最佳发泡条件下,RAP掺量为0%、20%、40%的三种方案对应的泡沫沥青最佳掺量分别为3.4%、3.1%、2.9%,此时,三种方案均有较好的抗压、抗拉、水稳定性,并且随着泡沫沥青冷再生混合料中RAP掺量的增加,柔化程度与抗拉性能均逐渐增大,但抗压性能与水稳定性能均有所降低.

水泥稳定砂砾半刚性基层膨胀特性研究

为了减小水泥稳定砂砾半刚性基层的拱胀变形,以依托某高速公路项目,研究了水泥稳定砂砾的膨胀特性及其影响因素。结果表明:骨架密实级配粗集料相互嵌挤作用可有效降低水泥稳定砂砾的总变形量和膨胀系数;两种集料制备的水泥稳定材料膨胀系数差异不大,水泥稳定石灰岩膨胀变形量略小;水泥稳定砂砾总变形量和膨胀系数随水泥剂量的增大持续增加,说明水泥剂量增大对水泥稳定砂砾抗拱胀性能不利。

掺碱激发再生集料的水泥稳定碎石力学性能分析

为了提高建筑垃圾再生集料的再生利用附加价值,研究了不同碱激发剂对再生集料物理力学性能的强化效果,基于性能最佳原则比选了最佳碱激发剂类型和掺量,并研究了掺碱激发再生集料的水泥稳定碎石的力学性能。结果显示:碱激发剂通过改善破碎的砂浆层及填充孔隙和微裂纹的方式,对再生集料的各项物理力学指标均有明显改善,其中有机硅树脂在降低再生集料压碎值、吸水率和提高黏附性性能方面远远优于硅烷偶联剂和水玻璃溶液;掺加碱激发再生集料的水泥稳定碎石强度不低于纯天然集料的水泥稳定碎石,可以满足规范中半刚性基层的最低强度要求。

超载状态下半刚性基层沥青路面力学响应分析

基于弹性层状体系理论,应用BISAR软件对标准轴载和不同超载状态下半刚性基层沥青路面的力学响应进行分析,主要指标包括路表弯沉、行车方向水平拉应力和沥青面层竖向压应力。研究结果表明,超载状态下路面结构的力学响应值大幅度增长,将导致路面使用性能降低,缩短使用寿命。应加大超载运输治理力度,保障路面正常运营。

半刚性基层裂缝无损监测与评价技术研究

目前半刚性基层裂缝无损评价技术尚不成熟,无法科学高效地判断基层损坏情况。文中通过室内试验采用分布式光纤传感器监测水泥稳定级配碎石小梁结构应变,提出半刚性基层裂缝无损监测技术。依托某高速公路实体工程,采用传统检测手段获得各结构层质量评定指标,建立半刚性基层损坏状况无损评价方法,结果表明,分布式光纤可以对基层裂缝的位置及大小进行有效监测,在实际铺设过程中应该加以封装保护,以提高光纤在实际应用中的成功率。基层表面弯沉与其损坏状况具有显著相关性,通过基层表面弯沉可以推断出其损坏状况及特征。基层模量衰减比与其损坏状况在双对数坐标系下具有良好的线性相关关系,通过面层弯沉盆可以反演基层模量,进而实现基层状况无损评价。

基于ABAQUS和FE-SAFE的半刚性基层路面反射裂缝和疲劳寿命的数值分析（英文）

为了比较不同半刚性基层路面结构层厚度对疲劳寿命的影响,结合ABAQUS有限元模型的力学结果和FE-SAFE疲劳模型的疲劳结果计算了半刚性沥青路面结构在重载交通作用下的力学响应和疲劳寿命,评价了不同沥青路面结构层厚度对沥青路面疲劳寿命的影响.数值模拟结果表明：级配碎石基层和大孔径透水材料（LSPM）基层比传统半刚性基层具有更好的抗疲劳开裂性能.级配碎石基层中级配碎石层的合理厚度为15-18 cm,LSPM基层中LSPM层的厚度不应超过15 cm.

半刚性路面基层养生期实验研究

文章介绍了一种实验方法,用于评估半刚性路面基层养生期的效果。该方法采用实验室模拟养生环境,通过观测和分析基层材料在不同养生时间下的力学性能、收缩性能和耐久性等指标,量化养生期对基层性能的影响。实验结果表明,适当的养生期对提高半刚性路面基层的各项性能具有显著作用。文章研究内容为优化基层材料设计和施工工艺提供了理论依据。

HTC-08型透层油路用性能室内试验研究

通过室内对比试验,研究了HTC-08型透层油在半刚性基层上的渗透性、封水性以及基层和沥青面层的粘结性能,认为HTC-08型透层油在这三面具有优良的效果,可以达到规范对透层油作用的要求,并且优于煤油稀释沥青。

半刚性基层沥青路面-路基协调设计

基于大型通用有限元软件ABAQUS,建立两种典型半刚性基层沥青路面结构的三维有限元模型,针对3种路基高度和4种路基回弹模量,计算半波正弦荷载作用下路面结构的动态响应,结合半刚性路面各结构层疲劳寿命预估方程,分析路面结构疲劳寿命随路基回弹模量变化的规律和相互协调问题。结合交通等级标准,确定满足不同交通等级的临界路基模量。分析表明:路基模量对沥青层疲劳寿命影响较小,对半刚性基层和永久变形预估寿命影响较大;路基高度对半刚性基层路面各结构层疲劳寿命的影响均较小,尤其是对沥青层疲劳寿命影响更小;具有柔性底基层的半刚性路面结构的临界路基模量比具有半刚性底基层的路面结构大。