微表处沥青混合料斜剪试验研究

采用新型45°斜剪试验研究在不同加载速率、不同界面状态、不同温度和水的影响下SBR改性乳化沥青微表处混合料的抗剪性能,阐释不同温度下微表处的剪切破坏形式,分析黏层油、泥土和水对微表处抗剪强度的影响效果。结果表明:微表处加载速率越快,抗剪强度越高;微表处在常温环境下的剪切破坏形式主要为层间剪切破坏,在高温环境下的破坏形式主要为自身剪切破坏;当原路面表面粗糙时,洒布黏层油对层间抗剪强度的增加贡献不大,泥水会降低微表处的层间抗剪强度;水的浸泡会损害微表处的层间抗剪强度,洒布黏层油能有效提高微表处与原路面界面的抗水损害性能。

基于多角度斜剪试验的桥面铺装抗剪性能

基于实际工程中铺装层病害的发生机理以及现有国内外对于桥面铺装粘结层的研究,进行室内多角度斜剪试验,提出了更加贴近实际桥面铺装现状的层间粘结强度评价方法及评价指标。通过多角度斜剪试验,模拟桥面铺装层间的不同受力状态,并针对粘结层极限一次性破坏和疲劳破坏,对试件进行层间粘结强度评价,分析温度、剪切角度等因素对层间粘结强度的影响。可知在同一试验温度下,层间抗剪强度与法向正应力存在线性相关性,符合摩尔–库伦理论中对于抗剪强度与正应力之间关系的描述。层间粘结强度存在随试验温度升高而减小,随剪切角度减小而增大的变化趋势。其结论可用于指导实际工程中新建桥面铺装结构的厚度与材料参数设计与层间粘结施工质量控制和现有桥面铺装粘结层使用寿命的预估。

基于斜剪试验的水泥砼桥面沥青铺装层抗剪切性能研究

针对桥面铺装层层间抗剪强度和粘结强度不足而出现推移、松散和拥包等病害,结合甘肃地区气候及环境特征,采用自行改装设计的斜剪仪,研究了剪切角度为15°、30°和40°时不同粘层油种类、不同粘层油用量、不同温度和不同剪切速率对沥青混凝土桥面铺装组合结构层抗剪切性能的影响,并对比分析了不同剪切角度和不同级配类型沥青混凝土铺装结构的抗剪性能。结果表明:采用SBS改性沥青作为粘层油时的层间抗剪强度最好、普通沥青次之、乳化沥青作为粘层油的抗剪强度较低;粘层油用量存在最佳用量值,且最佳SBS改性石油沥青粘层油最佳用量为1.2kg/m2左右;AC-13C+AC-20C沥青混凝土加铺结构抗剪性能优于AC-16C+AC-20C,且抗剪强度随剪切角度的增大而降低,随温度的升高而降低,随剪切速率的增大而增大。

UHPC-NC界面斜剪力学特性试验研究

我国常用的衬砌加固方法往往存在侵限的可能,处治工期长且需中断交通施工,这对通道的正常通行造成了不利影响。超高性能混凝土(UHPC)因具有优异的力学性能而被广泛应用于修复加固领域中,但UHPC加固处治衬砌结构会存在界面效应而在结构承载时成为薄弱区域。文章通过开展斜剪试验研究不同界面角度对复合结构黏结强度的影响,分析其失效模式、界面黏结强度及荷载应变特性。试验结果表明:界面角度分别为0°、15°时,失效模式为普通混凝土被压坏;界面角度分别为30°、45°时,失效模式为复合试件达到极限剪切强度,而沿着黏结界面滑移破坏;界面角度越大,黏结性能越差,复合结构未能充分发挥其形变性能。此次研究为UHPC在隧道加固领域提供了一定的理论基础,同时建议后续研究应综合考虑界面影响因素对黏结强度的影响。

超高性能混凝土-普通混凝土界面抗剪性能试验研究

力学性能和耐久性优异的超高性能混凝土(UHPC)非常适用于损伤普通混凝土(NC)结构的修复加固,其中UHPC-NC界面的抗剪性能对确保良好的加固效果至关重要。论文通过7组抗剪推出试验,评估NC表面光滑、凿毛、露筋、刻槽、钻孔和植筋等UHPC-NC界面的抗剪性能和破坏模式;并利用斜剪试验,探讨UHPC龄期、NC基体湿润度、NC表面粗糙度和UHPC养护条件对界面抗剪强度的影响。试验结果表明,UHPC-NC界面抗剪黏结性能优异,界面破坏方式基本为NC剪切破坏或界面+NC破坏两种模式,未出现完全的界面剥离破坏。NC表面粗糙度是影响界面抗剪强度的主要因素,凿毛或刻槽的UHPC-NC界面获得了最佳的抗剪承载力,植筋和刻槽界面在抗剪破坏时表现出较好的延性。此外,NC越湿润,UHPC-NC界面的抗剪强度越高,在UHPC早期龄期(3~7d)时界面可获得绝大部分抗剪强度(88.5%~95.0%),在常温养护条件下UHPC-NC界面的抗剪性能优于高温养护界面。

不同温度下钢-改性聚氨酯混凝土界面黏结滑移性能试验研究

在钢桥运营过程中,铺装层与桥面板的黏结层常会因车辆碾压、温度等因素的影响而出现脱黏现象。近年来,国内出现一种新型改性聚氨酯混凝土,具有较好的工程适用性,已用于多座钢桥梁铺装工程。为研究该混凝土与钢桥面板的界面黏结性能,设计并制作该改性聚氨酯混凝土与Q345钢的层间复合试件。考虑温度的影响,分别在-10、15、40和60℃下进行斜剪试验。基于数字图像处理技术(DIC)采集试件界面的滑移量和应变,分析试件在不同温度下的破坏形态、界面黏结性能及界面应变分布规律。基于试验结果,建立钢-改性聚氨酯混凝土界面剪切强度、刚度与温度的关系式。研究结果表明:温度对试件界面黏结性能的影响显著,试件的界面剪切强度和刚度随温度升高而降低,而其界面极限滑移量与温度无明显关系,界面应变的绝对值均沿胶层方向从试件混凝土层的加载端到未加载端逐渐减小;随着温度升高,试件由脆性破坏向塑性破坏过渡;据所建立的钢-改性聚氨酯混凝土界面剪切强度、刚度与温度的关系式所得剪切强度、刚度计算结果与试验结果较吻合,可为聚氨酯类混凝土钢桥面铺装工程应用提供参考。

节能型砌体剪-压复合受力试验研究

节能型砌体由蒸压加气混凝土砌块和保温砂浆组成,具有轻质、保温等优点.对6个节能型砌体的三皮砖试件进行了沿灰缝截面抗剪强度试验,对7组21个试件进行了斜缝抗剪试验,研究了节能型砌体无竖向压应力时的抗剪强度及不同斜缝抗剪试件的破坏形态、抗压强度和弹性模量.根据剪-压复合理论建立了节能型砌体处于剪-压复合受力时的抗剪强度计算公式,并与试验结果吻合较好,可用于工程设计.

沥青混凝土桥面铺装结构的剪切分析

以室内斜剪试验为基础,采用有限元软件ANSYS对斜剪试验进行计算模拟。模拟了五种试验工况,分析了不同工况下沥青铺装层剪应力的分布情况,并研究其参数改变时结构层的剪应力响应。分析显示,粘结层是桥面铺装体系的薄弱位置。桥面铺装层粘结材料采用环氧沥青比SBS改性沥青具有更好的抗剪性能,而桥面铺装层厚度的增加,对于改善铺装层的受力状态,延长铺装层的使用寿命有一定的作用。

环氧乳化沥青混合料性能试验研究

利用45°斜剪试验与拉拔试验确定环氧乳化沥青具有最强粘结强度来确定乳化沥青中环氧的掺量;然后用乳化沥青和最佳掺量的环氧改性乳化沥青作为沥青胶结料分别进行冷拌沥青混合料使用性能试验,试验结果表明:环氧乳化沥青比原样乳化沥青有更好的力学性能和路用性能,初步验证了环氧乳化沥青作为冷拌沥青混合料结合料的可行性。

透层油对钢渣道路的基-面层层间抗剪性能影响研究

为了研究透层油的种类及用量对钢渣道路中基−面层层间抗剪性能的影响,以水泥稳定钢渣基层−透层−钢渣沥青面层的复合试件作为研究对象,分别选用SBS改性沥青、乳化沥青与基质沥青作为透层油制作基−面层试件,采用万能材料试验机对基−面层试件进行斜剪试验,并对斜剪试验数据进行灰色关联度及方差分析,得出最佳透层油及其最佳用量。应用ABAQUS有限元软件建立水泥稳定钢渣基层−透层−钢渣沥青面层的有限元分析模型,引入摩擦因数结合斜剪试验的结果,建立摩擦因数与最佳透层油用量之间的模型。研究结果表明:3种透层油中,撒布SBS改性沥青的试件抗剪强度最大、基质沥青次之、乳化沥青最小,结合黏结系数与灰色关联度分析结果确定以SBS改性沥青作为最佳透层油;SBS改性沥青用量与层间抗剪强度之间服从二次函数关系,在0.6~1.4 kg/m2的用量内,SBS改性沥青的最佳用量为0.96 kg/m2,此用量下取得最大抗剪强度1.01 MPa;采用有限元分析的方法,提出SBS改性沥青用量与摩擦因数之间的公式,并且依据该公式推荐SBS改性沥青用量为0.7~1.3 kg/m2,此时摩擦因数建议取0.69~0.71。当SBS改性沥青用量为0.96 kg/m2时,摩擦因数建议取0.71。

岩桥剪切破坏的声发射特征研究

浙江省山地众多,山体地质灾害发生频繁。为实现声发射技术在浙江地区地质灾害监测预警中的应用,选取浙江4种典型岩石(砂岩、灰岩、凝灰岩及玄武岩),通过一系列不同岩石的斜剪试验,对岩桥剪切破坏全过程的力学特征和声发射特征进行研究。结果表明,4种典型岩石发生岩桥剪切破坏时,累计振铃计数及累计能量与剪应力的变化特征相似,二者的相关性较明显;当岩桥剪切位移达到2.0~3.9 mm时,随着剪应力出现快速增长,开始产生大量声发射事件;声发射特征参数中累计振铃计数比累计能量更能及时反映出剪应力的增长变化趋势;玄武岩在岩桥剪切破坏过程中的声发射呈现一定的台阶式递进上升变化特征。研究结果将为浙江地区岩质滑坡声发射监测预警提供参考。

沥青路面面层-基层层间抗剪性能研究

为了对目前山区沥青路面常见的面层-基层滑移破坏问题提出有效的防治措施,文章通过室内试验,在AC-20混合料面层与半刚性基层之间洒铺基质沥青、SBS改性沥青、SBR改性乳化沥青,同时选择在20℃和52,7℃温度条件下,对试件进行45°斜剪试验,对比在不同材料、温度条件下的面层-基层层间抗剪强度。试验结果表明:层间经处理后的粘结强度均有不同程度的增加,增幅最大的是在层间洒布了SBS改性沥青,增幅最小的是在层间洒布了基质沥青;高温条件下,面基层间的抗剪切强度仅为常温条件下的8%~10%,说明温度对AC-20沥青层与半刚性基层间的抗剪切强度有很大的影响。研究结果可为增强面基层层间粘结力提供指导。

薄层胶粉改性沥青磨耗层层间粘结性能试验研究

为改善薄层胶粉改性沥青抗裂磨耗层防水黏结层的黏结效果,设计了拉拔试验、直剪试验和斜剪试验,研究了温度、胶结料用量以及碎石用量等因素对薄层胶粉改性沥青抗裂磨耗层防水黏结层粘结强度的影响规律,提出了胶粉改性沥青防水粘结层材料最佳配合比。

机场沥青混凝土道面下封层粘结性能试验研究

为研究机场沥青混凝土道面下封层的粘结性能,首先,利用斜剪试验分别对同步碎石封层和沥青砂封层在不同条件下的层间抗剪强度规律进行了分析。试验结果表明:在相同温度和沥青类型下,沥青砂封层的层间粘结性能要优于同步碎石封层。其次,以A380-800为评价机型,采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,仿真结果表明:沥青砂封层和同步碎石封层均能满足抗剪强度要求,但沥青砂封层抗剪强度更高。

沥青混合料抗剪性能研究

介绍两种新的用于评价沥青混合料抗剪性能的试验方法——直剪试验和45°斜剪试验,对这两种试验方法的可行性进行了分析和对比,并对材料、混合料的级配等方面对影响沥青混合料抗剪性能的一些因素进行了分析。结果表明,45°斜剪试验与15°劈裂强度试验和冻融劈裂强度试验相关性较好,可以在沥青混合料剪切试验中推广应用。

超高性能混凝土和聚丙烯纤维混凝土与素混凝土结合情况的实验研究

为修复梁端寻找一种可替代的材料,以恢复受损梁的抗剪能力,延长受损梁的使用寿命。对超高性能混凝土和聚丙烯纤维混凝土与素混凝土粘结的试件进行斜剪试验和劈裂圆筒试验,获得试件破坏时的最大荷载,并进行数据分析,得出超高性能混凝土在粘结强度、抗拉强度和抗压强度以及经济适用性方面具有优秀的表现。超高性能混凝土在梁端修复甚至结构物的修补上将会是很好的一种选择。

考虑多种力学及路用性能的碎石封层材料用量优化分析

为保障碎石封层的施工质量,文章采用拉拔、斜剪试验检测了碎石封层的粘结性能,对施工后的沥青路面平整度、渗水性能、抗滑性能进行了现场检测,同时采用双因素方差法分析了碎石、沥青用量对封层粘结性能、沥青路面路用性能的影响,并通过响应曲面法优化了各封层材料用量。结果表明:碎石撒布率、沥青用量对封层粘结性能影响显著,对施工后的沥青路面渗水性能存在一定影响,对其他路用性能无影响;基于封层粘结性能、路面渗水性能确定最佳的碎石撒布率、沥青用量分别为51.5%、1.57 kg/m^(2)。

海南地区超薄磨耗层层间粘结性能研究

依托海文高速预防性养护工程,为了得到适用于海南地区超薄磨耗层的粘结层材料。选取了四种乳化沥青和一种热熔复合改性沥青,在25℃和50℃下,分别对不同洒布量的粘结层材料进行拉拔试验,在最佳洒布量下对各种粘结层材料进行斜剪试验。试验结果表明随着温度的升高,各种粘结层材料的拉拔强度和抗剪强度降低,最佳洒布量也随之降低。掺加Honeywell改性乳液显著提高了NovaBond乳化沥青的拉拔强度和抗剪强度,但并未改变其最佳洒布量。建议海南地区超薄磨耗层的粘结层材料采用掺加Honeywell改性乳液的NovaB ond,并建议NovaBond乳化沥青的洒布量为0.8 L/m^2,Honeywell改性乳液洒布量为0.08 L/m^2。

基于黏结性能优化的微罩面沥青路面预防性养护技术研究

预养护技术一方面可以提高沥青路面服役质量,另一方面可以有效延长沥青路面整体使用寿命。微罩面技术作为超薄磨耗层预防性养护技术的一种,厚度只有1.2 cm左右。相对于传统的超薄磨耗层技术,其经济型和适用性更好。微罩面技术作为路表功能层,其服役性能很大程度上取决于沥青混合料本身的粘结强度及微罩面与原路面的粘结强度,本研究从原材料选择、混合料设计、路面施工等角度进行了专门的优化,选择了两种微罩面技术沥青混合料进行试验研究,并且引进三种非常规沥青混合料试验--室内拉拔试验、室内斜剪试验和室内旋回车辙试验,对微罩面的实际路用性能进行评价,研究结果表明:通过专门优化,微罩面混合料本身的粘结性能及与原路面的粘结性能良好,是一种经济有效地预防性养护新技术。

水性聚氨酯改性粘层材料性能影响因素研究

常温磨耗层采用乳化沥青作为沥青胶结料,可以实现常温状态下施工,节能环保。其与原路面之间的粘结状态是整个磨耗层体系的薄弱环节,粘层材料及其性能决定了层间抗剪切变性能力的强弱,是上下层形成牢固整体的关键。引入水性聚氨酯改性剂,基于层间斜剪试验对粘层材料进行优化设计,分析试验温度、粘层油洒布量、水性聚氨酯掺量三个主要因素的影响。