北方地区水泥混凝土路面结构耐久性研究

北方地区水泥混凝土路面结构耐久性研究

刘洋[1]2003年在《北方地区水泥混凝土路面结构耐久性研究》文中指出在寒冷的北方地区,混凝土冻害是道路和桥梁破坏的主要原因之一,当使用撒盐除冰时,混凝土的普通冻害将急剧扩大。本文探讨了高速公路水泥混凝土路面收费广场和服务区的早期损坏问题。 本文通过在混凝土中掺入引气剂或硅粉,来配制抗除冰盐混凝土,并对其进行力学性能和耐久性测试,重点试验其抵抗盐冻能力,并用于本丹高速公路丹东段的收费广场试验路施工。把试验中优选的方案在现场施工的基础上进行综合比选,并根据原有的施工条件提出适合的施工工艺。 通过对混凝土抗冻性的跟踪检测和室内外对比试验分析,发现与普通混凝土路面相比,抗冻性明显提高。建议今后在北方季节性冰冻地区修建道路时推广使用。

薛彦平[2]2005年在《高抗折强度路面混凝土研究》文中认为高抗折强度路面混凝土是一种新型高技术路面混凝土,是在大幅度提高普通路面混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。高抗折强度路面混凝土具有“高抗折强度”、“高耐久性”和“优良工作性”的特点,属于高强、高性能路面混凝土,且有广泛的应用前景,为重载交通水泥混凝土路面的发展提供了一条崭新的道路。 本文通过室内试验,对高抗折强度路面混凝土主要进行了以下几个方面的研究:首先分析了配制高抗折强度路面混凝土的原材料技术要求,并在普通路面混凝土配合比设计方法的基础上,提出了适合于高抗折强度路面混凝土的配合比设计方法:系统研究了不同类型高抗折强度路面混凝土的强度(抗折强度、抗压强度和劈裂强度)特性,并提出了不同设计强度时的配制方法;研究了高抗折强度路面混凝土的抗折弹性模量和脆性,结果表明,其抗折弹性模量不一定比普通路面混凝土高,脆性比普通路面混凝土略大或基本一致;研究了高抗折强度路面混凝土的体积稳定性和耐久性,结果表明,其干缩、温缩、抗冻、耐磨和耐疲劳等性能均优于普通路面混凝土;研究了高抗折强度路面混凝土的水泥石和界面过渡区的微结构,并分析了其结构特点与性能的关系;根据室内试验研究成果,结合试验路工程,研究了高抗折强度混凝土路面的施工工艺,并进行了技术经济分析,结果表明,高抗折强度混凝土路面的经济性明显优于普通混凝土路面。

杨太钦[3]2008年在《PCC-AC复合式路面典型结构研究》文中研究说明PCC-AC复合式路面是一种新型的长寿命路面结构,它是在新建的超厚水泥混凝土路面上铺筑薄沥青混凝土层而形成的路面结构,它充分发挥了水泥混凝土路面和沥青路面各自的优点,既具有较高的承载能力,又改善了行车的舒适性。本文针对新型PCC-AC复合式路面结构,进行了一系列的理论分析和试验研究。采用BISAR程序对层间剪应力进行了系统的研究,分析了设置夹层情况下层间剪应力的变化规律。对层间剪应力具有显着影响的因素是AC层厚度、轴载、夹层厚度和夹层模量。设置夹层时,夹层底剪应力大于AC层底剪应力,且夹层底剪应力随夹层厚度的增加而减小,随夹层模量的增大而增大。采用自主开发的仪器进行了层间剪切试验,测定出层间抗剪强度在喷洒粘层油时最大,无粘层油时最小,铺设土工布会显着降低抗剪强度。采用ANSYS软件对荷载应力和温度应力进行了系统的分析,充分考虑了传力杆对应力的影响。传力杆的设置能够有效降低荷载应力和温度应力,传力杆间距的变化对应力具有小幅影响。采用优化理论和遗传算法对典型结构的优选进行了研究,得到了不同输入参数下的典型结构优选方案。对复合式路面典型结构优选具有显着影响的因素是年平均日交通量、车道数、计算轴载、自然区划。在影响典型结构参数的诸多因素中,计算轴载P的影响最为明显。

孙增智[4]2010年在《道路水泥混凝土耐久性设计研究》文中研究指明水泥混凝土路面因强度高、水泥来源广而得到广泛应用,然而,在当前重载交通和自然环境因素作用下,水泥路面耐久性病害日益严重,耐久性问题己成为混凝土界最为关注的焦点。耐久性设计成了道路混凝土组成设计体系中最为关键的组成部分,但已有的设计方法难以表征我国水泥路面真实的耐久性工作状态,导致水泥路面因耐久性损坏而产生惊人的维修费用。针对这种现状,本文以国家西部交通建设科技项目《道路水泥混凝土组成设计研究》为依托,借鉴国内外先进理念,对道路混凝土的耐久性设计进行了深入而系统的研究。论文首先全面分析了国内外道路混凝土耐久性设计的研究现状,认为水泥路面耐久性病害及其破坏机理是一个非常复杂的问题,是多种因素综合作用的结果,它不仅涉及到原材料、配比组成设计及施工,还与交通荷载、气候分区、温度应力及腐蚀性介质等有关。论文在分析道路混凝土内部结构状态和材料组成关系的基础上,设计了科学合理的研究方案,优选出了能够反映道路混凝土实际耐久性破坏状态的评价指标和测试方法.通过大量实验与理论分析,研究了道路混凝土的材料组成参数和氯离子抗渗性、抗盐冻性和抗滑性之间的关系,建立了各类耐久性设计模型;提出了耐久性气候分区和交通荷载分级的概念与分类;通过分析不同的耐久性能对材料设计要求的共性和差异,借鉴参考大量国内外先进经验,提出了不同耐久性分区下道路混凝土水灰比、用水量、水泥用量、含气量、砂浆体积分量、粗集料公称最大粒径NMPS等参数的合理取值范围;分析了道路混凝土的耐久性损伤和性能衰减模式,探究材料设计优化对耐久性的改善机理;为探索更为简单快捷的耐久性检验方法,还发掘了与抗冻性、耐磨性等耐久性关联性较好且更为易测的路用性能指标,并建议了相关标准。论文推荐了不同耐久性气候分区和荷载分级条件下,基于氯离子抗渗性设计、抗盐冻设计及耐磨性设计的道路混凝土材料组成参数的合理取值范围,并建立了氯离子抗渗性设计模型、抗盐冻设计模型及耐磨性设计模型;提出了基于体积设计理念的道路混凝土耐久性设计、验证和调整的流程与步骤,并结合实体工程验证了道路混凝土耐久性设计方法的可操作性和实用性。

赵坚[5]2010年在《提高水泥路面结构耐久性的一项重要措施》文中研究说明结合我国水泥混凝土路面的发展历程,对国内外水泥混凝土路面的结构设计方法进行分析对比,介绍采用缩缝传力杆与冷轧带肋钢筋网对提高水泥混凝土路面结构耐久性的重要意义。

刘凯[6]2010年在《融雪化冰水泥混凝土路面研究》文中进行了进一步梳理冬天或者冰寒地区的道路结冰、积雪严重影响国家的交通、经济、以及正常的户外活动和工作,同时成为交通事故率增长的主要因素之一。世界各国为解决冬天道路结冰、积雪这一难题,作了大量研究,探索出许多抑制、控制和消除冰雪的技术和方法,但这些方法大多存在效率低、费用高、易腐蚀环境和破坏道路设施、适用范围小、能量消耗大、循环可持续性较差等缺点,近年来人们越来越关注和追捧更有发展前途、环保节能、可持续性利用的太阳能融冰雪技术。在该领域,太阳能系统技术、道路融雪传热模型和计算、试验示范工程都被各国学者进行了一定程度的研究,但对融雪(冰)特殊路面结构和材料方面的研究几乎没有,针对不同方案的融雪路面力学性能研究(试验和数值模拟计算)更是知之甚少,故进行上述研究是推广太阳能技术(储存、转换、控制)应用到道路融雪领域的坚实基础和充分条件。本文针对上述问题,主要开展以下几个方面的研究:(1)融雪路面组成材料性能研究。对叁种面层材料的导热性能及力学性能进行系统试验和优化研究,根据力学强度、导热性能推荐融雪化冰路面最佳材料类型和组成;(2)融雪路面结构模拟试验。建立多种路面结构方案,完成单管小梁、隔热层层间力学性能试验,提出并完成小足尺路面结构板的模拟试验,为优选融雪化冰路面结构方案提供依据;(3)融雪路面升温模拟和融冰效果试验。进行小足尺板在不融冰和融冰条件下的升温模拟试验,并根据不同方案的融冰水效果推荐不同环境温度下的最佳(小)管网总功率,为工程应用提供判断标准;(4)融雪路面层间力学分析。推导了符合融雪化冰特殊路面结构的力学理论,完善了四层弹性地基上薄板的理论解,计算并得出了多影响因素与层间应力的关系及应力变化规律;(5)对融雪特殊路面的力学响应进行数值计算和仿真分析。建立融雪化冰特殊路面结构有限元模型,结合现行规范,从温度、荷载、耦合叁个方面完成计算和分析,以室内结构试验作为衡量依据,得出路面能承受的极限管网加热温度、极限荷载、极限管网方案;(6)融雪特殊路面结构方案比选和优化。运用灰色理论和数据包络分析法,对不同方案的路面结构进行决策分析和有效性评价,从而掌握方案的优劣程度和可行性。本文全面系统对融雪化冰特殊路面结构与材料进行试验(材料、结构、升温与融冰)、模拟计算(温度、荷载、耦合对路面结构的影响规律)研究,得出极限状态下的管网加热温度、荷载和管网方案,研究成果为融雪化冰路面方案的选取提供科学依据,为太阳能技术的应用和推广打下坚实基础。

尚志远[7]2008年在《高抗折强度路面混凝土材料组成与路用性能研究》文中提出随着我国国民经济和公路运输事业的告诉发展,公路运输出现了“重载、大流量和渠化交通”的特点,重型货车及超载车辆急剧上升,引起实际累计标准轴次的急剧增加。从目前的使用状况看,普通混凝土路面很难满足重载交通的需要,导致路面早期破坏严重。本文主要针对目前普通路面混凝土的不足,在其基础上研究开发了高抗折强度路面混凝土,并对其配合比设计方法、主要性能、施工技术等进行了系统研究,以适应重载交通的需要。主要内容归纳如下:(1)高抗折强度路面混凝土的配合比设计方法研究。根据HBSPC的使用性能、应用特点,结合试验研究及相关规范,提出HBSPC用原材料的技术要求,明确了利用不同品种、不同质量的掺合料等量或超量取代混凝土中的部分水泥,是提高混凝土强度和耐久性的主要技术途径。在普通路面混凝土配合比设计方法的基础上,通过理论分析和试验研究,提出适合于HBSPC的半经验半理论的配合比设计方法。(2)高抗折强度路面混凝土强度特性研究。研究不同类型、不同掺量和不同龄期HBSPC的抗折强度、抗压强度和劈裂强度特性,并分析HBSPC不同强度之间的关系。研究分析了高抗折强度混凝土抗折弹性模量的特性,得出了高抗折强度路面混凝土抗折弹性模量与抗折强度的关系及规律;(3)高抗折强度路面混凝土体积稳定性研究与脆性研究。通过系统地进行HBSPC的温度收缩和干燥收缩试验,首次全面研究了HBSPC的体积稳定性。根据研究结果,分析了HBSPC路面施工中裂缝的成因和影响因素,提出了相应的防治措施。研究HBSPC的脆性特征,并分析了HBSPC脆性的影响因素和低脆性的实现途径。(4)高抗折强度路面混凝土耐久性研究。根据疲劳试验研究了HBSPC的疲劳特性和疲劳规律,并通过大量的耐磨性、抗冻性试验,系统研究了其耐久性,并与普通路面混凝土耐久性进行了对比分析。(5)高抗折强度路面混凝土的组成、结构及其与性能的关系研究。深入研究了不同类型高抗折强度路面混凝土的微观结构、界面特征及宏观行为,通过对比分析揭示了结构-性能之间的关系。(6)高抗折强度混凝土路面施工关键技术结合试验路工程,认真总结了试验路施工从基层检测修整到新修路面养护整个高抗折路面施工过程中的问题和经验,提出适合华北地区的高抗折强度混凝土路面的施工关键技术;总结了试验路检测结果,为今后高抗折强度路面混凝土进一步研究提供了参考资料。(7)高抗折强度混凝土路面结构设计与寿命分析研究重载高抗折强度水泥混凝土路面结构组合设计方法和运用重载水泥混凝土路面轴载计算方法对高抗折强度水泥混凝土路面进行寿命分析。

赵洪基[8]2013年在《斜向预应力无缝道路混凝土耐久性能研究》文中进行了进一步梳理斜向预应力无缝道路混凝土路面是一种新型的水泥混凝土路面,即在水泥混凝土路面中张拉双斜向预应力筋,使其在纵向和横向均受到预应力作用,有效地提高了承载能力,减少了横向伸缩缝数量,增强了水泥混凝土的密实度并延长了路面寿命。斜向预应力无缝道路混凝土作为这一新型路面的主要材料,其耐久性对斜向预应力无缝道路混凝土路面的耐久性和经济性具有重要影响,因此对斜向预应力无缝道路混凝土的耐久性展开研究。基于国内外相关研究成果,针对斜向预应力无缝道路混凝土的特点,提出通过掺加粉煤灰和废旧沥青混合料细颗粒来提高斜向预应力无缝道路混凝土的耐久性能。首先对原材料进行优选并确定基准配合比;然后对不同粉煤灰掺量和废旧沥青混合料粉掺量的混凝土展开了抗渗性能、抗冻性能及耐磨性能研究,提出基于耐久性的最佳配合比,并使用MATLAB软件建立相应模型进行氯离子渗透模拟。通过掺加粉煤灰可以明显提高其耐久性能,但是掺量过大或者过小时对耐久性的改善不明显,试验表明其最佳掺量为20%;废旧沥青混合料粉可以对抗渗性能和抗冻性能有一定的改善作用,但是对耐磨性能造成不利影响,试验表明其最佳掺量为20%。根据氯离子渗透模拟表明,最佳配合比下的斜向预应力无缝道路混凝土,其抗氯离子渗透的寿命远远大于设计使用寿命。通过对斜向预应力无缝道路混凝土进行耐久性研究,不仅为斜向预应力无缝混凝土耐久性设计提供了技术支撑,而且对工业废渣及废旧材料再生利用具有重要意义。

《中国公路学报》编辑部[9]2013年在《中国道路工程学术研究综述·2013》文中提出为了促进中国道路工程学科的发展,系统梳理了国内外道路工程领域(包括路基工程、路面工程、公路支挡结构、道路几何设计)的学术研究现状、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。首先对路基沉降变形特征、拓宽路基沉降控制、路基稳定性分析方法、特殊土路基处治技术等进行了综述;并对沥青及其混合料、水泥混凝土路面和多年冻土地区路面分别进行了分析;同时基于支挡结构特点,对公路常用支挡结构的适用条件、加固原理、设计计算理论等研究成果进行了总结;最后对道路智能选线及3D道路设计技术、道路交叉设计、面向路线设计的汽车行驶特性预测技术、路线设计质量评价技术等新理念、新技术进行了剖析,以期为道路工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。

杨小丽[10]2009年在《重庆市农村公路典型路面结构的研究》文中认为目前重庆市农村公路技术等级低、路网通达深度不够、施工技术落后,行车条件差,仍没有适合各地区具体环境条件和交通条件的典型路面结构、路面材料及施工质量控制指标。本论文针对重庆市现有农村公路的实际情况,对重庆市农村公路的典型结构进行了系统的研究。首先,通过对重庆市各地区农村公路的路况、结构形式、路基宽度等方面进行调查,分析总结出重庆市农村公路的路面类型、结构形式、路面材料、路基状况及交通组成等情况,为建立典型结构提供依据。然后,对重庆市农村公路交通量特性、交通组成作深入的分析和研究,确定重庆市农村公路的交通设计参数,划分出重庆市农村公路的交通等级。再根据重庆地区的土壤地质、气候条件、地下水、路基设计高度和路基土的特性,确定重庆市农村公路路基的干湿类型以及强度,并在理论分析的基础上,对重庆市农村公路的路基强度进行了划分。此外,对重庆市农村公路的路面材料基层和面层进行研究,确定农村公路路面材料及设计参数。最后,在得到了典型结构各项设计参数的基础上,借鉴当地农村公路的修筑经验,建立重庆市农村公路水泥混凝土路面和沥青路面的典型结构,并利用多层弹性体系阐述了路基路面各层回弹模量与总弯沉值的关系,给出了施工过程中控制弯沉值的理论标准,以便于控制野外施工的工程质量。本论文的研究成果实用性及针对性强、经济实用,对于充分利用地方筑路资源、节省工程造价、提高路面设计质量和使用品质、延长路面的使用寿命具有重要的现实意义和参考价值。

参考文献:

[1]. 北方地区水泥混凝土路面结构耐久性研究[D]. 刘洋. 大连理工大学. 2003

[2]. 高抗折强度路面混凝土研究[D]. 薛彦平. 长安大学. 2005

[3]. PCC-AC复合式路面典型结构研究[D]. 杨太钦. 广西大学. 2008

[4]. 道路水泥混凝土耐久性设计研究[D]. 孙增智. 长安大学. 2010

[5]. 提高水泥路面结构耐久性的一项重要措施[J]. 赵坚. 北方交通. 2010

[6]. 融雪化冰水泥混凝土路面研究[D]. 刘凯. 长安大学. 2010

[7]. 高抗折强度路面混凝土材料组成与路用性能研究[D]. 尚志远. 长安大学. 2008

[8]. 斜向预应力无缝道路混凝土耐久性能研究[D]. 赵洪基. 长安大学. 2013

[9]. 中国道路工程学术研究综述·2013[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报. 2013

[10]. 重庆市农村公路典型路面结构的研究[D]. 杨小丽. 重庆交通大学. 2009

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