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冻融循环作用下路基黏土的变形特性评价:室内试验及预估模型

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Journal of Central South University 2023年第5期30卷 1737-1749页

作者：冯介玺何忠明黄超刘正夫谢唐新 School of Traffic and Transportation on Engineering Changsha University of Science&TechnologyChangsha 410004China School of Civil Engineering Central South UniversityChangsha 410075China

路基土的变形特性对路基结构设计和路面耐久性保持十分重要。回弹模量(M_(R))和永久变形(PD)是分别表征路基土弹塑性变形的重要指标。本文旨在通过动三轴试验探究路基黏土在偏应力、围压、含水率、加载次数及冻融循环次数条件下的变形... 详细信息

路基土的变形特性对路基结构设计和路面耐久性保持十分重要。回弹模量(M_(R))和永久变形(PD)是分别表征路基土弹塑性变形的重要指标。本文旨在通过动三轴试验探究路基黏土在偏应力、围压、含水率、加载次数及冻融循环次数条件下的变形特性演变规律。结果表明:冻融循环次数对M_(R)和PD的影响显著,且其在第1次冻融循环中衰减幅度最大,在第6次冻融循环中衰减趋于稳定。同时,在前2000次加载过程中,M_(R)迅速衰减而PD急剧增加。提出并验证了一个综合考虑偏应力、围压、含水率、加载次数及冻融循环次数影响的PD预估模型。研究结果可为路基黏土在冻融循环作用下的变形特性分析提供有效参考。

关键词：路基土循环加载三轴试验变形特性冻融循环预估模型

重复荷载作用下的建筑废弃物永久变形及预估模型

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Journal of Central South University 2022年第4期29卷 1363-1375页

作者：黄超张军辉张安顺李崛王新宇 National Engineering Laboratory of Highway Maintenance Technology Changsha University of Science&TechnologyChangsha 410114China Guangxi Communications Investment Group Corporation Ltd. Guilin 541000China

本研究旨在揭示建筑废弃物在荷载作用下的宏观永久变形特性及内部结构演化。首先,通过滤纸法测定建筑废弃物的初始基质吸力。然后,通过重复加载动三轴试验揭示不同湿度及应力状态下的建筑废弃物永久变形,并建立一个全面的永久变形预估... 详细信息

本研究旨在揭示建筑废弃物在荷载作用下的宏观永久变形特性及内部结构演化。首先,通过滤纸法测定建筑废弃物的初始基质吸力。然后,通过重复加载动三轴试验揭示不同湿度及应力状态下的建筑废弃物永久变形,并建立一个全面的永久变形预估模型。最后,通过离散元对建筑废弃物在变形过程中的内部结构演化进行分析。结果表明:VAN-GENUCHTEN模型能够较好地描述建筑废弃物的土水特征曲线。永久变形随偏应力和循环加载次数的增加而增大,随初始基质吸力和围压的增加而减小。本研究所建立模型可对永久变形进行较为准确的预估。离散元可以准确地模拟建筑废弃物的宏观永久变形特性,颗粒间的剪切力、嵌挤力和滑移量随着偏应力的增加而增大。研究结果可为循环荷载作用下建筑废弃物的变形稳定性分析提供有效参考。

关键词：建筑废弃物路基填料永久变形离散元法预估模型

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粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量试验及预估模型

湖南大学学报（自然科学版） 2022年第3期49卷 154-166页

作者：冉武平王金山李玲陈慧敏新疆大学建筑工程学院新疆乌鲁木齐830047 新疆土木工程技术研究中心新疆乌鲁木齐830047

针对中国西北地区路基土存在水盐迁移引起的次生盐渍化现象,为明确粗粒硫酸盐渍土路基受荷载、湿度及盐分影响下的动回弹特性,通过室内动三轴试验,研究了15种应力路径、3个含水率和4种含盐量状态下粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量的演变规律... 详细信息

针对中国西北地区路基土存在水盐迁移引起的次生盐渍化现象,为明确粗粒硫酸盐渍土路基受荷载、湿度及盐分影响下的动回弹特性,通过室内动三轴试验,研究了15种应力路径、3个含水率和4种含盐量状态下粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量的演变规律.试验结果表明:相同湿度的粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量随围压及体应力的增大而提高,而随偏应力的增大则表现出低含盐量的先提高后降低和高含盐量的不断提高的发展趋势,同时盐含量越高,偏应力与体应力对其动态回弹模量影响越明显;同一应力水平下,含水率与含盐量的增加引起粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量逐渐提高,且盐分较水分的影响更显著.基于试验揭示的动态回弹模量对应力的依赖性,从与应力相关的典型三参数复合模型中甄选出2种适用性较广泛的理论模型对测试数据进行回归分析,继而对比出最佳的预估模型;误差分析表明,获取的Ni模型具有较高的合理性和可靠性,并建立了精度较高的该模型参数预估公式.通过预估值与试验实测值的进一步对比分析,验证了该模型参数预估公式的准确性,适合于预估粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量.研究成果可为盐渍土地区路基路面结构设计提供动力参数.

关键词：粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量动三轴试验演变规律预估模型

透水性级配碎石基层填料永久变形特性及预估模型

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中国公路学报 2022年第12期35卷 12-23页

作者：肖源杰李文奇于群丁华文俊陈晓斌中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075 中铁第四勘察设计院集团有限公司城市轨道与地下工程设计研究院湖北武汉430063

透水性级配碎石基层填料因其大而连通的孔隙可有效增强道路系统的排水和生态功能,对“海绵城市”建设意义重大,但其在交通荷载重复作用下的变形稳定性仍有待深入研究。针对由颗粒堆积理论提出的石砂比(G/S)指标所设计的5种不同的透水性... 详细信息

透水性级配碎石基层填料因其大而连通的孔隙可有效增强道路系统的排水和生态功能,对“海绵城市”建设意义重大,但其在交通荷载重复作用下的变形稳定性仍有待深入研究。针对由颗粒堆积理论提出的石砂比(G/S)指标所设计的5种不同的透水性级配碎石填料试样,开展了室内动-静三轴试验,研究了级配和应力状态对填料抗剪强度和累积塑性(永久)应变特性的影响,相应地提出了基于级配和剪应力比的力学-经验法预估模型,验证了模型的准确性。研究结果表明:相同G/S值的填料试样在同一围压水平下的轴向累积塑性应变随剪应力比的增大而增大,在同一剪应力比水平下的轴向累积塑性应变随围压的增大而增大;G/S=1.6~1.8的级配碎石填料抗剪强度和抗永久变形性能均最佳,预估模型对于不同G/S值、剪应力比和围压水平下透水性级配碎石填料轴向累积塑性应变的预测具有较高的准确性。

关键词：道路工程透水性级配碎石填料重复加载三轴试验级配永久变形预估模型

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多孔沥青混合料的动态模量及其预估模型

吉林大学学报（工学版） 2022年第6期52卷 1375-1385页

作者：何兆益李金凤周文官志桃重庆交通大学土木工程学院重庆400074 广西交通投资集团有限公司南宁530022

针对连续密级配沥青混合料AC-13、沥青玛蹄脂碎石SMA-13以及6种多孔沥青混合料(PAC-16、PAC-13a、PAC-13b、PAC-13c、PAC-10和PAC-5)开展了不同荷载频率和温度下的动态模量试验。试验结果显示:沥青混合料的动态模量随着加载频率的增大... 详细信息

针对连续密级配沥青混合料AC-13、沥青玛蹄脂碎石SMA-13以及6种多孔沥青混合料(PAC-16、PAC-13a、PAC-13b、PAC-13c、PAC-10和PAC-5)开展了不同荷载频率和温度下的动态模量试验。试验结果显示:沥青混合料的动态模量随着加载频率的增大而增大,随着温度的升高而减小,变化幅度均呈逐渐减小趋势;相比空隙率为20.3%的PAC-13b,SBS沥青AC-13和SMA-13混合料的动态模量分别平均增加了196.8%和125.1%;空隙率相近的情况下,多孔沥青混合料的动态模量随着公称最大粒径的增大略有增大;公称最大粒径相同时,空隙率减小了1%,多孔沥青混合料的动态模量平均增加了约15.8%。基于时-温度等效原理,构建了移位因子与温度的关系表达式,利用Sigmoidal模型推导计算了混合料动态模量的主曲线;综合考虑了加载频率、试验温度、沥青黏度、混合料体积特性及集料级配等多个因素的影响,建立了适用于不同级配沥青混合料动态模量的预估模型,预测值与实测结果具有较高吻合度,说明该模型能够应用于沥青路面的结构设计和分析。

关键词：土木工程多孔沥青混合料动态模量时-温等效主曲线预估模型

温度对沥青混合料导热系数的影响及预估模型验证

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长安大学学报（自然科学版） 2023年第4期43卷 12-21页

作者：顾海荣叶敏樊晓旭欧谊靳浩伟袁溪伟杨文娟长安大学公路养护装备国家工程研究中心陕西西安710064 中国路桥工程有限责任公司北京100011 陕西交通控股集团有限公司商漫分公司陕西商洛726400 长安大学水利与环境学院陕西西安710054

为提高就地热再生加热过程中沥青路面温度场的计算精度,采用理论分析和试验相结合的方法,对温度影响沥青混合料导热系数的规律、沥青混合料导热系数预估模型及沥青路面传热模型进行研究。研发基于一维稳态传热原理的单防护平板法沥青混... 详细信息

为提高就地热再生加热过程中沥青路面温度场的计算精度,采用理论分析和试验相结合的方法,对温度影响沥青混合料导热系数的规律、沥青混合料导热系数预估模型及沥青路面传热模型进行研究。研发基于一维稳态传热原理的单防护平板法沥青混合料导热系数测试装置,测试不同温度下集料、沥青胶浆和沥青混合料的导热系数以及沥青形态随温度变化的规律,分析温度影响沥青混合料导热系数的机理,对比不同模型预估沥青混合料导热系数的精度;将沥青混合料导热系数随温度变化的函数引入沥青路面传热模型,对沥青路面传热模型进行优化,并通过模拟加热试验,对优化前后沥青路面传热模型的精度进行对比。研究结果表明:随着温度的升高,沥青逐渐由固态转化为液态,SBS沥青的软化点在50℃附近,导致沥青混合料导热系数在低于50℃时,随温度的升高而增大,在高于50℃时,随温度的升高而减小;Williamson模型、并联模型、串联模型和陈则韶模型中,Williamson模型预估的沥青混合料导热系数与试验结果吻合度最好;考虑沥青混合料导热系数随温度变化规律的沥青路面传热模型更精确,预估的沥青路面加热功率曲线与试验结果重合度好,为沥青路面就地热再生加热过程中加热功率的控制奠定了一定的基础。

关键词：道路工程沥青混合料试验导热系数温度预估模型

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细粒式沥青混合料断裂愈合预估模型

材料导报 2021年第18期35卷 18090-18095页

作者：范世平朱洪洲重庆交通大学土木工程学院重庆400074

为分析沥青混合料断裂愈合预估模型,采用70#基质沥青和SBS改性沥青制备AC-13混合料半圆试件,通过半圆弯曲试验获得荷载-位移曲线,将断裂的半圆试件拼接后放入烘箱中养护,并对养护后的试件进行二次加载。采用愈合后和愈合前两次加载的临... 详细信息

为分析沥青混合料断裂愈合预估模型,采用70#基质沥青和SBS改性沥青制备AC-13混合料半圆试件,通过半圆弯曲试验获得荷载-位移曲线,将断裂的半圆试件拼接后放入烘箱中养护,并对养护后的试件进行二次加载。采用愈合后和愈合前两次加载的临界荷载比作为愈合指数(Healing index,H_(I)),并用其评价混合料的断裂愈合性能。根据毛细流动原理,建立沥青混合料愈合预估模型,并根据试验结果验证该模型的适用性,根据H_(I)建立愈合时间和愈合温度的转换关系。结果表明:发生开裂的沥青混合料试件在特定的环境中养护后具备二次承载的能力,虽然H_(I)0)能较好地拟合不同愈合温度下愈合指数随愈合时间的变化,拟合系数R~2>0.90;根据H_(I)值建立愈合温度和愈合时间的转换模型t(T)=C_(3)·e^(C_4/T)(00.95)。

关键词：道路工程愈合性能半圆弯曲试验沥青混合料预估模型毛细流动原理

土工格栅加筋碎石土动回弹模量及预估模型试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2022年第4期44卷 52-59页

作者：张航周志刚韩健中交路桥建设有限公司北京100027 长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点试验室长沙410004

加筋土路基动回弹模量是加筋土技术在道路工程中的重要设计指标。利用动三轴仪对土工格栅加筋碎石土进行动回弹模量试验,对比分析了含水率、加筋方式、剪切及侧限影响表征量对动回弹模量的影响规律,并回归分析了动回弹模量预估模型参数... 详细信息

加筋土路基动回弹模量是加筋土技术在道路工程中的重要设计指标。利用动三轴仪对土工格栅加筋碎石土进行动回弹模量试验,对比分析了含水率、加筋方式、剪切及侧限影响表征量对动回弹模量的影响规律,并回归分析了动回弹模量预估模型参数。研究结果表明:加筋土的动回弹模量随着含水率的提高而降低;土工格栅应布设在土体中的水平剪切变形层位,增加加筋层数或减少层间距,对提高动回弹模量的效果明显;在其他条件不变时,动回弹模量随剪切和侧限影响表征量的增大而增大;NCHRP 1-28A模型参数的回归结果比较理想,该模型可用于对土工格栅加筋土动回弹模量的预测。

关键词：土工格栅碎石土动回弹模量预估模型

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全厚式沥青路面温度场预估模型

同济大学学报（自然科学版） 2020年第3期48卷 377-382页

作者：李伊刘黎萍孙立军同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

对沥青层厚大于30 cm的全厚式沥青路面的温度场进行分析。基于气温和太阳曝辐量影响的累积性特点,对我国4个地区路面温度实测数据和气象数据进行回归分析,并建立以气温、太阳曝辐量、路面深度为主要参数的不同地区沥青路面温度场预估模... 详细信息

对沥青层厚大于30 cm的全厚式沥青路面的温度场进行分析。基于气温和太阳曝辐量影响的累积性特点,对我国4个地区路面温度实测数据和气象数据进行回归分析,并建立以气温、太阳曝辐量、路面深度为主要参数的不同地区沥青路面温度场预估模型。分析不同地区预估模型产生差异的原因,并引入历年的月平均气温作为地区修正系数,建立适用于各个地区的全厚式沥青路面温度场预估模型。结果表明,该预估模型具有较强的适应性和较高的预测精度。

关键词：沥青路面温度场回归分析预估模型