国家自然科学基金(51178062)
- 作品数：10 被引量：91H指数：6
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- 温湿翘曲对连续配筋混凝土路面配筋设计的影响被引量：10
- 2021年
- 对连续配筋混凝土路面(CRCP)进行配筋设计时,现行规范和研究将路面板当作均匀板,忽略了相对湿度对混凝土物理力学性质的影响。针对CRCP的结构特点和配筋设计的不足,利用薄板小挠度翘曲理论,推导了非均匀混凝土板湿度翘曲应力的解析公式。根据解析公式和温湿等效原则,计算了湿度梯度对应的等效温度梯度。实测了混凝土板在不同工况条件下的相对湿度分布曲线,回归了混凝土板相对湿度的分布方程。将等效温度梯度计算值和温度梯度代表值分别代入Westergaard公式和ABAQUS有限元模型,计算温湿翘曲应力。两者翘曲应力的最大计算值相差3.5%,满足工程精度的要求,验证了有限元模型的合理性。赋予混凝土板钢筋网片,建立了CRCP有限元模型;利用实测湿度数据,分析了温湿耦合梯度作用下,钢筋应力、裂缝缝隙位移和翘曲应力的分布规律。主要结论有:非均匀板的等效负温度梯度比均匀板大8%~10%;基层滞水会显著增强混凝土板的湿度变形;温湿耦合梯度作用下,钢筋的拉应力从板中到横向裂缝位置显著增大,最大达到89.13 MPa;混凝土的最大翘曲应力为1.69 MPa,位于面板的中心;钢筋埋置位置的缝隙位移沿横向呈二次抛物线分布规律;温湿翘曲应力和缝隙位移随着裂缝间距的增大而增大。
- 王骁帆张毅刘朝晖
- 关键词：道路工程有限元连续配筋混凝土路面配筋设计
- 偶联改性玄武岩纤维增强沥青胶浆性能及机理研究被引量：3
- 2016年
- 针对偶联改性玄武岩纤维增强沥青胶浆现有研究现状和不足,采用硅烷偶联剂对玄武岩纤维进行表面改性,制备了不同粉胶比和不同纤维掺量的偶联改性玄武岩纤维增强沥青胶浆,通过低温延度、弹性恢复、锥入度及软化点试验,研究了沥青胶浆低、中、高温性能,并对偶联改性玄武岩纤维增强沥青胶浆机理进行分析。研究表明,偶联改性玄武岩纤维与沥青胶浆润湿性好、黏附性强,表面沥青胶浆膜厚度大,纤维力学特性发挥显著,粉胶比在0.8~1.0、纤维掺量在0.4%~0.6%之间时,沥青胶浆抗拉强度、抗剪强度、弹性恢复率及软化点明显提高,沥青胶浆低温抗裂、高温抗剪切、疲劳性能及自愈能力得到较大改善,研究成果对矿物纤维复合材料在道路工程中的推广与应用具有一定的实际意义。
- 向宇刘朝晖柳力李盛
- 关键词：复合材料硅烷偶联剂玄武岩纤维沥青胶浆
- 旧水泥混凝土路面弯沉测试的若干问题研究被引量：9
- 2015年
- 针对旧水泥混凝土路面现行弯沉测试方法存在的不足,提出旧水泥混凝土路面弯沉测试的改进措施。研究弯沉测试的合理温度,测试实体工程板角、板中、接缝边缘的弯沉。研究结果表明:为减少温度梯度对弯沉测试结果的影响,建议在冬季进行弯沉测试,接缝传荷能力的测试尽量避开中午时段,而板中弯沉则在6:00左右进行测试;旧水泥混凝土路面弯沉最大值在板角的出现比例最大,落锤式弯沉仪(FWD)和贝克曼梁(BB)弯沉法动静弯沉测试结果有较好的线性相关性,采用BB弯沉法测定的板角平均弯沉为0.200 mm时需进行压浆处理。
- 李盛陈尚武刘朝晖展宏图
- 关键词：道路工程旧水泥混凝土路面落锤式弯沉仪贝克曼梁温度梯度弯沉测试
- 温缩和干缩对连续配筋混凝土路面纵向配筋的影响被引量：20
- 2016年
- 针对现行规范关于连续配筋混凝土路面(CRCP)纵向配筋的计算公式存在缺陷,且横向裂缝平均宽度控制值也不够合理的问题,采用弹性理论分析了温缩和干缩作用下CRCP的应力和位移,推导了纵向配筋设计指标的计算公式。结合"潭耒高速"算例,并基于CRC板二次开裂的主动控制,提出了确定横向裂缝宽度合理控制值的计算方法。采用ABAQUS有限元软件,对解析公式进行了数值验证。设计正交试验,对纵向配筋设计参数进行了极差分析和方差分析。根据极差分析,对设计参数的敏感性进行了排序;根据方差分析,区分了各设计参数在不同置信水平下的显著程度。结果表明:潭耒高速的横向裂缝宽度控制值可取为0.6mm;有限元建模时,弹簧单元可以模拟钢筋与混凝土之间的黏结-滑移本构关系,干缩可以等效为当量温差;解析解与有限元解较为吻合;混凝土线膨胀系数和温降幅值是最重要因素,钢筋直径和剪切刚度系数为较重要因素;研究成果可为CRCP的纵向配筋设计和施工提供理论参考。
- 刘朝晖王骁帆李盛苏颖奇
- 关键词：道路工程有限元连续配筋混凝土路面
- 硅烷偶联剂改性玄武岩纤维的机理及其路用性能被引量：23
- 2017年
- 针对玄武岩纤维(BF)在中国的研究现状,为提升其在沥青混合料中的加筋和增强效果,采用硅烷偶联剂(KH550)对BF进行表面处治,并研发了一套适用于KH550表面处治BF的装置;通过红外光谱、电镜扫描和X射线能谱等试验,研究了KH550表面改性BF的机理,并通过耐热性、吸持沥青能力和离析分散性等试验,对改性BF的路用性能进行了研究.研究表明:KH550溶液可显著改善BF表面特性,形成具有稳定化学键的凸起,显著提升其与沥青的黏聚力;改性BF的路用性能得到了提升,有利于其在沥青混合料中性能的发挥.
- 柳力刘朝晖向宇曹前
- 关键词：道路工程硅烷偶联剂表面处治玄武岩纤维路用性能
- 南方地区混凝土基层沥青路面层间抗剪强度结构系数研究被引量：6
- 2015年
- 针对混凝土基层沥青路面的特点和现有研究的不足,提出了混凝土基层沥青路面适宜的层间结构与材料,测试了层间沥青材料的高温剪切性能与黏度;研发了层间剪切疲劳的测试装置,提出了层间剪切疲劳的试验方法;运用有限元法计算了混凝土基层沥青路面在高温季节层间温度与沥青层厚度的关系,确定了层间剪切疲劳的试验温度;通过测试和分析,提出混凝土基层沥青路面层间喷洒沥青的最佳用量为1.4 kg/m2,层间抗剪强度结构系数为KT=0.50N0.12e。
- 李盛刘朝晖李宇峙
- 关键词：道路工程有限元法抗剪强度试验
- 沥青材料的玻璃态转变温度求解及低温性能分析被引量：12
- 2016年
- 针对玻璃态转变温度Tg难以实测及现有计算方法原理不清晰、参数标准差偏大的问题,利用水平移位因子lg(αT),根据Williams-Landel-Ferry方程(简称WLF方程)推导了玻璃态转变温度的求解公式:任选2个参考温度T1、T2进行移位因子计算,通过线性回归得到各自参数C1、C2、C1′、C2′;将2个参考温度下的移位因子相减,推算出Tg求解公式。利用该方法计算了3种基质沥青和2种SBS改性沥青材料的Tg,并使用对应的沥青混合料进行了低温弯曲试验验证。结果表明,该计算方法原理清晰、过程简单,可以准确地计算玻璃态转变温度Tg,有效评价沥青材料的低温性能。
- 黄优刘朝晖李盛
- 关键词：道路工程沥青材料
- 刚柔复合式路面接缝处疲劳损伤特性分析
- 在车辆荷载的循环作用下,刚柔复合路面的横向接缝位置会发生荷载疲劳破坏。运用Chaboche等提出的非线性疲劳损伤演化方程,葛折盛等提出的沥青混合料修正疲劳损伤演化方程以及材料力学、结构力学的相关公式,并结合李盛等提出的刚...
- 王骁帆刘朝晖李盛
- 关键词：反射裂缝接缝
- 文献传递
- 高性能沥青混合料配合比优化设计及性能评价被引量：4
- 2014年
- 针对目前中国沥青混合料配合比研究现状和不足,以广西某高速公路AC-25沥青混合料配合比设计为基础,采用新SAC级配设计方法进行级配设计,利用VCADRF级配验证方法对设计级配进行验证和调整,设计出满足规范要求的合理级配,以马歇尔方法确定最佳油石比,得到设计级配最佳油石比为3.6%,并对其路用性能进行了评价。试验结果表明:采用新SAC级配设计方法和VCADRF级配验证方法,可设计出适用于高速公路各层次的合理级配,且具有优良的路用性能。
- 刘朝晖柳力李盛
- 关键词：最佳油石比路用性能
- BFRP-CRCP配筋设计方法和参数敏感性分析被引量：1
- 2022年
- 目前现有的玄武岩纤维增强塑料(BFRP)连续配筋混凝土路面(CRCP)配筋设计规范比较缺乏,相关研究也较少关注BFRP-CRCP结构响应的特点及参数敏感性。针对理论研究的不足,分析了CRCP的横向开裂机理,推导了CRCP配筋设计指标的解析公式。建立了CRCP的三维有限元模型,利用有限元计算验证了解析公式的合理性。将BFRP作为纵筋替代材料,对现有CRCP试验路的面层进行了结构优化。对温缩和干缩作用下的BFRP-CRCP进行了解析计算和比较分析,对横向裂缝间距和宽度设计极值给出了推荐范围。根据BFRP弹性模量、黏结刚度系数和线膨胀系数取值的不同,对BFRP-CRCP进行了参数敏感性分析。结果表明:通过分析纵筋和混凝土应力、位移的分布规律,表明板中间容易发生二次断裂,裂缝位置相对滑移最大;横向裂缝间距越大,纵筋应力极值、混凝土应力极值和横向裂缝宽度也越大;现行规范中关于配筋设计指标的范围取值偏保守,建议BFRP-CRCP横向裂缝间距的上限取2.2 m,横向裂缝宽度上限取1.2 mm;虽然BFRP会增大裂缝缝隙的宽度,但是能够大幅降低CRCP应力;提高BFRP的弹性模量和黏结强度,能够减小裂缝缝隙的宽度,但是会提高CRCP的应力极值。研究成果为BFRP-CRCP配筋设计指标提供了理论参考范围,有助于BFRP合理的材料性能参数选取,也对推广BFRP在水泥混凝土路面中的应用有一定的理论和实践意义。
- 冀志远王骁帆周舟
- 关键词：道路工程连续配筋混凝土路面
