气态水与液态水综合作用下的路面力学结构响应——以江门市银洲湖高速公路项目为例

为探究沥青路面水损害产生的原因及机理,利用有限元软件ABAQUS,结合广东省银洲湖高速公路路面结构组合,并基于渗流理论,分别建立常规水气浓度场、实际非均匀水气浓度场及综合考虑实际非均匀水气浓度场和饱和液态水的三种工况下有限元模型,分析路面在不同工况下的力学响应。结果表明：实际非均匀水气浓度场的存在增大了上面层开裂风险,随着降雨导致的液态水介入,面层处在正负交替的孔隙水压力中,反复冲刷疲劳开裂部位,进一步加速沥青与集料剥离,最终导致水损害相关病害,而上面层经受的空隙水压力最为严重,因此路面在设计过程中,应重点增强上面层的抗水损能力。     

超载作用对路面力学响应影响研究

为探究超载对复合式沥青路面力学响应的影响,利用有限元软件ABAQUS建立复合式道路模型,分析不同接地压强及不同轴载作用次数对复合式路面车辙与内部力学响应的影响规律,基于实体工程调研结果进一步分析超载对路面的破坏效应。结果表明,随着累计轴载作用次数的增加,不同接地压强的车辙曲线呈发散趋势,超载对路面车辙的影响越显著;接地压强达到1.2 MPa时,沥青层超过容许抗拉强度,发生拉裂破坏;实体工程调查结果表明,经历超载作用的路面运营8个月左右,弯沉合格率仅为39.09%。因此为减少超载车辆对路面造成早期破坏,结合数值模拟研究结果,应控制车辆的接地压强不超过1.2 MPa。     

基于性能的高模量沥青路面结构力学响应

为探究高模量沥青混凝土长寿命沥青路面应用,研究了高模量沥青混合料的动态模量和抗剪强度。结果表明,高模量沥青混合料的强度具有较强时-温依赖性,抵抗变频加载能力较强;其内摩擦角比传统AC（沥青混凝土）沥青混合料小21%,黏聚力高3倍。采用有限元分析7种不同高模量沥青路面结构的力学响应,针对优选的4种路面结构分析厚度对路面力学响应的影响。进而利用车辙预估模型,以车辙深度为控制指标,预测高模量沥青路面的功能寿命。结果显示,不同力学指标对应的较优路面结构均为上中下面层、中下面层采用高模量沥青混合料的结构,其与传统AC结构相比可分别延长路面寿命326%和118%。     

BAF工艺预处理微污染水源水的研究

采用BAF工艺对微污染水源水进行了预处理研究,通过中试试验,考察了BAF工艺对微污染水源水的处理效果和轻质陶粒在微污染水体的特性。     

采动影响下断层活化导水数值模拟研究

文章通过分析采动过程中断层带的力学特征及渗流变化规律,结合弹性力学及裂隙介质水动力学知识,推导出断层活化导水的必要条件:地下水水压P大于断层破碎带最小主应力σ3,断层的应力屏障效应导致断层带附近出现应力集中和高应力梯度,这是断层活化前的一个明显特征。数值模拟结果一方面反演了2321工作面F4断层活化导水过程,验证了断层活化导水必要条件的可靠性;另一方面显示当2313工作面开挖至距F6断层面27m时达到活化导水临界状态,当开挖至距断层面17m时F6断层可能发生活化导水。     

南方湿热地区的水反应型沥青常温修补材料应用关键技术研究

针对传统冷补料早期强度低、强度增长慢、耐久性不足和抗水损害能力差的问题,以反应型溶剂为稀释剂,以水泥作为固化剂,研制出一种水反应型沥青常温修补料。通过马歇尔试验以及肯塔堡飞散试验,研究水反应型沥青常温修补料的级配类型以及强度增长速度,同时参考传统冷补料的生产工艺,研究水反应型沥青常温修补料的生产工艺、包装工艺、现场坑槽修补施工工艺等环节关键技术控制。参考传统热拌沥青混合料的评价方式,评价水反应型沥青常温修补料的路用性能。结果表明：水反应型沥青常温修补料适合悬浮密实性级配;水反应型沥青常温修补料强度增长快,3 h龄期25 ℃马歇尔稳定度为12.4 kN;在保证专有的生产和包装工艺下,水反应型沥青常温修补料能长期储存;水反应型沥青常温修补料各项指标接近传统热拌沥青混合料,尤其是高温性能明显优于传统热拌沥青混合料。     

基于内聚力模型的沥青混合料开裂特性

为了深入分析沥青混合料在细观层面的开裂损伤及相关影响因素,采用数字图像处理技术,基于ABAQUS有限元模拟软件,同时在沥青砂浆及集料-砂浆界面插入零厚度内聚力单元,对沥青混合料SCB(半圆弯曲)试验进行有限元模拟。分析细观层面沥青混合料开裂过程,结合试件开裂得到的荷载-位移曲线与断裂能探究预制切口深度、试件厚度、支座间距对沥青混合料开裂特性的影响。结果表明,试件预制切口越深、厚度越小,试件的抗开裂性能越差,而随着支座间距的增大,抗开裂性能先增大后减小,在支座间距为80 mm时,试件的抗开裂性能最好。     

装配式快速安装多向变位桥梁伸缩装置疲劳性能分析

桥梁伸缩装置对桥梁起着关键作用,为解决传统伸装置维护费用较高等问题,现提出一种装配式快速安装多向变位桥梁伸缩装置（ZPF装配式伸缩装置）。根据《公路桥梁伸缩装置通用技术条件》(JT/T327-2016)设计现场疲劳试验,同时进行有限元分析,试验结果表明：ZPF装配式伸缩装置的疲劳寿命随着疲劳荷载的增加而降低;ZPF装配式伸缩装置的疲劳寿命很大程度上取决与预埋钢板下的混凝土;在200万次的疲劳性能试验加载中,整体结构安全平稳且无异常现象。研究结果可以为ZPF装配式伸缩装置的应用提供依据。     

重载作用下脱空对隧道复合式路面竖向位移和最大剪应力的影响

为了研究层间脱空对隧道复合式路面竖向位移和最大剪应力的影响,考虑重载的作用,采用ABAQUS建立复合式隧道路面模型,分析脱空区域大小对竖向位移和最大剪应力的影响.结果表明:脱空区域对复合式隧道路面的竖向位移、两车轮中心位移差和最大剪应力的影响显著;随着脱空区域的增大,竖向位移先急剧增大随后增长速率放缓,两车轮荷载中心位移差先增大后减小;当脱空区域面积大于0.022 5 m2时,最大剪应力最大值从下面层顶移动至下面层底部脱空区域;随着轴重的增加,脱空区域一侧车轮中心路表位移、两车轮中心路表位移差、最大剪应力最大值均增大.     

钢桥面环氧沥青铺装层鼓包病害检测

为了探究红外热成像技术快速检测钢桥面环氧铺装层鼓包病害及其尺寸大小的准确性,基于热学原理,采用有限元软件ABAQUS模拟不同位置、尺寸下的鼓包病害,分析鼓包区域与相邻正常区域的路表面域温差表现和分布规律,并进行实体工程验证。结果表明,鼓包位置与鼓包面积对路表温度影响较大,模拟效果与实际鼓包面域温差具有良好的相关性。研究结果为红外热成像仪快速检测钢桥面鼓包病害及其尺寸和最佳检测时间提供理论依据。     

国省道养护预制装配式沥青路面结构方案力学分析与设计

为了解决国省道公路养护施工受材料、环境影响较大的问题,提出国省道公路养护预制装配式沥青路面结构的思路。通过利用大型有限元软件ABAQUS建立国省道公路预制装配式沥青路面结构的三维仿真模型,模拟计算车辆荷载作用下路面结构的力学响应,进一步利用正交试验方法,研究了沥青面层厚度、玻璃纤维增强刚性基板GFRP基板(Glass fiber reinforced plastic)厚度、基层厚度、沥青面层模量和GFRP基板模量等对预制装配式沥青路面结构表面弯沉值、沥青面层层底拉应力、沥青面层层底剪切应力及路基顶面压应力的影响,最后对比分析了基层带裂缝与无裂缝模式下国省道公路装配式沥青路面结构的力学响应。通过仿真试验,得到了国省道公路养护装配式沥青路面结构的预制装配块的最佳平面设计尺寸,以及不同参数对装配式沥青路面力学响应影响程度的大小排序和装配式沥青路面结构力学响应随不同参数变化的具体规律。设计合理的国省道公路装配式沥青路面结构受力良好,具有较好的抵抗沥青面层反射开裂的能力。     

湿热地区高速公路沥青混合料功能性设计

为指导湿热地区沥青混合料设计,依托茂湛高速,分析项目的气候条件,梳理沥青路面功能需求,最后推荐适用高湿热地区的混合料设计方案.研究结果表明,优化设计后的骨架型AC-20与SMA-13沥青混合料,70 ℃动稳定度可提升40％以上;为提高沥青路面水稳定性,推荐了适宜的目标空隙率和施工配比方案;室内加速磨光试验表明,SMA-13混合料的抗滑耐久性能优于AC-16混合料;50#硬质沥青混合料的动稳定度比70#沥青提升150％,具有更好的适应性与经济性.     

积沙沥青路面抗滑性能实验研究

为研究积沙对路面抗滑性能的影响,通过室内试验成型了AC-13和AC-16两种集配类型的沥青混合料试件,借助摆式摩擦系数测试仪测试不同温度和积沙量下的摆值(BPN),建立抗滑性能随积沙量增加的衰减模型,并基于两因素与抗滑性能进行灰色关联度分析.试验结果表明,两种沥青混合料的抗滑性能都随着积沙量的增加逐渐减小,最终趋于稳定;积沙量是影响抗滑性能的主要因素.