陈华鑫[1]2002年在《纤维沥青混凝土路面研究》文中认为为了适应现代交通速度快、交通密度大、轴载重、渠化交通明显的特点，沥青路面技术发生了较大的变化，高性能沥青路面Superpave~(TM)、改性沥青技术、SMA等得到了应用，而纤维沥青路面以其技术性能优良、经济上合理等特点受到人们的关注，具有广阔应用前景。 本文通过六种纤维和叁种矿料级配的沥青混合料大量室内试验研究，全面分析了纤维对沥青混合料路用性能的影响，结合复合材料理论和界面化学知识，较系统的阐述了纤维对沥青混合料路用性能的改善作用机理。对纤维沥青混合料进行马歇尔试验研究，得出了纤维沥青混合料马歇尔试验指标的变化规律，提出了马歇尔法的设计指标控制建议和纤维沥青混合料配合比设计方法。结合试验路研究，提出了纤维沥青混凝土路面施工技术。经济技术分析表明，纤维沥青混凝土路面具有良好的社会和经济效益，可推广使用。
徐晓雷[2]2012年在《设置调平层的聚合物改性水泥混凝土路面层间粘结试验研究及计算分析》文中指出水泥混凝土路面加铺技术一直受到国内外学者的关注,加铺层主要包括沥青混凝土、水泥混凝土两种,但是现有加铺层结构存在反射裂缝、界面破坏等难以克服的缺点。本文结合广东省中山市城桂公路水泥路面的改造工程,对设置调平层的新型聚合物改性水泥混凝土加铺层材料开展研究,借助有限元软件ANSYS对设置调平层的加铺层与普通混凝土的层间不同界面状态(粘结或分离)及车辆荷载与温度作用的影响进行分析,并进行室内粘结试验。1、本文分析了层间不同状态时,各层的受力情况,强调了界面粘结对于加铺层结构的重要性,保证各结构层的粘结良好,并作为一个整体共同承受荷载的作用。2、对聚合物改性水泥混凝土与柔性纤维混凝土及普通水泥混凝土的粘结试件进行了剪切性能试验、弯拉强度试验和劈裂抗拉强度粘结试验,主要考察了界面粗糙度、界面剂类型等对纤维混凝土与老混凝土及聚合物改性水泥混凝土界面剪切性能的影响。结果表明,界面适当粗糙能够提高界面粘结强度,且聚合物改性水泥粘结剂的剪切强度是普通水泥浆界面粘结剪切强度的2倍左右。3、对设置调平层的聚合物改性水泥混凝土加铺层的车辆荷载和温度梯度进行了有限元分析。表明：界面粘结或分离时,车辆荷载作用对路面结构受力特性发生根本性的变化；界面粘结工况下形成整体受力,变形协调,受力更为有利；温度梯度作用下,层间粘结时,路面结构处于整体受力,路用性能较好。计算和试验证实选用聚合物改性水泥浆作为粘结材料能够满足层间的受力要求。4、有限元分析了设置调平层的聚合物改性水泥混凝土路面结构。结果表明,设置调平层后,增加的界面,使路面整体结构薄弱,易从界面上发生破坏,不仅建设时增加成本,后期养护上也不利。因此在不得不采用调平层时,采用本文的聚合物改性水泥混凝土路面结构型式和界面处理方式,可以达到路面性能的要求。
孙湘俊[3]2010年在《隧道钢纤维混凝土复合式沥青路面结构与材料研究》文中研究表明钢纤维混凝土复合式沥青路面(SFRC+AC)是将钢纤维混凝土的高强度与沥青混凝土的行车舒适性相结合的一种新型复合式路面结构,SFRC作为刚性基础,主要起承重作用,为面层提供了可靠的支持。表面AC层主要起功能作用,能提高路面舒适性,降低噪音,缓解行车对路面板的冲击,减少刚性层的荷载疲劳应力和温度疲劳应力,且便于维修,应用在隧道中还可以减少事故率。因此这种类型的复合式路面是一种使用性能良好的结构形式。本文在总结国内外现有研究成果与应用的基础上,结合现行的试验规范和隧道路面的特殊环境,首先系统的探讨了复合式路面的设计理论,为钢纤维混凝土沥青复合式路面设计提供可靠的理论依据,然后利用叁维有限元软件ANSYS对钢纤维混凝土进行模拟计算,并对模拟结果进行分析,提出钢纤维混凝土复合式沥青路面钢纤维混凝土板长取值范围为6~18m;其次利用弹性层状体系理论软件BISAR对钢纤维混凝土沥青复合式路面沥青层的厚度进行应力模拟计算,得出层间最大剪应力随着AC层厚度的增加而减小,且结合状态越好,层间最大剪应力也越大,推荐SFRC+AC复合式沥青路面沥青面层厚度宜在6~10cm这个范围取值。并结合隧道路面的特殊环境,尝试将沥青层底剪应力作为复合式路面沥青层厚度设计的适宜指标。最后对钢纤维混凝土材料进行主要性能试验,验证钢纤维混凝土的优良性能。并结合隧道路面实际情况,通过结构设计,验证此复合式路面在隧道路面的可行性,为隧道路面设计提供一种较好的设计思路。
陈华[4]2008年在《水泥混凝土路面病害的防治与维修技术研究》文中研究说明水泥混凝土路面作为一种高级路面结构形式,以其强度高、稳定性和耐久性好、耐高温、耐磨耗以及养护费用少等优点而得到了广泛的应用。按照现行路面设计理论,路面结构各层性能正常、层间界面接触理想、设计和施工质量良好的水泥混凝土路面,一般要经过长期使用且达到其设计使用年限后才会开裂破坏。但实际状况是,相当多的路面在使用2-5年甚至更短时间后就出现了不同程度的缺陷或开裂。同时,水泥混凝土路面的维修成本高,养生时间长,维修期间交通干扰严重,一旦破坏就很难修复。因而,认清水泥混凝土路面的产生病害的原因及相应的维修对策,是当今工程界需要解决的问题。水泥混凝土路面的修补技术是随着水泥混凝土路面出现了不同程度的损坏后应运而生的。20世纪50年代及60年代初,世界上一些经济发达国家在开始大规模兴建承受重交通的高等级道路时,修建了部分水泥混凝土路面。这些水泥路面到了20世纪80年代后期,大多接近或超过使用年限,加之交通量的发展,水泥路面承受的轴载不断增长,致使多数路面产生不同程度的损坏。因此,现有水泥混凝土路面的养护与修复就成了水泥混凝土路面发展技术中的一项重要内容。从技术上讲,影响水泥混凝土路面修补质量问题,关键在于所采用的修补材料和修补工艺。本文研究围绕着水泥混凝土路面的维修问题,对水泥混凝土路面评价、水泥混凝土路面的常见病害产生的原因与防治技术、水泥混凝土路面的养护维修技术以及水泥混凝土路面板下脱空封堵处治技术、路面不平整引起的车板相互作用对水泥混凝土路面破坏的影响进行了研究。
封基良[5]2005年在《纤维沥青混合料增强机理及其性能研究》文中研究表明随着交通量和轴载的不断增大,沥青路面出现了一些早期损坏现象,提高沥青混合料的性能成为广大交通科研工作者的主要任务。借鉴于20世纪50年代新型高抗拉强度、高模量增强纤维应用于水泥混凝土及轻型结构的成功经验,在沥青混合料中掺入增强纤维成为一种提高沥青混合料性能的新手段,受到广泛的关注和重视,相关的研究和应用迅速开展并不断深入。然而,目前这方面的研究主要围绕混合料性能展开,纤维的选择和应用比较盲目,且缺乏相关的技术要求及标准。本文通过研究纤维沥青及纤维沥青混合料的作用机理,结合纤维、纤维沥青及纤维沥青混合料性能试验结果提出纤维的技术指标及要求,为纤维沥青混合料的应用提供指导。主要研究内容归纳如下:1.沥青材料的粘弹性力学特性沥青材料的性能不仅取决于荷载和温度,还与作用时间有关,在一定的温度条件下是一种典型的粘弹性材料。为更有效地表征沥青材料的时温特性,论文提出以Burgers模型表征沥青材料的本构关系,并基于粘弹性理论推导不同加载模式下的力学模型。BBR试验、DTT试验结果证实Burgers模型可表征沥青材料的粘弹性行为,能有效表征材料对作用历史的依赖性及损伤过程,从而用于分析、预测材料高温性能和疲劳性能等。2.纤维要求及性能评价纤维作为一种改善沥青混合料性能的添加剂,其物理力学性能决定了纤维对沥青混合料性能的增强效果,为全面评价纤维材料的性能及合理选用纤维材料,论文采用拉拔试验测定纤维不同埋深的界面拉拔力,并计算、分析纤维的临界掺量、临界长度等基本参数;此外,还分析了影响热拌沥青混合料性能的主要因素,并对这些影响因素如纤维的分散性、耐热性、吸持沥青的能力、吸湿性等指标进行试验,从而评价纤维的性能。文中还结合后续纤维沥青、纤维沥青混合料的性能试验结果提出纤维的技术要求。3.纤维沥青性能评价纤维沥青胶浆的性能不仅取决于纤维的物理力学特性,还与沥青的性能紧密相关。在上述全面分析纤维性能的基础上,论文以聚脂纤维为主,采用测力延度仪、BBR、DTT及DSR系统评价不同纤维长度、纤维掺量的纤维沥青性能,分析了纤维所起的作用,并综合试验结果对纤维沥青增强的作用机理进行探讨。4.纤维沥青混合料的性能评价在沥青混合料掺入增强纤维的目的是提高混合料的使用性能。论文通过选用不同的纤维物理、力学参数,对纤维沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性及抗疲劳性能系统开展室内试验研究,从而评价纤维长度、纤维掺量及纤维力学性能的影响。结果表明,掺入纤维后混合料的高温性能、低温性能及水稳定性均得到提高,混合料性能改善的幅度随界面粘结强度的增加而增大。具体来说,适当增加纤维掺量和长度有利于改善纤维沥青混合料的性能,且力学性能越好的纤维增强效果愈明显。文中还利用预切缝叁点弯曲小梁试验评价纤维对应力强度因子的影响,结果表明纤维的
时宁[6]2017年在《RAP混凝土路用性能及其在HMA/PCC路面应用研究》文中研究说明中国近十几年来铺筑的沥青路面逐渐进入大中修养护期,每年会产生大量的回收沥青路面材料(Reclaimed Asphalt Pavement,以下简称为RAP)。在水泥混凝土路面中利用部分回收沥青路面材料,不但能够减少天然集料资源的开采保护自然生态环境,而且也有助于解决RAP的处理问题。本文以RAP替代集料用于混凝土为前提,从RAP性能和评价指标、RAP混凝土配合比设计和路用性能及其RAP混凝土在HMA/PCC复合式路面结构中应用等方面展开研究,为实现RAP在水泥混凝土中的应用提供技术支撑。采用X-ray CT射线扫描技术研究了RAP的细观结构,得出评价RAP性能的关键因素是粗集料周围依附的细集料胶团数量,同时通过VGStudio MAX图像处理工具分析了RAP细观结构图中集料和沥青的分布状况,结合RAP性能试验结果,发现细集料胶团数量可用RAP矿料级配中2.36mm筛孔通过率表示,且与粒径大小、沥青含量和沥青老化程度等因素相关,进而提出RAP性能新指标——细集料依附率,以此表示RAP中粗集料周围依附的细集料胶团数量,即RAP矿料级配中2.36mm筛孔通过率,用于对RAP的分类和RAP混凝土配合比设计。基于颗粒材料可压缩堆聚模型,提出了水泥混凝土级配优化方法,但仅适用于普通混凝土级配优化,通过RAP细集料依附率对级配优化方法的修正,使其适用于RAP混凝土级配优化。针对该级配优化方法设计的混凝土空隙率小、工作性差,利用可配制最佳混凝土的集料级配带的修正,不仅使集料级配得到优化,而且水泥混凝土的工作性得到保证。基于混凝土配合比设计原则,依据修正后的可压缩堆聚模型,建立了水泥混凝土配合比设计模型,提出了水泥混凝土单位体积平衡方程和水泥用量计算方法,进而形成了系统的RAP混凝土配合比设计方法,另外通过实例对配合比设计方法进行了验证。采用RAP混凝土配合比设计方法,分别设计了掺量33%、67%和100%的RAP混凝土,以及掺量80%的RAP纤维混凝土,并开展抗弯拉强度、抗压强度和耐磨耗试验研究,表明RAP掺入对混凝土的抗弯拉强度、抗压强度和耐磨耗性能有不利影响,当RAP掺量超过一定比例时,混凝土的抗弯拉性能、抗冲击性能和耐磨耗性能不能满足规范的要求。而纤维的掺入可提高RAP混凝土抗弯拉性能,但对抗冲击性能和耐磨耗性能影响不大,鉴于此,RAP混凝土适用于非表面层的路面结构体系中,如应用于HMA/PCC路面结构中。开展了水泥混凝土(包括RAP混凝土)间接拉伸试验方法(IDT法)研究,鉴于间接拉伸试验方法的方便性和间接拉伸强度(IDT强度)与抗弯拉强度的相关性,提出了间接拉伸试验方法评价混凝土抗弯拉性能。开展了不同温度条件下(-9℃、20℃和60℃)RAP混凝土间接拉伸试验研究,结果表明随着RAP掺量的增大,混凝土间接拉伸强度(IDT强度)逐渐降低,韧性逐渐增大;低温环境中,RAP能提高混凝土的间接拉伸强度;而在高温环境中,RAP使混凝土的间接拉伸强度、断裂能和韧性降低,对混凝土抗弯拉性能不利。为此,提出高温间接拉伸强度作为路面设计指标的建议,给出不同交通等级公路的间接拉伸强度标准值,并通过掺量80%的RAP纤维混凝土的间接拉伸试验结果对其进行了检验。基于车辙预估模型和Abaqus有限元软件,研究HMA/PCC路面结构的车辙和层间剪切破坏,结果表明沥青层厚度越小,RAP混凝土的抗弯拉弹性模量越小、沥青混凝土的模量越大、层间结合状态越好的HMA/PCC路面结构,车辙永久变形量越小;沥青层厚度越小,层间剪应力越大。开展了RAP混凝土在HMA/PCC路面中应用技术研究,提出了沥青混凝土/RAP混凝土复合路面结构设计方法,其中以容许永久变形量为指标设计沥青混凝土层厚度上限,以粘结层容许剪应力为指标设计沥青混凝土层厚度下限,采用复合板模型设计RAP混凝土层厚度。本文的研究促进了RAP在复合式路面结构中的应用,不仅有助于回收路面材料再生循环利用,还能提高RAP利用价值,延长路面使用寿命,达到节能环保和资源循环利用的目的,从而实现公路建设绿色低碳循环发展。
何春燕[7]2013年在《玄武岩纤维贫混凝土基层复合式沥青路面结构研究》文中研究表明玄武岩纤维贫混凝土复合式沥青路面(BFRLC+AC)是综合了玄武岩纤维贫混凝土基层的高强度与沥青层的行车舒适性一种新型复合式沥青结构。玄武岩纤维贫混凝土基层的高强度可以满足大交通量和重载路面的要求。因此，BFRLC+AC结构将逐渐成为高速公路长寿命路面结构的发展方向之一。本文依托宁道高速公路实体工程，进行室内试验研究了掺不同玄武岩纤维掺量贫混凝土的强度、模量等力学性能。试验结果表明，玄武岩纤维能提高贫混凝土的各项强度、模量指标。在叁维等参元理论和弹性层状体系理论的基础上，运用大型通用有限元分析软件ANSYS，对BFRLC+AC复合式路面结构的荷载应力和温度应力进行了计算；分析确定了结构的临界荷位以及路面各参数对BFRLC板应力的影响规律，得出BFRLC+AC路面临界荷位与普通水泥混凝土路面一致，为纵缝边缘板中位置；确定了BFRLC板的平面尺寸，提出BFRLC板最佳横缝间距为10m~15m。在现有相关理论研究基础上，根据BFRLC+AC路面结构设计独特性，提出了BFRLC+AC路面结构设计标准及满足抗反射裂缝要求的沥青层厚度理论计算方法。参照规范设计有沥青上面层的混凝土板应力分析的设计方法，提出了玄武岩纤维贫混凝土基层厚度设计方法。运用有限元软件ANSYS及弹性层状体系理论，得出了有沥青面层与没有沥青面层玄武岩纤维贫混凝土基层的荷载应力、温度应力关系式；运用MATLAB软件进行线性回归得到了不同沥青层厚度对玄武岩纤维贫混凝土基层荷载应力、温度应力的影响系数B和B＇。最后，结合宁道高速公路实体工程，验证了现有试验路设计结构的合理性，并提出了BFRLC+AC路面结构设计方法。
马建, 孙守增, 芮海田, 王磊, 马勇[8]2018年在《中国筑路机械学术研究综述·2018》文中进行了进一步梳理为了促进中国筑路机械学科的发展,从土石方机械、压实机械、路面机械、桥梁机械、隧道机械及养护机械6个方面,系统梳理了国内外筑路机械领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。土石方机械方面综述了推土机、挖掘机、装载机、平地机技术等;压实机械方面综述了静压、轮胎、圆周振动、垂直振动、振荡压路机、冲击压路机、智能压实技术及设备等;路面机械方面综述了沥青混凝土搅拌设备、沥青混凝土摊铺机、水泥混凝土搅拌设备、水泥混凝土摊铺设备、稳定土拌和设备等;桥梁机械方面综述了架桥机、移动模架造桥机等;隧道机械方面综述了喷锚机械、盾构机等;养护机械方面综述了清扫设备、除冰融雪设备、检测设备、铣刨机、再生设备、封层车、水泥路面修补设备、喷锚机械等。该综述可为筑路机械学科的学术研究提供新的视角和基础资料。
刘新权[9]2008年在《隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层材料的研究与开发》文中研究表明我国交通基础设施建设事业高速发展,一大批大型公路隧道工程相继开工建设。隧道路面铺装水平直接关系到行车运营质量与安全,但是行车舒适、安全性好的道路铺装主流材料—沥青路面材料却由于自身可燃性难以在长度大、内部空间封闭的隧道工程中广泛应用,同时由于隧道空间的狭窄、封闭,噪声污染严重,所以研究大型隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层具有非常重要的现实意义。通过国内外隧道铺装技术的分析,针对单纯使用有机阻燃剂配制阻燃沥青面层毒性大、路用性能差、成本高,而且无法控制汽油燃烧、降噪性能不理想的技术问题,提出以大空隙率结构阻燃为主,阻燃沥青胶浆材料为辅的技术思路。在结构上采用具有排逸汽油、窒熄燃烧功能,降噪性能优良的开级配大空隙率矿料设计,在材料上运用研发的阻燃高粘度改性沥青、阻燃型矿粉等制备出隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层材料(Fire-retarding & Noise-reducing AsphaltPavement,FNAP),其车辙动稳定度高达8672次/mm,飞散损失为5.23%,路用性能优良;吸声系数均值0.418,优于SMA等沥青路面材料;模拟车辆燃烧试验,80%以上的汽油逃逸,表面温度控制在200℃以下,环境温度亦低于50℃,阻燃性能优于普通沥青路面及水泥砼路面,满足大型公路隧道工程行车舒适性与安全性要求。在研制的高粘度改性沥青中添加聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)膨胀阻燃剂,采用胶体磨碾磨工艺制备阻燃高粘度改性沥青,60℃粘度高达76000Pa·S,5℃延度在60cm以上,离析软化点差仅0.6℃,极限氧指数LOI在28%以上,烟气密度控制在50以下,达到美国ANSI/UL-94 V-1级,不但路用性能和阻燃性能优异,而且消除了阻燃沥青离析分层的技术难题。以氢氧化铝(ATH)为主体,利用氢氧化镁(MH)的协同作用、Zeolite沸石粉的促进作用、硅藻土的改性作用开发出集阻燃、改性功能于一体的AM-ZD阻燃型矿粉,沥青胶浆极限氧指数LOI在30%以上,理化性能优于石灰石矿粉,可以有效改善沥青路面材料的路用性能。多孔的面层结构可以有效提高路面的降噪性能,吸声系数均值达到0.4,通过试验研究与机理分析,降噪型路面的空隙率宜控制在18%以上,汉英高速公路试验段的测试表明多孔沥青路面材料降噪水平达到4.7dB(A),降噪性能优异;模拟燃烧试验有效地验证了多孔路面结构优良的防火阻燃功能,大量的汽油逃逸并窒熄,无法参与燃烧,燃烧时间缩短,阻燃、降噪沥青铺装层的空隙率控制范围应在16～20%。采用开级配多孔结构设计的隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层材料阻燃、降噪性能优异,是一种极具推广价值新型隧道面层材料。
郭涛[10]2014年在《高性能沥青路面材料与结构研究》文中研究表明高性能沥青路面材料与结构是一种基于耐久性能对路面进行设计、施工与管理的现代路面，在使用过程中该路面具有良好的结构稳定性及抗滑特性，优异的行车舒适性，对减少重载、超载车辆对道路的损害，提高路面使用性能，延长路面结构的使用寿命具有重要意义。鉴于此，开展沥青路面材料与结构研究，解决目前路面耐久性不足、使用性能差的现状。本文首先对添加玄武岩纤维的沥青混合料进行高温抗车辙性能、水稳定性能及低温抗裂性能进行研究，得出单一长度玄武岩纤维与多种长度纤维相配合对沥青混合料性能影响，提出合理的玄武岩纤维的配合比；结合豫东地区的地理气候特点，初定叁种类型的路面结构，通过力学计算分析选出合理的路面结构，然后进行在超载与考虑水平荷载工况下结构的受力特点，最后进行结构优化设计，提出合理的路面结构参数。与普通沥青混合料相比，玄武岩纤维沥青混合料在高温抗车辙性能、水稳性能及低温抗裂性都得到了较大的提高；玄武岩纤维在SMA型沥青混合料中的增强效果优于对AC型沥青混合料；在两种不同类型的沥青混合料中，不同的纤维组合方式对沥青混合料的增强效果不同，表现出的规律不尽相同。通过对选定的路面结构计算分析表明，从路表到路表以下一定深度范围内，最容易发生剪切破坏；在超载时，路面剪应力、路表弯沉值与沥青层底拉应力随着轴载的增大而增大；垂直与水平荷载共同作用于沥青路面结构时，路面剪应力远大于只有垂直荷载作用下的剪应力，对路表弯沉值和面层层底拉应力没有的影响；当路面达到一定深度后水平荷载对剪应力没有影响；通过分析研究确定路面基层模量，沥青面层厚度，基层厚度都要控制在一定范围之内。
参考文献：
[1]. 纤维沥青混凝土路面研究[D]. 陈华鑫. 长安大学. 2002
[2]. 设置调平层的聚合物改性水泥混凝土路面层间粘结试验研究及计算分析[D]. 徐晓雷. 重庆交通大学. 2012
[3]. 隧道钢纤维混凝土复合式沥青路面结构与材料研究[D]. 孙湘俊. 长沙理工大学. 2010
[4]. 水泥混凝土路面病害的防治与维修技术研究[D]. 陈华. 重庆交通大学. 2008
[5]. 纤维沥青混合料增强机理及其性能研究[D]. 封基良. 东南大学. 2005
[6]. RAP混凝土路用性能及其在HMA/PCC路面应用研究[D]. 时宁. 长安大学. 2017
[7]. 玄武岩纤维贫混凝土基层复合式沥青路面结构研究[D]. 何春燕. 长沙理工大学. 2013
[8]. 中国筑路机械学术研究综述·2018[J]. 马建, 孙守增, 芮海田, 王磊, 马勇. 中国公路学报. 2018
[9]. 隧道路面阻燃、降噪沥青铺装层材料的研究与开发[D]. 刘新权. 武汉理工大学. 2008
[10]. 高性能沥青路面材料与结构研究[D]. 郭涛. 河南大学. 2014
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