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  • 2021年第0卷第5期文章目次
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    • >智慧公路与智能交通
    • 不设超高圆曲线路段道路几何设计探讨

      2021, 41(5):1-5. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.001 CSTR:

      摘要 (3997) HTML (0) PDF 1.15 M (6353) 评论 (0) 收藏

      摘要:现行JTGB01—2014《公路工程技术标准》及JTGD20—2017《公路路线设计规范》 对采用不同设计速度、不同标准路拱横坡的公路不设超高圆曲线最小半径进行了规定。在道路几何设计过程中,当采用的圆曲线半径大于对应规定值时,一般习惯不设置缓和曲线及超高。该文针对这一设计习惯对行车安全性及舒适性的不利影响进行了分析,并结合某高速公路事故高发路段处治案例,提出在特定情况下,即使圆曲线半径大于不设超高最小半径,也宜设置缓和曲线和超高的设计改进建议。

    • 基于东风天龙牵引车爬坡能力的公路纵坡及坡长分析

      2021, 41(5):6-10. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.002 CSTR:

      摘要 (190) HTML (0) PDF 1.11 M (764) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文选取东风天龙牵引车(DFH4251AX4AV)作为目标车型,计算其在海平面高程下满载和超载时的动力因数以及爬坡的最大坡长限制值,发现目标车型的实际爬坡性能与中国现行的公路纵断面设计标准相差较大。当纵坡较大时,规范中规定的最大坡长限制值已经远远超过了目标车型所能爬上的坡道长度;而当道路纵坡较小时,若车辆入坡速度较大,即使货车超载,目标车型的爬坡能力也能较好地适应规范的要求。

    • >路基工程
    • 基于数值分析的土工格栅加筋陡坡路堤优化设计研究

      2021, 41(5):11-16. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.003 CSTR:

      摘要 (183) HTML (0) PDF 1.35 M (602) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨土工格栅加筋陡坡路堤设计参数对稳定性的影响,以 G216线民丰至黑石北湖公路项目土工格栅加筋陡坡路堤工程为例,借助 MidasGTSNX有限元软件实现土工格栅加筋陡坡路堤的建模,研究路堤构造形式、填土参数、筋材参数对路堤最大水平位移以及路堤稳定性的影响规律。结果表明:填土黏聚力、内摩擦角以及土工格栅弹性模量越大,加筋路堤最大水平位移越小,路堤整体稳定性越好;对于高陡坡路堤,可以通过路堤分级的形式对路堤进行加固;“上疏下密”型布筋方式比“中间密”型以及“均布”型更能有效限制路堤的水平位移;在加筋陡坡路堤设计时,建议土工格栅的弹性模量不低于7MPa,筋材布设层间距不大于60cm。

    • 高液限土路基顶面回弹弯沉控制方法研究

      2021, 41(5):17-21. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.004 CSTR:

      摘要 (177) HTML (0) PDF 1.11 M (568) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决高液限土路基填筑过程中顶面回弹弯沉验收难达标的问题,采用 PFWD 快速准确测定下路堤回弹模量,基于刚度补偿理论,提出了高液限土路基顶面回弹弯沉控制方法,并根据下路堤回弹模量和路基各层的填筑厚度,确定了各层所需达到的材料回弹模量,据此选择填筑材料。以海南万洋高速公路为依托工程,制定了填筑方案进行现场施工,验证了该方法的控制效果。

    • 冻土路基变形场光纤阵列监测体系研究

      2021, 41(5):22-26. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.005 CSTR:

      摘要 (113) HTML (0) PDF 1.32 M (504) 评论 (0) 收藏

      摘要:为适应青藏高原多年冻土区恶劣环境,应对高原多年冻土区路基融沉变形局部变位大、纵向形态变化急剧、分布范围广等问题,有必要研发一套高精度、高韧性、适应大变形并具有自动化功能的高等级公路病害监测体系。该文以布拉格光栅光纤传感监测技术为基础, 提出光栅光纤位移阵列传感器设计方法,基于克里金空间插值理论,选取最小估计均方差、平均预测精确度作为变形场预测的评估因子,结合监测成本估算开展光纤阵列优化布置分析, 提出基于空间插值优化的冻土路基变形场自动化监测系统。研究结果表明:光栅光纤位移阵列传感器优化设计参数为横向间距2m、纵向间距4~6m,结合克里金空间插值理论,可实现由点及线、由线及面的冻土路基浅层、深层区域变形精准监测和预估;设计的光栅光纤位移阵列传感器具有测量精度高、可变大量程、稳定耐用等优点,易于搭建可扩充、可复制的长期组网监测体系,对实现冻土路基区域性大变形的自动化监测和不均匀沉降灾害的云端化识别具有借鉴意义。

    • 强降雨地区超宽高速公路雨水排除方法及积水改善措施研究

      2021, 41(5):27-30. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.006 CSTR:

      摘要 (127) HTML (0) PDF 1.30 M (881) 评论 (0) 收藏

      摘要:超宽高速公路坡度缓,雨水径流时间长,拐弯时存在横坡为零甚至坡向内侧的路面,容易在内侧道路形成积水,严重影响行车安全。该文介绍了强降雨地区超宽高速公路的雨水排除方法并给出了具体设计参数;同时,以广西沿海某双向八车道高速公路改造工程为例,利用InfoworksICM 模型对P=5、10和30年重现期暴雨条件下道路排水能力进行评估。 结果表明:当采用了中间隔离带集中截流式排水时,大部分路面可以保持良好的排水状态,但在过渡路段内道、纵坡较大的直线段外道仍存在深度2cm 左右的积水,可能会使车辆打滑,针对此种情况提出了改变不同车道横坡、设置透水型截水沟、连续减速震荡带等改善方法。

    • 抗滑桩+树根桩综合处治膨胀土地基上路堤开裂

      2021, 41(5):31-34. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.007 CSTR:

      摘要 (160) HTML (0) PDF 1.17 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:为处治膨胀土地基上路堤的开裂及滑动,以广西钦崇路一段路基开裂破坏处治为例,分析了路堤开裂破坏的原因,并基于 Geostudio软件建立数值分析模型,模拟不同降水历时强降雨对膨胀土地基上路堤的稳定性影响,有针对性地提出了一种“抗滑桩+钢筋锚杆树根桩+钢锚管树根桩+路面注浆+深层排水”的组合式处治体系方案,介绍了其主要设计和施工要点。模拟及实践结果表明,在降雨历时4d后,路堤的稳定性系数小于1.0,路基开始出现失稳现象,其可能的滑动面距离左侧路基顶面约7m 处;采用的加固处治方案能够有效地解决路基开裂问题,增强土体的整体稳定性。

    • 种植土-碎石绿化带渗透性能原位测试方法

      2021, 41(5):35-38. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.008 CSTR:

      摘要 (106) HTML (0) PDF 1.19 M (358) 评论 (0) 收藏

      摘要:为监测海绵城市种植土-碎石绿化带结构长期渗透性能,提出了一种种植土-碎石绿化带渗透性能原位测试装置。测试装置由亚克力板试验桶、降水系统和水位监测系统组成。基于一维非饱和渗流理论,提出了测试过程中种植土饱和时间确定方法,进而形成了种植土-碎石绿化带结构渗透系数原位测试方法。依据提出的测试装置,在试验室开展了种植土-碎石绿化带结构渗透系数测试的足尺模型试验,测试试验模型中种植土的饱和时间和渗透系数,与该文理论方法计算结果对比表明:理论值与试验观测值基本一致,说明该文方法可用于种植土-碎石绿化带结构渗透性能原位测试。

    • 鲁中地区坡积湿陷性黄土地基强夯有效加固深度研究

      2021, 41(5):39-42. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.009 CSTR:

      摘要 (70) HTML (0) PDF 1.16 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究在鲁中地区坡积湿陷性黄土地基强夯的有效加固深度,依托济南绕城高速公路二环线东环段路基施工开展了现场强夯试验,得出了湿陷性黄土地基的夯沉量、沿深度方向的超孔隙水压力、孔压增量时间的变化规律。结果表明:单次强夯沉降量随夯击次数增长而减小,最终第8击减小到零;孔压在夯击结束后开始消散,消散速率随时间增加而递减直至最小,不同埋置深度的孔压变化规律基本相同,这为确定实际的第1遍点夯与第2遍点夯的时间间隔提供了重要依据;在相应的夯击能级下有相对应的有效加固深度,该次夯击的有效加固深度为3m。

    • 某临近高压电塔路堑边坡加固设计方案研究

      2021, 41(5):43-46. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.010 CSTR:

      摘要 (162) HTML (0) PDF 1.96 M (633) 评论 (0) 收藏

      摘要:以某临近高压电塔路堑边坡工程为背景,介绍了在临近重要结构物路段采用预应力锚索抗滑桩加固的设计及计算方法。利用理正岩土计算软件和 Geo-Studio有限元岩土工程分析软件,采用极限平衡法及有限元数值模拟方法对边坡稳定性及位移进行分析。结果表明:采用预应力锚索抗滑桩边坡加固设计方案,边坡在天然工况及暴雨或连续降雨工况下的稳定安全系数均满足规范要求;边坡在开挖施工的各个阶段,土体内部最大水平位移为 0.0263m,桩顶最大位移为0.0206m;锚索抗滑桩方案可确保边坡在开挖和运营中的稳定, 且有效预估了边坡开挖对现有电塔塔基的影响。

    • >路面工程
    • 基于差异磨光的沥青路面抗滑性能研究进展

      2021, 41(5):47-52. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.011 CSTR:

      摘要 (163) HTML (0) PDF 1.34 M (922) 评论 (0) 收藏

      摘要:为保证道路行车安全,沥青路面上面层一般要求采用具有优异抗磨光和抗磨耗性能的集料。但随着中国公路建设速度的提升及优质石料资源的不断消耗,利用优劣集料间的差异磨光特点铺筑高抗滑沥青路面表层的理念逐渐引发关注。该文概述了路表常用粗集料的材料特性及复配沥青混合料的组成设计,介绍了不同天然集料、固体废物、人造集料复配沥青混合料的抗滑性能,分析了差异磨光的原理与磨光检测设备,剖析了现有研究存在的问题, 并进行了展望。

    • MS-2型微表处抗滑处治应用效果

      2021, 41(5):53-56. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.012 CSTR:

      摘要 (196) HTML (0) PDF 1.05 M (506) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过对13段已进行 MS-2微表处处治,但交通荷载等级、纵坡坡度不同的路段开展处治效果问卷调查,定性分析抗滑处治效果与交通荷载等级、纵坡坡度的关系;选取2条交通荷载等级分别为中等、重的高速公路,对已进行过 MS-2 型微表处处治且纵坡坡度为 1.0%~4.5%的路段开展抗滑性能跟踪检测,定量分析抗滑处治效果与交通荷载等级、纵坡坡度的关系。结果表明:交通荷载等级为中等、纵坡坡度小于3.8%的路段,MS-2型微表处可有效改善路面抗滑性能,寿命一般为2.5年左右;交通荷载等级为重级的高速公路,纵坡坡度小于2.8%的路段,MS-2微表处进行抗滑处治寿命一般为1.0~1.5年。

    • 透水沥青路面表面抗飞散性能提升技术研究

      2021, 41(5):57-63. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.013 CSTR:

      摘要 (142) HTML (0) PDF 1.47 M (615) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究透水沥青路面表面抗飞散性能提升技术,采用自制的环氧树脂作为黏结材料,制备一种环氧树脂砂浆,对透水沥青路面表面进行补强。通过室内试验研究分析环氧树脂砂浆对排水沥青混合料渗水性能、抗滑性能、抗飞散性能以及高温老化和冻融循环后的抗飞散性能,并进行实体工程应用以及效果评价。结果表明:环氧树脂砂浆用于透水沥青混合料试件表面后,可以在确保渗水性能以及抗滑性能的前提下,提高排水沥青路面抗飞散能力。在经历高温老化和冻融循环后,透水沥青路面表面抗飞散性提升技术仍然可以提高排水沥青路面抗飞散性能。透水沥青路面实体工程采用2kg/m2(0.2g/cm2)的环氧树脂砂浆用量,应用效果表明环氧树脂砂浆可以提高透水沥青路面抵抗飞散病害的能力。

    • 混凝土路面细观开裂行为的近场动力学分析

      2021, 41(5):64-67. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.014 CSTR:

      摘要 (90) HTML (0) PDF 1.97 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:混凝土为现有最广泛应用的土木工程材料,其是一种准脆性材料。为解决混凝土开裂的计算分析,在近场动力学方法的基础上,结合混凝土的细观非均质特性,建立了混凝土路面细观开裂行为的计算模型。并在此基础上,同时考虑混凝土中骨料的开裂特性,探讨了骨料对混凝土路面开裂行为的影响。结果表明:基于近场动力学建立的计算模型可以很好地反映混凝土的开裂行为及损伤脆性特性,计算结果可以很好地适用于模拟混凝土路面的开裂特性;对于细观开裂模式的计算分析与试验结果吻合较好,整体曲线的发展规律与试验结果吻合较好;计入骨料的开裂可以更好地反映混凝土的开裂特征。

    • 塞内加尔高速公路沥青路面抗车辙技术

      2021, 41(5):68-73. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.015 CSTR:

      摘要 (180) HTML (0) PDF 1.22 M (516) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决西非塞内加尔某高速公路可能面临的车辙风险问题,该文从公路沿线气候以及进场沥青品质角度深入分析了可能产生车辙风险的原因,然后从沥青品质、级配调整、 沥青含量、添加外掺剂和降低沥青混合料空隙率5个方面进行了车辙试验,根据试验结果提出了应对车辙风险问题的技术对策。通过对后续试验结果分析得到,高速公路路面抗车辙能力获得了巨大的提升,取得了良好的效果。

    • >桥梁工程与隧道工程
    • 中国第一座超高性能混凝土(UHPC)公路箱梁桥的设计与施工

      2021, 41(5):74-77. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.016 CSTR:

      摘要 (298) HTML (0) PDF 1.14 M (1326) 评论 (0) 收藏

      摘要:超高性能混凝土(Ultra-HighPerformanceConcrete,UHPC)近年来在中国桥梁工程中的应用越来越多,尤其是在局部构件与结构中,但在主体受力结构中的应用还相对较少。该文介绍中国首座 UHPC公路箱梁桥———石磁高速公路 K34+690跨线桥的设计与施工。该桥为4×30m 连续箱梁桥,横截面由3片单箱单室箱梁构成,采用预制拼装施工、先简支后连续的施工方法。进行了30m 简支箱梁的足尺破坏试验与优化设计。

    • 钢结构斜拉桥常见病害空间特征分析

      2021, 41(5):78-80. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.017 CSTR:

      摘要 (137) HTML (0) PDF 1.07 M (782) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于某大跨度钢结构斜拉桥的检测信息,对常见的病害进行空间特征分析。得出以下结论:斜拉索护套开裂病害在上游和下游分布相差很大,评估时以单侧最不利情形作为评估依据更为合理;上下游索力变化存在不一致性;钢箱梁涂装层缺陷检测应重点关注梁体两端的劣化状况;钢箱梁斜腹杆过焊孔裂纹分布与主梁的受力分布吻合,应重点检测跨中区域和辅助墩附近。钢塔涂装层缺陷检测应重点关注桥面处和塔顶区域。

    • 独塔人行悬索桥升级改造设计

      2021, 41(5):81-84. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.018 CSTR:

      摘要 (90) HTML (0) PDF 1.21 M (664) 评论 (0) 收藏

      摘要:陕西省汉中市独塔人行悬索旧桥锚碇端部间距为69.394m,总宽2.15m,钢桁架主梁和吊杆锈蚀严重。为提升汉中市独塔人行悬索桥的景观效果,在充分论证和有限元分析基础上,提出该桥的升级改造方案。利用原有的主塔、主缆、锚碇,拆除锈蚀严重的钢桁架主梁、吊杆和木质桥面板,采用纵横梁格体系主梁和玻璃桥面板,增设了抗风主索和抗风拉索。 采用桥梁专用有限元分析软件 Midas/Civil2019,构建旧梁拆除和新桥计算分析模型。计算结果表明:桥梁旧桥拆除施工顺序可行,新桥各构件应力和变形满足规范要求。

    • 多跨连续刚构桥边中跨同时合龙关键技术

      2021, 41(5):85-89. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.019 CSTR:

      摘要 (137) HTML (0) PDF 1.18 M (900) 评论 (0) 收藏

      摘要:多跨连续刚构桥采用边中跨同时合龙施工,在有效缩短工期、节约施工成本的同时,给施工带来了新的挑战。为解决边中跨同时合龙施工的关键技术问题,该文以白坪1号大桥为研究对象,首先建立其施工全过程的有限元模型,论证一次性合龙施工方法的可行性; 其次,提出了基于多目标优化的连续刚构桥合龙顶推力计算方法;最后,为了避免合龙段混凝土在养护阶段开裂,提出了一种合龙段混凝土应力控制方法。研究结果表明:多跨连续刚构桥采用边中跨同时合龙相较于常规的逐跨合龙,成桥状态的主梁最大应力值相差不大,但主梁成桥线形有一定差别,合龙方式变更后需要调整施工预拱度和合龙顶推力值;提出的基于多目标优化的连续刚构合龙段顶推力确定方法和合龙段养护阶段应力控制方法效果良好,为多跨连续刚构桥边中跨同时合龙方法的实施提供了技术支撑。

    • 腐蚀拉索钢丝的双蚀坑应力强度因子研究

      2021, 41(5):90-95. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.020 CSTR:

      摘要 (136) HTML (0) PDF 1.41 M (448) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前针对腐蚀钢丝剩余疲劳寿命的理论研究,通常采用将点蚀坑模拟为单裂纹,计算其应力强度因子,通过线弹性断裂力学的计算方法进行。由于腐蚀钢丝中往往出现多个典型蚀坑相邻的情况,有必要研究多蚀坑分布情况下应力强度因子的变化问题。该文研究了拉索钢丝双蚀坑裂纹的相互影响行为。考虑了两条裂纹在钢丝不同轴向距离以及周向不同角度分布的情况,利用有限元软件计算出不同分布状态下主裂纹裂纹尖端各积分点的应力强度因子,对比分析与单蚀坑裂纹应力强度因子的参数关系,得到了相互影响系数在不同状态下的分布情况。在单裂纹应力强度因子计算基础上,提出了引入修正系数来计算双蚀坑裂纹应力强度因子的简化计算思路,进一步拟合了其简化计算公式,且拟合程度良好。研究表明:当裂纹轴向间距大于主裂纹深度3.8倍时,裂纹之间不存在相互影响作用,两条裂纹投影面重叠部分应力强度因子减弱,其余部分加强,加强部分应力强度因子计算可采用该文拟合公式, 为双蚀坑裂纹的计算分析提供了更加简便的计算方法。

    • 悬臂式行车道板伸缩装置设计与施工要点

      2021, 41(5):96-99. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.021 CSTR:

      摘要 (68) HTML (0) PDF 1.47 M (585) 评论 (0) 收藏

      摘要:伸缩装置是承受桥面荷载、释放桥梁变位的重要构件,其病害发生率较高,对于钢结构桥梁更甚。不同的桥梁形式、结构特点,伸缩装置的设计应具有相应的针对性。该文结合实际工程项目,在总结钢梁伸缩装置设计及施工要点的基础上,对某钢桁梁桥行车道板伸缩装置设计及施工要点进行详细介绍,阐述其设计参数、适应性、冗余性。

    • 温度效应对大跨径PC斜拉桥主梁标高控制的影响研究

      2021, 41(5):100-103. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.022 CSTR:

      摘要 (108) HTML (0) PDF 1.19 M (510) 评论 (0) 收藏

      摘要:在大跨度混凝土斜拉桥施工控制中,影响其控制精度的参数相当多,温度变化对桥梁标高的影响最大,为研究温度对混凝土斜拉桥主梁标高控制的影响与对策,以某大跨径混凝土斜拉桥为工程背景,通过实测温度数据采用数值分析方法计算出主梁的轴向温度应变及曲率,代入有限元计算程序中,计算出温度对主梁标高的影响量,对比实测24h内主梁标高随大气温度的变化,验证该方法的可行性。总结主梁顶板、中腹板、底板各测点的温度变化及主塔沿壁厚方向各温度测点的变化规律,对主梁及主塔温度测点进行优化,为数值分析方法中主梁及主塔截面网格优化提出建议。研究结果表明:采用数值分析方法计算温度对主梁标高的影响是可行的;对混凝土斜拉桥主梁、主塔温度测点进行优化,既能提高数值分析方法的计算效率又能简化测点布置。

    • 预应力UHPC局部增强混凝土梁抗弯性能研究

      2021, 41(5):104-109. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.023 CSTR:

      摘要 (120) HTML (0) PDF 1.30 M (1006) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究后张法预应力 UHPC局部增强混凝土梁的受弯性能,进行了1根预应力混凝土梁及2根不同 UHPC厚度的预应力 UHPC 局部增强混凝土梁受弯性能试验,探讨了 UHPC局部增强层厚度对预应力试件受力过程、破坏形态、裂缝开展以及承载特性等的影响。结果表明:相对于传统的预应力混凝土梁,在 UHPC 局部替代受拉区普通混凝土后,可有效抑制受拉区裂缝发展,使原本宽而少的裂缝转变为细而密的微裂缝,且随着 UHPC层厚度越大,受拉区主裂缝宽度逐渐越小,裂缝分布更密;增加 UHPC 厚度可显著提高试验梁的极限弯矩,UHPC层由0mm 分别增加到50mm 和100mm,相应的极限承载力可分别提高约1.14倍和1.35倍。建立了预应力 UHPC局部增强混凝土梁开裂弯矩和极限弯矩的计算公式,计算值与试验值吻合较好。

    • BIM技术在56m简支箱梁支架现浇施工中的应用研究

      2021, 41(5):110-115. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.024 CSTR:

      摘要 (124) HTML (0) PDF 1.89 M (703) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足高速铁路大跨度简支箱梁桥质量及经济要求,达到减少返工、提高质量、节约成本、缩短工期的目的。该文通过分析大跨度简支箱梁支架现浇施工的特点及难点,提出 BIM 技术在大跨度简支箱梁支架现浇施工中的应用方案。以56 m 箱梁为例,建立箱梁构件、模板、支架、机械、场地等信息模型,基于 BIM 技术进行优化设计、三维技术交底、工程量提取、三维场地分析、施工进度管理及施工安全管理方面的应用。很大程度上为支架现浇施工方案提供了技术支撑及管理平台,对工期、质量、成本、安全、环保等方面进行了精准控制。 在一定程度上达到了预期目的。

    • 预应力混凝土箱梁桥腹板开裂参数影响分析

      2021, 41(5):116-119. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.025 CSTR:

      摘要 (129) HTML (0) PDF 1.23 M (987) 评论 (0) 收藏

      摘要:预应力混凝土箱梁裂缝是影响桥梁结构安全的重大隐患。该文对某三孔预应力混凝土变截面箱梁建立有限元模型,分析竖向预应力损失和箱梁腹板厚度对箱梁桥开裂的影响。结果表明:连续箱梁边墩支点附近的边跨现浇梁段的主拉应力值较大,且这些位置截面梁高较小,如果施工和运营阶段竖向预应力损失过大,在这些区域容易出现腹板斜裂缝;腹板厚度对斜截面抗剪承载力的影响比截面主拉应力的影响大;箱梁支点附近梁段腹板厚度较薄,容易导致斜截面抗剪承载能力不足。

    • 部分叠合梁桥施工过程及成桥力学性能分析

      2021, 41(5):120-125. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.026 CSTR:

      摘要 (108) HTML (0) PDF 1.34 M (778) 评论 (0) 收藏

      摘要:充分利用预应力箱形混凝土刚度大、梁相对高以及钢桁自重轻、容易获得力臂的优点,将两者进行有机结合,提出了一种新型梁桥。具体做法是:依据连续梁的弯矩分布规律, 在正弯矩区及正负弯矩交替区均设置钢桁,而在负弯矩区设置以上弦杆为钢、下弦杆为预应力箱形混凝土、腹杆全钢的变高钢—预应力混凝土叠合的桁式结构,以使梁高最大化。为研究施工过程对其成桥应力的影响,以主跨160m 的新型梁桥为例,采用悬臂拼装法,并根据负弯区钢-预应力混凝土叠合段的特点,选取了两种不同施工顺序分别进行有限元模拟,对比分析各个施工阶段的应力及成桥的力学性能。研究结果表明:新型梁桥施工简单,在一定跨径内负弯区钢-预应力混凝土叠合段不同的施工顺序对成桥的应力影响较小,此外结构的刚度较大,动力特性及整体稳定性均满足要求。

    • 基于极限承载与局部破坏冗余度的桥梁优化设计

      2021, 41(5):126-131. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.027 CSTR:

      摘要 (145) HTML (0) PDF 1.09 M (716) 评论 (0) 收藏

      摘要:桥梁所受外力的大小和形式决定了体系中各构件截面的设计。重大桥梁设计寿命内所遇到的极端气候条件、突发自然灾害、特殊环境的腐蚀、车辆船舶的撞击等不利因素很容易导致桥梁局部损伤,致使整体承载力下降。各方面原因导致车流量越来越大,超重车越来越多,进而导致桥梁局部破坏和超载运行。为了保证桥梁在超载运行和局部破坏情况下仍有一定的承载能力,需要对基于现行规范桥梁设计进行优化。该文数值模拟了一座桁架桥,并采用极限承载冗余度和局部破坏冗余度量化了桥梁模型在超载及局部破坏时的承载能力。 结果表明:初始设计的结构在超载和几种易发生局部破坏时承载能力不足。针对分析结果中的薄弱杆件进行加强,并再次进行冗余度分析,结果表明优化设计后的桥梁模型可以满足超载和各种局部破坏的承载要求。

    • 基于价值工程的桥梁伸缩装置选型研究

      2021, 41(5):132-136. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.028 CSTR:

      摘要 (105) HTML (0) PDF 1.11 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了合理选择桥梁伸缩装置的类型,减少维修次数,该文基于价值工程研究桥梁伸缩装置设计方案,从而选取最优设计方案。首先通过对桥梁伸缩装置选型影响因素进行分析,确定方案评价指标;随后通过层次分析法建立层次结构模型、构造判断矩阵,确定各个评价指标的权重值并进行一致性检验;基于灰色模糊理论,建立隶属度判断矩阵,计算方案的功能系数;最后根据全寿命周期成本确定项目方案的成本系数,并根据价值工程的计算公式,确定方案的价值系数,从而得到伸缩装置选型最优方案。

    • 虎门二桥小半径平曲线钢箱梁安装施工技术

      2021, 41(5):137-140. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.029 CSTR:

      摘要 (144) HTML (0) PDF 1.35 M (554) 评论 (0) 收藏

      摘要:20世纪80年代末,在山西平顺县首次尝试采用拽拉法顶推施工平曲线箱梁桥。 之后虽然顶推工艺不断完善,顶推方式呈现多样化,中国采用顶推法施工的桥梁也达到了百余座,但是由于其自身的特性,平曲线梁桥较少采用顶推法进行安装,已有的平曲线梁桥顶推也多采用拽拉法。虎门二桥采用步履式千斤顶成功顶推200m 半径平曲线钢箱梁,对类似工程的实施具有很好的借鉴作用。

    • PC斜拉桥体系刚度退化及UHPC加固主梁性能提升研究

      2021, 41(5):141-146. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.030 CSTR:

      摘要 (111) HTML (0) PDF 1.33 M (656) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究 PC斜拉桥主梁受损后体系刚度退化规律及超高性能混凝土(UHPC)加固主梁后体系刚度提升性能,以一座跨径220m 的PC斜拉桥为研究背景,开展PC斜拉桥节段缩尺模型试验,并对破坏后主梁进行裂缝灌浆处置,对比分析原主梁与灌浆主梁结构体系在相同加载工况下的刚度退化规律;基于数值分析方法,探讨 PC 主梁损伤后处于不同刚度折损情况下,采用不同厚度 UHPC材料加固 PC主梁对体系刚度的提升性能。结果表明:斜拉桥体系的刚度下降较梁截面刚度下降迟缓;主梁裂缝灌浆处置后对结构体系刚度提升明显,但很难恢复至未受损之前;随着主梁受损程度的增加,原主梁及灌浆主梁 PC斜拉桥体系刚度越来越接近。数值分析结果表明:PC斜拉桥体系的刚度下降较梁截面刚度下降迟缓,这与试验结果相同。同时体系刚度的提升并不随 UHPC 加固层厚度的增加而线性增加,为使主梁受损破坏后的斜拉桥体系刚度恢复至未受损时,在对主梁进行灌缝封闭处置后,还需采用在受拉侧加固2.660cm 厚 UHPC层。

    • 大跨度曲梁空间拱人行桥动力特性研究

      2021, 41(5):147-149. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.031 CSTR:

      摘要 (74) HTML (0) PDF 1.34 M (715) 评论 (0) 收藏

      摘要:曲梁空间拱人行桥具有优美流畅的外形,在城市人行景观桥中应用逐渐增多,但由于该类型桥梁由曲线梁与斜拱组合而成,导致结构动力特性变得复杂,且具有较强的不确定性。为研究该类体系桥梁自振特性,以广州海心沙人行桥为背景,基于有限元软件 Ansys建立该桥动力计算模型,进行桥梁动力特性分析。结果表明:曲梁空间拱桥频率分布较密集,需要进行抑振控制的模态较多,且具有显著的振型耦合效应;由于拱肋面外刚度较主梁小,结构基频表现为拱肋侧弯。所得结果可为该类型人行桥抑振设计提供依据和参考。

    • 后期收缩徐变对结合梁斜拉桥受力影响研究

      2021, 41(5):150-154. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.032 CSTR:

      摘要 (60) HTML (0) PDF 1.30 M (990) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究混凝土后期收缩徐变对大跨度结合梁斜拉桥受力的影响规律,以赤壁长江公路大桥为工程背景,采用桥梁结构设计与施工控制计算软件 BDCMS进行受力计算,选取控制截面对比分析,发现混凝土后期收缩徐变会使桥塔发生竖向变形和偏转,主梁发生内力应力重分布,桥面板轴力减小,钢主梁轴力增大,但总轴力基本不变;主梁弯矩在墩塔位置变化较大,受轴力变化量和挠度影响明显;主梁应力在墩塔和中跨跨中处变化明显,桥面板应力减小,钢主梁应力增大,平均变化率为20%左右。

    • 基于改进遗传算法的大体积混凝土温度场预测模型

      2021, 41(5):155-159. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.033 CSTR:

      摘要 (146) HTML (0) PDF 1.17 M (541) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对大体积混凝土温度场的预测问题,在传统遗传算法中嵌入精英策略、动态变异概率、扰动公式和状态接受概率准则,形成了改进遗传算法,建立了温度场预测模型。以某大吨位超宽 V 形墩为例,选取对预测精度影响较大的混凝土热力学参数,引入非绝热温升试验建立算法的目标函数进行参数反分析,并输入有限元模型。对比基于改进遗传算法的预测模型和基于传统遗传算法的预测模型可知,前者预测精度更高且收敛速度更快,能更好地反映出大体积混凝土早龄期温度场的变化趋势。

    • 承台大体积混凝土风冷却温度控制研究

      2021, 41(5):160-163. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.034 CSTR:

      摘要 (67) HTML (0) PDF 1.35 M (587) 评论 (0) 收藏

      摘要:对大体积混凝土水化热过程中的温度采用风冷却技术的可行性进行探讨。基于同等条件下对大体积混凝土承台进行有限元模拟,与实际监测数据进行对比研究。在新型风冷却与传统水冷却两种不同温控手段中,分别采用 Midas/FEA 建立模型,两种温控在降温过程中,温度峰值在规范容许范围内,温度变化曲线较为平缓,同时数值模拟计算值与实际监测数据近似,证实大体积混凝土采用风冷却技术有效可行。

    • 大跨度混合梁斜拉桥施工过程温度影响分析

      2021, 41(5):164-168. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.035 CSTR:

      摘要 (83) HTML (0) PDF 1.21 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现对钢箱梁精匹配时温度效应的精准分析和实时修正,尝试在 BDCMS程序中简化钢箱梁竖向温度梯度分布,加快了数据采集和程序计算的速度。以嘉鱼长江公路大桥为例,对该桥24h施工监控温度观测数据进行分析,验证了该算法的合理性和准确性,并分析了误差原因。结果表明:BDCMS分析钢箱梁精匹配温度影响时,计算准确且速度快,可用于现场修正,提高施工监控效率;温度沿梁长变化对于斜拉桥钢箱梁精匹配时标高索力影响很小,可以忽略不计。

    • 截面不均匀收缩对T梁腹板受力性能影响分析

      2021, 41(5):169-172. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.036 CSTR:

      摘要 (180) HTML (0) PDF 1.22 M (648) 评论 (0) 收藏

      摘要:T形梁桥腹板竖向裂缝是该类桥梁的典型病害之一,混凝土梁体不均匀收缩是引起裂缝产生的因素之一。为准确分析 T 梁截面内不均匀收缩效应,探索不均匀收缩效应对 T梁腹板受力性能的影响,取不同影响因素对 T 梁进行了分析。该文以梁体各部位构件理论厚度(比表面积)及 GL2000收缩预测模型为基础,引入桥面铺装和普通钢筋对截面不均匀收缩效应的影响,通过 ADINA 有限元软件建立计算模型,以等效温度法对截面不均匀收缩效应进行了数值计算。根据计算可知:由于 T梁各部位体表比不同,导致 T梁截面产生不均匀收缩应力,腹板较薄,呈受拉状态,而翼缘板与马蹄呈受压状态;桥面铺装和普通钢筋对截面不均匀收缩效应有显著影响,该效应使 T梁腹板内产生可观的拉应力,对 T梁腹板开裂有重要的影响。

    • “上”形截面双主梁组合梁斜拉桥剪力滞效应研究

      2021, 41(5):173-176. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.037 CSTR:

      摘要 (91) HTML (0) PDF 1.63 M (881) 评论 (0) 收藏

      摘要:组合梁剪力滞效应是组合梁斜拉桥力学分析中的重点问题之一,且在双主梁组合梁斜拉桥中尤为明显。该文以“上”形截面组合梁作为研究对象,采用空间有限元软件,对其剪力滞效应开展分析计算。参数化分析了考虑轴力和弯矩作用的“上”形截面组合梁有效宽度系数,研究了不同宽跨比下弯矩及轴力对“上”形截面组合梁有效宽度系数的影响。研究内容可为“上”形截面组合梁斜拉桥截面设计及力学分析提供参考。

    • 稀索体系斜拉桥桥跨结构拆除技术

      2021, 41(5):177-180. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.038 CSTR:

      摘要 (80) HTML (0) PDF 1.19 M (588) 评论 (0) 收藏

      摘要:东莞疏港大道南阁大桥主桥为双塔双索面框架式稀索体系斜拉桥,随着航道等级提升、交通流量增加及旧桥结构病害的发展,需对其拆除后重建。该文运用有限元仿真和 BIM 技术建立斜拉桥整体模型,对拆除步骤进行模拟并对各工况进行受力分析,最终选择分级释放斜拉索索力、分步拆除构件、450t浮吊进行大吨位构件的吊装与转运等施工方法,拆除期间航道采取间歇式通航和全过程安全监控。

    • 基于能力需求比法的矮墩大跨度PC连续梁桥延性和减隔震设计评价

      2021, 41(5):181-186. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.039 CSTR:

      摘要 (81) HTML (0) PDF 1.24 M (529) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对墩身刚度差异明显的大跨度连续梁桥合理抗震体系选择的问题,以一座跨径布置为(90+150+90)m 的矮墩变截面 PC连续梁桥为工程背景进行分析。对比分析了在 E2地震下采用延性抗震体系和利用摩擦摆支座的减隔震体系下桥梁关键构件的地震响应, 然后运用能力需求比法对两种抗震设计下桥梁安全状态进行评价。结果表明:采用延性抗震体系,制动墩承担较大地震力,桥墩虽保持弹性,但桩基和支座破坏,桥梁处于危险状态;利用摩擦摆减隔震支座进行减隔震设计,各墩地震水平力分担均匀且地震水平力有效减小,墩柱处于弹性状态,桩基和支座完好,桥梁处于安全状态。对于墩身高度矮,墩身刚度差异显著的大跨度 PC连续梁桥,设置摩擦摆减隔震支座,可以改善结构抗震性能,满足桥梁在地震作用下的性能目标。

    • 三维激光扫描技术在危旧桥梁健康监测中的应用研究

      2021, 41(5):187-192. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.040 CSTR:

      摘要 (142) HTML (0) PDF 1.78 M (657) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对现有桥梁健康监测手段主观性强、使用限制大、耗时长和经济性低等缺陷,以大邑县虎跳河大桥为试验对象,采用三维激光扫描技术进行危旧桥梁健康监测研究。通过控制测量、靶标布设、数据预处理、拼接优化等过程控制,使得2次扫描采集点云的拼接精度均优于1.5mm;通过一定宽度的固定面分割点云数据,采用外侧点绘制桥梁的横断面图和桥墩轮廓线,最低点绘制拱肋拱腹线,复原了桥梁缺失的二维图件,并将拱腹线和轮廓线应用于后续的桥梁变形分析;通过点云结合影像数据制作正射影像图,采用边缘增强和雕刻化的图像处理方法增强病害表征,而后进行裂缝、水迹线、缺陷等的识别、测量和变化对比;利用点云数据制作的桥面模型进行垂向变化对比,结果显示桥墩附近沉降较小,在±1.5mm 内,桥台部分沉降较大,部分区域大于±8.0mm,-3.0~0.0mm 沉降范围占比最大,达72.03%;通过拱腹线不同跨径位置进行垂向位移分析,结果显示平均沉降为5.08mm;通过定距等分点的桥墩轮廓线位移分析,结果显示平均水平位移为3.56mm,位移为0.02~6.24mm 的区间总占比达89.95%;通过桥墩轮廓线计算质心点进行水平位移分析,结果显示桥墩质心向 213.81°,即虎跳河下游移动了3.11mm,位移量结果与轮廓线分析的平均值接近。

    • 结构优化技术在桥梁工程中的应用实例

      2021, 41(5):193-195. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.041 CSTR:

      摘要 (217) HTML (0) PDF 1.55 M (1549) 评论 (0) 收藏

      摘要:简要介绍了结构优化技术在工程领域的应用方向,分析了结构优化技术在桥梁结构中应用困难的原因,简要叙述了实际桥梁结构优化问题的求解技术。分别介绍了钢拱桥尺寸优化研究实例和组合梁桥拓扑优化应用实例,实例展示了优化的目标、实现手段及基本流程,并给出了最终的优化结果,可为中国桥梁工程师提供参考。

    • 大小井特大桥施工图预算编制要点及造价分析

      2021, 41(5):196-197. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.042 CSTR:

      摘要 (170) HTML (0) PDF 1.09 M (591) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用缆索吊装斜拉扣挂法施工的大跨度钢管混凝土拱桥工程,其辅助工程费用是工程造价不可缺少的一部分。该文以贵州省大小井特大桥施工图预算编制为背景,根据施工图设计文件的工程数量和施工组织设计,合理确定特大桥工程造价,针对施工图预算编制要点加以阐述,通过对主体工程费用和辅助工程费用计算,确定辅助工程费用与主体工程费用的比例关系,为同行在编制同类施工工艺桥梁工程造价时提供参考。

    • 预应力管道压浆质量的分布式光纤检测方法

      2021, 41(5):198-202. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.043 CSTR:

      摘要 (98) HTML (0) PDF 1.54 M (545) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高预应力管道压浆质量的检测效率,快速定位在实际压浆过程中可能出现的浆体缺陷,利用分布式光纤传感技术进行预应力管道压浆质量检测研究。提出了分布式光纤传感器在预应力管道内的布设方法,通过设置不同尺寸的压浆缺陷,开展物理试验和数值模拟研究,探讨压浆缺陷的识别、定位和评估方法。结果表明:加热后管道内压浆缺陷与水泥浆体之间存在温度差异是实现压浆质量检测的关键;自主设计的具有主动加热功能的分布式光纤传感器可以准确获取预应力管道的温度分布情况,克服了点式传感器难以覆盖管道整体的局限;通过检测分布式光纤传感器中温度异常测点,可以实现压浆缺陷的快速识别和定位; 在一定情况下,压浆密实度可以通过温升进行定性评估,温升越大,压浆密实度越小。

    • 大直径泥水盾构穿越长江冲槽高效施工关键技术

      2021, 41(5):203-206. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.044 CSTR:

      摘要 (83) HTML (0) PDF 1.61 M (747) 评论 (0) 收藏

      摘要:苏通 GIL综合管廊工程采用大直径泥水平衡盾构施工。盾构隧道下穿长江深槽, 最大水土压力0.98MPa、最小覆土厚度不足17.4m,是目前中国国内埋深最大、水土压力最高的电力越江隧道。该文针对长距离越江隧道下穿冲槽区的施工难点,对大直径泥水平衡盾构的掘进参数控制、盾构姿态调整、泥水循环管理、同步注浆控制、盾尾密封方案等关键施工技术进行了系统阐述,可为后续类似地质条件下大直径长距离电力越江隧道高效施工提供借鉴和参考。

    • 周家窊黄土隧道冒顶塌方分析与处治技术

      2021, 41(5):207-211. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.045 CSTR:

      摘要 (83) HTML (0) PDF 1.54 M (667) 评论 (0) 收藏

      摘要:三门峡市国道310南移工程周家窊隧道为分离式黄土隧道,采用短台阶法施工。 左线隧道于剩余30m 贯通时,靠近进口一侧掌子面发生塌方,形成埋深70 m 条件下的冒顶,地表呈现直约径12m、深8.5m 的近似圆形陷坑。该文对项目塌方特征及成因进行分析,认为黄土地层竖向节理发育,节理切割形成竖向软弱面是导致埋深较大时隧道仍通顶塌方的主要原因。进一步提出塌方处注浆回填封闭,另一端在大管棚及径向注浆加固下单向掘进,地表陷坑分层回填的综合处治方案,现场实施后处治效果良好且隧道安全顺利贯通。

    • >路面结构与材料
    • 高原冻土地区AC-13C沥青混合料配合比设计与试验研究

      2021, 41(5):212-217. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.046 CSTR:

      摘要 (100) HTML (0) PDF 1.08 M (476) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文针对高原冻土地区公路路面的主要病害问题,通过马歇尔试验确定 AC-13C 沥青混合料配合比并对其路用性能进行试验研究。依托国道109线那曲至拉萨公路改建工程,结合 AC-13C改性沥青混合料在不同油石比和矿料级配条件下进行了最佳配合比设计; 采用浸水马歇尔试验、低温弯曲试验、车辙试验、冻融循环试验等研究了沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性、耐久性及抗渗水性能等路用性能;并铺筑试验路段进行路面厚度、平整度和弯沉检测,验证了使用该配合比厂拌沥青混合料的实际路用性能。结果表明: 110-A 级沥青配合当地集料进行混合料配合比优选设计,得到最佳油石比为5.0%,沥青用量为4.76%,空隙率为4.6%。该配合比下沥青混合料各项技术指标满足规范要求,并在试铺阶段效果良好,满足高原冻土地区公路路面性能要求。

    • 掺粉煤灰气泡轻质土动态回弹模量特性研究

      2021, 41(5):218-221. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.047 CSTR:

      摘要 (108) HTML (0) PDF 1.31 M (431) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了适应公路路基工程设计的需要,对掺粉煤灰气泡轻质土的动态回弹模量开展了室内试验研究。采用正交试验方案开展动三轴试验,对胶凝材料用量、粉煤灰掺加比例、水胶比影响气泡轻质土动态回弹模量的程度进行对比分析。结果表明:胶凝材料用量影响最大,粉煤灰掺加比例次之;在不同围压和偏应力的组合加载条件下,当轴向应力和围压同步等量增大时,掺粉煤灰气泡轻质土的动态回弹模量随之增加;仅轴向应力增加时,动态回弹模量随之减小。并基于JTGD30—2015《公路路基设计规范》推荐的通用模型,建立掺粉煤灰气泡轻质土的动态回弹模量预估模型。

    • 路用泡沫混凝土微观孔隙结构特性影响研究

      2021, 41(5):222-226. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.048 CSTR:

      摘要 (102) HTML (0) PDF 3.67 M (598) 评论 (0) 收藏

      摘要:泡沫混凝土的物理特性受其微观孔隙结构的影响。该文利用扫描电镜和Image软件对4组冻融循环下泡沫微观孔隙结构进行分析,并使用丢球算法对不同空隙率和孔径泡沫混凝土的微观孔隙进行模拟,研究微观孔隙结构对弹性模量的影响规律。得出以下结论:泡沫混凝土内部微观孔隙结构及内部的连接破坏程度随着冻融温度和循环次数的增加而加剧; 慢速冻融时,其内部破坏多为孔壁破坏,循环冻融时,在破坏力积累作用下使其内部连接发生破坏,并形成贯通裂缝;泡沫混凝土中气泡占比约为60%,多为依附于骨架的细小气泡,既能减轻泡沫混凝土的重度,又能保证其强度;泡沫混凝土的弹性模量会伴随空隙率和孔隙直径的增大而减小。

    • 掺RAP的TerminalBlending橡胶沥青混合料性能研究

      2021, 41(5):227-230. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.049 CSTR:

      摘要 (58) HTML (0) PDF 1.13 M (703) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提升橡胶沥青混合料性能,采用 TerminalBlending的方式制备橡胶沥青,研究不同胶粉生产工艺、剪切速率以及改性剂对橡胶沥青混合料性能的影响。此外,采用 RAP替代部分集料,制备掺 RAP的橡胶沥青混合料,并针对混合料的高、低温、水稳性能等进行综合测试,并与传统聚合物改性沥青混合料进行对比分析。试验结果表明:橡胶沥青具有良好的性能。最后,采用 TOPSIS方法,基于多指标评价方法对改性沥青混合料进行综合评价,结果表明:橡胶沥青中加入悬浮剂,改善了沥青的存储稳定性,其性能明显变好。

    • 一种研究沥青混凝土温度疲劳行为的室内试验方法

      2021, 41(5):231-237. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.050 CSTR:

      摘要 (47) HTML (0) PDF 1.49 M (526) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于温度疲劳现象引起的裂缝会导致沥青混凝土路面结构性能和使用质量的严重下降。温度疲劳裂缝发生在气候温和的地区,是受约束的铺装层内部温度循环应变/应力的结果。该文介绍一种在恒定应变荷载作用下测量沥青混凝土试样抗温度疲劳的试验装置。 为了模拟沥青混凝土的温度疲劳行为,采用机械方法对沥青混凝土进行单轴加载,在0.01 Hz的频率下实现恒幅正弦应变。试验结果表明:沥青含量、集料来源和沥青结合料等级对沥青混凝土的抗温度疲劳性能影响最大。

    • 基于MSCR试验的BRA改性沥青高温性能分析

      2021, 41(5):238-243. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.051 CSTR:

      摘要 (192) HTML (0) PDF 1.26 M (3875) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地评价 BRA 改性沥青高温性能,对 BRA 掺量不同的改性沥青、SBS改性沥青进行了常规震荡剪切试验(DSR)和多应力蠕变恢复试验(MSCR),对比分析 BRA 改性沥青高温性能,并利用车辙试验验证 BRA 改性沥青混合料高温性能。结果表明:PG 高温性能分级难以准确区分不同种类沥青高温性能;BRA 的掺入能显著增强沥青的高温变形恢复能力及抗永久变形能力;在一定条件下,高 BRA 掺量改性沥青的抗永久变形能力与 SBS改性沥青相当;BRA 改性沥青的应力敏感性较 SBS改性沥青而言更不易受温度变化的影响; Jnr0.1、Jnr3.2 可作为 BRA 改性沥青高温性能评价指标。

    • 负离子粉沥青混合料多重环保及降温抗车辙性能研究

      2021, 41(5):244-248. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.052 CSTR:

      摘要 (68) HTML (0) PDF 1.14 M (379) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察负离子粉(TAP)在沥青混合料中的环保性能及降温抗车辙性能,采用高速剪切制备得到不同 TAP掺量的 TAP改性沥青,并采用 TAP改性沥青和强嵌挤骨架密实型级配(SAS)制备得到负离子粉沥青混合料,测试其负离子浓度、降温效果、尾气净化效果与不同温度下的动稳定度。结果表明:当 TAP掺量为沥青质量的15%时,TAP沥青混合料表面的负离子浓度为1679个/cm3,降温效果可达5.4 ℃,NOx 净化率达到75%;因具有明显的降温效果,相当于 TAP沥青混合料大幅提高了抗车辙性能。

    • 橡胶颗粒对沥青的改性机理及其混溶体系分析

      2021, 41(5):249-253. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.053 CSTR:

      摘要 (80) HTML (0) PDF 2.58 M (706) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过扫描电镜分析、组分分析和差热分析等微观技术手段,研究了橡胶沥青混溶体系构成和改性机理,结果表明:橡胶沥青表面凹凸程度与橡胶粉细度有关,与胶粉来源和发育溶胀反应时间无关;胶粉越粗,橡胶粉改性沥青表面凹凸程度越明显。橡胶粉与沥青高温下发生传质过程,同时部分胶粉降解,使沥青中橡胶烃和不饱和双键增加。道路石油沥青与橡胶沥青在-20~0 ℃低温区间和60~120 ℃高温区间,内部没有明显聚集态变化和玻璃化转变;而在0~60℃常温区间内聚集态变化和玻璃化转变明显,改性前后沥青温度敏感性相近; 且胶粉越粗玻璃态转变越难,橡胶沥青吸热峰峰值温度越高,吸热峰热量值越大。相同目数下货车轮胎胶粉吸热峰热量值略高于小车轮胎胶粉。另外,对沥青改性效果起主要影响的是胶种种类,而不是橡胶烃含量。

    • 低温下坑槽修补界面黏结液的选择及黏结性能对比分析

      2021, 41(5):254-258. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.054 CSTR:

      摘要 (75) HTML (0) PDF 1.12 M (334) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高沥青路面坑槽修补新旧路面黏结力的耐久性。该文对乳化沥青、轻质沥青、 水性环氧乳化沥青、基于氰基丙烯酸乙酯类的水性界面黏结液 A 和油性界面黏结液 B共5 种界面黏结液进行低温工作性能研究。并对5种界面黏结液在不同掺量、温度和湿度试验条件下进行层间剪切试验和拉拔试验,对比不同试验条件的抗拉强度和抗剪强度,确定低温黏结性能最好的界面黏结液类型和用量。结果显示:在低温环境下,界面黏结液 B具有较好的施工性能,且其抗剪强度和抗拉强度都远大于其他4种界面黏结液,最佳用量为0.3~0.4 kg/m2

    • 基于灰靶决策优化的玄武岩纤维混凝土配合比设计及其阻裂增韧性能评价

      2021, 41(5):259-263. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.055 CSTR:

      摘要 (66) HTML (0) PDF 1.55 M (457) 评论 (0) 收藏

      摘要:为得到阻裂增韧性能优异的玄武岩纤维桥梁混凝土,在配合比设计时,基于灰靶决策优化理论对玄武岩纤维混凝土进行力学与抗裂性能的初步材性优选,同时通过平板抗裂、 干燥收缩、三点弯曲韧性试验研究玄武岩纤维在混凝土塑性阶段、养生期内的阻裂抑缩及后期承荷时的增韧作用规律,综合分析得出在混凝土中阻裂增韧性能最优的玄武岩长度、掺量。 试验结果表明:玄武岩纤维能有效延缓塑性裂缝开展时间、降低裂缝面积,对降低失水收缩和改善脆性开裂也极为有利,长度为12mm、掺量为0.06%的玄武岩纤维混凝土阻裂增韧性能综合最优。

    • 风积沙改性土试样压实度控制方法

      2021, 41(5):264-268. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.056 CSTR:

      摘要 (99) HTML (0) PDF 1.31 M (605) 评论 (0) 收藏

      摘要:沙漠地区修筑高等级线路工程对路堤的强度和稳定性有更高要求,需对传统的风积沙材料进行改性处理并对改性土开展大量的室内试验研究,高效制作同一规格不同压实度的试块对风积沙改性土工程特性的室内试验研究至关重要。针对当前工程普遍使用的风积沙改性土,在室内分别采用应力控制压实法和位移控制压实法分3层压实和5层压实制作风积沙改性土试块,对比分析不同压实度控制方法的压实效果以及试块的应力应变特性。结果表明:应力控制压实法明显优于位移控制压实法,3层应力控制压实法优于5层应力控制压实法。结合3层应力控制压实法,给出压实度与应力值的相互关系,通过控制压实应力大小, 配制不同压实度下的风积沙改性土试样。

    • 掺玄武岩纤维水泥稳定再生碎石基层性能研究

      2021, 41(5):269-273. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.057 CSTR:

      摘要 (105) HTML (0) PDF 1.14 M (518) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对不同的建筑垃圾掺量,通过抗压强度试验、抗弯拉强度试验、干缩性能试验、抗冲刷性能试验、抗冻性试验、抗疲劳性能试验,研究掺加玄武岩纤维对水泥稳定建筑垃圾路用性能的影响。试验结果表明:掺加纤维后,水泥稳定建筑垃圾的28d抗压强度、28d抗弯拉强度增大,干缩系数降低,28d冲刷质量损失率降低,冻稳系数增大、90d疲劳寿命提高;随着建筑垃圾掺量的增大,水泥稳定建筑垃圾的路用性能逐渐降低。建筑垃圾掺量为100% 时,掺纤维水泥稳定建筑垃圾的28d抗压强度、28d抗弯拉强度分别比不掺纤维的水泥稳定建筑垃圾增大了10.1%、17.1%,28d干缩系数降低了19.4%,冲刷损失率降低了14.6%, 冻稳系数增大了2.4%,疲劳寿命增大了26.7%(应力比为0.6)、12.6%(应力比为0.7)。建筑垃圾掺量小于等于75%、纤维掺量为0.06%时,水泥稳定建筑垃圾可应用于重交通荷载等级下高速公路基层中。

    • 垃圾焚烧炉渣再生微粉稳定碎石强度特性研究

      2021, 41(5):274-276. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.058 CSTR:

      摘要 (101) HTML (0) PDF 1.07 M (380) 评论 (0) 收藏

      摘要:为高效再生利用垃圾焚烧炉渣,采用垃圾焚烧炉渣再生微粉(WISRP)部分替代水泥,进行了不同水泥、再生微粉掺量稳定碎石的无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验。结果表明:在同样水泥用量时,掺入少量再生微粉可显著提高稳定碎石的强度;在同样胶凝材料用量时,随 WISRP替代水泥比例的增加,强度均先缓慢后大幅度降低;WISRP部分替代水泥对稳定碎石早期强度影响较小,对长期强度影响相对较大,对劈裂强度的影响远大于对抗压强度的影响。研究成果说明:利用 WISRP按照合理的比例替代水泥稳定碎石是可行的。

    • 法国BBSG沥青混合料动态模量试验研究

      2021, 41(5):277-282. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.059 CSTR:

      摘要 (287) HTML (0) PDF 1.17 M (736) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究法国沥青混合料动态模量的影响因素及结构计算中的参数取值,针对非洲塞内加尔某高速公路中使用的法国 BBSG沥青混合料开展相关试验,分析了动态模量的影响因素,给出了可供法标 Alize计算软件使用的模量参数范围和模量取值方法。结果发现: BBSG沥青混合料的动态模量具有显著的温度、频率和应变依赖特性;相同温度、相同应变水平下,低频时 BBSG沥青混合料动态模量比高频时动态模量平均偏小1500~5000 MPa,选择合适的试验频率直接决定着模量取值的合理性;相同温度、相同频率、不同应变水平下, BBSG沥青混合料动态模量值较为接近,应变水平变化对模量取值的影响不大,为避免沥青混合料损伤,模量试验的应变水平建议不大于100με;基于动态模量主曲线和主曲面均可确定 BBSG沥青混合料的动态模量,数值较为合理,可供路面结构计算使用。

    • 石灰石粉做矿物掺合料对水泥路面性能的影响研究

      2021, 41(5):283-287. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.060 CSTR:

      摘要 (78) HTML (0) PDF 1.16 M (681) 评论 (0) 收藏

      摘要:该文将石灰石粉等质量替代水泥用于水泥混凝土路面中,研究 0%、5%、10%、 15%、20%、25%和30%的石灰石粉掺量对混凝土的工作性能、强度特性、抗冻耐久性、干缩特性以及耐磨性的影响。试验结果表明:石灰石粉的掺量变化对混凝土的工作性能影响明显,加入石灰石粉后混凝土的坍落度增加,工作性能得到改善。混凝土的抗压强度、抗冻性及耐磨性在石灰石粉掺量较少时得到提高,混凝土的抗折强度则随着石灰石粉掺量的增加而降低。权衡以上各项性能,建议石灰石粉掺量不超过20%。

    • 水泥(粉煤灰)稳定煤气化多孔炉渣干缩抗裂性能研究

      2021, 41(5):288-291. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.061 CSTR:

      摘要 (109) HTML (0) PDF 1.10 M (345) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究煤气化多孔炉渣制备的水泥(粉煤灰)稳定炉渣的干缩抗裂性能,该文对比分析了水泥稳定碎石、水泥稳定炉渣、水泥粉煤灰稳定炉渣的干缩应变、失水率和干缩抗裂系数。结果表明:与水泥稳定碎石相比,水泥稳定炉渣的最佳含水率高、失水周期长、干缩应变小,干缩抗裂系数明显提高;粉煤灰具有缓冲压力、填充密实、胶结骨料的作用,水泥粉煤灰稳定炉渣的劈裂强度高于水泥稳定炉渣,而干缩系数低于水泥稳定炉渣,因而具有更大的干缩抗裂系数。工程试验也表明,水泥(粉煤灰)稳定炉渣具有良好的干缩抗裂性。

    • 纳米碳酸钙/二氧化钛与SBS复合改性沥青流变性能研究

      2021, 41(5):292-295. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.062 CSTR:

      摘要 (64) HTML (0) PDF 1.09 M (505) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用高速剪切法制备纳米 CaCO3/TiO2/SBS复合改性沥青,采用正交试验,通过常规性能试验确定复合改性沥青中3种改性剂的最佳配比,并对比分析了基质沥青、SBS改性沥青和复合改性沥青高温和低温时的流变性能。结果显示:复合改性沥青中改性剂的最佳配比为:1%纳米 TiO2+4%纳米 CaCO3+4% SBS;与基质沥青和 SBS改性沥青相比,复合改性沥青具有更好的高温抗车辙能力,但耐疲劳性能低于 SBS改性沥青;复合改性沥青的施工温度比基质沥青和SBS改性沥青分别高20 ℃和5 ℃;复合改性沥青的低温性能优于基质沥青,但比SBS改性沥青的低温性能差。

    • 水性环氧乳化型冷补沥青混合料性能评价

      2021, 41(5):296-302. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.063 CSTR:

      摘要 (90) HTML (0) PDF 1.20 M (975) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服普通乳化型冷补沥青混合料修补坑槽存在的黏结性差、初始强度低和强度成型慢的问题,提高沥青路面坑槽修补质量,该文采用水性环氧树脂对乳化型冷补料进行改性的技术。首先分析水性环氧乳化型冷补沥青混合料的强度形成机理,其次通过经验公式、 改进马歇尔试验法、析漏试验及飞散损失试验确定乳化型冷补料的油石比,最后研究了水性环氧树脂类型、掺量对乳化型冷补料路用性能及黏结性能的影响。得到以下结论:① 乳化型冷补沥青混合料油石比为4.65%;② 水性环氧树脂对乳化型冷补料的强度、高温性能、水稳性能及界面黏结性能具有明显提升作用,而对低温抗裂性能改善不足,综合考虑性能改善及成本分析,确定 BH-653水性环氧树脂掺量为9%、EP-50水性环氧树脂掺量为6%。

    • 基于Abaqus沥青混合料SCB试验参数敏感性分析

      2021, 41(5):303-306. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.064 CSTR:

      摘要 (193) HTML (0) PDF 1.66 M (616) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析半圆弯曲试验(SCB)对试件尺寸和加载条件的敏感性,设计正交试验,采用 Abaqus软件建立半圆试件受力模型,分析试件厚度、切口深度、切口宽度、支点间距等因素对半圆试件抗拉应力的影响。试验结果表明:采用极差分析法和方差分析法分析带切缝的半圆弯曲试件拉应力敏感性,各因素对拉应力影响程度依次为支点间距>切缝宽度>试件厚度>切缝深度。在进行半圆弯曲试验时,试件制作过程中要控制切缝宽度的影响,在加载过程中要控制好支点间距。试验最优参数为:试件厚度50mm,切缝深度和宽度分别为15、1.6 mm,支点间距与直径比为0.8。

    • 国道主干线广州绕城公路南环段就地热再生技术应用

      2021, 41(5):307-310. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.065 CSTR:

      摘要 (61) HTML (0) PDF 1.09 M (341) 评论 (0) 收藏

      摘要:依托广州绕城高速公路南环段,分析了就地热再生中复拌再生和加铺再生工艺的特点,采用浸水残留稳定度、车辙和冻融劈裂试验等方法评价了混合料的路用性能,采用渗水试验和构造深度试验评价了就地热再生路面的应用效果。结果表明:加入再生剂后再生沥青混合料水稳定性和高温稳定性均符合规范要求;复拌再生路面均匀性控制难度大,加铺再生路面渗水和构造深度符合要求;总结了应用经验和应用过程中存在的问题。

    • 焦化硫膏改性沥青特性及机理研究

      2021, 41(5):311-315. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.066 CSTR:

      摘要 (92) HTML (0) PDF 1.21 M (481) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探究焦化硫膏对沥青改性的改性效果和机理,对不同焦化硫膏掺量及养护龄期下改性沥青的物理性能、流变性能和红外光谱特性进行分析。结果表明:焦化硫膏改性沥青的黏滞性、感温性和流变特性均有提高。红外光谱分析发现,改性初期改性剂与沥青发生反应,生成新的物质,属于化学改性;随后,化学反应停止,主要为物理改性。

    • >交通工程与管理
    • 基于空间路权的高速公路隧道轮廓带系统评价

      2021, 41(5):316-321. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.067 CSTR:

      摘要 (98) HTML (0) PDF 1.43 M (814) 评论 (0) 收藏

      摘要:轮廓带系统广泛应用于现有高速公路隧道内,但其布设方案、形状、尺寸有较大差异,存在名称不统一、空间路权不明晰等问题。该文基于对中国大量高速公路隧道轮廓带调研分析,将轮廓带按其形式统一名称,划分为大反光环、小反光环、反光条,多点轮廓带。从横向路权、竖向路权、纵向路权的角度,构建了基于空间路权的高速公路隧道轮廓带评价体系, 并对几种典型的轮廓带系统:无轮廓带方案、大反光环方案、大反光环与反光条组合方案进行了比选。结果表明:大反光环与反光条组合方案在高速公路隧道中部视线诱导中路权更清晰、明确,推荐在高速公路隧道中采用。

    • 基于主成分分析法的城市轨道交通系统聚类分析

      2021, 41(5):322-326. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.068 CSTR:

      摘要 (95) HTML (0) PDF 1.07 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市轨道交通系统科学分类是合理选择系统制式的基础,该文针对目前定性分类居多的现状,基于北京、上海、广州、深圳、南京、重庆、长沙等城市77条轨道交通线路的预测日均客流量、最高设计速度、线路规划长度、车站设置数量、平均车站间距、单节车厢载客量、 车辆宽度7个方面的规划数据,将主成分提取的3个公因子解释为运输能力、最高速度、车辆型号3个主要因子,运用k-means聚类方法将城市轨道交通系统分为地铁、轻轨、市域快轨、市郊铁路、现代有轨电车和城市专用轨道系统6类制式,分类结果与线路实际的功能定位基本吻合。并从服务区域、运量、速度等方面例举了各类制式的技术特征,从定量分析角度验证了运量是城市轨道交通系统区别于其他公共交通方式的最显著的特征指标

    • 城市道路交叉口右转交通空间设计要素相关关系分析

      2021, 41(5):327-331. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.069 CSTR:

      摘要 (85) HTML (0) PDF 1.12 M (1299) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对右转交通空间设计缺乏定量依据的问题,分析右转交通环境各要素相关关系以及右转交通空间设计不合理引起的交通问题,归纳出右转交通运行状况主要影响因素包括转弯空间和参与主体两大类。以右转交通环境为研究对象进行数据采集,并对有效数据进行统计分析,对比各因素水平下右转弯车速均值差异,建立右转弯车速与各影响因素之间的定量关系。研究结果表明:各因素水平下右转弯车速均值有统计学意义上的差异,各因素中右转弯半径、有无人行过街、进入道路设计车速3个因素可以解释右转弯车速68.4%的变差。 研究结果可为工程技术人员进行精细化交通组织设计提供科学的依据。

    • 基于证据推理的低等级农村公路路段安全风险评价

      2021, 41(5):332-338. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2021.05.070 CSTR:

      摘要 (144) HTML (0) PDF 1.13 M (643) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对低等级农村公路路段安全风险评价中评估信息的主观性与不确定性问题,提出一种基于证据推理理论的低等级农村公路路段安全风险评价方法。首先,构建低等级农村公路路段安全风险评价指标体系,采用 COWA 算子对评价因素和指标进行赋权;然后,基于证据推理理论,在分布式评估模型框架下进行指标评估,采用解析证据推理算法融合完全信息评估和不完全信息评估,引入效用函数量化路段安全风险期望值,对路段安全风险程度进行评价与排序;最后,通过案例分析验证了该评价模型的适用性与可靠性。该评价方法可利用评估信息的主观性与不确定性,有效评价低等级农村公路路段安全风险程度。

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