浅析沥青混凝土路面裂缝产生的原因及预防措施

正裂缝是沥青混凝土路面最普遍且最主要的病害之一。虽然裂缝病害一般不会影响公路的正常使用,但由于裂缝的发展会引起沥青混凝土路面产生松散、坑槽、基层强度降低、沉陷、翻浆等严重病害,这就加剧了沥青混凝土路面的破坏速度,大大缩短了沥青混凝土路面的使用寿命,最终会破坏路面的正常使用功能,导致公路养护成本的提高,从而造成不必要的经济损失。     

旧水泥混凝土路面改造时的若干处理方法

通过对旧水泥混凝土路面引起加铺沥青混凝土面层反射裂缝的机理分析,提出了旧水泥混凝土路面改造的几种处理方法,并列举了工程实例.以上方法可为旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层时基层处理提供参考.     

半刚性路面基层开裂的力学响应

采用有限元的方法,研究了半刚性路面基层开裂后路面结构的力学响应。研究认为,路表弯沉不能准确反映半刚性路面结构的破坏状态。基层横向开裂后,沥青面层的破坏主要受控于剪应力;基层底部裂缝两侧的纵向拉应力、剪应力迅速增加,将使横缝底部两侧形成严重破坏,这为水损坏后基层形成横缝处板底脱空,进而引起面层沿横缝两侧的开裂、沉陷留下了严重隐患。基层中各层的纵向开裂,不仅使得裂缝向上层进一步扩展,导致路面结构的总体纵向开裂,而且为横向的疲劳开裂创造了条件。当基层板块大于1 m×1 m的临界尺寸时,结构仍属于半刚性路面,当基层板块的尺寸小于此值时,路面结构的应力应变状态趋向于柔性路面。     

路面类型对多年冻土区片块石路基热状态的影响

为了研究不同路面类型对高温多年冻土区路基的热稳定性的影响,基于温度监测数据,针对沥青混凝土路面和水泥混凝土路面下片块石路基温度、热流密度、热收支变化、冻融循环过程及冻土上限变化进行了详细的分析。发现沥青混凝土路面和水泥混凝土路面都对片块石路基的温度有较大的影响,但沥青混凝土路面影响程度和深度远比水泥混凝土路面大。片块石路基中心热收支量呈上升趋势,沥青混凝土路面下其上升速率大于水泥混凝土路面,且路基阳坡热收支量大于阴坡。无论路面材料为沥青混凝土路面还是水泥混凝土路面,片块石路基阴阳坡路肩冻土仍处于不断退化阶段,而阳坡冻土上限下降速率明显大于阴坡。与普通路基相比,片块石层的存在能大幅度抬升或减缓路基冻土上限下降,且浅色水泥混凝土路面更有利于路基的热稳定性。     

P波对大体积混凝土裂缝的扩展作用研究

根据断裂动力学理论及弹性P波与裂缝相互作用的分析,利用混凝土的动态断裂韧度,研究了大体积混凝土深层或贯穿裂缝在爆炸应力波P波作用下的扩展,得到了含裂缝混凝土的安全质点振动速度,并讨论了P波频率及其入射角对安全质点振动速度的影响。结果表明,频率越低、入射角越大的应力波对混凝土裂缝的扩展作用越大,频率为10 Hz垂直入射条件下,混凝土裂缝不扩展的安全质点振动速度仅为0.95 cm/s,与水利水电工程施工组织设计手册中规定的混凝土重力坝、混凝土闸墩等大体积混凝土结构的安全振速5 cm/s有较大差距,含裂缝混凝土更加容易被破坏。     

尾水隧洞衬砌混凝土裂缝预防及治理

水工隧道混凝土衬砌均存在不同程度的裂缝,本文介绍了尾水隧洞衬砌混凝土裂缝预防和不同类型裂缝的处理办法。     

总干闸胸墙裂缝危害性及处理措施分析

采用特有的裂缝单元模拟裂缝和特殊的杆单元模拟混凝土中的骑缝筋,对某枢纽工程总干闸胸墙裂缝危害性及处理措施进行了数值仿真分析。分析结果显示,此分析模型能较好模拟裂缝在外荷载下的变形及混凝土中钢筋的受力状态,对混凝土裂缝处理与加固设计提出了一条量化分析方法。     

公路施工中预防水泥混凝土路面断板措施探讨

路面发生断板,致使水泥混凝土路面使用性能下降,严重影响了公路运输的效益和行车安全,本文根据多年施工经验,提出在施工中预防断板的有效措施,供水泥混凝土路面施工参考。     

混凝土结构损伤的分形特征实验分析

在物理模型试验中分析了混凝土结构损伤演化中的分形行为,揭示了混凝土结构的裂缝生长及表面裂缝分布具有分形特性,表明分形维可以定量描述表面裂缝分布。利用分形几何学研究混凝土结构的损伤演化过程,证明了结构表面裂缝分布分形维与结构力学性能之间存在良好线性相关性,认为表面裂缝分形维可作为度量混凝土损伤程度的损伤特征因子。与基于振动理论的损伤特征因子相比,这一新特征因子具有自己的一些特色和优势,为创建新的混凝土结构健康诊断和安全性评价方法体系提供了一条新途径。     

混凝土内部裂缝对电磁波传输特性参数的影响

混凝土的使用越来越广泛,其健康状况越来越被重视.混凝土裂缝的发生发展特征是混凝土健康状况的重要表征参数.钢筋是混凝土固有结构,针对混凝土内部的裂缝,提出一种应用钢筋天线的裂缝监测方法,设置内嵌于混凝土中的发射、接收钢筋天线对,通过天线对S21参数的幅值来检测混凝土内裂缝.构建CST Studio Suite软件仿真模型...     

考虑非线性徐变的混凝土温度裂缝扩展过程模拟

混凝土温度应力超过相应龄期的抗拉强度一半时,混凝土的徐变变形不再与应力呈线性关系。采用一个混凝土非线性徐变模型来进行混凝土的温度应力计算,并给出了相应的算法。同时,吸取无网格方法在裂缝扩展模拟方面的优势,采用无网格方法对混凝土的温度裂缝过程进行了仿真计算。数值算例计算结果表明,所编制的无网格法程序具有较好的收敛性和可靠性,能够有效地模拟混凝土块在温度应力作用下的开裂发展过程,考虑混凝土非线性徐变效应后,在开裂时刻混凝土急剧增加的非线性徐变变形缓和了缝端的温度拉应力,使得相同龄期混凝土的裂缝深度和扩展速率要比只考虑混凝土线性徐变要小一些。     

高压旋喷法在镇江市南徐路软基处理中的应用

介绍了高压旋喷法在镇江市南徐路软土路基处理中的应用，提出了旋喷桩的施工工艺、质量控制要点，对应用效果作了简要评述。     

沥青路面反射裂纹温度应力的数值模拟

考虑了沥青的黏弹性,结合传热学理论,通过有限元数值模拟研究了在温度场作用下反射裂纹的应力场,探讨了不同温度场及不同道路设计参数对裂纹温度应力的影响。研究表明,由于气温交替变化,基层裂纹附近应力大于沥青的抗拉强度,进而导致裂纹扩展到路面形成路面裂纹。提出了采用聚合物纤维土工织物阻裂方案,通过数值模拟验证了其有效性。     

ISS加固红色黏土的孔隙分布试验研究

武汉市汉阳区存在着大量由冲洪积所形成的网纹状红色黏土,它遇水膨胀、软化,失水收缩、开裂。为了减小红色黏土不良性质对土路、公路路基和防渗工程造成的危害,采用离子土壤固化剂（ISS）对红色黏土进行处理。对经ISS处理前后的红色黏土,调成液限状态,进行液氮冷冻真空升华干燥,分析比表面及孔隙分布,观察微结构并统计裂隙。试验结果表明：经ISS处理后,红色黏土的结合水膜减薄,土粒之间的吸引力增强,从而使红色黏土的相对密度增大。减薄结合水膜的土颗粒在ISS连接力作用下,使红色黏土团聚结构和堆叠结构更加紧密,比表面积减小、累积孔隙体积和平均孔直径减小,从而提高了红色黏土的无侧限抗压强度和抗剪强度。     

Computational mechanics of the steel–concrete interface

Concrete cracking in reinforced concrete structures is governed by two mechanisms: the activation of bond forces at the steel–concrete interface and the bridge effects of the reinforcement crossing a macro‐crack. The computational modelling of these two mechanisms, acting at different scales, is the main objective of this paper. The starting point is the analysis of the micro‐mechanisms, leading to an appropriate choice of (measurable) state variables describing the energy state in the surface systems: on the one side the relative displacement between the steel and the concrete, modelling the bond activation; on the other hand, the crack opening governing the bridge effects. These displacement jumps are implemented in the constitutive model using thermodynamics of surfaces of discontinuity. On the computational side, the constitutive model is implemented in a discrete crack approach. A truss element with slip degrees of freedom is developed. This degree of freedom represents the relative displacement due to bond activation. In turn, the bridge effect is numerically taken into account by modifying the post‐cracking behaviour of the contact elements representing discrete concrete cracks crossed by a rebar. First simulation results obtained with this model show a good agreement in crack pattern and steel stress distribution with micro‐mechanical results and experimental results. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

大体积混凝土温度裂缝扩展过程模拟

大体积混凝土的温度裂缝是关系到水电工程中混凝土大坝安全的重要问题,它贯穿混凝土坝的施工期直至运行期。重点探讨了应用无网格法求解大体积混凝土温度裂缝扩展过程的模拟方法。无网格法采用节点来离散求解域,特别适用于裂缝开裂过程的模拟。结合混凝土热传导问题推导了伽辽金无网格方法控制方程和基本算法步骤,编制了混凝土温度场计算和温度裂缝扩展过程模拟的无网格法程序,通过具体的算例验证了所编制的伽辽金无网格程序的正确性。数值算例的计算结果表明,无网格法能够有效地模拟混凝土块在温度应力作用下的开裂发展过程,计算结果符合大体积混凝土块在均匀温降和基础强约束条件下的裂缝分布规律。     

紫山灰坝迎灰坡裂缝成因分析及灌浆防治对策

因曝气池漫顶溃坝,使紫山灰坝排渗盲沟和迎灰坡无砂混凝土面遭到局部破坏,造成排渗盲沟出口处排水量增大,有时漏灰,在排渗盲沟进口处灰面出现漏水漏灰漏斗,先在无砂混凝土面(刚性体)、后在迎灰坡坡面(柔性体)出现多条裂缝。分析产生裂缝的原因是由滑坡形成的,在实施临时抢险保坝措施和选择防治方案前提下,做了充填式灌浆可行性试验,从而对裂缝进行了灌浆处理,随后接受了当年夏季特大暴雨的考验,至今该坝运行正常。灌浆效果很好。     

Numerical modelling of desiccation cracking

The ability to model and predict the formation of desiccation cracks is potentially beneficial in many applications such as clay liner design, earth dam construction, and crop science, etc. However, most studies have focused on statistical analysis of crack patterns and qualitative study of contributing factors to crack development rather than prediction. Because it is exceedingly difficult to capture the nonlinear processes during desiccation in analytical modelling, most such models handle crack formation without considering variation of material properties with time, and are unattractive to use in realistic modelling. The data obtained from laboratory experiments on clay soil desiccating in moulds were used as a basis to develop a more refined model of desiccation cracking. In this study, the properties, such as matric suction, stiffness and tensile strength of soil, and base adhesion, could be expressed approximately as functions of moisture content. The initial conditions and the development of suction due to desiccation and the varying material properties were inputted to UDEC, a distinct element code, using its internal programming language FISH. The model was able to capture some essential physical aspects of crack evolution in soil contained in moulds with varying lengths, heights, and materials of construction. Extension of this methodology is potentially beneficial not only for modelling desiccation cracking in clay, but also in other systems with evolving material properties such as concrete structures and road pavements. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

天津高新技术产业园区海泰小区路面塌陷成因

路面坍陷是威胁城市安全运行的重要隐患。天津高新技术园区海泰区段路面塌陷、地下暗穴空洞和污水管渗漏三者之间,存在着密切的联系。作者通过现场勘查、地质雷达探测、管线机器人内窥探视技术、工程钻探、三维地质建模等综合方法研究其塌陷成因机理。研究表明,其成因机理在沿海地区具有代表性和典型性,即脆弱的自然(地质)系统与人工(工程)系统在多种因素复合控制下的相互作用,管线埋设于软土层中,由于自然沉降和后期压实作用,导致软土层垂向和侧向差异迁移,引起拼接而成的污水管线在接触部位产生缝隙、破损,使高于管线的地下水向管内渗漏,土层因颗粒物质流失而形成空洞,进而导致路面塌陷。据此,提出管线埋设前和塌陷后所采取的治理措施,重点在于防止因管线破损而造成地下水和管线内的排泄水产生交换,避免管线外转的土层颗粒流失。