通过柔性道面足尺试验对旧水泥混凝土路面上 3种不同加铺层结构进行了裂缝开展的温度疲劳特性研究。结果表明 ,旧水泥混凝土路面 + STRATA应力吸收层 +沥青混凝土的路面结构形式具有优良的抗温度疲劳反射裂缝的能力。

根据武黄高速公路路面病害情况 ,通过大量的调查、检测、分析和研究 ,提出路面综合处治、加铺、桥涵加固等方案。施工后的跟踪检测表明该技术方案是切实可行 ,具有良好的经济效益。

武 (汉 )黄 (石 )高速公路是我国早期修建的高速公路经过多年的运营 ,桥梁结构物出现了不同程度的病害 ,为了对桥梁病害有一个系统的认识 ,并为桥梁技术改造提供依据 ,文中根据武 (汉 )黄 (石 )高速公路桥梁技术状况调查 ,对桥梁病害进行了系统的分析 ,并提出了相应的加固方法。

提出了采用全厚度车辙试验检验沥青路面抗车辙能力的思路 ,介绍了全厚度车辙试验的试验过程 ,并分析了超载和超高温对动稳定度的影响 ,最后对减小车辙病害提出了几点建议

碳纤维的分散性是决定碳纤维混凝土的力学性能和机敏特性的重要因素。研究采用交流电测量新拌水泥浆不同部分的电阻率 ,结合数理统计方法计算电阻率的标准偏差和变异系数 ,进而对碳纤维在水泥浆体 (砂浆 )中分散的均匀性进行了评价。利用这种评价均匀性的方法 ,研究了碳纤维表面处理对其分散性的影响。

结合武黄高速公路改造工程阐述了我国旧水泥混凝土路面的使用状况和现今暴露出来的一些主要问题及病害 ,并在此基础上有针对性地提出了旧路面的加铺方案设计 ,旧水泥混凝土路面综合处治的方法和措施 ,并总结了产生反射裂缝的原因以及防止反射裂缝的措施

水泥混凝土路面的破坏类型有多种 ,其中路面板底脱空是水泥混凝土路面板的主要破坏类型。利用 AL GORFEAS公司开发的 SAP 93软件 ,采用材料非线性的有限元模型 ,对路面板底脱空修补前后的受力情况进行了弹塑性分析。分析结果表明 ,修补后路面板底的应力集中现象得到了明显的改善。

随着水泥混凝土路面里程的增长 ,水泥混凝土路面的破坏也越来越严重。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层是一种常用的、有效的路面修复技术 ,它具有工期短、对交通影响小、修复后路面服务性能好等优点。结合武黄高速公路旧水泥混凝土路面改造工程 ,介绍了旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的结构设计。

结合桥面混凝土铺装的试验研究和有限元分析结果 ,对桥面混凝土铺装破坏的力学机理进行了阐述 ,初步提出了其设计标准。同时对复合铺装结构的计算模型作了探讨 ,并对复合铺装结构由于沥青混凝土加铺层与下部混凝土结构存在的弹性模量的差异 ,引起的下部桥梁结构应力重分布进行了分析。

采取对再生集料表面处理 ,或在再生混凝土体系中加入高效减水剂和磨细粉煤灰等措施 ,极大地改善了再生混凝土的工作性能。实验结果表明 :再生集料表面经聚合物溶液和 MS高效防水剂处理后 ,能明显提高再生混凝土拌合物的流动性 ,但粘聚性与保水性要比表面没有处理的集料所配制的混凝土稍差。在再生混凝土配料中加入高效减水剂和磨细粉煤灰 ,可显著提高新拌再生混凝土的流动性 ,即使全部采用再生集料 ,再生混凝土的坍落度仍然可达到 15 8mm ,且粘聚性和保水性都好于由天然碎石配制的混凝土

武黄高速公路路面改造工程中 ,在总结 2 0 0 1年试验路所取得成功经验的基础上 ,首次大面积应用了STRATA系统 ,由于它具有粘弹性高、抗疲劳抗塑性变形能力强、密实、不透水等特点 ,能有效减少或缓解旧水泥砼板传递给沥青面层的反射裂缝 ,并能提高沥青路面的抗水害能力 ,延长了沥青路面的使用寿命

用碱对丙烯酸聚合物进行改性处理 ,并用该聚合物配制水泥砂浆。采用不同的试验方法 (包括 p H、水化率和强度 )对该聚合物水泥砂浆的性能和改性机理进行了研究。结果表明 :当石灰水含量适宜时 ,聚合物对水泥砂浆的力学性能有明显的改善。碱化聚合物的改性机理是在聚合物水泥浆内部产生交联作用 ,即 Ca2 +和 COO-反应而形成的柔线性聚合物链

在试验研究及系统分析高性能沥青混凝土路用性能的基础上 ,选用玄武岩与国创 PG76 - 2 2改性沥青作为原材料 ,设计并制备 Super12 .5型高性能沥青混凝土 ,并通过在混合料中添加聚合物纤维来改善沥青混凝土的路用性能。试验结果表明 ,在使用纤维作为改性剂后 ,混合料的动稳定度、劈裂强度等指标均有不同程度的提高

路用纤维作为沥青混凝土的添加材料 ,近年来在我国的高级沥青路面得到了广泛应用。通过添加聚合物纤维来对普通沥青混凝土进行改性 ,研究了混合料掺纤维后的马歇尔稳定度、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性及耐疲劳性能 ,并与普通密集配沥青混凝土进行了路用性能的对比分析。依据分析的结果 ,简述了纤维改善沥青混凝土的强度形成机理。

根据武黄高速公路大修工程的需要 ,在桥梁加固工程中引进锚喷混凝土加固桥梁的技术 ,并对设计结果和加固后桥梁荷载试验结果进行对比 ,试验结果表明 ,检测数据和加固前后荷载试验的理论分析与实测数据的对比可以看出 ,加固后结构受力更加合理 ,安全储备更高。

针对桥梁加固用混凝土要求强度高且需要垂直喷射的特点 ,介绍了喷射混凝土的性能 ,并对喷射混凝土的配合比进行了试验研究。研究结果表明 ,在喷射混凝土中掺入高性能复合外加剂 ,可显著提高喷射混凝土的性能 ,适合桥梁等建筑结构物的修复和加固。

采用生石灰和熟石灰对孝襄公路路基膨胀土进行改良处理 ,以提高路基承载能力。试验结果表明 ,掺加 4 %～7%的生石灰或者熟石灰 ,可以大大改善中型或弱型膨胀土的路用性能。改良后的膨胀土的 CBR值达到了 8%以上 ,最高达到 70 %以上 ,满足了路面设计对路基土的质量要求。

光纤光栅传感技术具有抗干扰能力强、长期稳定性好、绝对值测量、可以实现准分布式长期监测等优点。根据光纤光栅传感器的应变传感特性标定试验 ,以及在土木工程加固监测中的试验结果 ,在武黄高速公路的典型桥涵中布设光栅传感器 ,评估高速公路桥梁加固效果以及对这些桥涵结构进行长期监测。

通过采用集料组合 ,添加快凝早强剂等技术措施 ,在实验室试验研究的基础上 ,设计了用于武黄公路桥面铺装的混凝土配合比。结果表明 ,通过对集料级配的优化设计 ,该混凝土不但满足 2 8d强度要求 ,而且具有良好的早强特性 ,可用于路面修复和抢修工程。

根据不同厚度车辙试验的结果 ,分析了厚度对车辙深度和动稳定度的影响。依据全厚度车辙试验和标准厚度车辙试验结果 ,对比了动稳定度和辙槽深度差异 ,并分析了其形成的原因 ,为全厚度车辙试验提供了理论支持。

提出的体外预应力悬索分载法加固混凝土梁是通过钢 -预应力组合结构来实现的 ,即通过悬索提供预应力 ,利用钢构架作为预应力的转换构件 ,将预应力转换为反向荷载作用在被加固梁上 ,分担梁上的部分荷载 ,同时也增加了被加固构件的刚度。试验研究表明 ,预应力悬索分载加固法可以达到加固与卸载同步进行 ,使新加部分相对于原混凝土梁的应力滞后现象得到较好的消除 ,加固后组合构件整体承载力得到显著提高 ,被加固梁的挠度和裂缝得到有效地改善 ,原材料的潜力得以较好的发挥。

通过分析沥青混合料集料的孔隙结构 ,探讨了集料孔隙对沥青吸收和沥青混合料体积性能的影响。试验证明 ,集料孔隙对沥青吸收的比例约为 5 %～ 10 % ,由于沥青吸收使最大理论密度变异性较大 ,空隙率差值超过 1% ,VMA差值约为 0 .6 %～ 1.0 %。

针对武黄高速公路所在地区夏季高温冬季寒冷而且年降雨量较大的水文气候条件和超载重载的交通状况 ,结合我国沥青路面设计和施工理论 ,对该路段沥青加铺面层进行了材料的组成设计和性能试验。结果表明 ,采用京山玄武岩以及科氏 SBS改性沥青 ,按照 Superpave设计方法设计加铺层上面层材料组成 ,并对设计的混合料的路用性能进行评价 ,结果表明 Superpave12 .5适合于在武黄大修改造工程中使用

随着交通荷载不断增加 ,沥青路面中面层已经成为主要承载结构层 ,同时也是出现车辙比较严重的结构层。依托武黄大修改造工程 ,对其中面层的材料组成与结构设计进行了研究。通过在中面层中就使用改性沥青 ,设计出抵抗车辙作用更有效的 AC- 2 0 I型与 AC- 2 0 S型沥青中面层结构。结果表明 ,通过选用出色的级配类型以及在中面层的设计中就选用改性沥青 ,加铺层整体抵抗车辙的能力得到加强 ,产生车辙的时间延长随之带来的破坏程度也减小。

以武黄高速公路大修工程沥青加铺层组成材料设计为基础 ,根据大量的现场观测与试验数据 ,采用概率统计学的理论分析所获数据的分布规律 ,对路面材料的设计参数进行了变异性分析。希望能够通过控制组成材料的变异性以及获得概率分布规律 ,达到提高面层工程质量 ,延长面层寿命 ,减小沥青面层早期破坏发生机率的目的

主要依托武黄大修改造工程 ,依据测量的大量现场以及试验室的数据 ,分析了级配与油石比、级配与压实度之间的相关性 ,研究了 2个变量间的线性关系程度 ,同时也对油石比与压实度进行了直线回归分析 ,并给出优化过的施工建议。

采用驻波法测定纸基和多孔水泥基材料在不同构造形式下的吸声系数 ,探讨了材料表面孔洞结构、刻槽深度和吸声单元尺寸等因素对吸声效果的影响。结果表明 ,随着三角形空腔尺寸的减小 ,吸声系数增大 ;水泥基多孔材料吸声效果随着刻槽深度的提高而提高 ,而刻槽单元大小的影响不显著

研究用砂浆的抗折试验来评价桥涵修补中新旧混凝土结合状态 ,从而为桥涵加固寻找合理有效的施工方法。探讨了气干基底、湿饱和基底 2种方式对新旧混凝土界面结合的影响 ,同时研究了外掺物 (粉煤灰、高聚物 )对界面的结合作用。实验结果表明 :气干基底与新混凝土的结合强度强于与湿饱和基底的结合。修补用的混凝土中外掺 30 %的粉煤灰可使早期界面结合强度提高 ,2 8d结合强度也略有提高 ;外掺 15 %高聚物可使界面结合强度提高 5 %～ 10 %。

根据高速公路路面实际情况对路面板脱空现象进行压浆处理。路面板脱空位置是通过弯沉法和雷达观测法确定的 ,并结合路面唧泥情况钻孔法进行压浆 ,最终取得了较好的压浆效果

研究了两种不同类型的再生混凝土集料 ( RC集料 )和一种花岗岩集料配制的混凝土的微观结构特征 ,尤其是集料和水泥浆体之间的界面过渡区的某些结构细节。结果表明 ,界面过渡区的微观结构特征与集料的密实程度有关 ,过于密实 (天然集料 )和过于疏松 (低标号混凝土 )的集料可引起界面区的多孔性或聚集粗大颗粒的水化产物 ,而适中密实程度的集料可形成较为密实的界面区。

对再生混凝土处在干燥环境中的水分扩散机理进行了研究 ,并建立了相应的水分扩散模型。为了确定水分扩散的有关参数 ,对再生混凝土的水分扩散实验结果采取了回归分析方法 ,实验结果与诸多文献报道具有很好的一致性。结果显示混凝土内部孔隙湿度 R随环境相对湿度 H的增加而增加 ,随环境温度 T的增加而减少 ;在外部环境相同的条件下 ,再生混凝土内部孔隙湿度 R随混凝土 W/ C的增加而增加 ;再生混凝土中的水分扩散系数 Dwd较普通混凝土的水分扩散系数大

分析影响混凝土桥梁结构可靠度的各种因素 ,对各种因素所起的作用进行分类 ,并建立各种影响因素之间的递阶层次关系 ,采用层次分析法确定各种因素影响结构可靠度大小的权重向量 ,最后采用模糊类比相似度的方法对在役桥梁结构可靠度进行评估

通过武黄高速公路路况病害调查 ,分析路面、桥涵构造物、路基防护工程等病害成因 ,并针对各种病害提出相应的处理意见和建议 ,为武黄高速公路大修提供技术保障

依托武黄高速公路大修改造工程 ,采用破碎钢渣以及 SBS改性沥青 ( PG76 - 2 2 )等作为原材料 ,进行钢渣沥青混凝土的应用研究 ,设计出 SMA- 13型沥青混合料的配合比 ,并在武黄高速公路豹段匝道处进行了钢渣 SMA- 13试验段的铺筑。后期检测试验结果表明试验段各项性能指标较好。

以实验室中钢渣 SMA混合料试验结果为设计依据 ,并结合武黄高速公路沥青加铺改造工程现场观测的大量数据 ,探讨了 SBS改性沥青钢渣 SMA路面的施工工艺 ,并阐述了钢渣 SMA路面施工中的质量控制以及应注意的问题。