摘要：以高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构为研究对象,考虑季节性冻土地区的气象条件设计了疲劳试验和冻融循环试验,研究冻融循环作用对其疲劳特性参数演变规律的影响。结合平稳值与冻融循环周期的作用规律,提出了高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构在冻融循环作用下的疲劳寿命预测模型,并利用疲劳极限临界点的平均值对此疲劳寿命预测模型进行了可靠性验证。结果表明:沥青混凝土耗散能变化率与加载次数曲线在冻融前后呈现三个阶段;沥青混凝土防水封闭结构的疲劳寿命随冻融循环次数的增多而降低,且降低幅度越来越大,其抗疲劳性能受到显著损伤;经验证,高速铁路路基沥青混凝土防水封闭结构疲劳寿命预测模型准确、可靠。

摘要：将基于颗粒填充理论的主结构形成准则应用于细粒式排水沥青混合料的级配设计,在规范规定级配范围内进一步优化主结构粒径范围内的集料含量,以提升集料的骨架结构强度和混合料的高温性能。将室内试验和理论分析研究方法相结合,通过骨架贯入试验验证该准则对提升骨架强度的适用性,并通过单轴压缩蠕变试验判断级配骨架强度对高温性能的影响。结果表明:将主结构形成准则应用于级配设计可提升集料的骨架强度和混合料的高温性能,并且集料的骨架强度与混合料的高温性能有很好的相关性,集料骨架强度越高,混合料的高温性能越好。

摘要：为进一步提升在复杂环境工程中石灰土的适用性和安全性,利用纳米粘土和纤维改性石灰土的力学性能。通过分析改性石灰土在干湿循环和冻融循环作用下的无侧限抗压性能,从而判断纳米粘土和纤维对石灰土的改性效果。试验结果证明,纤维和纳米粘土可以提高石灰土的抗压强度和残余强度,增大破坏应变,改变破坏模式。尤其在纤维和纳米粘土的复合作用下纳米粘土/纤维改性石灰土(NFLS)呈现出最优无侧限抗压性能,并能够延缓因干湿循环和冻融循环作用导致的NFLS内部损伤。

摘要：为了改善高延性水泥基材料(ECC)的延性,降低其生产成本,同时保证其力学性能,研究提高粉煤灰掺量对ECC各项性能的影响。作为ECC的应用和材料设计的重要参考依据,高掺量粉煤灰对ECC的力学性能及其损伤特性的影响尚未明确。本研究设计三点弯曲试验、四点弯曲试验、单轴拉伸试验、抗压强度试验以及单根纤维拔出试验,用于研究不同粉煤灰掺量对ECC的断裂韧性、开裂强度、弹性模量、界面特性、延度、弯曲和拉伸强度以及抗压强度等力学性能的影响,为材料的设计提供参考依据。结果表明:ECC早期的断裂韧性、开裂强度随粉煤灰的含量升高而降低,受拉更易开裂;但随着粉煤灰掺量增加,ECC的弯曲与拉伸延性均增大,而弯曲与拉伸强度均减小;粉煤灰掺量的增加会使ECC的抗压强度显著降低;随着粉煤灰掺量增加,界面摩擦强度减小,集体与界面之间更易产生滑移而非断裂;在掺量较高时,粉煤灰掺量的增加虽然使得ECC早期力学性能降低,但仍能够达到改善ECC延性的工程目的;延性的改善能够显著提高ECC在桥面铺装、桥梁伸缩缝、联接梁等工程中的性能表现。在工程中可以将以上结论作为依据,结合工程自身需求,合理设计ECC的粉煤灰掺量。

摘要：为对大比例厂拌热再生沥青混合料的工艺参数进行优化设计,选取再生料(reclaimed asphalt pavement, RAP)掺量,再生料预热温度,以及再生剂掺量为试验变量,选取动稳定度,低温小梁弯曲最大弯拉应变,以及冻融劈裂强度比为响应变量。使用Design-Expert软件中的Box-Behnken响应面优化设计方法,进行三因素三水平优化设计。其中,动稳定度,最大弯拉应变和冻融劈裂强度比分别作为混合料高温稳定性,低温抗裂性和水稳定性的衡量指标。再生料掺量选取20%~40%,再生料预热温度选取100~140℃,再生剂掺量选取6%~10%,响应变量均以最大值为优进行优化设计。结果表明:再生料掺量对于3个响应变量都有显著影响,而再生料预热温度和再生剂掺量对动稳定度和低温小梁弯曲最大弯拉应变有较大影响,对冻融劈裂强度比影响较小。优化得到最优解的再生料掺量为25.69%,再生料预热温度为131.59℃,再生剂掺量为8.29%。此时动稳定度为3 224.35次/mm,最大弯拉应变为2 870.37με,冻融劈裂强度比为89.230 1%。且使用优化后的工艺参数进行试验,得到的结果与预测结果的误差都小于3%,证明优化结果可靠有效。

摘要：多轴荷载与单轴荷载间的等效是路面设计轴载换算的重要问题之一。根据疲劳等效原则、轴间影响系数与复合梁疲劳能耗研究确定钢桥面铺装多轴荷载的当量轴数。采用3-DFEM分析单轴、双联轴、三联轴荷载匀速移动时钢桥面铺装控制点的应力响应,确定临界轴距与多轴荷载的轴间影响系数;设计用于复合梁疲劳试验的仿真荷载块,并采用仿真荷载块对环氧沥青混凝土铺装复合梁进行动态加载测试;根据铺装层的耗散能与轴间影响系数推算出双联轴与三联轴荷载的轴型系数。结果表明,多轴荷载的临界轴距宜按0.6倍横隔板间距控制,双联轴与三联轴荷载的当量系数分别为1.39与1.86。

摘要：针对薄层罩面服役早期磨平导致的抗滑性不足问题,通过对现有排水性薄层罩面材料设计进行优化,提高其耐久性和稳定性。从原料选择、级配设计和性能评估方面入手,结合室内试验和理论分析,在完成PA10配合比设计的基础上,对其进行性能评估,确定原料、技术指标、骨架结构和最佳沥青用量。结果表明,PA10的水稳定性、低温抗裂性、高温稳定性、抗飞散性、排水性和抗滑性均满足规范要求。

摘要：为了优化常规三轴压缩试验与单轴贯入试验,介绍了局部三轴压缩试验原理、试验设计方法及过程等.基于与沥青路面实际受力情况相似的原则,通过ANASYS有限元论证了该方法的可行性.认为公称最大粒径及试件提供的围压是影响压头直径的主要影响因素,实际路面层厚与试件径高比是确定试件高度的主要因素,并设计了压头和试件的直径与高度.对AC13,SMA13和PA13三种级配沥青混合料进行局部三轴压缩试验,结果发现,该试验与常规三轴压缩试验的结果规律性一致.该试验具有应力状态明确,符合实际路面围压情况,所得参数的规律性、稳定性和准确性较好,且试验方法简单的优点.

摘要：作为路面工程中的核心科学问题,车-路相互作用是评估车辆在道路上的行驶安全性与舒适性、理解路表特性及路面病害的发展演化等问题的关键。由路面不平度引起的车辆振动会影响行车安全性与驾驶舒适性,而车辆对路面会造成不同程度的破坏,车-胎-路是一个相互作用的耦合系统。由于问题本身的复杂性与其影响因素的随机性,相对独立的多尺度研究方法之间缺乏数据的有效交互,导致不同指标间的适用性不理想。因此,结合现有路面工程中的车-路相互作用所涉及到的路面宏观力学响应、路表纹理的多尺度表征、考虑胎面细观花纹的路表抗滑评估等方面的研究现状,对车-路相互作用过程中的路表纹理的时间演化过程、路面滑水现象导致的车辆失稳判定、沥青混合料的细观接触特性等关键问题进行归纳,参考已有研究成果提出现有车-路相互作用的评价指标,最后从路面工程角度对车-路相互作用问题研究的未来发展方向进行展望。

摘要：基于二维浅水方程的水动力学方法建立了直线段沥青路面径流的数值模型,根据实际降雨条件下沥青路面径流变化过程的监测结果验证了模型参数,研究了路面宽度、组合坡度等几何参数与路侧排水方式对路面径流时空分布特性的影响。研究结果表明:设计降雨条件下,路面径流在空间分布上呈较强的二维特性,沥青路面径流深度变化依次经历增加、稳态径流与退水3个过程;漫排水条件下,路面宽度分别为11、15、20、25、30 m时,路面径流最大深度分别为11.87、14.39、17.08、19.69、21.98 mm,退水时间分别为1.4、1.4、2.4、2.9、3.4 min;路面径流深度增幅随路面宽度的增加而降低,退水时间随路面宽度的增加而增加;相比于行车道,硬路肩路面径流的退水时间延长约20%;较大的坡度组合(横坡为3%,纵坡为2%)有利于排水;当采用集中排水时,路缘石的阻拦使路侧产生壅水,壅水区宽度为6～8 m,壅水区范围占路面宽度的比例随路面宽度的增加而逐渐缩小,非壅水区内的路面径流深度变化与漫排水条件下基本相同;为保证行车安全,可通过改变路面坡度来减少路面径流的汇流时间;路缘石对路面径流的阻拦效应明显,在排水设计中应合理设置路缘石高度与开口间隔,避免行车道出现壅水现象。