基于正交设计法的橡胶沥青性能试验研究 被引量：16

1

作者 郭寅川 赵宾 +2 位作者 申爱琴 贾文涛 张铨 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期7-14,共8页

为提高橡胶沥青的性能,依托河北廊沧高速公路建设工程,针对当地气候特征及材料性状,借助正交试验优选橡胶沥青的9种正交组合,并研究了胶粉掺量、胶粉目数、沥青型号对橡胶沥青3大指标的规律性影响。此外,采用老化试验和布氏黏度试验,评... 为提高橡胶沥青的性能,依托河北廊沧高速公路建设工程,针对当地气候特征及材料性状,借助正交试验优选橡胶沥青的9种正交组合,并研究了胶粉掺量、胶粉目数、沥青型号对橡胶沥青3大指标的规律性影响。此外,采用老化试验和布氏黏度试验,评价了拌和时间以及拌和温度对橡胶沥青老化前后性能的影响程度。研究结果表明:橡胶沥青正交试验各因素的显著性顺序为:胶粉掺量>基质沥青型号>胶粉目数;拌和时间和拌和温度对橡胶沥青老化性能影响显著,因此在制备橡胶沥青的过程中需合理控制时间和温度;选取90#、60目、胶粉含量为20%的橡胶沥青,在190℃的环境下拌和60 min,能使橡胶沥青达到最佳性能;建议橡胶沥青的性能评价指标以5℃延度和180℃黏度为主,针入度和软化点为辅。 展开更多

关键词 道路工程 橡胶沥青 正交试验 评价指标 加工因素

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高寒地区桥面板水泥混凝土抗盐冻性能研究 被引量：11

2

作者 郭寅川 申爱琴 +1 位作者 郑盼飞 李鹏 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期73-79,共7页

针对新疆高寒地区桥面板水泥混凝土处于气候严寒和氯盐侵蚀的工作环境,设计桥面板混凝土配合比正交因素表以及混凝土盐冻、水耦合试验方案。通过混凝土盐冻后剥蚀量和动弹性模量损失,分析用水量、水胶比、引气剂掺量以及粉煤灰掺量对桥... 针对新疆高寒地区桥面板水泥混凝土处于气候严寒和氯盐侵蚀的工作环境,设计桥面板混凝土配合比正交因素表以及混凝土盐冻、水耦合试验方案。通过混凝土盐冻后剥蚀量和动弹性模量损失,分析用水量、水胶比、引气剂掺量以及粉煤灰掺量对桥面板混凝土抗盐冻性能的影响规律。通过混凝土内部结构、力学性能以及耐磨性变化规律分析盐冻对混凝土的性能影响规律。结合性能损伤试验,分析桥面板混凝土抗盐冻性能改善机理,提出基于抗盐冻性能设计的桥面板混凝土配合比建议值。试验结果表明:用水量和引气剂掺量对桥面板混凝土的抗盐冻性能起决定性作用,方差分析值分别为92.80和59.35;用水量由144 kg/m^3增至156 kg/m^3,混凝土相对动弹模量减小了4.85%,剥蚀量由1.68 kg/m^2增至1.93 kg/m^2,增幅约14.8%;引气剂掺量从0.4‰增至1.2‰,混凝土的相对动弹模量增幅达到4.4%;混凝土盐冻剥蚀量与相对动弹模量呈线性关系,随着剥蚀量的增加相对动弹模量逐渐减低;经过300次冻融循环后,混凝土的抗弯拉强度损失率均超过17%,水胶比由0.34增至0.4,混凝土的抗弯拉强度损失率由21%增至33%;3种水胶比时,100次盐冻循环后混凝土的磨损量提高了6%,说明盐冻虽然能加快混凝土表面砂浆层剥蚀速度,但对混凝土剥蚀面以下砂浆层磨损不明显。 展开更多

关键词 桥梁工程 推荐配合比 正交法 高寒地区 桥面板 抗盐冻性

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低标号沥青在新疆高温抗车辙地区的应用研究 被引量：12

3

作者 郭寅川 陈乔森 +2 位作者 申爱琴 李鹏 石广腾 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3042-3048,共7页

为研究低标号沥青在新疆高温抗车辙地区的应用前景,通过DSR、BBR试验测试了50#、70#、90#、SBS沥青的高温、低温性能;通过车辙试验、高温剪切试验、低温弯曲试验、三点弯曲疲劳试验研究了50#、70#、90#、SBS沥青混合料的路用性能;并分... 为研究低标号沥青在新疆高温抗车辙地区的应用前景,通过DSR、BBR试验测试了50#、70#、90#、SBS沥青的高温、低温性能;通过车辙试验、高温剪切试验、低温弯曲试验、三点弯曲疲劳试验研究了50#、70#、90#、SBS沥青混合料的路用性能;并分析了四种沥青路面在该地区的经济效益。室内试验结果表明:基质沥青的标号越低,其高温性能越好,低温性能越差;低标号沥青混合料具有良好的抗车辙能力; 50#、70#沥青混合料的低温性能和疲劳性能低于90#、SBS沥青混合料。全寿命周期成本分析表明:四种沥青路面的全寿命周期费用为:90#> SBS> 70#> 50#。低标号沥青混合料的路用性能满足高温抗车辙地区的使用要求,能有效减少车辙病害,且全寿命周期成本较低。 展开更多

关键词 道路工程 高温地区 路用性能试验 低标号沥青 抗车辙性能 全寿命周期成本

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砾石沥青混合料水稳定性复合改善技术研究 被引量：7

4

作者 郭寅川 魏自玉 +1 位作者 申爱琴 赵天源 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第12期41-48,共8页

随着公路建设的发展及生态环保意识的增强,优质碎石日益匮乏,而砾石虽资源丰富,但因其属于酸性而制约了其在沥青面层中的应用。为了提升破碎砾石与沥青的黏附性,提高砾石沥青混合料的水稳定性,采用水泥或石灰等无机材料以及抗剥落剂作... 随着公路建设的发展及生态环保意识的增强,优质碎石日益匮乏,而砾石虽资源丰富,但因其属于酸性而制约了其在沥青面层中的应用。为了提升破碎砾石与沥青的黏附性,提高砾石沥青混合料的水稳定性,采用水泥或石灰等无机材料以及抗剥落剂作为复合改性剂,通过单掺或复配掺入等不同方式对砾石沥青混合料进行改性,以增强砾石与沥青的界面黏结状况。设计了14种单掺及复配掺入等改性方案,通过残留稳定度及冻融试验研究了改性材料种类及掺量对砾石沥青混合料水稳定性能的影响规律;基于拉拔试验研究了复掺外加剂对沥青与砾石界面黏附性改善效果。结果表明:单掺或复配掺入方式均能提高混合料水稳定性能,但是复掺效果更为显著;单掺0.4%掺量AMRⅠ型抗剥落剂的改善效果优于水泥及石灰;复掺0.4%AMRⅠ型抗剥落剂及1%水泥的效果最优,其冻融劈裂强度比TSR和残留稳定度值分别提高了28.8%和22.6%;在此掺量下拉拔力最大,沥青与砾石界面黏附性最优。研究成果对于砾石沥青混合料的推广应用具有重要的理论意义及实用价值。 展开更多

关键词 道路工程 砾石 复合改性剂 砾石沥青混合料 水稳定性 黏附性

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基于复合纳米光催化材料的隧道尾气降解研究 被引量：3

5

作者 郭寅川 解志腾 +1 位作者 申爱琴 张优华 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期83-89,共7页

将复合光催化材料TiO2-CeO2应用于隧道钢渣沥青混合料中,研究复合光催化材料TiO2-CeO2对隧道内汽车尾气的降解效能.首先研发了一套能模拟隧道环境的尾气降解试验装置,然后研究了复合光催化材料TiO2-CeO2对隧道钢渣沥青混合料路用性能的... 将复合光催化材料TiO2-CeO2应用于隧道钢渣沥青混合料中,研究复合光催化材料TiO2-CeO2对隧道内汽车尾气的降解效能.首先研发了一套能模拟隧道环境的尾气降解试验装置,然后研究了复合光催化材料TiO2-CeO2对隧道钢渣沥青混合料路用性能的影响,最后通过降解效能与降解速率的评价得出了复合光催化材料TiO2-CeO2在隧道钢渣沥青混合料中的最佳用量.结果表明:将复合纳米光催化材料应用于隧道钢渣沥青混合料中,在纳米TiO2的掺量为50%、纳米CeO2掺量为0.7%时会达到光催化效率、光催化效能的峰值,该掺量下对NO和HC的降解效率峰值高达89%和95%,30min内降解速率分别高达626.3mg/(m^3·min)和74.75mg/(m^3·min),且隧道钢渣沥青混合料的路用性能符合要求. 展开更多

关键词 隧道 汽车尾气 尾气降解 钢渣沥青混合料 纳米光催化材料 纳米TIO2 纳米CEO2

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水泥路面路表动水压力现场测试及计算研究

6

作者 郭寅川 肖海涵 +1 位作者 申爱琴 郑盼飞 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第3期729-736,共8页

针对行车荷载-动水耦合作用下水泥路面耐久性劣化及表面功能损伤等问题,为了实测水泥路面路表动水压力值,分析其在不同荷载及车速下的响应状态。通过现场钻孔埋置专门设计的压阻式传感器,测量小轿车和大卡车作用下的水泥路面路表动水压... 针对行车荷载-动水耦合作用下水泥路面耐久性劣化及表面功能损伤等问题,为了实测水泥路面路表动水压力值,分析其在不同荷载及车速下的响应状态。通过现场钻孔埋置专门设计的压阻式传感器,测量小轿车和大卡车作用下的水泥路面路表动水压力值与车速的关系曲线,提出基于6 mm水膜厚度和不同荷载作用下的路表动水压力计算模型:P=0. 000058V^2-0. 0041V+0. 1124和P=0. 0001V^2-0. 0061V+0. 113,并进行了计算分析。研究结果表明:水泥路面路表动水压力随着车速的增大而增大,并和车速的平方成正比例关系,120 km/h的小轿车产生的路表动水压力峰值为0. 49 MPa,80 km/h的大卡车产生的路表动水压力峰值为0. 52 MPa;随着车轮的驶过,动水压力会先增大后急速减小直到出现一个瞬时的泵吸压力,其值约为正压力峰值的1/3～1/5,两者交互作用造成路面表面功能损伤;当车速达到60 km/h后,胎压对动水压力具有显著性影响,表明高速行驶的重载车形成的动水压力对水泥路面表面造成的损伤劣化最为严重。 展开更多

关键词 道路工程 路表动水压力 压阻式传感器 水泥路面

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三场耦合下路面混凝土界面区结构的损伤机制 被引量：4

7

作者 郭寅川 林森林 +2 位作者 申爱琴 李鹏 周胜波 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期23-30,共8页

界面区是水泥混凝土结构中的薄弱区域,为揭示华北地区路面混凝土界面区结构在实际工作环境中的损伤机理,通过室内试验模拟路面混凝土在荷载、冻融和干湿三场耦合下的工作状态,采用数字图像处理技术对不同工作阶段的路面混凝土界面区结... 界面区是水泥混凝土结构中的薄弱区域,为揭示华北地区路面混凝土界面区结构在实际工作环境中的损伤机理,通过室内试验模拟路面混凝土在荷载、冻融和干湿三场耦合下的工作状态,采用数字图像处理技术对不同工作阶段的路面混凝土界面区结构进行图像提取与分析,揭示路面水泥混凝土在三场耦合下界面区结构的动态变化过程,进而研究三场耦合作用下路面水泥混凝土细观损伤机制.结果表明:标准养护3个月后混凝土的界面区宽度在30~40μm之间;随着荷载、冻融和干湿循环三场耦合作用时间的增长,混凝土疲劳寿命明显缩短,达到疲劳破坏时,界面区宽度接近60~70μm;三场耦合作用下界面区的扩展速度明显增加,混凝土的结构密实度逐渐降低,最大裂缝长度先延伸然后减小,而裂缝最大宽度则逐渐增加;最终确定了混凝土疲劳破坏时界面区宽度范围以及界面区结构破坏特征参数临界值. 展开更多

关键词 路面混凝土 荷载 冻融破坏 三场耦合 界面区 疲劳破坏 损伤机理

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玻璃纤维改善砾石沥青混合料路用性能 被引量：26

8

作者 郭寅川 陈乔森 +1 位作者 申爱琴 赵天源 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期28-33,共6页

为了改善砾石沥青混合料的路用性能,以推广砾石在道路工程中的应用,选用价格低廉、增韧效果强、取材方便的玻璃纤维来改善砾石沥青混合料的黏附性,并通过冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、弯曲疲劳试验来评价玻璃纤维对砾石沥... 为了改善砾石沥青混合料的路用性能,以推广砾石在道路工程中的应用,选用价格低廉、增韧效果强、取材方便的玻璃纤维来改善砾石沥青混合料的黏附性,并通过冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、弯曲疲劳试验来评价玻璃纤维对砾石沥青混合料路用性能的改善作用。冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验结果表明:掺加玻璃纤维后的砾石沥青混合料的水稳定性能有明显改善,残留稳定度MS0、冻融劈裂强度比TSR都随玻璃纤维掺量的增加呈现先增大后减小的趋势,当玻璃纤维掺量为0.35%时,砾石沥青混合料水稳定性达到最佳,其中,MS0达到91.0%,TSR达到89.6%,分别比不掺加纤维的砾石沥青混合料提高了15.5%,24.3%。由0.35%纤维掺量下砾石沥青混合料的车辙试验及疲劳试验结果可知:掺加玻璃纤维后的砾石沥青混合料的高温性能和疲劳性能也有明显改善,其中,动稳定度提高46.9%;应力水平为0.5时,疲劳寿命提高了67.9%;应力水平为0.7时,疲劳寿命提高了80.9%。可见,纤维掺量为0.35%时,玻璃纤维对于AC-25砾石沥青混合料的路用性能改善作用最佳,一定条件下可将玻璃纤维砾石沥青混合料应用于高速公路沥青路面下面层之中。 展开更多

关键词 道路工程 改善措施 路用性能试验 砾石沥青混合料 玻璃纤维

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基于COMSOL Multiphysics的路表瞬态动水压力数值仿真分析 被引量：1

9

作者 申爱琴 宋攀 +1 位作者 郭寅川 李鹏 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期92-101,共10页

针对积水路面行车轮胎产生动水压力易导致水损害和车辆打滑的问题,探索车辆产生滑水风险的速度和路面材料受动水冲刷的损伤过程,以奥迪A4L和陕汽重卡德龙F3000两种型号的车为主要研究对象,运用AH-E型传感器在水泥混凝土路面上实测二者... 针对积水路面行车轮胎产生动水压力易导致水损害和车辆打滑的问题,探索车辆产生滑水风险的速度和路面材料受动水冲刷的损伤过程,以奥迪A4L和陕汽重卡德龙F3000两种型号的车为主要研究对象,运用AH-E型传感器在水泥混凝土路面上实测二者在不同行驶速度下的动水压力;基于COMSOL Multiphysics软件平台建立轮胎-水膜-道面相互作用的流固耦合数值模型,对动水压力的影响因素进行规律性分析,并计算滑水风险速度.结果表明:动水压力随水膜厚度、行车速度和车辆轴载的增加而增大;轮胎-水膜-道面相互作用区域划分为正动水压力区和负动水压力区,二者共同作用,对路面材料产生较强的动水冲刷;随着路表水膜厚度的增加,汽车发生滑水风险的速度不断减小,相同速度下小车比卡车更易发生滑水风险. 展开更多

关键词 道路工程 动水压力 流固耦合 有限元 AH-E型传感器

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动态疲劳荷载作用下路面混凝土力学性能研究 被引量：21

10

作者 郭寅川 申爱琴 +1 位作者 田丰 周胜波 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期18-24,共7页

为了探究经历车辆动态疲劳荷载作用后路面水泥混凝土力学性能的衰减规律,基于正交试验设计了力学性能、耐久性及工作性最佳的路面混凝土配比;选取了30%、50%、80%三个荷载应力水平,设计了4种不同的疲劳加载方案对路面混凝土进行疲劳试... 为了探究经历车辆动态疲劳荷载作用后路面水泥混凝土力学性能的衰减规律,基于正交试验设计了力学性能、耐久性及工作性最佳的路面混凝土配比;选取了30%、50%、80%三个荷载应力水平,设计了4种不同的疲劳加载方案对路面混凝土进行疲劳试验。利用MTS测定了不同疲劳加载方案下路面混凝土的剩余强度和应力-应变曲线变化规律,并借助经典的断裂能理论对动态疲劳荷载作用下路面混凝土力学性能进行研究。结果表明:应力水平为80%的动态疲劳荷载作用下路面混凝土的剩余弯拉强度呈现衰减趋势,加载4h后其剩余弯拉强度较基准降低了20%;当荷载应力水平为30%、50%时,动态疲劳荷载作用前期混凝土剩余弯拉强度出现负衰减,疲劳加载3h后其剩余弯拉强度较基准分别提高7.9%、3.1%;动态疲劳荷载造成路面混凝土脆性增加,其变形呈现"弹性-塑性-类似弹性"的三阶段衰减规律;路面混凝土的断裂能随着加载时间及荷载应力水平的增加逐渐降低,应力水平大于50%时疲劳荷载对混凝土的断裂能劣化显著;当应力水平为30%、50%和80%时,加载4h后断裂能较基准分别降低24%、57%和66%。 展开更多

关键词 道路工程 水泥混凝土 力学性能试验 动态疲劳荷载 断裂能

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疲劳荷载与冻融循环耦合作用下季冻区路面水泥混凝土孔结构研究 被引量：16

11

作者 郭寅川 申爱琴 +2 位作者 何天钦 周胜波 王蓓 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期29-35,共7页

为了探索季冻区路面水泥混凝土孔结构在荷载及冻融作用下的损伤及演化规律,设计了应力水平为50%的疲劳荷载与-18℃-5℃温度范围的冻融循环耦合作用试验方案,研究耦合环境下混凝土孔结构的变化及损伤。采用压汞法和光学法对不同耦合阶段... 为了探索季冻区路面水泥混凝土孔结构在荷载及冻融作用下的损伤及演化规律,设计了应力水平为50%的疲劳荷载与-18℃-5℃温度范围的冻融循环耦合作用试验方案,研究耦合环境下混凝土孔结构的变化及损伤。采用压汞法和光学法对不同耦合阶段的混凝土孔结构进行定量表征,并结合SEM分析孔结构的损伤演化机理。结果表明：耦合作用下混凝土孔结构的演化分为前期压缩和后期分裂2个过程,压缩过程主要为无害孔（孔径小于20nm）被压缩,孔隙率减小、小孔扩展;分裂过程为多害孔（孔径大于200nm）分裂为有害孔（孔径50-200nm）,孔隙率增大、更多小孔成核;混凝土在破坏时最可几孔径趋于38.6nm,孔间距系数达到0.279mm;耦合作用中的疲劳荷载是造成孔结构劣化的主要原因,冻融循环在耦合后期对孔结构损伤显著。 展开更多

关键词 道路工程 路面水泥混凝土 压汞法 孔结构 耦合作用

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CPC-AC复合路面层间结合系数研究

12

作者 郭寅川 申爱琴 +1 位作者 李博成 赵耀辉 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1-8,共8页

为了研究新型复合路面CPC-AC(斜向预应力水泥混凝土+沥青混凝土复合路面)的层间结合行为,并探究其层间结合状态的表征及求解,提出以中性轴间距变化来表征层间结合状态,并推导了部分结合CPC与AC双层梁的层间结合系数η的计算公式;设计了... 为了研究新型复合路面CPC-AC(斜向预应力水泥混凝土+沥青混凝土复合路面)的层间结合行为,并探究其层间结合状态的表征及求解,提出以中性轴间距变化来表征层间结合状态,并推导了部分结合CPC与AC双层梁的层间结合系数η的计算公式;设计了室内单层梁(沥青混合料和水泥混凝土)的小梁三点弯曲试验以及双层梁低温弯曲模拟试验,确定了单层小梁的弹性模量和部分结合双层梁抗弯刚度等计算参数;为分析层间结合系数η表征CPC-AC复合路面层间结合的能力,在CPC板表面设置了植石、刻槽以及凿毛3种处理方式,其层间黏结分别采用不同洒布量的SBS改性沥青及SBS改性沥青同步碎石封层,通过剪切试验论证了层间结合系数η表征CPCAC复合路面层间黏结行为的可行性。研究结果表明:通过室内双层梁弯曲模拟试验和双层梁的抗弯刚度计算公式成功求得层间结合系数η;不同层间处理方式下,层间结合系数的变化规律与芯样剪切试验结果一致,说明层间结合系数η可表征CPC-AC复合路面的层间结合状态;采用不同处理方法,使用不同层间黏结时层间结合系数差异较大,当CPC板采用植石+SBS改性沥青黏层方案,且沥青洒布量为0.4kg/m^2时,其结合状态最好,层间结合系数达到0.463。 展开更多

关键词 道路工程 复合路面 弯曲试验 层间结合系数 部分结合双层梁

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疲劳荷载和冻融循环耦合作用下路面混凝土微裂缝扩展行为 被引量：20

13

作者 郭寅川 申爱琴 +1 位作者 何天钦 周胜波 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1-9,共9页

为了定量表征与分析在疲劳荷载和冻融循环耦合作用下路面混凝土内部裂缝的演化规律,采用SEM与形态学图像分割法对不同疲劳荷载和冻融循环耦合阶段的混凝土微裂缝进行提取,采用Image-Pro Plus对微裂缝进行量化,采用灰色关联法研究了裂缝... 为了定量表征与分析在疲劳荷载和冻融循环耦合作用下路面混凝土内部裂缝的演化规律,采用SEM与形态学图像分割法对不同疲劳荷载和冻融循环耦合阶段的混凝土微裂缝进行提取,采用Image-Pro Plus对微裂缝进行量化,采用灰色关联法研究了裂缝特征参数与耦合作用后路面混凝土弯拉强度损失的相关性。分析结果表明:路面混凝土内部存在平均宽度为13μm、最大长度为144μm的原始微裂缝,耦合作用下裂缝的演化沿长度方向为延伸和断裂交替变化,沿宽度方向为扩张和收缩交替变化,混凝土破坏时裂缝最大长度达到352.64μm,裂缝平均宽度达到15.4μm;当冻融循环150次时,裂缝面积密度显著增大,与原始微裂缝相比,混凝土破坏时裂缝面积密度增大了6.7倍;耦合作用下路面混凝土裂缝分形维数、平均宽度、最大长度与弯拉强度的相关性较高,灰色关联度分别为0.957、0.954、0.871;通过回归分析建立了路面混凝土弯拉强度损失与裂缝结构参数之间的方程,弯拉强度损失与裂缝分形维数、平均宽度、最大长度之间存在较好的线性相关性,相关系数达到0.97。 展开更多

关键词 路面材料 水泥混凝土 裂缝结构 扩展规律 疲劳荷载 冻融循环 耦合作用

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季冻区路面混凝土界面区劣化行为及与强度相关性 被引量：5

14

作者 郭寅川 申爱琴 +2 位作者 王胜难 李鹏 周胜波 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期49-57,共9页

为了揭示季冻区路面混凝土界面区在自然环境与车辆荷载耦合作用下的劣化机理,以及界面区劣化对路面耐久性的影响,通过室内设计普通交通环境和超载条件下的荷载-冻融-干湿循环三场耦合试验模拟路面水泥混凝土实际工作环境,并与普通交通... 为了揭示季冻区路面混凝土界面区在自然环境与车辆荷载耦合作用下的劣化机理,以及界面区劣化对路面耐久性的影响,通过室内设计普通交通环境和超载条件下的荷载-冻融-干湿循环三场耦合试验模拟路面水泥混凝土实际工作环境,并与普通交通条件下的疲劳荷载单因素试验及荷载-冻融双场耦合试验进行对比,以探求季冻区路面混凝土界面区劣化的主要影响因素;采用扫描电镜观测和X射线能谱分析分别测定在混凝土处于不同耦合作用阶段的界面区细观结构、钙硅比变化;采用静态弯拉强度试验测定三场耦合下各阶段的混凝土力学性能,并采用多元回归分析方法揭示路面混凝土界面区劣化行为与混凝土强度的相关性。结果表明:季冻区路面混凝土运营时,车辆荷载主要引起混凝土界面区沿原生微裂缝的局部损坏;冻融循环伴随干湿交替的环境作用促使裂缝在各方向蔓延形成大片缺陷,且该界面区劣化行为是物理-化学过程。主要表现为,路面混凝土的抗弯拉强度呈下降趋势;界面区大量裂缝交叉贯通,密实度显著降低,氢氧化钙结晶析出;超载情况下,疲劳寿命急剧缩短,且界面区内部微裂纹的宽度显著增大。混凝土疲劳破坏时,界面区临界损伤阈值为:界面区宽度为70μm;密实度为50.96%~54.25%;微裂缝最大长度在24.48~26.04μm之间;微裂缝最大宽度在11.73~15.72μm之间。可利用多元线性回归方程描述混凝土强度与界面区结构缺陷之间的定量关系,各结构参数对强度影响程度从大到小依次为:密实度、裂纹宽度、裂纹长度。 展开更多

关键词 道路工程 劣化 耦合试验 界面区 细观结构 强度

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抗裂水稳基层沥青路面运营周期内动力学分析 被引量：9

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作者 申爱琴 王胜难 +1 位作者 郭寅川 宁利鹏 《公路》 北大核心 2019年第11期21-26,共6页

为验证基层抗裂处置对减缓青岛地区水稳基层沥青路面反射裂缝问题的有效性,并基于路面运营周期内的抗裂性能推荐最佳基层处置方案,文章运用ABAQUS软件,建立不同抗裂处置后处于各运营阶段的路面模型,进行动载作用下力学响应分析。结果表... 为验证基层抗裂处置对减缓青岛地区水稳基层沥青路面反射裂缝问题的有效性,并基于路面运营周期内的抗裂性能推荐最佳基层处置方案,文章运用ABAQUS软件,建立不同抗裂处置后处于各运营阶段的路面模型,进行动载作用下力学响应分析。结果表明:处置后路面基层抗裂性能明显改善,与基准路面开裂系数KR相比,再生料处置后KR减小30.6%,玻纤处置后KR减小38.3%,废胶粉处置后KR减小21.9%;抗裂处置对面层剪应力仅有微小改善,对路基顶面压应变有一定不利影响。以开裂系数为控制指标,以面层剪应力为关键指标,推荐基层抗裂处置优选顺序为玻纤处置>再生料处置>废胶粉处置。 展开更多

关键词 水泥稳定碎石基层 有限元分析 抗裂处置 开裂系数 动载

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不同设计参数道路混凝土耐磨性与微观结构 被引量：2

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作者 郭寅川 申爱琴 +1 位作者 翟超伟 李鹏 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1-11,共11页

为研究道路混凝土微观结构与其耐磨性之间的相关性,基于道路混凝土路表砂浆层对其耐磨性的影响,提出以砂浆体积分数作为道路混凝土耐磨性设计参数,对不同砂浆体积分数和水灰比条件下的道路混凝土进行抗压强度和耐磨性试验,借助数字图像... 为研究道路混凝土微观结构与其耐磨性之间的相关性,基于道路混凝土路表砂浆层对其耐磨性的影响,提出以砂浆体积分数作为道路混凝土耐磨性设计参数,对不同砂浆体积分数和水灰比条件下的道路混凝土进行抗压强度和耐磨性试验,借助数字图像处理技术、压汞试验和扫描电镜研究了不同设计参数条件下的道路混凝土气孔结构、孔结构及微观形貌的变化规律,并对其微观结构与耐磨性之间的相关性进行了分析。研究结果表明:道路混凝土的抗压强度及耐磨性会随着砂浆体积分数增大而提高,而减小水灰比也可提高混凝土的抗压强度和耐磨性,且砂浆体积分数对耐磨性的影响更为显著;砂浆体积分数从0.52增大至0.58时,道路混凝土抗压强度提高23%,耐磨性增强50%;水灰比从0.46减小至0.40时,道路混凝土抗压强度提高21%,耐磨性增强41%;随着砂浆体积分数增大和水灰比减小,混凝土内部孔结构和气孔结构特征参数均逐渐减小,小于100 nm的孔占比增大,道路混凝土微观结构得到改善,混凝土内部结构趋于密实,有利于增强道路混凝土耐磨性;道路混凝土磨耗量与其气孔结构和孔结构相关性具有一定差异,其中磨耗量与平均气孔孔径相关性最强,与气孔间距系数相关性次之,与总气孔率相关性较弱;而磨耗量与50~100 nm的孔占比相关性最强,与各孔结构特征参数相关性次之,与大于200 nm的孔占比相关性较弱。 展开更多

关键词 道路工程 耐磨性 压汞试验 砂浆体积分数 微观结构 相关性

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