季冻区纳米SiO_(2)改性SAP路面混凝土的耐磨性

为解决季冻区高吸水性树脂(SAP)路面混凝土耐磨性下降的问题,通过耐磨性试验探索了纳米SiO_(2)(NS)对季冻区SAP路面混凝土磨损量的影响;采用压汞仪(MIP)和扫描电镜(SEM)研究了冻融前后NS改性SAP路面混凝土孔结构和微观形貌的变化,从细微观角度阐述其耐磨性的提升机理;并对其微观结构与耐磨性进行相关性分析。研究结果表明,经150次冻融循环之后,掺有3%NS的改性SAP路面混凝土在200 N磨耗负荷下的磨损量较基准下降30.92%,20~50nm的孔占比上升,50~200nm的孔占比下降,总孔隙量和孔隙率减少,界面区裂缝数量和尺寸大幅降低,内部密实性程度显著提高,耐磨性明显增强。

季冻区路面高性能机制砂路面混凝土耐久性能研究

为解决季冻区路面强度下降、冻融破坏等问题,选取高分子吸水树脂(SAP)、粉煤灰制备路面高性能机制砂混凝土。通过对SAP和粉煤灰复掺后路面高性能机制砂混凝土的耐久性能进行研究,验证复合材料对路面混凝土的耐久性能的提升。试验表明增加SAP掺量会逐步提升混凝土的抗冻性能,最佳掺量为0.18%;一定含量的SAP能提高混凝土抗氯离子渗透性能;而耐磨性能与SAP掺量的关系不大。

季节性冻土地区隧间路段沥青路面温度场研究

为研究川藏季节性冻土地区冬季隧间路段沥青路面温度场变化规律,基于康定地区的现场温度观测数据,利用有限元仿真软件对隧间钢桥段和路基段进行了温度场分析。分析结果表明,隧间钢桥段和路基段路面结构温度分布特征有所差异;增大风速与考虑太阳辐射均使路面温度场变化幅度变大,风速从0.0 m/s升高到2.0 m/s,钢桥段和路基段路表最低温度分别下降了2.40℃和2.29℃,但温度变化速率随风速的增大而逐渐减小;受日照时间越长,温度振幅越大,但路基段温度受太阳辐射的影响程度明显大于钢桥段;不考虑风速和太阳辐射条件下,在h=0 cm处钢桥段比路基段最低温度小0.44℃,因此在冬季更易发生结冰现象。相关研究结论为类似工程提供了参考。

重冻地区组合式基层沥青路面温度应力响应研究

为了探究铺筑ATB层的组合式基层沥青路面在重冻地区的适用性,采用ABAQUS有限元软件搭建了3类不同道路结构形式的有限元计算模型,并研究了在严寒、短时强降温条件下,不同结构路面的温度应力响应。结果表明,组合式基层沥青路面在重冻地区适用性较好,外界气温和降温幅度是影响沥青路面温度应力的主要因素,增加ATB层的厚度和模量会使ATB层底产生更大的温度应力,因此需加强路面中面层材料和ATB本身的抗裂能力。

季冻区多孔沥青混合料配合比设计和性能研究

多孔沥青混合料(PAM)作为一种不连续级配的特殊路面材料,因其高空隙率而具有多功能性,在路面工程中得到了广泛的应用。但是PAM强度低、抗裂性差和耐久性差,限制了在季冻区的广泛应用。因此本研究通过优化配合比设计和添加改性材料改善PAM在低温气候环境下的路用性能。试验过程中挑选在季冻区性能表现良好的原材料,并根据材料特性和路用性能要求,设计多组配合比并进行室内试验,对比室内试验结果从而优化季冻区多孔沥青混合料的配合比设计。本文的研究结果为季冻区多孔沥青混合料设计过程中的材料选择、配合比设计提供了重要参考,可以保证成型后的PAM具有良好的路用性能。

季节性冻土区沥青路面融雪剂凝冰点测试

我国西北大部分地区在公路自然区划中属于季节性冻土区,由于冬季气温较低,雨雪天极易造成沥青路面积雪凝冰,路面积雪凝冰严重威胁着行车安全,研究如何快速高效地融雪除冰对于提高冬季路面行车安全有较高的社会实用价值。通过自行设计的融雪剂凝冰点测试装置,首先对自来水和蒸馏水的凝冰点进行测试以验证试验方案的可行性;其次,采用双通道数字测温仪对四种不同浓度(5%,10%,15%和20%)下常用的氯盐类和非氯盐类融雪剂的凝冰点进行测试,并与根据稀溶液依数性规律对浓度为5%时的单一型融雪剂计算的理论凝冰点进行对比;最后基于单一型融雪剂的凝冰点测试结果配制了三种不同掺配比例(3∶7,4∶6,5∶5)下的六种新型复配型融雪剂,并对其凝冰点进行了测试。研究结果表明:浓度为5%时的单一型融雪剂的实测凝冰点数据与计算的理论凝冰点数据相符;氯盐类融雪剂和非氯盐类融雪剂以及复配型融雪剂的凝冰点降低均符合稀溶液依数性规律;八种单一型融雪剂的凝冰点较低的为氯化钠和氯化钙,表明氯盐类融雪剂的融雪除冰效果整体优于非氯盐类融雪剂;复配型融雪剂的凝冰点大小顺序为:氯化钠-乙二醇<氯化钠-1,2-丙二醇<氯化钙-乙二醇<氯化钠-尿素<氯化钙和1,2-丙二醇<氯化钙和尿素。综合考虑融雪剂的凝冰点、经济性和环保性,建议选用氯化钠-乙二醇复配型融雪剂作为季节性冻土区低温期沥青路面融雪除冰用融雪剂。

岩沥青在季节性冻土区的应用前景

在我国东北、华北及西北等地区分布有大面积的季节性冻土区,受气候环境,以及超载现象的影响,该地区的公路路面容易出现冬季冻胀和春融翻浆等病害,对路用性能造成严重影响.文中针对季节性冻土区的气候特点,选取布敦岩沥青作为研究对象,通过室内试验、现场试验分析,研究了岩沥青天然沥青在季节性冻土区的路用性能,同时也对其经济成本进行了分析.结果表明,岩沥青改性沥青可以适用于季节性冻土区公路铺面.

基于季冻区SMA改性沥青路面早期破损的研究

通过对寒冷地区(如哈同、哈双、哈绥和哈尔滨环城)高速公路SMA改性沥青路面表面状况调查,发现省内该调查路段的SMA路面破损状况的PCI指数超标路段较多,而且裂缝和坑槽也不同程度出现,裂缝开裂间距大小不一,挖方到填方路段间距由小到大,绝大多数路段的车辙和平整度等技术指标衰减较快。通过室外车辙、平整度检测与室内马歇尔试验及抽提试验研究,结果表明:车辙、平整度和坑槽是改性沥青路面早期破坏的主要形式,据此分析研究得出SMA路面早期破损的治理对策。

季冻区公路路基病害与设计研究

吉林省按照公路自然区划隶属于季节性冰冻地区,公路路基面临着±30℃的温度变化.冬季,路基在低温、土质及湿度耦合作用下,容易产生冻胀现象;而春季升温时,由于高温、土质及温度的耦合作用,使路基易产生翻浆现象。我国现行半刚性基层沥青路面的设计规范中,给出16种特殊路基的处理方法,但不包括季冻区路基。本文在大量调查季冻区公路路基病的基础上,提出了对季冻区路基设计补充控制指标的思想.采用这一思路进行季冻区公路设计,则对于路基病害有很强的针对性.

季冻区中小跨径钢桥面铺装的力学响应

为了提出季冻区中小跨径钢桥面铺装控制指标,采用ANSYS软件模拟了铺装层在不同工况下(不同纵、横向荷位布置)的受力特性,研究了荷载(超载)、汽车制动力及温度对铺装层力学响应的影响。结果表明:超载对铺装层性能影响显著,铺装层间黏结的抗剪强度是关键控制指标;随着制动力的增大,各剪应力均逐渐增大,应重点考虑界面抗剪强度;在低温条件下(-40℃~0℃),铺装层表面拉应力较大,应以铺装层表面拉应力为控制指标,而在高温条件下(40℃~60℃),铺装层竖向位移较大,应以铺装表面竖向位移为控制指标。

季冻区典型路面疲劳设计与静载设计对比研究

季节性冰冻地区公路沥青路面结构面临着较为极端的气候条件,因而,采用典型路面结构设计的方法成为现行国标的适当补充.本文分析了典型路面结构设计的必要性和客观性,并推荐半刚基层沥青路面及纯柔性沥青路面两种典型结构,采用现行设计方法验算了两种结构的设计指标的合理性.此外,采用壳牌沥青所推出的BISAR软件计算了弹性层状体系在静载下的荷载响应,对疲劳响应和静载响应进行了定量对比,从而力求使静载响应成为现行设计方法的有利补充.

季冻区桥面铺装材料路用性能研究

分析季冻区桥面铺装层病害产生原因及铺装层受力特点,提出两套桥面铺设结构比选方案,通过对桥梁铺装材料路用性能的研究,根据室内试验结果,最终确定适合季冻区桥梁铺装层结构。

季冻区钢渣沥青混合料路用性能和冻融耐久性

为了解决季冻区沥青路面路用性能和耐久性不足的问题,采用钢渣等体积替代天然粗骨料,并制备钢渣沥青混合料(Steel Slag Asphalt Mixture,SAM),研究钢渣替代率(0%、25%、50%、75%和100%)对沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性和冻融耐久性的影响,进行了车辙试验、低温劈裂试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和冻融循环试验。试验结果表明:随着钢渣替代率的增加,动稳定度和低温断裂能显著增加,冻融劈裂强度比和残留稳定度平稳增加,说明钢渣能有效提高沥青混合料的路用性能。随着冻融循环次数的增加,SAM的劈裂强度逐渐下降。当冻融循环次数相同时,随着钢渣替代率的增加,SAM的劈裂强度损失率逐渐下降。在20次冻融循环后,钢渣替代率为100%的沥青混合料劈裂强度损失率最低,比对照组(0%)降低了6.38%,表明钢渣加入能提高混合料冻融耐久性。因此,建议钢渣的替代率为100%。

季冻区沥青路面温度场影响因素分析

为分析温度场对季冻区沥青路面的影响,依托陕北延安的气温数据,采用ABAQUS有限元分析软件对冬季及夏季沥青路面面层结构温度场进行了模拟,研究了面层材料比热、热传导率以及太阳辐射和极端气温对沥青路面温度场的影响。结果表明:随着路面深度的增加,面层结构最高温度出现的时间依次滞后,而最低温度出现的时间无明显滞后;比热越大,温度变化的幅值越小,且上下限均向中间值靠拢;热传导率越小,温度变化的幅值越小,但下限并无明显变化;对于冬季无太阳辐射的情况,路面结构不同深度处的温度均有一定程度的降低,高温时段尤为明显;在温度传递性能上,沥青混合料在高温时传导热量的效应要比低温时强。

季冻区沥青路面横向裂缝宽度变化规律研究

通过实地调研张承高速崇礼段新修SMA沥青路面裂缝发展变化情况,发现新建SMA路面横向裂缝主要由反射裂缝、温度裂缝组成。季节性冻土地区沥青路面进入冬季经历低温后出现裂缝并发展变化,气温回升时裂缝逐渐稳定。通过分析气温回升裂缝稳定后裂缝宽度分布概率,选取路面典型横向裂缝分析裂缝宽度变化规律,发现温度裂缝宽度随着气温的降低而增大,并且在气温升高后,裂缝宽度又逐渐减小至稳定,反射裂缝宽度随温度变化不明显。可根据裂缝宽度变化情况来选择最佳灌缝时机。

基于预防性养护的季冻区沥青路面病害研究

随着国民经济发展水平的提高,公路上通行的车辆数量和轴重均呈现大幅上升的态势。吉林省属于季冻区,在日益增加的重型车辆与极端气候的共同作用下,沥青路面病害类型丰富、发育速度快,这导致道路的服务水平降低、道路使用者司乘体验满意度下降及交通事故量增加,其结果是道路寿命周期成本增加,社会效益降低。本文以季冻区沥青路面病害调查为依托,对季冻区沥青路面病害按其产生的原因、病害发育程度、病害的几何尺寸及对交通运行影响的程度进行分类分级。在本研究基础上,可以凭道路检测数据评估被检路段的健康状况,准确进行预防性养护设计,提高道路运行效率,降低寿命周期成本。

东北季冻区透水沥青路面低温抗裂性分析

为了将具有良好排水、抗滑性能的透水沥青路面应用于东北季冻区,对季冻区气候环境下的透水性沥青路面低温抗裂性进行建模。基于东北季冻区年/日温差大、冬季寒冷、冰冻期长等特点,依据沥青路面温度场理论,利用ABAQUS有限元分析平台建立透水沥青混凝土(OGFC)、密级配沥青混凝土(AC)路面结构温度场,并探讨了2种材料路面结构的温度场变化规律;同时进行低温-荷载耦合对比分析,明确了低温日下2种路面结构面层层底水平拉应力变化规律。研究结果表明:1)在寒冷气候下路面结构温度场的分布规律为路表>面层中部>气温>面层底部(基层顶部)>基层中部>基层底部;OGFC面层比AC面层抵抗温度应力对路面结构损害的程度更强。2)在低温-荷载耦合作用下,OGFC路面面层底部水平拉应力值小于AC路面,平均值为1.85 MPa,低温抗开裂的效果更显著;推荐东北季冻区OGFC路面面层合理厚度为4~5 cm。研究结果可以为东北季冻区建造透水沥青混凝土路面提供低温性能方面的参考依据和数据支持。

季冻区沥青路面结构设计指标研究

随着道路结构功能性损害比重的日益增加,采用单纯以路表弯沉作为主要设计指标的设计方法已经无法彻底反映不同道路结构实际情况和差异。基于多指标设计方法,以ABAQUS为力学计算软件对拟定的沥青路面结构组合进行结构计算,并分析设计的合理性。结果表明:拟定的路面结构满足无机结合料层疲劳、沥青层永久变形和路面低温裂缝指数三项设计指标的验算要求,所提出的指标符合我国季冻区沥青路面结构设计实际。

季冻区沥青路面轴载换算季节修正系数研究

结合吉林省季冻区土基回弹模量与路表弯沉关系,提出该区轴载换算季节修正系数推荐值,并得出了相应的修正后的当量轴次计算公式,以指导该地区道路结构设计。

高海拔地区沥青混凝土路面低温季节施工技术研究

随着我国经济的发展,高海拔地区的公路工程也发展迅速,但仍存在某些问题。因此,针对这些问题做出新的突破。在低温季节改善沥青混凝土的施工技术,分析了低温季节高海拔地区沥青混凝土路面的施工技术,以确保路面的整体质量并降低施工成本。