电石灰作公路工程基层材料的可行性研究

在公路工程施工中底基层多为二灰土或石灰土,其中的应用材料主要是石灰,即主要成分是Ca(OH)2。电石灰是化工行业排放的废渣,其主要成分也是Ca(OH)2。研究表明,在公路工程中利用电石灰代替石灰做灰土,二灰土底基层是可行的。     

水泥稳定碎石基层不同层间接触情况下力学性能分析

公路水泥稳定碎石基层采用不同施工工艺与方法,上下基层不同凝期,以及层间污染与损伤,均会导致层间产生不同接触条件和受力特点。采用有限元对各种层间接触情况进行力学分析,得出在标准荷载作用下,各种层间接触情况下最大应力与位移出现的部位与大小。其中基层一次成型时,层底弯拉应力最小,出现在整层底部;基层两次浇注成型,层间有污染和损伤,产生部分松散,未松散部分分离时,层底弯拉应力最大,出现在上基层底部。     

旧路加宽改造的半刚性基层施工质量控制

半刚性基层(底基层)是半刚性沥青路面最重要的承重层,其质量优劣直接影响路面的早期破坏和寿命.在旧路的加宽改造中,半刚性基层(底基层)的施工质量控制是保证路面性能的关键因素.半刚性基层(底基层)的施工质量控制可分为原材料质量控制、施工过程质量控制和外形尺寸管理三大部分.     

半刚性基层模量衰减对沥青路面结构力学行为的影响

针对目前重载车辆、高性能材料和大厚度结构层的广泛应用,结合半刚性基层在使用过程易出现裂缝导致适应性受到质疑的现象,通过分析不同荷载和半刚性基层材料模量变化时的路面力学行为,研究路表弯沉、层底拉应力、拉应变和剪应力、剪应变的变化,提出了后续运营中当半刚性基层受损后,路面结构仍然保持稳定的基层模量范围,更接近路面实际情况,为设计时考虑基层受损状态而确定材料模量提供理论依据,增强了半刚性基层的适应性.分析结果表明:不同荷载作用下,若半刚性基层受损出现模量衰减,模量在1200~2000MPa之间,面层力学行为和底基层力学行为处于稳定状态;模量在1 200~1 600 MPa之间,半刚性基层即使受损也不会影响其正常使用,此时路面结构整体仍处于稳定状态.     

层间结合对半刚性沥青路面力学响应影响分析

基于弹性层状体系理论,引入古德曼模型接触面单元理念反映层间结合条件,针对国内典型的半刚性基层沥青路面结构,分析不同层间结合条件下路表弯沉、层底弯拉应力、沥青面层剪应力等力学响应.层间结合条件影响了路面结构的力学响应,层间完全光滑使得集中于面层内的剪应力增大.应从设计、施工及运营管理等方面严格控制层间结合条件.     

石灰、粉煤灰、土、碎砖混合料的铺面性能试验

确定了用于铺面工程中的混合料石灰、粉煤灰、土、碎砖之间的最佳比例关系，并对其最佳含水质量分数、无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、干缩系数、温缩系数等铺面性能指标进行了测定．测定结果表明：按一定比例关系组成的石灰、粉煤灰、土、碎砖混舍料可用作地下水位较低或少雨地区部分铺面工程中的基层和底基层．施工期间，应在接近最佳含水质量分数时对石灰、粉煤灰、土、碎砖混合料进行压实，并应控制施工温度和压实厚度．     

石灰粉煤灰稳定低液限粉土底基层性能研究

针对低液限粉土稳定性差的特点,采用试验和理论分析相结合的方法,对子洲至靖边高速公路的石灰、粉煤灰稳定低液限粉土底基层的稳定性能进行系统研究.对低液限粉土进行物理、力学性质试验,取得基本的研究参数;通过试验分析几种稳定土方案,并对加固机理和影响因素进行分析;提出低液限粉土的最佳稳定加固方案和粉土物理指标对稳定效果的影响规律.     

重载作用下海排灰基层沥青路面结构力学响应分析

目的 分析重载作用下海排灰基层沥青路面结构受力特点,验证其合理性,为海排灰的进一步应用推广提供依据.方法 应用有限元软件ABAQUS,分析不同轴载作用下的海排灰基层沥青路面结构的弯沉、应力状况.结果 弯沉随轴载增加呈线性增加趋势;底基层层底拉应力最大,当超载100％时达到0.213 MPa,接近容许拉应力;各层最大剪应力随深度变化规律为先增大,后减小,下面层和基层上层为受剪力最不利区.结论 通过对ABAQUS计算结果进行分析,认为海排灰基层沥青路面能够适应营口地区重载交通情况,但对轴载为200 kN(超载100％)的汽车要严格控制.     

浅谈水泥稳定砂砾基层的质量控制

目前，在新疆公路建设过程中，三级以上公路路面结构层的基层大部分均采用水泥稳定砂砾，水泥稳定砂砾基层是直接位于沥青砼面层下，用水泥稳定的砂砾或砂砾土、碎石土、级配砂砾、级配碎石等高质量材料铺筑的承重层，这就要求在施工过程中，严格控制其级配比。     

沥青路面结构足尺力学响应实测与仿真

为探究沥青路面在荷载作用下力学响应,通过基于辽宁省沥青路面足尺加速加载试验,开展路面结构力学仿真方法及力学响应特征研究.采用光纤光栅传感器实测足尺加速加载路面的面层底部、基层底部和路基顶面的力学响应,利用单轴压缩动态模量试验获取沥青混合料的粘弹性参数,通过FWD弯沉盆反算得到基层及土基的弹性模量,利用接触痕迹得到轮胎的接触面分布;通过单轴压缩动态模量试验及四点弯曲动态模量试验对传感器进行了标定.在此基础上,采用有限元软件ABAQUS建立基于实测参数的路面结构力学仿真模型,分析路面结构在不同加载位置和速度下的力学响应,并与实测结果进行对比.结果表明:所建立的路面力学仿真模型能较合理地模拟沥青层底三向应变、半刚性材料层底纵向、横向应变以及土基顶面的压应力.沥青混合料粘弹特性导致弹性后效,使力学响应曲线表现出非对称特点.随着温度的增加和加载速度的减小,沥青层底三向应变、半刚性基层底的水平应变以及土基顶面压应力的响应幅值增加.     

新型ASC土壤固化剂在道路底基层的应用

目的 在充分研究粉状土壤固化剂作用机理的基础上，复合配制一种新型土壤固化剂，测试评价其在道路底基层的应用性能．方法 以水泥、高钙粉煤灰、石灰和专用激发荆为原材料，复合配制新型ASC土壤固化剂，测试其固化土的无侧限抗压强度和间接抗拉强度、7d弯沉值、浸水膨胀量及其抗冻性。与水泥稳定土进行比较．结果 随着固化剂的掺量的增大。无侧限抗压强度和间接抗拉强度相应增大，试件的密实度显著影响其无侧限抗压强度和间接抗拉强度，随着试件养护龄期的不断增大，后期无侧限抗压强度和间接抗拉强度相应增大．与水泥稳定土相比。其抗冻性能明显改善．该固化剂固化土体系的7d弯沉值小，水稳定性能良好，浸水膨胀量为0．021％，改善了道路的承载能力．结论 以水泥、高钙粉煤灰、石灰和活性激发剂作为原料复合的新型ASC土壤固化剂有利于公路底基层抗压强度、抗冻融性、承载能力等性能的提高。     

干线公路沥青路面设计参数对结构应力的影响

为了合理选择干线公路沥青路面结构设计参数,提高其在使用年限内的性能,应用BISAR程序,选取代表路段,分析了干线公路沥青路面结构参数对基层底面应力的影响,并采用正交试验法进行了结构层参数变化的敏感性分析.研究结果表明:面层底部压应力与基层底部拉应力随着各结构层厚度的增大均逐渐减小,而路面各结构层模量的变化对结构层应力影响不同,面层底部压应力与基层底部拉应力基本随着面层与基层模量的增大而上升,而随着底基层与土基模量的增大则减小.对基层层底应力,各因素影响显著性程度不一样,基层与底基层厚度与模量的变化对其影响显著.因此在干线公路沥青路面设计与施工中,应注重基层与底基层的厚度与刚度.     

平原水网区等级公路若干问题的研究

研究了平原水网区高地下水位时等级公路的路基和路面结构受力问题.采用有限元计算了重载交通条件下路基的工作区深度,试验研究了不同压实度和含水量状态下路基的支撑能力,计算分析了高地下水位时路面结构的力学响应.研究认为,在重载交通条件下,路基的工作区深度达2m以上,现有的等级路路基高度严重不足,地基下较大深度范围处于路基工作区内;由于土的弹塑性质的变化,高含水量时黄河冲（淤）积粉土的回弹模量并不能真实地反映路基的承载能力;标准轴载下,地下水位为1.5m时,路表弯沉即达到34.07mm,超过了设计弯沉;高地下水位对基层和底基层,尤其是对底基层疲劳寿命的影响很大.通过分析,提出了相应的工程对策.      

非均布动载荷下沥青路面粘弹性有限元分析

为探求水平力对路面力学响应的影响,按照粘弹性层状体系理论,采用ANSYS软件建立半刚性基层沥青路面有限元分析模型,分析了非均布动载荷下路面的力学响应,与只有垂直力作用下路面力学响应相比,水平力和垂直力共同作用下沥青面层的弯沉增大,各层尤其是沥青面层的正应力增大,沥青面层的剪应力及应变增大,在路面动载响应的研究中加载水平力是必要的。     

低水泥剂量稳定级配碎石基层典型结构分析

目的找寻适应不同交通等级的合理的低水泥剂量基层沥青路面结构．方法拟定低水泥剂量级配碎石基层沥青路面结构,利用有限元软件计算以低水泥剂量稳定级配碎石取代半刚性基层后对弯沉、沥青层底拉应力等设计指标的影响,并结合交通荷载分析各结构层厚度组合合理性．结果轻交通等级下,推荐使用5cm普通沥青混凝土面层＋22cm水泥质量分数为3％的低水泥剂量稳定级配碎石单基层;中交通等级下,推荐采用上基层厚度大于15cm的水泥质量分数为2．5％的低水泥剂量稳定级配碎石,半刚性下基层厚度至少为20cm结构组合形式;重交通等级下,推荐采用15cm水泥质量分数为2．5％的低水泥剂量稳定级配碎石上基层和15cm＋20cm半刚性双基层结构组合．结论在重、中交通荷载作用下,合理的低水泥剂量级配碎石基层能够在防治反射裂缝同时,较好地满足交通荷栽需求．     

动态载荷下半刚性路面应力分析

针对半刚性路面的特点,依据弹性层状体系理论,将半刚性路面的沥青层、半刚性基层、半刚性底基层及土基层按线弹性来考虑,建立了半刚性路面的三维有限元分析模型,采用ANSYS有限元分析软件分析了动态荷载下半刚性路面的应力特性。结果表明,路面的疲劳破坏是动载引起的水平应力、横向应力和垂直应力共同作用的结果,水平应力的交变变化是使路面产生疲劳破坏的主要因素。在一定的车速下,随着载荷的增加,半刚性底基层底部的最大水平拉应力增大;在一定的载荷下,随着行车速度的提高,半刚性底基层底部的最大水平拉应力减小,提高行车速度可以减小路面的损伤程度。     

磷石膏改性二灰路面基层材料的性能研究

磷石膏的加入大幅度改善了二灰类路面基层材料的强度性能。对磷石膏改性二灰、磷石膏改性二灰稳定粒料的强度、强度发展，水稳性、抗冲刷性进行了研究。结果表明磷石膏改性二灰类路面基层材料与二灰材料相比这几种性能都得到了大幅度的改善。     

既有半刚性基层沥青路面大修处治策略

为了科学地进行高等级公路既有半刚性基层沥青路面结构大修处治策略,利用Abaqus有限元软件建立路面结构分析模型,分析了路面结构层参数对半刚性底基层抗疲劳寿命的影响,并应用北京市高速公路典型路段的实际数据对计算结果进行了工程验证分析,提出了既有半刚性基层沥青路面大修处治策略.研究结果表明:基层厚度、底基层厚度、面层厚度、交通荷载大小对半刚性底基层疲劳寿命的影响较为显著,路基模量和底基层模量的影响次之,面层模量和基层模量等路用材料刚度的影响相对较小.高速公路实际应用状况也表明:沥青路面首次大修年限与沥青面层总厚度的相关性相比路面结构总厚度更加显著,较厚沥青面层的路面结构具有较长的使用寿命;材料模量出现一定衰变,并不影响路面结构的耐久性基础,旧路结构通过加铺增加面层厚度,在不进行全面翻修改造的情况下,仍可以使路面结构具有充足的耐久性,延长其使用寿命.