2019, 39(6):1-5. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.001 CSTR:
摘要:结合S101线沙湾项目试验段,建立边坡二维地震动力分析模型。利用Midas GTX NX有限元软件研究高烈度区土工格栅加筋土边坡路堤的动态特征,分析边坡外部和内部在地震加速度下的位移响应、加速度响应、应力响应。研究表明:在地震加速度不同时刻,结构各处加速度值、位移值、应力值不同,坡顶部坡面加速度有明显的放大现象。地震响应加速和位移敏感部位都在坡顶部坡面,土工格栅应力最大部位在坡体的H/3处,且坡脚更容易发生剪切破坏。
2019, 39(6):6-10. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.002 CSTR:
摘要:公路进行改扩建时,对既有路基性能的检测有利于发挥利用其性能,而快速检测是使其性能得以合理利用的基础。该文以南方湿热地区莲株公路升级改造工程为依托,选取路基钻探、灌砂法、开挖试坑进行承载板试验;采用便携式落锤弯沉仪(PFWD)、动态圆锥贯入仪(DCP)等检测方法,测试了3段试验路段的既有路基性能,并分别建立了回弹模量、弯沉、压实度及含水率与PFWD模量和DCP贯入度之间的相关关系;根据各检测方法的特点和测试精度对比,提出采用PFWD作为既有路基性能快速检测的方法。
2019, 39(6):11-15. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.003 CSTR:
摘要:降雨是诱发边坡滑坡的重要因素。许多边坡工程失稳发生在雨季。该文结合衡(阳)桂(阳)高速公路某路堑边坡工程背景,模拟边坡在连续强降雨工况下的渗流状态,并分析渗流对其稳定性的影响。研究表明:该边坡在强降雨作用下,安全系数逐渐减小;破坏区域主要集中在土层交界处,模拟结果符合实际情况。分析发现,边坡失稳是因为抗剪强度降低。雨水入渗速度随深度的增加而减缓,强降雨工况使得土层交界处体积含水量大幅增加,该处的基质吸力减小,最终导致抗剪强度降低。
2019, 39(6):16-19. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.004 CSTR:
摘要:寒区盐渍土路基受盐分结晶和迁移的影响,土体强度参数变化明显。为了确定寒区盐渍土路基在铺设不同厚度砾石隔断层的条件下,盐分迁移对路基稳定性的影响,针对在路基底部铺设不同厚度的砾石隔断层的盐渍土路基工程,通过使用Slide软件对路基边坡稳定性进行分析比较。结果表明:在路基底部设置砾石隔断层时,随着隔断层厚度的增加路基边坡整体稳定性明显下降,当隔断层厚度大于20 cm后危险滑动面转移到了坡脚隔断层表面,随着隔断层厚度的增加,危险滑动面保持稳定。
2019, 39(6):20-24. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.005 CSTR:
摘要:该文根据云南省某公路路堤桩板墙倾斜治理工程实践,提出了一种扶壁结构加固治理抗滑桩倾斜的工程措施,经过两年多的实践表明该方法安全可靠。扶壁结构主要由双排圆形抗滑桩、冠梁及扶壁构成,该方法施工简便快捷,加固效果安全可靠,无需对倾斜失效的抗滑桩进行纠偏复位及拆除,可应用于发生较大倾斜角度的悬臂式抗滑桩失效加固与修复。扶壁结构的提出,丰富了治理悬臂式抗滑桩失效这一实际工程问题的解决方案。
2019, 39(6):24-29. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.006 CSTR:
摘要:因自身强度低、承载能力弱、渗透性差及压缩性大,软土是工程中的一类常见问题土,在软土中添加石灰,对改善其工程性质的影响显著。为了解石灰加固软土的效果,该文采用5种不同类型土样,对每种土分组进行掺固化剂改良的对比试验,第1组添加石灰;第2组添加酶,第3组掺石灰+酶。采用加州承载比(CBR)作为加固效果评价指标,对3组试验结果开展对比分析。结果表明:添加石灰与生物酶固化的软土,在石灰稳定土壤期间其强度提升加快,能形成高强度的土质基体。路面设计时采用这种酶石灰加固软土技术,路面路基结构层的设计厚度可适当减薄。
2019, 39(6):30-38. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.007 CSTR:
摘要:该文首先介绍了在整个道路发展史中路面材料和结构的发展,从条石路面到水结碎石路面再到沥青路面的整个发展过程。介绍了国际沥青路面结构设计发展的情况,从设计方法的发展到结构设计与材料性能相结合。其次,着重阐述了新中国成立70年来沥青路面设计方法的发展,对1958、1966、1978、1986、1997、2006和2017版共7版规范的编写过程及基础进行了解读,讨论了现行规范的某些不足之处。此外,还对与中国沥青路面设计方法相关的如有限元方法在道路工程中的应用、直道试验的建立和使用以及足尺环道等其他技术的发展进行了简要介绍。该文对了解中国沥青路面的发展历史及将来进一步完善中国沥青路面结构设计方法具有一定参考价值。
2019, 39(6):39-43. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.008 CSTR:
摘要:依托(南)昌九(江)高速公路改扩建工程,对高速公路横断面内不同位置路面进行取芯,测试其动态模量、劈裂强度、半圆弯拉强度以及间接拉伸疲劳性能,对比分析渠化交通条件下沥青路面力学性能演变规律。结果表明:在渠化交通荷载作用下,沥青路面动态模量降低,低温和常温抗拉伸性能发生衰减,疲劳寿命缩短。为保证路面的长期使用性能,应严格控制超载车辆在路面上的行驶行为。
2019, 39(6):43-47. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.009 CSTR:
摘要:为提高在特定降雨气候地区排水沥青路面设计可靠性,以公称最大粒径为13.2 mm的排水沥青混合料(PAC-13)为研究对象,基于自主研发的极限排水强度测试仪,利用均匀试验设计方法和大型多功能数据分析软件系统DPS(Data Processing System)进行试验和数据分析,建立极限排水强度与排水层厚度、路拱横坡及空隙率的回归模型,提出以极限排水强度作为排水沥青路面排水能力的新评价指标。研究结果表明:① 自主研发的极限排水强度测试仪对室内成型的车辙板试件试验测试可以获得理想效果;② 极限排水强度与排水层厚度和路拱横坡呈线性相关关系,且路拱横坡的影响系数约等于排水层厚度影响系数的3倍,与空隙率的平方呈线性相关关系。
2019, 39(6):48-52. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.010 CSTR:
摘要:该文提出一种高抗剪、耐磨耗、易清洁、视觉佳的彩色树脂薄层罩面方案,由渗透性树脂+改性环氧树脂+陶瓷颗粒/金刚砂+彩色树脂封层组成。通过断裂拉伸试验、拉拔试验、莫氏硬度等试验对彩色薄层罩面不同材料性能进行研究。结果显示:渗透性环氧树脂渗透性为39 mm,25 ℃拉拔强度为4.21 MPa,可愈合收费站水泥路面微裂缝,与水泥混凝土表面具有良好的黏结强度;改性环氧树脂拉伸强度达到14.7 MPa,断裂延伸率为125%,与钢板的拉拔强度最高,具有强度高、变形性能好的特点;金刚砂和陶瓷颗粒硬度都较高,内部结构致密,吸水率低,防水效果好;1~2 mm陶粒罩面受油污影响最大,摩擦系数降低了31.4%,其次是2~3 mm陶粒罩面,最后是3~5 mm金刚砂罩面,粒径越大,越易清洁,并且从外观来看,彩色树脂封层的抗污效果要优于抗油水性材料封层、彩色树脂+抗油水性材料复合式封层。
2019, 39(6):53-59. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.011 CSTR:
摘要:随着斜拉桥跨径的不断突破,斜拉桥应用范围不断扩大,大跨径斜拉桥设计计算理论也逐步完善。其施工工艺与工序也较为成熟,传统斜拉桥施工一般在边跨设置支架安装段,支架安装长度一般略大于锚固跨长度。在芜湖二桥设计、施工过程中,初始施工方案制定及结构设计均采用了传统的施工工艺。但是实际工程实施过程中,为了节约深水基础搭设临时支架的高额费用,拟将施工方案调整为边跨梁段均采用悬臂拼装施工,但施工方案调整对结构合理状态的影响不可忽略。该文以主跨806 m的芜湖长江公路二桥为依托,研究了不同施工工艺对结构受力状态的影响,并结合桥梁施工工艺,分析了对超大跨径斜拉桥构造设计优化的思路。通过合理的结构构造和施工工艺优化,确保了结构受力状态的合理。
2019, 39(6):59-65. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.012 CSTR:
摘要:为了研究超重交通荷载作用下PC斜拉桥主梁受损状况及开裂主梁仅做裂缝灌浆处置后受力性能的变化情况,以一座跨径220 m的PC斜拉桥为研究背景,进行了PC斜拉桥节段缩尺模型试验,对加载至破坏的试验主梁裂缝灌浆封闭后再进行相同工况加载,建立了该模型试验混凝土塑性损伤(Concrete Damage Plastic,简称CDP)Abaqus有限元模型,并将试验与有限元计算结果进行对比分析。结果表明:超重交通荷载作用下的PC斜拉桥主梁开裂严重、主梁刚度急剧下降,裂缝灌浆处置虽然能显著提升破坏梁体刚度,但很难恢复到受损伤之前的刚度;低倍活载(1倍)作用下灌浆主梁的位移与原主梁接近,说明仅做裂缝灌浆处置可以满足PC斜拉桥正常使用性能;灌浆主梁抗裂性较原主梁偏低,但仍满足规范要求,且有一定储备;加载过程中拉索始终未达到极限受拉状态,模型在加、卸载过程中荷载-位移曲线重复性好,呈线性状态,索力随荷载变化规律也与之相似;PC斜拉桥考虑混凝土塑性损伤有限元模型计算结果与试验结果吻合较好,表明CDP模型能较好地模拟组合结构在往复荷载作用下的受力特性。
2019, 39(6):66-72. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.013 CSTR:
摘要:为确定混合梁斜拉桥钢-混结合段附近区域梁段刚度合理分布,以石首长江公路大桥为背景,建立全桥空间杆系模型进行结构整体分析,获得了标准荷载组合下钢-混结合段附近区域混凝土箱梁、钢-混结合段及钢箱梁等不同类型梁段中典型截面的内力;编制截面非线性分析程序计算截面的弯矩-曲率-轴力关系,得到了前述3种不同类型截面的抗弯刚度及极限承载力。结果表明:考虑到运营过程中混凝土箱梁截面可能开裂的影响,混凝土箱梁截面的弹性抗弯刚度宜设计为标准钢箱梁截面的2.0~3.0倍;与前后相邻的混凝土梁和钢箱梁相比,钢格室内灌注混凝土后的钢-混结合段,其截面的刚度和承载能力高出较多,使得钢-混结合段附近区域截面刚度、控制点应力及承载能力等沿顺桥向的分布存在较明显的突变,而采用格室内不灌注混凝土的纯钢格室钢-混结合段后,截面的刚度、控制点应力及承载能力均满足结构的受力需求且沿顺桥向的分布较为平顺,具备更好的工程适应性。
2019, 39(6):73-76. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.014 CSTR:
摘要:北方寒冷地区混凝土冬季施工是不可避免的。济南轨道交通R1号线工程高架桥梁墩柱保温措施拆除后,顶部出现泛碱现象,而中部及下部未出现。结合工程实际分析,墩柱发生泛碱主要是由于最外层包裹塑料薄膜养护方式选择不当造成,通过直接包裹土工布改变墩柱的养护方式,混凝土泛碱得到了有效缓解和抑制。冬季施工防冻剂的掺入使得混凝土原材料中可溶性无机盐含量增加,也对泛碱的发生起到促进作用。该文总结阐述了冬季施工混凝土泛碱的抑制措施,为北方寒冷地区高架桥梁墩柱施工防止混凝土泛碱提供了理论依据。
2019, 39(6):77-80. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.015 CSTR:
摘要:以某高速公路桥下大体积填土引起桥墩偏位为实例,首先通过外业专项检测,掌握了墩顶偏位的实际数据和桥梁结构的病害状况。然后,采用Midas有限元软件对结构进行仿真分析,计算了3种工况下桥梁下部结构的应力、裂缝宽度和墩顶偏位情况。最后,结合专项检测和仿真计算结果,对桥梁结构的安全性进行综合评估并提出了处治建议。
2019, 39(6):81-84. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.016 CSTR:
摘要:为缩短劲性骨架混凝土拱桥的施工工期,基于传统的先劲性骨架成拱再分环浇筑拱圈外包混凝土的施工工艺,提出一种将拱圈混凝土底板随劲性骨架一同吊装,再分环浇筑拱圈顶腹板混凝土的改进施工工艺。利用有限元分析软件Midas/Civil建立了某在建劲性骨架混凝土拱桥的分析模型,对比传统工艺和改进工艺两种施工方法下的钢管混凝土劲性骨架结构应力及底板混凝土应力,研究劲性骨架带底板节段吊装法新工艺的可行性。分析结果表明:通过优化施工工序,新工艺可以保证施工过程中主体结构受力安全,且与传统工艺相比在改善底板应力不均匀现象方面具有一定优势。
2019, 39(6):85-89. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.017 CSTR:
摘要:金安金沙江大桥是云南省华坪至丽江高速公路跨金沙江段控制性工程,大桥桥位区河段地形、地质复杂,桥位、桥轴选择困难。该文旨在对大桥桥位、桥轴、桥型选择过程进行阐述和介绍,通过沿江20 km范围内4个桥位、 5条桥轴进行比选,最终确定K线增明桥位、Z3桥轴为大桥具体桥址,跨江桥梁方案采用1 386 m双塔单跨悬索桥。
2019, 39(6):90-93. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.018 CSTR:
摘要:该文以某斜拉桥的实际监测数据为基础,采用优化理论建立能够反映现有结构若干真实特性的有限元模型。通过对有限元模型中典型的长索、中长索、中索和短索进行破断和不同程度的损伤,研究了不同位置的拉索损伤对主梁线形的影响。结果表明:背索和跨中拉索对主梁线形的影响最大,而短索对桥梁整体线形影响较小。研究结论可为桥梁结构健康监测技术的开发与应用提供理论根据。
2019, 39(6):94-97. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.019 CSTR:
摘要:马尔代夫中马友谊大桥位于印度洋外海无遮掩环境,主桥采用高桩承台基础,墩位水深大,桩基在水中自由长度大,钢吊箱施工期在波流荷载作用下受力复杂,无相关经验可借鉴。该文通过对钢吊箱施工阶段进行全面仿真分析,选择了合理的施工工艺,确保了施工过程结构安全。
2019, 39(6):97-102. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.020 CSTR:
摘要:某跨海大桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥,位于浙江东北部沿海海域,风大浪急、受潮位影响严重是大桥承台施工面临的难点。该文结合水文气象等条件,针对性地设计了防撞钢套箱结构。防撞设施由内层防撞钢套箱和外层防撞钢套箱组合而成。内外钢套箱上部挂腿采用橡胶支座,外层防撞钢套箱外表面设置拱形橡胶护舷。基于MSC.Patran分析表明:该防撞设施能很好地消除船舶动能,满足设计要求。基于合理的施工组织设计,成功克服了承台施工难点,施工精度满足规范要求;采用合理的涂装方案和养护措施可保证防撞设施的耐久性。
2019, 39(6):103-106. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.021 CSTR:
摘要:以某三跨钢桁架连续弯梁桥为背景,针对其构造不对称、弯扭耦合、且工期紧张等特点,对主梁体系转换过程中拆除临时墩方式及顺序影响进行研究,明确了落梁体系转换有“先边后中”、“先中后边”两种思路,并对操作施工过程中千斤顶不同步造成临时墩切割不同步问题进行了仿真模拟分析,最终确定主梁体系转换方案。
2019, 39(6):107-110. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.022 CSTR:
摘要:土耳其伊兹米特海湾大桥为一座大跨度悬索桥,跨越马尔马拉海,由于桥址区地震活动频繁又强烈,并且地质条件复杂恶劣,给桥梁的建设安全和质量带来了巨大的难度。该桥从计划建设到2016年建成通车,时间跨度近50年。基于收集积累的资料,该文主要阐述该桥主要的设计研究情况和先进而稳健的设计解决方案,以及有挑战性的施工技术。
2019, 39(6):111-114. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.023 CSTR:
摘要:无桥台斜腿刚架桥具有复杂的结构力学特点,影响结构内力的因素较多。该文通过建立有无边斜杆、边斜杆采用刚性连接与铰接及斜腿采用刚性连接与铰接等模型,并且考虑群桩出口刚度的影响进行结构分析并总结受力特点。研究表明:边斜杆可减小部分水平推力、水平位移,而边斜杆及斜腿采用铰接方式对主梁、边斜杆及斜腿的受力更加有利。
2019, 39(6):114-117. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.024 CSTR:
摘要:目前对于涡激振动的限值主要考虑行人行车舒适性以及结构疲劳的影响,而针对行车安全性影响的研究相对较少,该文通过建立考虑行车安全性的涡振限值计算模型,采用迭代方法进行求解,与规范采用的方法及其限值进行比较,求解得到的涡振限值小于规范值,并通过迭代结果拟合得到了其近似计算公式。
2019, 39(6):118-122. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.025 CSTR:
摘要:目前中国高速公路改扩建项目中,新建拼接桥梁宽度主要根据施工期间交通组织方案保通需要确定,一般比按照扩建后路基标准宽度确定的桥宽要大。该文采用新旧桥临时拼接方案,既满足了施工期间交通组织保通的需要,也避免了桥梁超宽设计带来的工程浪费,为桥梁拼接宽度的确定提供了新思路。
2019, 39(6):122-125. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.026 CSTR:
摘要:云南省绥江县云川金沙江大桥为(90+190+228+123+60) m刚构-连续梁桥,该桥具有跨数多、跨度大、桥墩高、不对称等特点,设计难度大。设计上采取了一系列针对措施,较好地展现了这一桥型的优点,同时又克服了缺点,对桥梁设计具有一定参考价值。
2019, 39(6):126-129. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.027 CSTR:
摘要:对于混凝土旧桥检测评估中几个重要方面内容进行了讨论,包括检测的总体要求、资料调查的重要性、裂缝检测原则以及在无损检测、荷载试验、计算分析中需要注意的问题,指出了目前工作中存在的一些误区,结合实际经验给出了对策。
2019, 39(6):130-132. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.028 CSTR:
摘要:斜拉扣挂悬臂浇筑技术是钢筋混凝土箱形拱桥一种十分重要的施工方法,具有结构整体性好、工期短、施工控制性强、造价低、后期养护费用低、对环境破坏小等优点。该文以贵州沙坨特大桥为背景,从主拱圈现浇段施工、悬浇段施工、斜拉扣挂系统等方面,介绍了大跨钢筋混凝土箱形拱桥主拱圈悬臂现浇施工技术的结构组成、工艺流程、施工步骤。该桥主拱圈悬臂浇筑技术的成功实施对类似拱桥的施工具有一定的借鉴意义和工程实用价值。
2019, 39(6):133-136. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.029 CSTR:
摘要:针对装配式空心板梁桥铰缝的横向抗剪性能进行有限元分析和试验研究。首先,根据空心板梁桥结构形式和受力特点,引入有限条元计算理论,推导装配式空心板梁桥的有限条元计算列式,研究铰缝抗剪性能的计算方法,研制相应的计算程序;其次,结合某装配式空心板梁桥实桥试验,提出铰缝相对位移差来衡量铰缝的抗剪性能,评判铰缝的横向传力性能。实桥试验及数值计算结果表明:铰缝相对位移差为1×10-3~1×10-2 mm数量级,是实际可测的,能够用来区分铰缝传力性能的优劣;相比商用软件无法单独处理装配式空心板梁桥的铰缝而言,有限条计算理论能用较少单元进行空心板铰缝的横向抗剪性能分析,计算效率高。
2019, 39(6):136-140. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.030 CSTR:
摘要:为建立适用于混凝土桥梁的高精度有限元分析模型,获取桥梁在荷载作用下的准确力学响应,提出了一种结合实桥试验的混凝土桥梁有限元模型修正方法。首先以一座混凝土连续刚构桥为工程背景建立了初始三维有限元模型。在考虑依托工程桥梁结构的特点和施工误差的基础上选取桥面铺装厚度、主梁弹模以及桥墩弹模3个影响因素作为待修正结构参数;根据实桥试验条件选择中跨跨中挠度、中跨跨中截面底板应力、墩顶截面顶板应力以及第1阶竖向振动频率4个覆盖了结构静、动力力学性能的指标作为目标函数;其次采用中心复合设计方法生成待修正参数的样本集,并导入初始有限元模型进行分析后获取对应的结构响应信息。最后采用响应面法建立了待修正结构参数和目标函数的二次多项式函数关系,得到了响应面方程。结合实桥试验结果对响应面方程进行了修正,得到了高精度的混凝土连续刚构桥有限元分析模型。结果表明修正后的有限元模型计算值与实桥试验结果吻合良好;采用二次多项式的响应面方程即使在不考虑交叉项时也能够较好地拟合待修正参数与结构静、动力响应之间的函数关系;修正后的有限元模型具有较高的精度,可真实反映桥梁实际结构的受力状态,为桥梁结构运营期间的健康监测、状态评估、损伤检测提供可靠的分析手段。
2019, 39(6):141-144. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.031 CSTR:
摘要:随着中国经济建设和基础设施的发展,在新一轮国省高速公路布局调整中,适时谋划加密了平原区高速公路网络,以进一步促进经济社会发展,由于平原区控制因素较多,路基取土困难,使得装配式桥梁在平原区高速公路中的应用显得尤为重要,文中总结了平原区高速公路装配式桥梁方案设计的原则,通过对不同截面形式、不同跨径的装配式桥梁设计方案进行比选,最终得出最优方案。
2019, 39(6):144-146. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.032 CSTR:
摘要:钢箱梁作为桥梁常见的一种结构类型,其安装工艺根据桥梁结构特点有很多种,悬臂拼装作为斜拉桥钢箱梁安装的一种主要工艺,特别是超宽超重的钢箱梁安装,给吊装和匹配带来更多的难题。该文结合厦漳同城大道三标项目西溪主桥主跨钢箱梁悬臂拼装施工工艺,介绍超宽混合梁斜拉桥钢箱梁悬臂拼装施工关键技术。
2019, 39(6):147-152. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.033 CSTR:
摘要:隧道开挖卸荷,围岩产生弹性-塑性-松动变形,实际上是一个累进性损伤过程。基于连续损伤力学理论,通过室内岩石单轴压缩试验及声发射技术,研究岩石受荷作用下的损伤演化特性。结合Weibull 统计分布规律,得到了损伤变量与岩石累积应变的数学关系,推导了损伤后力学参数劣化修正表达式。基于FLAC3D软件的二次开发应用,建立三维数值分析模型,对隧道的开挖过程分别进行常规数值模拟和动态损伤数值模拟,从应力、位移、塑性破坏区分布特点以及损伤特性等方面进行对比分析。结果表明:考虑动态损伤计算的拱顶沉降和洞周收敛位移与隧道开挖现场监测值更接近,能更好地反映隧道开挖围岩变形破坏的过程与范围。
2019, 39(6):152-157. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.034 CSTR:
摘要:换乘节点施工对既有线路的运营可能造成较大影响,但是这方面的研究较少。该文以深圳地铁石厦站的换乘节点工程为研究背景,分析了施工过程中可能出现的风险,并提出了应对的施工方案,采用有限元软件Abaqus并结合自动化监测的数据进行分析和计算。结果表明:换乘节点施工对负二层中板的影响较大,对顶板和负一层中板的影响较小,所以应重点监测负二层中板的位移变化;采用在开挖前进行注浆封闭止水,洞内开挖时进行补注浆,分层分块开挖,以及小导洞注浆+台阶法+临时仰拱的整套施工方法可行,保证了既有结构的安全运营。
2019, 39(6):158-161. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.035 CSTR:
摘要:针对地理信息系统(GIS)与建筑信息模型(BIM)技术在槐树坪隧道信息化施工中的应用进行研究,基于GIS技术的隧道信息化施工平台对隧道信息化施工起到了基础信息库作用,基于BIM+GIS技术的隧道数字化建造信息库促进了GIS的宏观管理与BIM精细管理多层次深度融合,有力推动了隧道信息化施工发展。
2019, 39(6):162-168. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.036 CSTR:
摘要:结构安全预警问题是隧道健康监测系统需解决的关键问题之一。针对隧道健康监测系统中单支传感器预警所提供的信息较片面的缺陷,引入加权距离判别分析法实现多传感器数据融合基础上的预警。首先借助模糊聚类分析方法筛选出互相支持度大的传感器组,剔除不可靠的传感器;再利用熵权法度量传感器组中各传感器提供的有效信息量,从而确定各传感器在数据融合中的权重;然后建立加权距离判别法的完整数学模型;最后将所提方法应用于武汉长江隧道健康监测系统预警中。结果表明:相比单个传感器的预警,利用加权距离判别分析法对多个传感器数据融合后进行预警可以有效地避免虚警、漏警,为决策者提供明确可靠的信息。
2019, 39(6):169-173. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.037 CSTR:
摘要:超高性能混凝土(UHPC)是在保证其工作性能的前提下,剔除粗骨料,采用超低的水胶比、合适的砂胶比和钢纤维掺量,在热养护条件下达到超高的力学性能。研究结果表明:在保证石英砂的最大堆积密度下,随着钢纤维掺量的增加,混凝土的塌落扩展度呈现先缓慢下降、后迅速下降的趋势,而其力学性能则是均匀上升,当钢纤维体积掺量为3%时,抗压强度达到210 MPa。该文对比了3种不同形状的钢纤维,其中端钩形力学性能表现最好,比素混凝土提升了61.9%,当选定的砂胶比为1.0时,随着水胶比下降,力学性能呈现上升趋势。水胶比为0.18,砂胶比为1.0~1.6时,抗压强度出现先上升后下降的趋势,在砂胶比为1.2时达到峰值。
2019, 39(6):173-176. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.038 CSTR:
摘要:该文基于Superpave设计方法,通过室内模拟SBS改性沥青混合料在热-氧联合作用下的长-短期老化行为,并对试验结果进行分析与研究,从而评价其老化后的性能。试验结果表明:SBS改性沥青经老化后,沥青的黏性增加、低温抗裂性变差;沥青加热后,沥青车辙因子G*/sinδ逐渐下降,抗变形能力减弱;随加热时间的延长,沥青的脆性和硬度增加;SBS改性沥青混合料的空隙率和VMA增大,VFA逐渐下降,导致动稳定度略有增加,低温抗拉强度明显降低,水稳定性变差。
2019, 39(6):177-182. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.039 CSTR:
摘要:为了从细观角度研究沥青混合料的压实过程,基于离散元方法建立了沥青混合料颗粒体模型,对马歇尔击实成型过程进行了仿真分析。离散元模型中考虑了马歇尔击实试验冲击荷载变化规律,以Clump颗粒束方法生成加载板,进而通过编程实现了多次冲击荷载的施加。按照实际松铺系数确定仿真模型高度,施加冲击荷载过程中可观测颗粒体运动轨迹、相互作用力及填充挤压内部空隙过程。通过对比击实过程中室内试验和仿真结果的试件高度变化,验证了离散元模型的合理性,进而分析了沥青混合料内部颗粒之间的接触力链分布规律、颗粒之间的应力传递特性、颗粒的运动规律及混合料内部空隙率变化等,为从细观角度分析沥青混合料成型特点提供一种方法。
2019, 39(6):182-187. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.040 CSTR:
摘要:以提高排水沥青路面的稳定性、抗变形能力以及抗疲劳开裂性能为目标,分别选取3种不同纤维(玄武岩纤维、木质素纤维、聚丙烯纤维)作为增强稳定剂,纤维掺量以0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%不等进行PAC-13排水沥青混合料配合比设计,以高温车辙、残留稳定度、冻融劈裂强度比、低温抗裂性以及四点弯曲疲劳寿命作为评价指标衡量排水沥青路面的路用性能。研究表明:玄武岩纤维作为一种新型材料,用其制备成型的沥青混合料在低温抗裂和抗疲劳性能方面具有较好的表现,更适用于排水沥青路面的材料选择。在室内研究的基础上铺筑掺玄武岩纤维的排水沥青路面试验段,验证了玄武岩纤维增强排水沥青路面性能的有效性。在“海绵城市”发展理念的大背景下,玄武岩纤维在排水沥青路面中具有较好的应用前景。
2019, 39(6):188-196. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.041 CSTR:
摘要:结合某工程水泥改良砂土试验配比结果,研究了水泥改良砂土无侧限抗压强度与水泥掺入量、养护龄期、水灰比变化的关系。研究结果表明:水泥改良砂土无侧限抗压强度随水泥掺入量和养护龄期的增加而提高,与水泥掺入量呈幂函数增长关系,与养护龄期呈指数函数增长关系,其早期强度增长速率快,后期强度增长速率放缓并趋于稳定;水泥改良砂土无侧限抗压强度随水灰比增大而降低,龄期越大,无侧限抗压强度的衰减率随水灰比增加而增大;通过回归分析,建立了水泥改良砂土无侧限抗压强度与水泥掺入量、养护龄期的函数关系式,提出了表征水泥空隙率、水灰比、水泥掺入量以及养护龄期因素综合影响的综合表征系数,水泥改良砂土无侧限抗压强度与综合表征系数呈较好的幂函数关系。
2019, 39(6):196-199. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.042 CSTR:
摘要:以印度尼西亚当地工程为例,结合当地原材料特点和热带海洋气候环境下Meikarta项目大体积底板混凝土施工技术难点,从施工准备和大体积底板浇筑两个方面,阐述在热带海洋气候环境下如何保证大体积混凝土的施工质量,为热带海洋气候环境下大体积混凝土的施工技术提供有益借鉴。
2019, 39(6):200-205. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.043 CSTR:
摘要:为了提高薄层罩面的抗滑性能,基于多点支撑骨架状态的混合料体积设计方法(V-S),引进7.1 mm的筛孔作为粗集料级配控制的筛孔尺寸。利用压碎筛分试验的方法重新确定了分界筛孔尺寸并进一步确定了试验级配。将设计级配与SMA-5进行高温性能、水稳性能和抗磨耗性能对比,结果表明:设计级配能够满足路用性能要求;利用小型加速磨耗仪对上述各级配进行长期抗滑性能试验,结果显示随着轮载次数的增加,摆值呈现出先短暂增大再快速变小最后趋于稳定的趋势;而其构造深度则随着轮载次数的增加不断减小,呈现出前期降低速率较快,后期基本稳定的趋势。综合路用性能和长期抗滑性能结果来看,5种级配的薄层罩面中HFC-3的综合性能最优。
2019, 39(6):206-209. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.044 CSTR:
摘要:针对钢纤维混凝土的收缩特点,该文进行了钢纤维体积率0.5%、1.0%、1.5%的收缩试验。结合已有研究成果统计和对比分析表明:钢纤维混凝土收缩量随着钢纤维掺量的增加不断降低,并且降低幅度随掺量增加趋于平稳;与素混凝土相比,钢纤维体积率0.5%、1.0%、1.5%混凝土收缩分别下降了20%、36%、40%。参考已有的试验结果,拟合了钢纤维混凝土的收缩量计算表达式,拟合公式具有较好的相关度,能够满足钢纤维混凝土收缩模型预测要求。
2019, 39(6):210-215. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.045 CSTR:
摘要:温拌沥青混合料相对于热拌沥青混合料是一种环境友好型的路面材料。该文为研究有机添加剂类温拌沥青的综合性能,采用Deurex有机温拌剂对SBS改性沥青进行温拌,通过常规指标试验及高、低温流变性能试验,研究了不同Deurex掺量对SBS改性沥青性能的影响规律,并和Sasobit温拌沥青性能进行了对比分析。结果表明:采用Deurex对SBS改性沥青进行温拌处理后,沥青黏度有明显降低,施工和易性得到提高。沥青的软化点及车辙因子都有所增大,沥青混合料在高温下的稳定性会相应提升。Sasobit温拌沥青的高温性能较好,而Deurex温拌SBS沥青的低温性能更佳。
2019, 39(6):216-220. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.046 CSTR:
摘要:排水性超薄沥青磨耗黏结层作为一种安全、环保的新型沥青路面结构具有众多优良性能,但其大孔隙的超薄路面结构特点较普通排水路面更易出现耐久性降低及排水功能丧失等问题,因此亟需使用具有超强黏结能力和良好耐久性能的高黏度改性沥青来满足其结构与性能要求。选用热塑性橡胶(SBS)加以黏结性树脂、增塑剂和稳定剂等其他成分对沥青进行改性,采用机械搅拌混合的方式配制高黏度改性沥青,并研究自主研发高黏度改性沥青的针入度指数PI、5 ℃延度、软化点、135 ℃黏度和60 ℃动力黏度变化规律,最终确定各掺量比例。
2019, 39(6):220-224. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.047 CSTR:
摘要:为了探究不同空隙率条件下透水沥青混合料渗透性能及力学性能的变化情况,通过初选调试和试验验证确定不同目标空隙率的级配曲线,并成型空隙率分别为18%、20%和22%的试件,然后进行各项路用性能试验。结果表明:3种空隙率的PAC-13试件均能满足渗透性能的规范要求,抗析漏性能和抗飞散性能则分别随油石比和空隙率的增加而逐渐减弱,混合料的高温稳定性在目标空隙率为20%时相对较好,此时动稳定度最大;水稳定性和空隙率则呈现负相关关系,当空隙率为22%时,冻融劈裂强度比存在不满足规范要求的情况;通过动态模量试验并绘制主曲线发现,3条主曲线的增幅和走势类似,同一缩减频率时,空隙率为22%的混合料强度相对较低。
2019, 39(6):225-229. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.048 CSTR:
摘要:采用HXG再生剂对回收老化沥青进行再生,通过接触角分析和红外光谱试验,测定了沥青老化过程的接触角变化和再生沥青的组分变化,分析了再生剂在旧沥青中的作用。综合不同掺量HXG再生剂的沥青再生效果,推荐了其适宜掺量,并在相同掺量下与再生剂A进行对比试验,分析对室内老化沥青和工程现场旧沥青的软化能力和抗老化能力,然后评价了两种再生剂对旧沥青混合料路用性能的再生效果。结果表明:HXG再生剂的适宜掺加量为7%~11%,再生后的老化沥青的软化能力和抗老化能力明显增强,再生沥青混合料的低温性能和水稳定性显著提高,且部分性能优于对比试样(掺再生剂A),HXG再生剂在道路再生工程中具有很好的适用性和推广前景。
2019, 39(6):230-235. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.049 CSTR:
摘要:在论述溶剂型冷补料性能指标与试验方法的基础上,利用正交试验对设计参数进行性能敏感性研究,结果表明:稀释剂掺量对施工性能及初期强度影响显著,设计空隙率对强度增长率以及成型强度影响显著,掺入稀释剂会引起黏附性等级及水稳定性不足,必须通过添加外掺剂弥补。依据设计参数与性能指标的敏感性对应关系进行冷补料设计,经实体工程验证方法可行。
2019, 39(6):235-240. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.050 CSTR:
摘要:为了解决低剂量水泥改性级配碎石设计时缺乏强度控制指标及标准的问题,该文针对低剂量水泥改性级配碎石,通过加州承载比CBR、无侧限抗压强度和抗压回弹模量等力学指标试验,探讨了相关力学指标随龄期和级配的变化规律,对比分析了低剂量水泥改性级配碎石3个力学指标之间的关系,并提出了7 d龄期和14 d龄期的CBR值、14 d龄期的无侧限抗压强度和抗压回弹模量三者之间的回归关系公式。结果表明:CBR值比无侧限抗压强度更适用于评价低剂量水泥改性级配碎石的强度性能,并建议采用7 d或14 d龄期的CBR值,其最低标准分别为160%和180%,相应的14 d龄期的无侧限抗压强度和抗压回弹模量最低值分别为1.3 MPa和260 MPa。按照现行技术规范中关于级配碎石的CBR强度要求,低剂量水泥改性级配碎石可用作任何交通等级下的任意等级公路的级配碎石基层和底基层。
2019, 39(6):241-244. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.051 CSTR:
摘要:为实现桥面铺装融雪化冰,提高冬季路网通行能力,对基于碳纤维发热线热融化法的桥面铺装融雪化冰效果进行了试验研究。试验结果表明:当发热线间距为100 mm、发热功率为400 W/m2时,铺装表面在通电60 min左右开始融雪化冰,210 min左右完成融雪化冰;300 min之后铺装表面温度保持在5.3 ℃左右,能够实现实时融雪化冰。
2019, 39(6):244-248. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.052 CSTR:
摘要:采用振动搅拌工艺对水泥稳定碎石进行搅拌加工,对比振动搅拌工艺与传统搅拌工艺对水泥稳定碎石强度性能的影响及改善机理。在振动搅拌成型工艺的基础上,分析聚酯纤维对水泥稳定碎石无侧限抗压强度、劈裂强度、干缩性能、温缩性能和均匀性的影响规律。试验结果表明:采用振动搅拌成型的水泥稳定碎石28 d无侧限抗压强度、劈裂强度比传统拌和成型试件分别提高了21.6%、21.2%,干缩系数和温缩系数分别降低了23.4%和21.3%;除7 d劈裂强度指标外,聚酯纤维的掺入可有效改善水泥稳定碎石的各项路用性能,且最佳掺量范围为0.6‰~0.8‰。
2019, 39(6):249-254. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.053 CSTR:
摘要:为掌握多聚磷酸(PPA)/SBR复合改性沥青高低温性能抗老化能力,制备不同类型改性沥青进行长期老化,进而采用针入度、动态剪切流变(DSR)和弯曲梁流变(BBR)试验研究其高低温性能,并与未老化沥青对比。结果表明:PPA/SBR复合能改善SBR或PPA改性沥青的高温性能抗老化能力,且随PPA掺量的增加效果逐渐变好,但试验温度提高时各沥青高温性能抗老化能力减弱;随着试验频率的提高,各沥青高温性能抗老化能力呈先增强后基本不变趋势,同时PPA/SBR复合对SBR改性沥青或PPA改性沥青高温变形恢复性能抗老化能力的频率敏感性基本无影响,但能降低其高温抗变形性能抗老化能力对频率的敏感程度;PPA改性沥青、PPA/SBR复合改性沥青和SBR改性沥青的低温性能抗老化能力和温度敏感性依次变差,且对于PPA/SBR复合改性沥青,PPA掺量增加时上述两方面性能变好,此外,试验温度降低时各沥青低温性能抗老化能力增强。
2019, 39(6):254-258. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.054 CSTR:
摘要:无侧限抗压强度是无机结合料稳定材料配合比设计的关键指标,而试件尺寸与成型工艺影响无侧限抗压强度。目前现行规范中对非标准尺寸的试件与标准试件之间的强度换算关系未给出明确说明。再者,规范中的静压成型试件的压实度偏低,导致现场路面基层的强度高于室内试验的强度值,试验室配合比设计的指导性出现偏差。采用天然集料与再生集料,研究试件尺寸、成型工艺、压实度对水泥稳定材料(Cement Stabilized Material, CSM)与水泥粉煤灰稳定材料(Cement Flyash Stabilizing Material, CFSM)无侧限抗压强度的影响。试验结果表明:无机结合料稳定材料存在显著的尺寸效应,强度随试件尺寸的增加而增大,7 d无侧限抗压强度R150 mm/R100 mm=1.35 ,再生集料无机结合料稳定材料的无侧限抗压强度高于天然集料,但不影响这一换算关系,并分析了尺寸效应产生的机理。压实度提高,抗压强度迅速增长。相同压实度条件下,旋转压实成型试件的强度略高于静压成型试件强度。建议CSM和CFSM室内配合比设计阶段采用旋转压实法成型试件,压实次数由实测的压实曲线确定。
2019, 39(6):259-263. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.055 CSTR:
摘要:为研究Hon7686AC-13(霍尼韦尔改性沥青AC-13)改性沥青混合料的抗水损害性能,对基质沥青AC-13混合料和SBSAC-13改性沥青混合料进行对比试验,除采用常规的浸水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂强度比指标外,还增加了浸水飞散损失率、浸水车辙、渗透系数等指标。试验结果表明:Hon7686改性沥青混合料的抗水损害性能优于基质沥青和SBS改性沥青混合料;Hon7686改性剂可以提高沥青混合料中沥青与集料的黏附性,但黏附性提高程度与SBS改性剂相比稍显逊色;Hon7686改性沥青混合料具有较高的抗变形强度,且抗变形能力比基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料强;Hon7686改性剂可以有效提高沥青混合料的压实度,减少混合料的空隙率。所以掺加Hon7686新型改性剂可显著改善沥青混合料的抗水损害性能。
2019, 39(6):264-270. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.056 CSTR:
摘要:目前中国道路建设所需优质天然集料日渐枯竭,迫切需要寻找可替代天然集料的筑路材料,利用工业废弃物钢渣制备沥青混凝土是一个具有重要理论意义和应用价值的新思路。然而钢渣性能与其陈化时间息息相关,基于此,该文采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微成像(EPMA)、电子探针(SEM)等先进材料测试技术表征不同陈化时间钢渣的材料性能,从而具体揭示钢渣活性成分的变化。然后利用不同陈化钢渣制备了Superpave-13和AC-13两类钢渣沥青混凝土,并检验沥青混凝土的沥青用量、体积参数及水稳定性。研究结果表明:陈化产物层以及钢渣内部复杂的金属固溶体将会阻碍钢渣内部硅酸盐矿物的进一步反应,12个月是比较适合的陈化时间;陈化能够有效调控钢渣表面的活性成分,陈化产物一定程度上起到填充钢渣表面空隙的作用,从而达到降低钢渣对沥青吸收效应的目的;同时陈化增强了沥青混凝土的水稳定性。
2019, 39(6):270-274. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.057 CSTR:
摘要:为了研究不同配制温度、炭黑掺量、炭黑细度对炭黑沥青路用性能指标的影响,进行了相关性能试验。试验结果表明:随着配制温度的升高,炭黑沥青的针入度先减小后增大,延度减小,软化点、黏度逐渐增加,炭黑沥青针入度、延度均小于基质沥青,而软化点、黏度均大于基质沥青;随炭黑掺量的增加,炭黑沥青延度减小,25、30 ℃时所测针入度逐渐减小,而软化点、黏度逐渐增大;4种炭黑N220、N330、N550、N660的氮吸附比表面积逐渐减小,炭黑颗粒粒径逐渐增大,炭黑沥青针入度逐渐增大;炭黑细度对炭黑沥青延度、软化点、黏度影响较小。
2019, 39(6):275-280. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.058 CSTR:
摘要:介绍了3种常用的描述沥青结合料线性黏弹流变特性的数学模型:Sigmoidal、GLS和CAM模型,并比较分析了3种数学模型的优缺点。应用3种数学模型分别对15#、50#、70#沥青、SBS改性沥青以及纳米二氧化硅-SBS复合改性沥青5种沥青结合料的复数剪切模量主曲线进行拟合分析。研究结果表明:采用合理的数学模型对复数剪切模量的主曲线进行拟合能够预测沥青结合料的流变性;该文介绍的3种模型均能对沥青结合料的复数剪切模量主曲线进行很好的拟合,其中Sigmoidal模型能够很好地预测材料的高温性能,但对于改性沥青有一定的局限性;GLS模型对于改性沥青有更强的适应性,且能很好地区分各种沥青结合料流变性差异;CAM模型不能直接预测沥青材料高温性能,但能很好地预测各种沥青结合料频率敏感性。
2019, 39(6):281-286. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.059 CSTR:
摘要:为改善干线公路与城镇道路过渡段机动车减速过程的突变性,该文基于交通稳静化的设计理念,提出了一种组合式的速度管理方案。该方案将过渡段划分为过渡感知区、强制减速区和稳速入城区3个互相衔接的路段,各路段内分别采用纵向标线、振动标线、层次景观法、中央分隔岛、车道变窄、门式通道及视觉宽度等减速技术,将机动车车速逐级地从干线公路上较高车速降至城镇路段目标车速。驾驶模拟试验表明:该文提出的速度管理方案,与仅设置简单限速标志的控速方案相比,机动车的加速度数据变化值很小,在-0.1~-0.6 m/s2之间,减速过程均匀、平顺。同时还能分别减少机动车油耗和CO2排放量约14.6%和14.3%,具有一定的节能减排效应。
2019, 39(6):287-291. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2019.06.060 CSTR:
摘要:地下工程顶管施工对邻近管线的影响是目前国内外研究的热点,既有管线的安全与否将直接影响到城市的安全和发展。该文基于物联网技术提出了一种无线智能化结构健康监测方法,并以某城市地下人行通道顶管施工对下穿电力隧道的保护监测为例,将振弦式应变计、振弦式测缝计等传感器安装在电力隧道内部,利用WEMS和GPRS技术集成无线传输系统,实时获取隧道结构的应变和位移等信息。最后通过对监测数据的分析可知:该工程顶管施工使得下穿电力隧道产生了一定的竖向隆起和管片错动,但其值均未超过规范的控制值,电力隧道处于安全稳定运营状态。