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公路交通科技
公路交通科技

陈国靖

月刊

1002-0268

gljtkj@vip.sina.com

010-62077751/9198转1031 62031106转813、

100088

北京市西土城路8号

公路交通科技/Journal Journal of Highway and Transportation Research and DevelopmentCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是中央一级学术性期刊，由中华人民共和国交通部主管，交通部公路科学研究所主办，国内外公开发行。刊物主要刊登道路工程、桥梁工程、汽车运用与维修工程、汽车节能、筑路机械、交通工程、公路运输经济与管理、环境污染与防治等方面的科技成果与学术论文，以及设计施工、产品开发、科技信息等内容。
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    沥青路面热反射封层材料降温性能与机理研究

    张金喜董子震禚永昌孙国强...
    1-8页
    查看更多>>摘要：热反射型沥青路面封层可有效降低沥青路面温度,从而避免车辙病害.采用中空陶瓷微珠(HCB)和中空玻璃微珠(HGB)两种热反射材料,分别与雾封层和稀浆封层两种预防性养护技术结合,制备沥青路面热反射封层材料.利用扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射(XRD)对两种热反射材料的微观形貌与化学组成进行表征;通过室内降温试验对不同封层形式与不同热反射材料的降温效果进行研究,利用室外降温试验对热反射稀浆封层的降温效果进行研究,并探讨了HCB与HGB在封层中的热反射机理.研究结果表明:SEM与XRD试验显示HCB与HGB微观结构与化学组成使其有利于降低路面温度;室内降温试验表明,含 8%HGB 的热反射稀浆封层温度可降低2.6℃,含 100%HGB热反射雾封层温度可降低 1℃,热反射稀浆封层降温效果优于热反射雾封层,并且在相同掺量下,添加HGB的降温效果优于添加HCB;室外降温试验结果表明,相比未掺加热反射材料的稀浆封层,含 8%HGB的热反射稀浆封层的降温效果可达 5.2℃;相比未加铺热反射稀浆封,含 8%HGB的热反射稀浆封层的降温效果达到 3.3℃,热反射稀浆封在具备养护功能的同时也可以达到降温效果.研究结果可为公路关键路段的日常预防性养护提供一种可行的车辙病害解决方案.

    道路工程降温效果降温试验热反射材料热反射封层中空玻璃微珠中空陶瓷微珠

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    排水沥青路面超渗流行为时空分布规律的试验研究

    朱勇强李连生陈嘉成罗朝阳...
    9-18页
    查看更多>>摘要：为探究排水沥青路面在不同降雨环境下真实的超渗流行为,并弥补现有渗水试验表征排水能力的不足,以目标空隙率为 20%和22%、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,基于自主研发的降雨排水试验装置,采用降雨峰值比例为 0.4、降雨历时为 30 min的广州地区芝加哥雨型进行室内降雨试验和数据分析;探明重现期分别为 0.5,1,2,10,50,100 a的降雨强度下,合成坡度为2.5%的路面超渗流行为时空分布规律;提出以极限降雨强度、超渗流水位曲线和径流时间参数来综合评价排水路面的排水性能.结果表明:(1)自主研发的降雨排水装置能得到排水沥青路面超渗流行为的时空分布规律;(2)20%和 22%空隙率试验组的极限降雨强度分别为1.6 mm/min和 2.0 mm/min,试验最大径流均出现在峰值降雨阶段,出现的位置一般在距离道路中心线 0.7～1.5 m之间;(3)提升空隙率可以在一定程度上减少径流量的大小;(4)超渗流水位曲线越平缓,其内部渗流越流畅,排水能力越好;(5)超渗流水位曲线越集中,其排水能力越接近极限;(6)增加空隙率对路面径流的水膜厚度影响有限,但对路面径流的持续时间有着良好的削减作用,重现期越长这种削减作用越强,同时还能降低径流量持续时间随着重现期的增大而增加的速率.

    道路工程超渗流时空分布降雨试验排水沥青路面排水性能

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    多聚磷酸对不同基质沥青性能的影响研究

    张海红
    19-25页
    查看更多>>摘要：在沥青路面的长期服役过程中,车辆荷载、气候侵蚀和环境劣化作用会造成沥青性能的降低,进而导致路面病害的产生.为提高沥青路面性能,改性沥青被广泛应用于道路建设中.针对传统聚合物改性沥青价格高、储存稳定性差,采用多聚磷酸(PPA)对沥青进行改性.相较于传统聚合物改性沥青,PPA改性沥青具有储存稳定性好、价格便宜及高温性能好等优点,但其对于不同基质沥青改性效果的差异较大,因此遴选 6 种国内常用基质沥青,通过软化点、延度及针入度试验、弯曲梁蠕变试验、动态剪切流变试验及Pull-off试验,研究了不同PPA改性沥青高低温性能及黏附性能.结果表明:PPA的掺入可显著提高沥青的软化点,随着PPA掺量的增加,沥青的延度及针入度逐渐降低,―18℃下劲度模量显著提高,表明PPA对沥青的低温性能存在显著的负面影响.温度扫描试验结果表明:PPA对不同基质沥青流变特性的影响有着较大的差异,PPA+70#沥青的流变性能总体高于PPA+90#沥青,但其温度敏感性较大.Pull-off试验表明:PPA的加入可显著提高沥青的拉拔强度,表明PPA改性沥青有着优异的黏附性能.红外光谱试验结果表明:PPA与不同基质沥青间的反应有着较大的差异.

    道路工程沥青性能室内试验PPA改性沥青配伍性

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    不同制备工艺的温拌橡胶沥青性能

    钟献科
    26-34页
    查看更多>>摘要：为了研究不同制备工艺的温拌橡胶沥青性能差异,分析温拌橡胶最佳的制备工艺,分别制备了 3 种不同制备工艺的温拌橡胶沥青,包括:先制备橡胶沥青,再与温拌剂混合;先混合温拌剂与橡胶颗粒,再制备温拌橡胶沥青;制备橡胶沥青过程中加入温拌剂.通过开展不同制备工艺的温拌橡胶沥青针入度试验、软化点试验、流变试验与红外光谱试验,分析不同制备工艺的温拌橡胶沥青针入度、软化点、车辙因子、相位角、疲劳因子、劲度模量与化学组成的指标差异,研究温拌剂以及不同制备工艺对橡胶沥青性能的影响.同时,采用不同制备工艺的温拌橡胶沥青进行沥青混合料试件成型,研究适宜的击实温度及路用性能,包括高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性.结果表明:温拌剂的掺入将导致橡胶沥青针入度增大,软化点减小,抗车辙性能下降,但不会对橡胶沥青的低温抗裂性与抗疲劳性能产生影响;温拌剂可有效降低混合料的击实温度,不会对橡胶沥青混合料的低温抗裂性与水稳定性产生影响,但其将导致混合料的抗车辙性能下降;提前混合温拌剂与橡胶颗粒的制备工艺可以增加橡胶颗粒与沥青的溶合效应,将温拌剂对橡胶沥青抗车辙性能的影响减少到最低,同时可以降低橡胶沥青与橡胶沥青混合料的生产温度,在 3 种不同制备工艺中具有明显的优势.

    道路工程制备工艺试验研究温拌橡胶沥青流变性能抗车辙性能

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    吸波材料对水泥砂浆力学及升温特性影响研究

    张丰焰吴永畅邱贺枰张永亮...
    35-42页
    查看更多>>摘要：针对吸波材料对吸波砂浆升温特性、力学特性影响不明的研究现状,优选铁粉、石墨、碳纤维、钢纤维、磁铁矿粉等吸波材料,制备吸波砂浆,结合使用红外线热成像与循环微波加热的方法,研究了不同材料组成吸波砂浆的力学强度、升温特性、温场分布以及微波循环耐久性能.结果表明:碳纤维对砂浆的微波加热特性的改善作用最优,少量的碳纤维吸波水泥砂浆的升温特性就得到很大程度上的改善,1.5%的碳纤维含量可以提高水泥砂浆 1.59倍的升温速率.石墨和钢纤维对砂浆的升温特性改善效果较优,1.5%的石墨和钢纤维含量可以分别提高水泥砂浆1.19 和 1.16 倍的升温速率.不同种类的吸波材料对水泥砂浆的力学性能有着不同的影响,铁粉的掺入会使砂浆的抗折强度降低;石墨的掺入提高了水泥砂浆的抗折强度,但是随着石墨掺量的增多,提高的程度变小;钢纤维在掺入较小比例时强度得到提高;而碳纤维吸波水泥砂浆的抗折强度随着碳纤维掺量的增加而增加,1.5%的碳纤维含量可以提高水泥砂浆 1.13 倍的抗折强度.研究表明,所选取的多种吸波材料中,碳纤维可以同时提高砂浆的微波升温特性和力学强度,同时使砂浆获得良好的微波循环耐久性,适合作为微波除冰路面的吸波掺加材料.

    道路工程力学强度温度场优化吸波混凝土导热材料

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    吊连共筋装配式水泥混凝土路面传荷性能研究

    方明镜柯文汇周然李云建...
    43-49,60页
    查看更多>>摘要：针对具有双向传力特征的"吊连共筋"体系装配式水泥混凝土路面板间传荷能力不明晰的问题,采用自主研发的扣压式反向张拉连接件,将埋设于预制路面板内部的横向主筋与纵向主筋成对机械连接,并采用自密实水泥砂浆灌入填充接缝,开展路面板双向连接的装配式水泥混凝土路面现场试验,得出了预制水泥混凝土路面板间水平极限抗拉及竖向传荷能力,并结合路面板铺装传荷数值模拟,分析了吊连共筋装配式水泥混凝土路面板间传荷性能影响因素.结果表明,自主研发的单组连接件可承受约 53 kN极限拉力,纵横双向连接可为路面板提供约 300 kN水平抗拉能力,板间平均传荷效率达到 75%,而基层调平后可将板间传荷效率提升到 80%以上.板间传荷效率与板间机械连接刚度正相关,当机械连接刚度达到钢筋一体连接的 1/4 时,可实现一体化连接效果.传力连接布设间距不应小于0.3 m,且建议设置在路面板行车荷载轨迹下方.同时,装配式水泥混凝土路面宜采用柔性基层材料,且接缝处基层脱空对板间传荷效率及平整度影响较大.装配式水泥混凝土路面铺装前,尤其需要注意对接缝处基层找平及密封防水.研究结论为新型装配式水泥混凝土路面板间连接方式及结构组合设计提供了技术参考.

    道路工程装配式路面现场试验数值模拟预制混凝土板传荷能力机械连接

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    MICP增强改性煤矸石在水稳材料中应用的试验研究

    贾冠华贾佳刘玮李珠...
    50-60页
    查看更多>>摘要：为解决煤矸石集料强度低、吸水率高、易崩解等问题,采用微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)技术对煤矸石进行了增强改性.通过表观密度、吸水率、压碎值和超声波质量损失率的测试,同时结合SEM,EDS和XRD微观表征,研究了微生物矿化时间、菌液浓度和煤矸石粒径对MICP增强改性煤矸石性能的影响,并揭示了MICP增改性煤矸石的机理.将MICP增强改性煤矸石应用于水稳材料,通过无侧限抗压强度、间接抗拉强度和抗压回弹模量的测试,对比了MICP增强改性煤矸石水稳材料与普通煤矸石水稳材料的性能.结果表明:采用MICP增强改性技术可以提升煤矸石的物理力学性能,并且煤矸石的粒径越大增强改性效果越明显;在菌液OD600 值(溶液在 600 nm波长处的吸光值)为 0.8、矿化改性 7 d的条件下,MICP增强改性煤矸石比普通煤矸石的表观密度增加了14.66%,吸水率降低了 40.94%,压碎值降低了 7.93%;经MICP增强改性后的煤矸石表面包裹的生物CaCO3 方解石使得煤矸石的表观密度增加,吸水率和压碎值降低,强度提高,从而提升了煤矸石的性能;水泥稳定MICP 增强改性煤矸石混合料最佳含水量比普通煤矸石水稳材料降低了 17.3%,最大干密度增加了 7.9%;MICP增强改性煤矸石水稳材料各龄期的无侧限抗压强度、间接抗拉强度和抗压回弹模量比普通煤矸石水稳材料均显著提升,表现出更高的强度、更好的抗裂性能和抗变形能力.

    道路工程水稳材料微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)煤矸石增强改性

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    基于非局部Biot理论的矩形移动荷载下饱和土动力响应

    王观阳汪晓红熊文勇曾罗兰...
    61-71页
    查看更多>>摘要：为进一步研究矩形移动荷载下饱和土路基中动力响应问题,首先,基于非局部Biot理论,以饱和土地基为研究对象,建立了考虑孔隙尺寸效应和矩形荷载作用下的非局部孔隙弹性计算模型;然后,考虑路基表面的透水边界条件,采用二次傅里叶逆变换得到饱和土体在矩形移动荷载下的时域内动力响应解析解;最后,分析了在不同模态和不同非局部参数的取值下,矩形荷载移动速度和荷载自振频率的变化对饱和土竖向和水平位移响应的影响.结果表明:在低模态时,非局部参数对饱和土位移响应影响不大,而在高模态时,其影响较大,并且位移响应主要取决于低模态.非局部参数与竖向位移成正比,而与水平位移成负相关关系.当荷载自振频率增大时,位移受到非局部参数的影响,随着非局部参数增大,位移响应峰值会在更低的荷载自振频率处出现,位移响应峰值向左移动.当荷载自振频率增大时,位移受到荷载移动速度的影响,在较低荷载移动速度下会出现位移响应峰值.当荷载移动速度增大时,位移受到荷载自振频率的影响,位移响应峰值出现对应的荷载自振频率减小.

    道路工程动力响应非局部Biot理论饱和土移动荷载傅里叶变换

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    基坑开挖前坑内预降水对基坑变形的影响

    喻义天丁海滨刘昆徐长节...
    72-82页
    查看更多>>摘要：为研究基坑开挖前坑内预降水对基坑变形及对水位变化情况影响,依托某地铁站基坑工程,采用室内模型试验方法,研究了抽水速度和降水深度对坑外水位变化、围护结构变形、地表沉降、孔隙水压以及土压力的影响.运用MIDAS GTS NX有限元软件对实际工程进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比.结果表明:坑外水位随着与围护结构距离的增加,水位下降越小且降水曲线斜率越小,与试验得到的"先凹后凸"形坑外降水曲线结果一致;围护结构侧移随着降水深度的增大而增大,增加幅度逐渐减小,整体呈现"悬臂"形,底部由于受到渗流力的作用产生了一个指向坑内的"踢脚变形",最大围护结构侧移出现在围护结构顶部;坑外地表沉降呈现"对勾"形分布,最大坑外地表沉降的位置并不会随降水深度改变,而是始终出现在距围护结构大约 10 m左右;围护结构侧移和地表沉降均随降水深度或抽水速度的增加而增大;基坑降水后孔隙水压无论坑内还是坑外均减小,坑内孔隙水压减小幅度明显大于坑外,且两者在变化规律上是不同的,坑内孔隙水压呈现先减后增,而坑外孔隙水压则是一直减小;坑内外侧向土压力随着降水深度的增加均显著减小;坑内土压力随着抽水速度的增大变化不明显,而坑外侧向土压力随着抽水速度增加明显减小.

    道路工程开挖前预降水模型试验基坑抽水速度

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    高强度螺栓材料全过程真实应力-应变关系研究

    刘卓杨飞陈澳张雅俊...
    83-93页
    查看更多>>摘要：对极限状态下螺栓杆会发生较大变形的高强度螺栓连接节点进行模拟分析时,需考虑螺栓材料的真实应力-应变关系.为此,以 10.9 级M20,M24,M30 高强度螺栓为研究对象,探讨单轴拉伸状态下高强度螺栓材料的全过程真实应力-应变关系.首先制作高强度螺栓材料拉伸试件并通过开展单轴拉伸试验获得材料的全过程工程应力-应变曲线.然后采用有限元方法对单轴拉伸试验进行模拟,通过比较有限元分析和实测工程应力-应变曲线,讨论描述材料真实应力-应变关系的Ludwik,Hollomon,Voce,Swift表达式的适用性.最后基于归一化的颈缩前真实应力-应变关系以及归一化的硬化阶段真实应力-应变关系,提出两种改进的Ramberg-Osgood表达式描述螺栓材料的全过程真实应力-应变关系.结果表明:基于颈缩前硬化阶段真实应力-应变曲线拟合的Ludwik,Hollomon,Voce,Swift表达式中,Ludwik,Hollomon,Swift表达式会高估螺栓材料颈缩后的真实应力,而Voce表达式会低估螺栓材料颈缩后的真实应力;本研究提出基于归一化颈缩前真实应力-应变关系的Ramberg-Osgood表达式可较为准确地描述高强度螺栓材料的全过程真实应力-应变关系,其在强化阶段会略高估螺栓材料的真实应力;提出的基于归一化硬化阶段真实应力-应变关系的Ramberg-Osgood表达式可更准确地描述高强度螺栓材料的全过程真实应力-应变关系.

    桥梁工程真实应力-应变拉伸试验高强度螺栓Ramberg-Osgood表达式

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