长期性能范文

长期性能范文（精选8篇）

长期性能 第1篇

硅酸盐水泥存放时间过长, 会发生结块和结粒现象, 同时导致水泥力学性能下降, 严重的出现水泥质量波动并影响混凝土配制及拌合[1]。水泥助磨剂应用于水泥粉磨生产中, 可降低水泥综合电耗和熟料CO2排放[2]。使用水泥助磨剂后的出磨水泥强度明显提高, 而出库水泥及出厂水泥强度则提高不大, 甚至降低, 这种情况在南方梅雨季节尤为明显[3]。本文选择两种链烷醇胺为助磨组分, 模拟水泥储存环境, 研究链烷醇胺类助磨剂对水泥长期储存后的力学性能及粉体性能的影响。

1 试验

熟料与石膏取自无锡天山水泥有限公司, 熟料矿物组成及率值见表1。

在粉磨前将熟料与石膏分别用颚式破碎机预破碎并筛分备用。称取物料4kg (3.8kg熟料+0.2kg石膏) , 分别掺入不同的醇胺类助磨剂 (预稀释成10%的溶液添加) , 在Φ500mm500mm标准实验磨中粉磨。粉磨后的物料筛去未磨细的大颗粒物料后, 用于物理性能测试。

试验中选择两种链烷醇胺, 1-[N, N-双 (2-羟乙基) 氨基]丙-2-醇 (DEIPA) 和N, N-双 (2-羟基丙基) -N- (羟基乙基) 胺 (EDIPA) , 85%, 实验室合成, 化学结构式如图1。

将小磨粉磨后的水泥样各取出2kg, 模拟水泥储存条件, 用塑料袋密封后装入塑料桶存放60d后取出, 观察水泥粉末结块情况, 并进行各项物理性能检测。水泥的胶砂抗压及抗折强度测试依据GB/T176711999, 水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性的测定方法参照GB/T 13462001。采用日本电子公司JSM-5900扫描电子显微镜对水泥试样进行微观形貌检测。粉体休止角测试依据GB1198689《表面活性剂粉体和颗粒休止角的测定》, 采用等高注入法原理测定[4]。

2 结果与讨论

2.1 长期储存对水泥力学性能的影响

表2是掺入不同助磨剂的水泥试样存放60d前后的抗压强度。由表2可见, 存放60d后各水泥样品的3d和28d抗压强度均较存放前降低。参照样的3d和28d抗压强度降低率分别为14.9%和20.1%, 而掺入0.015%DEIPA和EDIPA的水泥试样的60d抗压强度降低率值明显提高, 前者为26.8%和25.2%, 后者为24.3%和21.1%。

2.2 水泥粉体结块情况及颗粒形貌研究

从水泥粉体外观来看, 不加助磨剂的参照样中结块较多, 且存在少量较大粒径的水泥结块 (直径约3mm以上) , 碾碎后仍存在少量小颗粒 (直径1mm以下) , 同时塑料袋内壁存在水泥黏附挂壁现象, 粉体流动性差。而加入0.015%DEIPA和EDIPA的水泥试样中也存在少量小颗粒 (直径1mm以下) , 但轻微振动后又变为粉末状。图2和图3是采用JSM-5900扫描电子显微镜拍摄的参照样和掺有0.015%DEIPA的试样存放前后的SEM图片。

从图2和图3可以看出, 水泥颗粒表面均覆盖了少许凝胶状物质, 其中以掺入0.015%DEIPA长期储存的水泥颗粒更为明显。这和水泥在储存期间颗粒表面发生的微水化反应有关。粉磨后的水泥粉末由水泥颗粒、颗粒间的气体及颗粒表面的吸附水组成。在长期储存过程中, 吸附水使水泥熟料颗粒中的矿物相, 如C3A、C3S等发生微水化, 水化产物覆盖于未水化水泥颗粒表面。而水泥助磨剂在粉磨过程中吸附于水泥颗粒表面, 由于其表面活性剂的化学特性而改变了水泥粉末表面的微水化反应并产生更多的水化产物覆盖于未水化颗粒表面, 这导致了长期储存后水泥力学性能降低幅度更大。

2.3 水泥粉体休止角

各水泥试样的休止角见表3。由表3可见, 存放60d后各样品的休止角均较未存放前明显增加, 但掺有0.015%DEIPA和EDIPA的水泥粉体的休止角仍小于参照样。

(°)

3 结论

1) 水泥长期储存后抗压强度降低, 而掺入链烷醇胺类助磨剂的水泥试样的强度降低幅度更大。长期储存后水泥颗粒表面出现了明显的凝胶状物质, 休止角也明显增大。

2) 水泥长期储存后性能变化是由于水泥颗粒表面的微水化导致的。助磨剂的掺入, 加速了微水化的进程并生成更多水化产物覆盖于颗粒表面, 从而使抗压强度降低幅度更大。

摘要：模拟水泥存放环境, 研究了链烷醇胺类助磨剂对存放60d后水泥力学性能及粉体性能 (如颗粒形貌和休止角) 的影响。结果表明, 水泥长期储存后抗压强度降低, 而掺入链烷醇胺类助磨剂的水泥的强度降低幅度更大;长期储存后水泥颗粒表面出现了明显的凝胶状物质, 休止角也明显增大。

关键词：链烷醇胺,水泥助磨剂,长期存放,水泥,微水化

参考文献

[1]Taylor H F W.Cement chemistry[M].Thomas Telford Publishing, New York, 1997.

[2]赵宏义, 陈新中.水泥助磨剂应用技术[M].北京:化学工业出版社, 2010.

[3]刘春峰.模拟水泥库环境研究长期存放水泥的性能变化[J].水泥, 2008 (6) :22-23.

长期性能 第2篇

关键词： 舍饲；牦牛；血液生化指标；生长性能

中图分类号： S823 8+55 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）08-0211-03

牦牛作为青藏高原特殊环境的优势畜种，为牧民的生活提供了肉、乳、绒等产品，是当地牧民赖以生存与发展的物质基础和经济支柱，是促进藏区稳定和繁荣不可忽视的一部分。但青藏高原牧草生长期短，牦牛经历着漫长的冬季，营养极其缺乏，造成冬瘦、春死亡，探讨短期舍饲补饲对提高牦牛生产效益有重要意义。舍饲不仅能够提高日粮的能量浓度，还可以改善动物产品中蛋白质、不饱和脂肪酸的组成 [1-2]，增加牦牛肉的适口性，提高牦牛肉的营养品质，充分发挥牦牛的生长潜力，提高经济效益。血液生化指标是判断动物机体健康状况、诊治疾病，以及了解动物饲养、生长及发育的重要依据。牦牛主要作为肉用牛，生长性能是评定牦牛经济效益的重要指标。本试验通过血液生化指标和生长性能研究不同营养水平的舍饲对生长期牦牛的影响，从而对牦牛的营养水平和饲养方式提供理论参考。

1 材料与方法

1 1 试验日粮

精料参考胡令浩 [3]生长期牦牛营养需要量的研究结果，结合我国《肉牛饲养标准》（NY/T 815—2004） [4]，采用软件refs 3000进行日粮精料配方的设计。试验精料以玉米、小麦麸、油菜籽等为主要原料，以燕麦青干草作为粗饲料，精粗比7 ∶ 3，以中营养组生长期牦牛日增质量500 g为基础，分别上下浮动20%设置低、中、高3个营养水平。

1 2 试验设计

将选取的18头（3岁）健康、体况相近的生长期阉牦牛，随机分为低营养组、中营养组、高营养组3个处理组，进行全舍饲试验，每个处理组6个重复，每个重复单头饲喂。

1 3 饲养管理

每天分2次进行饲喂（08：00和18：00），精粗混合饲喂，自由饮水。预试期对牦牛进行驱虫处理，每天打扫卫生。试验共计37 d，其中预试期7 d，正试期30 d。

1 4 样品采集

血液样品采集：舍饲正试期第1天和最后1天早晨空腹采集颈静脉血液样品，每头牛采血20 mL，置于RRS分离胶管中，3 000 r/min离心10 min，取血清分装于1 5 mL离心管中，分批编号，-20 ℃保存备用。

1 5 统计分析

采用Excel 2007进行数据的初步统计处理，SAS 9 1 3软件中ANOVA程序进行单因素方差分析，采用Duncan’s法进行多重比较；试验数据均以平均数±标准差表示。

2 结果与分析

2 1 舍饲对生长期牦牛血液指标的影响

血糖（GLU）不仅能够反映动物对碳水化合物的吸收能力，同时也是机体对葡萄糖吸收、转运及代谢平衡的反映。牦牛正常GLU范围：5 77～6 17 mmol/L [5]。试验前后，牦牛的GLU都在正常范围之内。由表1可以看出，经过饲喂试验，高、中、低3个营养组的GLU含量都有所升高，但与之前的差异都不显著（P>0 05），3个组自身之间差异也不显著（P>0 05）。

甘油三酯（TG）和胆固醇（TCh）是能反映动物机体脂肪代谢和能量代谢的重要指标，能直接反映出机体脂肪消化吸收情况 [6]。由表1可以看出，经过饲喂后，高、中、低3个营养组的TG含量都有所升高，但只有中营养组TG含量显著升高（P<0 05）；TCh含量与饲喂前差异不显著（P>0 05），但高、低两个营养组之间的差异显著（P<0 05）。

血清总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLO）及尿素氮（BUN）含量反映了机体消化代谢及氮利用的情况。由表2可以看出，饲喂试验后，高、中、低3个营养组的TP、ALB、GLO含量与饲喂前差异均不显著（P>0 05），且3个组自身之间差异也不显著（P>0 05）。饲喂试验后，TP、ALB、GLO含量均有上升趋势，但所有处理组的TP、ALB、GLO含量均在正常范围：67 18～72 52 g/L、32 88～39 80 g/L、31 85～36 18 g/L 之内。这与杨俊 [7]、王敏强等 [8]对牦牛的研究结果基本一致。饲喂试验后，高、中、低3个营养组的BUN含量与饲喂前相比均显著提高（P<0 05），低、中、高3个营养组的BUN含量依次升高。

乳酸脱氢酶（LDH）是机体糖代谢酵解反应中重要的酶类，是反映动物对应激刺激的敏感性的重要指标 [9]。谷丙转氨酶（ALT）和谷草转氨酶（AST）是反映动物机体肝脏功能的重要指标，是广泛存在于线粒体中的氨基酸转氨酶，对蛋白质的代谢过程起着重要的作用。由表3可以看出，饲喂后，高、中、低3个营养组LDH和ALT含量都比试验前低，AST的含量都比试验前高。饲喂试验后，高、中、低3个营养组的LDH和AST的含量与饲喂前差异均不显著（P>0 05），且3个组自身之间差异也不显著（P>0 05），ALT含量低、中2个营养组与饲喂前相比差异显著（P<0 05）。

Ca、P、Fe、Mg都是动物机体必需的矿物质元素，对动物的生长发育有重要的作用。由表4可以看出，饲喂试验后，Ca、P含量基本都低于饲喂前，Fe、Mg含量基本都高于饲喂前，但P的含量只有低营养组显著降低（P<0 05），Mg的含量只有高、低2个营养组显著升高（P<0 05），其他差异均不显著（P>0 05）。

nlc202309011508

2 2 舍饲对生长期牦牛生长性能的影响

从表5可以看出，与舍饲前相比，高、中、低3个营养组舍饲试验后，生长期牦牛体质量都显著增加（P<0 05）。而从日增质量上来看，中营养组日增质量最高，达到488 89 g/d，高营养组日增质量次之，为475 00 g/d，低营养组日增质量最低，为136 67 g/d。高营养组和中营养组日增质量差异不显著（P>0 05），而高、中营养组与低营养组的日增质量差异显著（P<0 05）。

3 讨论

舍饲试验后，高、中、低3个营养组GLU含量都有所升高，这是由于采食精料后，牦牛采食精料所摄取的非结构性碳水化合物增多，挥发性脂肪酸增多，然后通过糖异生作用产生的葡萄糖增多，从而使GLU升高。但高、中、低3个营养组GLU含量与舍饲前相比差异都不显著（P>0 05），这是由于机体激素调节，当GLU含量升高时，胰岛素分泌量就会增多，促使血液中葡萄糖分解或转化，胰高血糖素和胰岛素共同作用控制GLU浓度趋于平衡，因此舍饲前后差异都不显著。晁文菊 [10]、Chelikani等 [11]的研究结果也证明了这一点。

舍饲试验后，高、中、低3个营养组TG含量都高于试验前，而TCh含量却比试验前低。这是由于精料日粮原料中油菜籽富含不饱和脂肪酸，参与且改善体内脂肪代谢，但是过多的脂肪也会抑制瘤胃微生物的生长，抑制瘤胃代谢，造成脂肪代谢低下。

舍饲试验后，高、中、低3个营养组的TP、ALB、GLO含量均有上升趋势，这是由于饲喂的精料日粮中有较高含量的蛋白质，经消化吸收后直接影响了血液中蛋白质的水平。高、中、低3个营养组的BUN含量都高于饲喂前，且低、中、高3个营养组血液中BUN含量依次升高，这是由于低、中、高3个营养组精料中的蛋白质含量依次升高，日粮中含氮物质增加，确实会引起血清中BUN含量的升高 [12-13]。

舍饲试验后，高、中、低3个营养组血液中酶的含量都有下降趋势，这可能是由于精料日粮中含有的油菜籽，在一定程度上抑制了酶的活性。舍饲试验后，高、中、低3个营养组血液中微量元素Fe、Mg含量升高，这是由于日粮精料配方中添加了各种微量元素；而宏量元素Ca、P的含量降低，这可能是由于放牧条件下，牧草中含有丰富的Ca、P矿物元素，而舍饲条件下，日粮中Ca、P含量相对较低所致。

舍饲试验后，高、中、低3个营养组的牦牛体质量都是显著高于试验前，由此可见舍饲对于生长期牦牛生长性能有显著影响，这是由于舍饲之后，提高了日粮的能量浓度和蛋白含量，促进了牦牛的生长。而中营养组的日增质量最高，也表明了舍饲日粮的能量水平并不是越高越好，结合前面的血液生化指标，也可以看出舍饲试验后，中营养组能量指标中的GLU、TG都是处于高、中、低3个营养组的最高水平。因此，过低的能量浓度将不能充分发挥牦牛的生长潜力，而过高的能量浓度不仅增加了经济成本，还有降低牦牛生长性能的可能。

因此，舍饲日粮高能量高蛋白，在一定程度上改善了牦牛血液中与能量和蛋白质代谢的相关生化指标，促进了牦牛生长发育，同时也降低了血液中酶的含量，降低了消化代谢水平，影响了牦牛生长，故牦牛全舍饲情况下，合理的日粮营养水平是取得较佳经济效益的途径。

参考文献：

[1] 刘 哲，吴建平，Michalk D，等 日粮中添加整粒油籽对绵羊体脂主要脂肪酸组成的影响[J] 甘肃农业大学学报，2007，42（3）：31-37

[2] Loor J J，Ferlay A，Ollier A，et al Relationship among trans and conjugated fatty acids and bovine milk fat yield due to dietary concentrate and linseed oil[J] Journal of Dairy Science，2005，88（2）：726-740

[3]胡令浩 牦牛营养研究论文集[M] 西宁：青海人民出版社，1997

[4]NY/T 815—2004 肉牛饲养标准[S] 北京：中国农业出版社，2004

[5]崔 祥 日粮能量水平对4～6月龄犊牛生长、消化代谢及瘤胃内环境的影响[D] 北京：中国农业科学院，2014

[6]张 祥 不同乳铁蛋白含量的代乳粉对犊牛生长发育的影响[D] 扬州：扬州大学，2007

[7]杨 俊 精料补充料能量水平对早期断奶舍饲犊牦牛生产性能和营养物质表观消化率的影响[D] 雅安：四川农业大学，2013

[8]王敏强，李萍莉，田永强，等 大通牦牛血清蛋白质代谢物浓度动态研究[J] 中国草食动物，2005（2）：148-150，37

[9]沈明华 玛多牦牛红细胞血清及组织中乳酸脱氢酶活性的测定[J] 中国兽医杂志，2005，41（7）：16

[10] 晁文菊 补饲对围产期牦牛生产性能及其犊牦牛生长发育的影响[D] 西宁：青海大学，2009

[11]Chelikani P K，Ambrose D J，Keisler D H，et al Effects of dietary energy and protein density on plasma concentrations of leptin and metabolic hormones in dairy heifers[J] Journal of Dairy Science，2009，92（4）：1430-1441

[12]张宏福，顾宪红 仔猪营养生理与饲料配制技术研究[M] 北京：中国农业科学技术出版社，2001：234-239

[13]Kanjanapruthipong J Supplementation of milk replacers containing soy protein with threonine，methionine，and lysine in the diets of calves[J] Journal of Dairy Science，1998，81（11）：2912-2915

长期性能 第3篇

1 沥青路面长期性能研究的必要性

为满足辽宁省公路行业未来的需求, 寻求适合辽宁普通公路实际情况的路面养护决策预测参数;确定荷载、环境、材料性能及其变化范围、施工质量和养护水平等对路面破损和使用性能的影响;为建立长期数据库提供准确信息与数据用以支持公路管养工作, 沥青路面长性能研究是一项具有长远战略意义的课题。

2 国内外沥青路面长期性能研究现状

2.1 国外研究现状

美国是国际上最先进行LTPP研究的国家, 自上世纪50年代美国公路研究局即在伊利诺伊州开展了AASHO (美国国家公路与运输协会标准) 道路试验, 但因其具有一定局限性, 该试验只进行2年时间, 这完全可以认为是美国沥青长性能研究的开端。1984年美国运输战略研究建议将LTPP作为公路战略研究计划 (SHRP) 的一部分, 可以认为美国开始LTPP的研究。1986年SHRP研究计划正式公布, LTPP试验设计确定, 其中涉及普通路面研究及特殊路面研究两项内容, 同时开发LTPP数据库和致力于路面长期性能研究数据分析。1989年美国开始了直到今天仍未停止的路面长期性能数据的采集工作。截止目前, 美国是在LTPP研究领域取得较丰硕成果且积累较丰富经验教训的国家, 其成果及经验对我们开展适合我省的LTPP研究工作有很好的借鉴做用。

2.2 国内研究现状

交通部公路科学研究院联合一些科研机构及大学, 主要针对国内高速公路将从过去的建设快速发展的20年到未来20年建、管、养并重的发展阶段的特点, 而在全国范围内展开LTPP研究工作。从其研究现状中得到如下信息:

(1) 1999年, 对国内已建成的一万多公里高速公路进行公路信息调查, 总结了多种沥青路面主要损坏形式, 包括结构性损坏 (水损坏、横裂、反射裂缝、基层强度不足、路基沉陷) 、功能性损坏 (泛油、松散、车辙) 。初步总结高速公路沥青路面状况:

1) 通车1-2年发生损坏

表现普遍, 主要是施工质量问题。

2) 通车3-5年发生损坏

表现最普遍, 施工质量有控制, 但关键环节不到位。

3) 通车5-10年发生损坏

施工质量控制相对较好, 基本符合设计与施工规范要求, 但对不同的交通条件, 环境条件, 使用性能表现不一。

4) 通车10年以上

为数不多, 京津塘、广深、济青等线路, 施工质量较好, 沥青层厚度也相对较厚。

(2) 2006年9月交通部公路司组织一次全国性高速公路调研, 发现相当一部分高速公路沥青路面结构使用寿命不到5年。此次调研取得重要共识, 开展高速公路LTPP研究非常有必要且时机已经成熟。建立国家级的高速公路沥青路面长期性能观测基地, 及一个足尺路面加速加载试验环道 (仍在建设中, 计划2014年建设完成并展开现场试验, 环道共设置36种路面结构形式) , 并与各种试验手段综合应用。

(3) 对交通量与气候环境变化给予足够重视, 逐步研究建立成型的模板将两种因素对道路使用性能的影响考虑进去。

(4) 已建立高速公路LTPP框架体系

1) 影响高速公路LTPP的因素

(1) 交通荷载、环境与地质因素

(2) 路面材料、路面结构组合形式

(3) 原材料控制, 施工工艺、质量检验评定

(4) 性能检测评价

(5) 养护设计、养护施工

(6) 全寿命周期经济分析等

(7) 路面结构设计是基础、施工是手段、养护是辅助措施

(8) 缩小设计的理想化与施工的不均匀性之间的差距

2) 高速公路LTPP项目研究内容 (3个分题、10个子题)

(1) 分题1我国高速公路沥青路面使用性能评价与总结

a.子题1.1我国高速公路沥青路面使用性能研究成果的总结

b.子题1.2沥青路面结构设计方法与设计参数验证

(2) 分题2高速公路LTPP框架体系

a.子题2.1高速公路LTPP研究框架体系的研究

b.子题2.2综合试验手段在LTPP研究中的应用与开发

c.子题2.3高速公路沥青路面寿命周期经济分析与方法研究

(3) 分题3高速公路LTPP观测研究与实施

a.子题3.1长期性能观测试验路段布局与观测试验路的选择

b.子题3.2长期性能观测试验方法与设备技术要求的研究

c.子题3.3长期性能观测数据库的开发

d.子题3.4长期性能观测的管理、组织与运行模式研究

e.子题3.5典型高速公路沥青路面长期性能观测示范

(5) 气候分区方案:采用ARCGIS软件对全国147个气象站30年气象资料进行分析, 确定气候分区方案。

(6) 建立了LTPP观测试验路布局方案, 包括5类一般性路面及6类特殊路面观测路段。

(7) LTPP观测试验路段 (GPSHE SPS) 确定方法:按气候分区图选取试验路段。

(8) 已建立中国沥青路面长期性能信息管理系统, 并提供观测数据查询。

(9) 辽宁科研院也在进行路面决策预测的研究, 确定了预测方程式, 并利用2003年-2008年的检测数据进行回归分析, 确定方程式参数, 从成果资料来看, 回归分析仅用四条线路全年的一个值进行研究, 并得出结论, 但深入研究仍需进行大量工作。

3 辽宁省普通公路LTPP研究方案

在普通公路上进行路面长期性研究在国内应该是还没有进行过尝试, 普通公路的复杂性也决定了研究的复杂性, 前期的规划制定及资金支持应该是开展好此项工作的前提。国内外LTPP的研究成果及经验教训给我们提供了一个良好的借鉴作用, 但建立适合我省普通公路特点LTPP研究工作仍具有一定的难度和复杂性, 但也因为如此更体现普通公路LTPP的研究价值, 现根据我省普通公路特性初步制定浅显研究方案。

3.1 制定LTPP目标

美国LTPP研究中为寻求支持, 项目最初的目标很广泛, 考虑众多影响因素, 但是后操作中难以衡量和跟踪进度, 这个经验告诉我们在最初的目标制定中不能力求解决所有问题、满足所有各方的所有需求, 应整合我们现有的基础研究设施, 着重实现项目利益最大化。

3.2 确定气候分区

宜根据地区以往气候资料进行区域划分, 辽宁气候特点以“四季分明, 寒冷期长;雨量集中, 东湿西干;平原风大, 日照丰富”为主, 暂拟定将辽宁分为东部山区、一般地区、无砂石地区、水网地区四部分。

3.3 确定LTPP研究内容

根据辽宁省普通公路特点, 在着重观测新建路面的原则上确定LTPP研究内容大致如下:

1) 特殊路面 (SPS, 新建路面)

2) 一般性路面 (GPS, 现有路面)

3) 路面使用性能检测评价

4) 交通荷载观测

5) 长期性能观测数据库的开发

3.4 LTPP数据采集

原始数据是一切研究分析的根本和源头, 只有进行最科学、真实、准确的原始数据采集才能给科学研究提供最有价值的数据基础, 不准确的数据可以导致错误的结论、决策、模型, 因此制定一套科学的数据采集管理制度是提供优质数据的前提。

1) 数据采集项目

根据暂定的LTPP研究内容及我们目前具备的检测能力, 暂定数据项目如下:

(1) 所有路段基本数据 (路面修建年代、结构信息、材料信息、施工信息等)

(2) 气候数据 (根据当地气象部门信息, 或有条件为重点路段设置气象采集装置)

(3) 养护数据 (路面养护历史)

(4) 大修、改建数据

(5) 交通荷载数据 (包括交通量、路面应力应变等检测)

(6) 路面使用性能数据 (包括平整度、车辙、病害、弯沉等指标检测)

2) 数据存储与分析

用于LTPP研究的数据具有数量大、统计繁杂且积累时间长的特点, 这就需要建一个用于LTPP研究的数据库, 可考虑与其他公路信息管理系统相结合, 做到信息共享。同时, 制定科学的数据质量管理体系, 保证优质数据, 避免错误数据参与决策分析。数据分析是实现LTPP研究成果的关键所在, 但其多元的方式方法决定其结果也会存在不同的差异, 在借鉴国内外LTPP数据分析方法的同时, 找到适合我省普通公路的数据分析方法也是我们实现辽宁省LTPP研究的关键所在。

4 展望辽宁省普通公路LTPP研究

LTPP研究在美国开展了二十多年, 其在LTPP研究上已取得了一定的成果和经验, 我们有机会可以借鉴其运作的模式和成果, 这对我们来说是一件不无益处的事情, 但是在状况比较复杂的普通公路上开展LTPP研究对我们来说还是具有一定的挑战性, 需要我们投入大量的人力、物力, 相关的资金及政策的支持就非常重要, 而且一个机构的科研能力有限或研究方向单一, 可以考虑多个机构联合, 这样就可以将我省LTPP研究工作开展起来并取得成果的机率增加到最大。

科学无国界, 虽然我们对普通公路LTPP研究工作刚刚起步, 但是我们及时预见到LTPP研究的长远发展趋势与价值, 致力于发展LTPP研究也是让辽宁省的公路事业更好、更快的向未来发展。

摘要：本文从国内外沥青路面长期性能研究现状出发, 结合辽宁省普通公路现状, 浅谈辽宁省如何开展普通公路沥青路面长期性能研究的必要性及其方案的建立。

关键词：沥青路面,路面长期性能 (LTPP) ,现状,方案

参考文献

[1]郝大力, 王秉刚.路面长期性能研究综述[J].国外公路, 1999, 19 (01) .

[2]刘喜平, 孙立军.环境因素对路面使用性能的影响[J].同济大学学报, 1996, 24 (04) .

[3]姚祖康.路面管理系统[M].北京:人民交通出版社, 2004.

[4]沈金安, 等.高速公路早期病害预防措施的研究[R].交通部公路科研所, 2004.

岩石锚固工程的长期性能与安全评估 第4篇

关键词：岩土锚固,长期性,安全评价

岩土锚固工程是一项效果非常好的加固技术。主要通过对锚杆的操控, 连接地层深处的坚固岩石和岩石表面, 从而加强岩石的承载能力, 避免岩石发生坍塌现象。这种方法只能短时间内对岩石进行加固, 无法达到长期稳固的效果。但是, 仅仅保障施工现场的安全是足够的。尤其是在水利工程和隧道工程中, 这种技术得到了广泛的应用和推广。山体结构和水下结构并不是很严密, 受到外界强烈的震动很容易产生下陷和坍塌现象, 对施工进程造成了阻碍。而岩石锚固工程正是为了解决这一问题而产生的。锚固技术的长期性能和安全评估也成为研究人员重点研究和关注的问题。

1 锚固技术简介

1.1 岩土锚固技术的概念

锚杆是一种杆件类的物体, 用来固定在地基和边坡的岩土层中, 另一端与工程物相连, 主要用来支撑水土压力加载在工程物上的推力, 锚固技术是岩土工程中一个重要的分支, 在近年来的工程项目中应用十分广泛, 它能有效减少工程上滑坡、坍塌、岩土崩裂等地质灾害, 与传统结构材料相比, 锚杆有着自身特有的性质, 主动控制性能比较强, 比传统材料更加先进, 可以利用一些高科技材料来加强锚杆自身的稳定性。

1.2 锚固技术在国内的发展

锚杆的最初运用是在德国的某一地下挖矿工程中, 施工人员偶然发现锚杆不仅造价比较低, 而且操作手段比较简单, 稳固性能还特别好, 所以锚杆的应用在建筑行业被广泛地推广。我国也早已掌握了这门技术, 经过了不断地发展和完善, 锚杆的类型告别了单一的形式, 实现多样化的标准。但是, 毕竟锚杆流传到我国的时间比较短, 所以岩石锚固技术相比与西方发达国家还比较落后, 锚固技术还有很大的发展空间和发展前景。目前, 我国研究人员主要把研究重点放在了锚固工程长期性能和安全评估上。这是因为锚固工程的长期性能越好, 越能使岩石结构保持长期的稳定性, 确保工程的耐久性和坚固性。

2 锚杆安全性问题分析

锚杆的安全问题是锚固技术的核心问题, 导致锚杆安全性问题的原因:第一, 锚杆的安全系数, 锚杆的安全系数由抗拔安全系数和抗拉安全系数组成, 要选择合理的安全系数, 才能保证整个工程的安全性能。第二, 腐蚀问题, 造成腐蚀的原因有外部自然因素和自身内部构造因素, 锚杆工作环境恶劣, 长期受到空气或雨水中酸性物质的腐蚀, 容易出现腐蚀破坏。

3 提高岩土锚固长期性能的策略分析

提高锚杆设计的安全系数。当锚杆受力不均匀时, 容易导致钢绞线断裂, 提高锚杆设计的安全系数是解决此问题的有效手段, 在对预应力锚杆进行设计时, 要充分考虑锚杆的工作载荷和自由张拉段长度。

对岩土锚杆技术的选择要考虑到生产设备的安全性和稳定性, 如果设备的参数不满足施工实际, 很容易造成一些问题, 这些问题也会严重制约我国经济的发展以及我国社会主义的发展, 所以为了对这些问题进行处理, 要采取相应的岩土锚固工程的策略, 保持施工的稳定性和安全性。

为了提高岩土锚固工程的长期性能和安全性, 实现其不断发展, 加大科研投入是很有必要的, 应改用新型材料, 让锚杆配套锚固机具更加高效、便捷和耐用。另外, 要大力开发新式锚杆, 如自钻式锚杆和让压锚杆, 高压灌浆式锚杆和可拆式组合锚杆等, 只有采取这样的措施, 才会促使我国岩土锚固技术更加成熟。

4 如何对岩土锚固工程进行有效的安全评价

随着我国社会的不断发展, 锚固工程在建筑工程中的应用也日益广泛, 该工程主要是针对环境比较恶劣的地区进行施工, 在不具有环境优势的位置的施工发挥着重要的作用, 不但有效地提高工程的施工质量, 更保证施工的稳定性和可靠性。所以岩土锚固技术为我国社会主义现代化建设提供了有利的条件, 同时也使得我国的建筑水平有了很大提高。

施工人员在施工之前要对整体的施工情况进行考察, 这主要涉及对施工人员技术水平考察, 要想保证施工的顺利进行, 必须考虑到施工人员的身体素质和技术水平。同时也应该注意对施工设备的检查, 在环境恶劣的地方施工需要施工强度比较大的施工设备。另外, 还要注意对施工材料的检查, 施工材料必须符合当地的施工实际, 恶劣环境下的施工和普通的施工材料选择不一样, 要选择稳定性和质量比较强的材料, 因为这种材料可以有效地抵御外界环境所带来的问题。所以, 要保证岩土锚固施工的质量, 就必须要考虑到各方面的人力和物力资源的选择, 这样才能有效地保证施工的安全性和施工的稳定性, 为我国工程建设的发展提供有力的保障。

5 结语

本文通过对岩土锚固工程的介绍, 分析了提高岩土锚固工程的质量的具体方式, 为我国建筑行业的发展提供了有力依据。要想提高岩土锚固工程的质量水平, 必须要加强对当地环境的了解, 并制定合理的施工方案, 同时要注意对施工材料的选择, 提高施工人员的专业水平, 从而可以有效地提高岩土锚固工程的稳定性和可靠性。随着我国科学技术的不断发展, 我国建筑工程的水平也会不断地提高, 为岩土锚固技术的发展提供了有利的条件。

参考文献

[1]韩军, 张智浩, 艾凯.影响岩土锚固工程安全性的几个关键问题[J].岩石力学与工程学报, 2006, (S2) :28-29.

[2]刘克文, 吴蔚.对发展我国岩土锚固的几点意见[J].西部探矿工程, 2005, (04) :54-56.

基层对水泥路面长期性能的影响研究 第5篇

路面结构的长期性能在使用过程中体现为路面板所受的应力 (包括荷载应力和温度翘曲应力) 、路表弯沉、接缝的传荷性能以及疲劳耐久性, 同时路面板应有一个均匀、稳定的支承, 以避免路面板不同位置的挠度差过大或局部脱空导致的断裂。

传统的理论计算方法在进行结构应力分析时, 将基层、垫层和路基融为一个体系, 成为一个均质体, 不能够完全反应各层的结构特性, 尤其是基层的结构特性[1]。实际上, 对于刚度较大的水泥处治基层和贫混凝土基层, 基层本身不仅承受了一部分荷载应力, 同时基层的设计参数 (厚度、模量以及层间接触界面特性) 也会对路面板的受力产生很大的影响。本文通过三维有限元系统分析了不同基层参数对路面结构长期性能的影响。

1 基层对路面板应力的影响

1.1 基层对路面板车辆荷载应力的影响

不考虑温度场作用时, 单轴-双轮轴载作用于板纵缝边缘中部时为路面板的临界荷位。在轴型、轴重和荷位一定的情况下, 路面板应力的大小取决于板的应变和刚度的大小, 通常路面板的刚度变化不大, 因此, 路面板的应力主要取决于板的应变。而应变的大小又取决于路面板的刚度和地基的支承刚度, 其中地基的支承刚度与基层模量有着密切的关系, 通常基层的模量越大, 地基的支承刚度越大[2]。

为了分析基层模量对路面板车辆荷载应力的影响, 选取典型路面结构, 固定基层的厚度为20cm, 层间接触界面采用水泥稳定碎石类型接触面, 路面板和土基计算参数如表1所示。

表2显示了不同基层模量、基层厚度和层间接触面特性对板底和基底最大弯拉应力的影响。从计算结果可以看出, 层间完全粘结时和非完全粘结时, 路面结果的应力相差很大, 而非完全粘结时相差不大, 考虑到实际路面结构中, 不存在完全粘结的接触面, 因此在计算时应避免采用完全粘结的接触面, 否则计算结果将产生很大的出入。

为了便于分析, 将表中计算结果绘于图1、2, 从图中可以看出路面板应力随基层模量和厚度的增大而降低, 而基层本身应力随基层模量增大而增大, 随基层厚度增大而降低。因此, 按照上述分析, 采用高厚度、低模量的基层有利于路面结构的受力, 然而, 实际上通常基层模量越大基层强度也越大, 而且从造价上来看, 增加模量要由于增加厚度。从图中可以看出, 基层模量不宜小于3000MPa, 基层厚度不宜小于15cm。

1.2 基层对路面板耦合应力的影响

考虑温度场作用时, 基层对路面板应力的影响发生了显著的改变, 计算结果如表3、4所示, 计算参数同上。

据上表分析, 虽然基层模量和厚度的增大可以有效降低路面在车辆荷载作用的应力, 但基层模量和厚度的增大会大大提高基层对路面板的支承刚度, 从而导致温度翘曲应力显著增大。从表中的计算结果可以看出, 温度翘曲应力的增大量已经超过了车辆荷载应力的减小量, 致使耦合应力随基层模量和厚度的增大反而有所提高。相比基层模量和厚度, 层间接触特性对耦合应力的影响较大, 层间结合越紧密, 耦合应力越大, 因此, 建议对层间进行减摩处理。

据上表分析, 虽然基层模量和厚度的增大可以有效降低路面在车辆荷载作用的应力, 但基层模量和厚度的增大会大大提高基层对路面板的支承刚度, 从而导致温度翘曲应力显著增大。从表中的计算结果可以看出, 温度翘曲应力的增大量已经超过了车辆荷载应力的减小量, 致使耦合应力随基层模量和厚度的增大反而有所提高。相比基层模量和厚度, 层间接触特性对耦合应力的影响较大, 层间结合越紧密, 耦合应力越大, 因此, 建议对层间进行减摩处理。

2 基层对路面板挠度的影响

2.1 负温度梯度作用下基层对路面板挠度的影响

负温度梯度作用下, 路面板底部温度高于顶部温度, 路面板向上翘曲, 四边角隅向上卷曲, 致使路面板角隅处发生初始局部脱空。板角是否会发生脱空以及脱空量的大小, 取决于板角挠度的大小, 而板角挠度的大小又取决于温度梯度的大小、基层支承刚度、层间约束以及接缝类型。

考虑基层温度场变化非常小, 仅取路面板的最大负温度梯度, 计算了不同基层模量、厚度以及层间约束条件下路面板角隅的最大脱空量, 如表5、6所示。

表5显示了最大负温度梯度作用下板底挠度、基顶挠度以及脱空量随基层模量的变化情况。从表中可以看出, 板底挠度、基顶挠度随着基层模量的增大先是增大, 随之又降低, 板角脱空量也是如此。究其原因, 当基层模量较低时, 基层的支承刚度较低, 因此负温度梯度产生的变形约束较小;随着基层模量的增大, 基层支承刚度增大, 此时, 板底挠度和基顶挠度都随之增大;随着基层模量的进一步增大, 虽然基层的支承刚度继续增大, 但此时, 基层自身的刚度已经很大, 挠度也随之迅速降低。

同理, 基层厚度对板底挠度、基顶挠度以及板角脱空量的影响具有相似的结果, 如表6所示。

2.2 正温度梯度作用下基层对路面板挠度的影响

板下最可能出现脱空的区域是重复荷载作用下最大挠度出现的地方。最大挠度的出现是车辆荷载、温度变化和湿度变化综合作用的结果。一般而言, 当车辆荷载作用于板纵缝边缘中部且有负温度梯度作用时, 或车辆荷载作用于板横缝边缘或板角隅且有正温度梯度作用时, 会出现最大挠度。Larralde认为最大挠度出现在第二种情况下, 所以脱空多发生在板角隅处[3], 这与许多调查研究的结论相一致。

研究表明, 双轴-双轮轴载作用于板角隅处时, 路面板挠度最大, 《水泥混凝土路面设计规范》 (JTG D40-2002) 也以双轴-双轮轴载作用于板角隅作为最大挠度的临界荷位。

图3、4显示了双轴-双轮轴载200kN和正温度梯度耦合作用下路面板板角的挠度。从图3可以看出, 板角挠度随基层模量增大呈曲线降低, 当基层模量小于5000MPa时, 挠度迅速降低, 当基层模量大于5000MPa后, 降低速率变得缓慢。

从图4可以看出, 板角挠度随基层厚度增大也呈曲线降低, 当基层厚度小于25cm时, 挠度急剧降低, 随着基层厚度的经一步增大, 挠度趋于稳定。

2.3 基层对路面板挠度分布的影响

轴载和温度作用下, 路面板板角的挠度实际上由路面板、基层以及土基的压缩变形构成, 而路面板和基层的刚度要远大于土基的刚度, 因此, 当路面板与基层, 基层与土基接触基层顶面的挠度主要由土基的竖向变形引起。而当土基的竖向变形过大时, 必然会产生不可恢复的塑性变形而累计[4]。众所周知, 在轴载作用下基层顶面各个位置产生的挠度是不同的。正是因为挠度差的存在, 导致塑性累计变形差的产生, 进而引起基层顶面与路面板底的脱空。

提高基层的模量和厚度不仅可以降低基层顶面的最大挠度, 还可以改善基层顶面的挠度分布, 也即减小基层顶面的挠度差。图5、6分别显示基层模量以及厚度对路面板挠度分布的影响, 从图中可以看出, 当基层模量和厚度较小时, 板角与板中的挠度差较大, 当基层模量超过3000MPa, 基层厚度超过20cm时, 板角与板中的挠度差显著降低。

3 结论

本文还通过有限元分析了不同基层参数对路面板长期性能的影响, 包括路面板的受力、路表弯沉以及接缝的传荷性能。本文的主要结论如下:

(1) 增大基层模量和厚度可以有效降低路面在车辆荷载作用下的应力, 但同时也会大大提高路面板的温度翘曲应力, 致使耦合应力随基层模量和厚度的增加反而有所增大, 与之相比, 层间越光滑耦合应力越小, 因此, 建议在提高基层模量和厚度来降低路面板应力的同时, 对层间进行减摩处理。

(2) 分析表明, 当基层模量小于5000MPa, 基层厚度小于25cm时, 提高基层的模量和厚度可以提高基层的支承刚度, 有效减小板角挠度;当基层模量超过3000MPa, 基层厚度超过20cm时, 提高基层模量和厚度, 可以改善基层顶面的挠度分布, 板角与板中的挠度差显著降低。

摘要：基层力学参数对水泥混凝土路面板的受力有很大的影响。采用三维有限元法分析了基层参数, 包括基层模量、厚度以及层间接触界面特性对水泥混凝土路面板的荷载应力、温度翘曲应力、路表弯沉的影响。结果表明:提高基层模量和厚度可以有效降低路面在车辆荷载作用下的应力, 提高基层的支承刚度, 从而减小板角挠度, 防止产生初始局部脱空。提高基层的模量和厚度可以改善基层顶面的挠度分布。

关键词：水泥混凝土路面,基层,荷载应力,温度翘曲应力,有限元

参考文献

[1]姚祖康.半刚性基层水泥混凝土路面的结构计算方法[J].华东公路, 1997, (3) :3-8.

[2]胡昌斌, 等.福建省重载交通水泥混凝土路面结构研究[R].福州:福州大学, 2007:80-87

[3]Adriaan J.Vanwijk, Jesus Larralde, and Wai F.Chen.Pumping prediction model for Highway concrete pavements.Journal of transportation engineering, 1989, 115 (2) :161-175

[4]杨建军.福建省水泥混凝土基层结构及性能研究[D], 硕士论文.福州:福州大学, 2007:50-53

长期性能 第6篇

关键词：排水路面,使用性能,观测方法,评价

随着公路通车里程、车流量和行驶速度的与日俱增, 特别是雨天交通事故的剧增, 引起了交通管理部门的重视, 需要对我国路面结构进行创新探索, 而且公路交通噪音污染问题也逐渐受到重视, 成为公路工程建设可行性研究的重要内容。排水性沥青路面因其特有的开级配大空隙结构, 具有良好的抗滑性能、噪声低、抑制雨天行车水雾、减轻夜晚行车眩光等优点, 成为路面结构多样化的重要研究方向[1]。我国在2000年以后, 曾先后在上海、河北、重庆、黑龙江、江苏、广东、四川等多地进行过排水路面的应用探索[2], 随着时间的延长以及行车荷载次数的不断增多, 它的使用性能会逐步地衰减下来, 需要通过跟踪观测路面长期使用性能变化来及时了解排水性沥青路面使用性能的衰减程度, 从而采取适当的养护措施用以恢复和提高其性能。

1 路面使用性能测试的影响因素分析

1.1 结构类型

从公路路面来看, 重点借助基层、面层、面层厚度、路面的材料特性以及基层厚度等展示出它的结构特征, 路面的类型不同, 那么他们所体现出来的路面性能也会有一定的差异。我国的沥青路面结构几乎都采用半刚性基层, 其上覆盖不同厚度和级配类型的沥青混合料面层。面层直接与车轮和大气接触, 承受着行车荷载和环境因素的作用, 较大厚度的面层可以增强路面结构的承载能力, 从而使路面能在较长时期内满足行车要求。我国排水性沥青路面基本仍沿用传统的沥青路面结构, 只是在沥青面层的上面层采用大空隙的排水性沥青混合料。

1.2 路面材料

从沥青混凝土所具备的路面性能来看, 受到了材料的极大影响, 重点表现在石料以及沥青的性质、种类存在着一定的地区差异。不同的路基路面类型所表现的使用性能不尽相同, 而材料性能则主要体现在各结构层所用原材料的种类及其性质上, 由于不同材料组成的不同类型沥青混合料在胶结材料、级配、物理力学性能的差异也会引起路面平整度、开裂及抗滑性能等使用性能的变化。

1.3 交通因素

从路面来看, 它的性能衰减受到了交通荷载的作用次数以及大小的重大影响。在相同条件下, 交通量以及轴载越大, 那么路面状况的恶化速度也就会越快, 然而路面的平整度指标可能会存在着一些例外, 一些研究结果表明交通荷载与路面平整度之间的相关性不高。因此在分析路面使用性能衰减变化规律和进行性能预测时, 还应将交通荷载作为一个重要因素进行考虑。在使用性能预测中常将标准轴载累积作用次数或路面使用年限作为主要的影响变量, 其实这二者是完全等价的, 在实际路面性能测试分析中采用时间参数往往更为合适与方便。

1.4 气候因素

从大量的环境因素来看, 湿度以及温度影响路面性能的程度最严重。温度的改变导致沥青混合料出现了一定的变形以及蠕变, 表现在高温时易产生路面车辙、低温时易产生路面开裂。从湿度来看, 它重点作用在路基的承载力上, 对它产生了重大影响, 在路面内形成了相应的内应力, 对材料性质产生重大影响, 减弱了路面强度。湿度以及温度条件可能会改变路基路面材料的物理状态, 如此会导致路面结构被逐步损坏, 哪怕它并未受到行车的荷载作用也会如此, 在车辆荷载所施加的叠加作用之下, 路面损坏的速度会更快。因为各个地区的湿度以及温度等相关气候要素存在着一定的差异, 相应的路面使用性能的衰变规律也不尽相同。与交通荷载相比, 环境因素对路面性能的影响更为间接、隐蔽、变异性大, 在路面性能测试时也应将其作为一个重要因素进行考虑。

1.5 其他因素

路龄、公路等级、养护水平与施工质量等也会对路面性能测试带来一定的影响。通常路面破损状况与路龄有很大关系, 特别是对平整度及路表状况有很大影响。公路等级决定了交通量的水平, 通常情况下, 高等级公路上存在着更大的交通量, 它的服务能力指数的恶化程度以及严重程度要超过一般公路。路面使用性能的衰变与道路施工质量、养护水平也有密切的关系, 但其不易进行量化。此外, 路面排水、植被等因素可能也会直接或间接地影响着路面性能的发展, 但这些影响因素更难以定量描述, 实际路面测试中不进行单独分析。

2 排水路面使用性能观测研究方法

2.1 路面透水性测试

按照《公路路基路面现场测试规程》 (JTJ059-95) 中T0971-95方法, 并结合日本排水性路面技术指南中对排水性沥青路面渗水量的测量方法进行。在排水性路面每隔2km选取1个断面。每个断面分别对重车道、行车道的轮迹处以及紧急停靠带3个位置进行测量, 每个位置重复操作三次, 取平均值, 折算成15s内的渗水量来衡量。

2.2 路面抗滑性测试

从针对路面所开展的抗滑性测试来看, 重点是对路面的构造深度以及摩擦系数进行检测和计算。在测试路面的摩擦系数的过程中, 能够运用摆式摩擦系数测定仪按《公路路基路面现场测试规程》 (JTJ059-95) 中T0964-95方法进行测试, 可以反映路面的静态抗滑能力和低速下所具备的摩擦系数, 从动态摩擦系数来看, 它表示了事实上的公路路面所具有的抗滑能力, 这也是确保车辆在路面能够安全行驶的基础和条件。所以, 还应该运用动态摩擦系数测定仪, 根据ASTME1911-98方法对路面在25km/h、50km/h、75km/h等不同情况下的摩擦系数进行检测。在测试路表的构造深度的过程中, 可以采用激光断面测试仪按《公路路基路面现场测试规程》 (JTJ059-95) 进行测量, 必要时采用手工铺砂法进行抽测。

2.3 路面平整度与车辙测试

路面平整度与车辙采用激光断面测试仪进行测量, 同表面纹理构造深度的测试仪器相同。路面车辙检测主要采用非接触式距离传感器自动快速检测出检测横梁与左、右车辙的高差及与行驶中心线的距离, 然后据此计算出车辙相对深度。根据交通部最新发布的《高速公路养护质量检评方法》 (试行) 采用行驶质量指数 (RQI) 和高速公路沥青路面的平整度进行评价。对车载激光断面仪采集的数字进行收集并以1km为间隔进行处理, 按照重车道、行车道和超车道来报告各路段平整度IRI均值、标准差、变异系数及平均RQI。

2.4 路面噪声测试

交通噪声由车辆本身噪声和路面/轮胎噪声两部分组成, 与车辆流量、车型的构成比例、交通流速度、行驶状态、道路结构、周边状况和它的表面状况等若干要素有密切关系[3]。野外测量轮胎/路面噪音的常用方法有:控制车辆通过法 (CPB) 、统计通过法 (SPB) 、拖车法 (CPX) 。

从SPB方法来看, 它能够测量到人们事实上所听到的相关噪声 (路面/轮胎所形成的噪声、机械噪音以及车辆发动机的相关噪声) , 在对某段时间内所测量到的一定数量的变化着的相关数据中, 根据统计学的相关方法借助若干个统计参数来代表此段时间所检测到的相关噪声, 多用量测不变速度的车辆交通流噪声, 可以反映不同交通流组成的变化状态。SPB方法在经过了若干年的发展后已经非常成熟, 从1970年就已经运用这种方法, 当前已经广泛运用, 而且变成了此领域的国际标准。

可以借助CPB法选定特定的交通流构成或单个车辆构成评价车辆的噪声, 在此过程中还能够对车辆的行驶状态进行控制。从此法来看, 它能够对处在特定场所的多种路面的交通噪声所带来的影响进行评价, 然而在评价和噪声的形成机理要素方面存在较大的困难。通常会采取单个车辆在驱动或滑行状态下, 以规定好的速度通过测试点的方式进行测试, 和SPB方法相比, 此法更经济实惠, 而且易于控制和操作。

从CPX方法来看, 重点是借助测量路面表面周围的声压, 从而获得量测区域空气中由于声源变化而形成的声密度的各种变化, 这样就能够获得声功率谱, 对测试段的等效连续A声级进行计算。从CPX法来看, 它能够很好地评价具备各种表面特性的道路自身的声学性能, 特别是在长距离、条件不同的情况下, 能够更加有效地研究同一种路面所具有的表面性能方面, 且彼此校正。此方法可在自由交通流的环境中长距离连续测量噪声, 但没有考虑交通流的车辆组成变化对量测噪声的影响。

因此, 路面噪声实际测试中常采用CPB法, 测试同一型号的小轿车在不同车速下的空挡滑行通过测点的噪声。

2.5 雨天行车状况及交通事故统计

传统的密级配沥青混凝土表面构造深度小, 在雨天路表易积水, 形成路表水膜, 高速运转的车轮溅起的水雾会阻碍其后车辆的视线, 而且路表抗滑性能差, 会大大降低车辆的行驶安全性和舒适性。排水性沥青路面由于其孔隙率较大, 能迅速排除路表积水, 在相当程度上减少了由交通引起的水雾现象, 从而对交通安全有利。因此, 可以在雨天目测车辆在排水性路面和密级配路面上行驶效果来分析排水路面雨天行车情况, 还可以通过驾车来体验排水路面雨天行驶的效果。雨天也是交通事故的多发时间, 可以通过调查相同长度排水路面与传统路面的事故数据来评定排水路面的安全性。

3 排水路面使用性能分析

3.1 排水路面渗水性能

从具备了排水性的沥青路面来看, 排水功能重点是横向排水以及在路面内部具备了较强的储水功能。这种路面存在着连通空隙, 它能够快速地使雨水下渗, 而且将其排到路面边缘外;在此过程中还要注意到, 路面结构内部存在着较大的空隙, 这样也能够存留一些尚未及时排走的过量雨水, 所以雨水在路表的停滞时间并不长, 而且从总体上来看路面不会出现水膜。哪怕是降雨时间较长, 空隙趋近于饱和状态, 路面上所积蓄的雨水也会在汽车通过的那一刻借助空隙排出路面和轮胎相互接触的区域, 连通空隙极大地消散了它们之间的水压, 也能够保证不出现滑水问题, 能够很好地降低车辆在高速行驶中可能会出现的“漂滑”问题[4]。

在测试PA段的渗水量时注意到, 不同的点渗水存在着较大的差异, 这些试验证实绝大部分点的渗水情况都算不错, 而个别点 (主要位于重车道) 则表明其渗水量很小或基本已经不渗水。行车道和重车道的渗水量变化情况如图1和图2所示。

尽管所选取的轮迹带测试点每次都会出现一定的偏差, 而且相关各点渗水量存在较大的离散性, 然而依旧能够发现下列规律:各点的渗水量都出现了先增后减的现象, 它和相关理论中所提出的排水路面所存在的渗水量随时间的增加而逐渐减少的规律有所不同, 这可能是由于在路面刚刚实现了开放交通的情况下, 诸多细小颗粒滞留在面层中, 将路面的孔隙堵塞了, 在车辆持续通行的过程中, 细小颗粒被来来往往的车辆在行驶过程中所形成的动压力给吸出来了, 进而逐步增加了渗水量, 然而因为交通荷载存在着一定的压实作用, 长时间以来, 路面渗水性体现出了持续降低的规律。

3.2 排水路面的抗滑性能

路面的粗糙度决定了它的抗滑能力, 前者则是由路表的宏观以及微观纹理所组成的[5]。从微观纹理来看, 它表现为在一定车速摩擦背景下的整体水平, 起主导作用的是车辆在低速行驶过程中对抗滑能力的作用, 一般会借助摆式仪来测定, 而且用摆值来计算;从宏观纹理来看, 它对路面摩擦力在车速降低而衰减的幅度起决定作用, 在高速行车的过程中, 它决定着路面的抗滑性能, 本项目采用激光断面测试仪进行测试并用表面测量纹理深度表示。此外, 本项目还借助了动态摩擦系数测定仪 (DFT) , 对比研究了三类路表抗滑性能, 借助动摩擦系数值来代表, 动摩擦系数受到了宏观以及受微观纹理的综合作用的较大影响。

从图3和图4可以看出:排水路面各个检测点的摆值几乎处于同一水平上;考虑到测量误差等原因, 重车道和行车道的摆值基本上也是逐渐增大后减小的。摆值增加的缘由可能是, 在逐步增加了行车次数后, 逐渐地磨去了路表沥青膜, 导致单位面积内的颗粒进一步凸出并显著增多。然后集料颗粒被逐步磨光了, 摆值也出现了一定程度的下降, 特别是在最后一次观测中有着较大幅度的下降。

从动态摩擦系数来看, 它是受到了微观纹理和宏观纹理的共同作用而出现的, 它的检测方式非常便捷, 而且检测结果基本上不会受到人为因素的影响, 而且象征着事实上的公路路面所拥有的抗滑能力。从动态摩擦系数测定仪来看, 它能够测试处在25km/h、50km/h、75km/h速度下的路面行车道轮迹带的动摩擦系数。从相关的测试结果来看, 随着车速的持续增加而逐步减少, 随时间数值出现了先增后减的态势, 而且还存在着稳定在某个数值周围的态势, 这不但和沥青膜的剥落现象有密切关系, 而且路面被逐渐压实, 造成了路表纹理的持续消失, 也是它的一个形成原因。

构造深度的测试结果表明, 排水路面的构造深度随时间逐渐减少, 而且排水路面的变异系数略大, 施工的均匀性较差。实际上, 构造深度的大小主要取决于混合料的级配组成和压实度, 从排水路面来看, 路面沥青混凝土在开放交通后将会被更大程度地压密, 逐步降低它的构造深度, 从压密过程来看, 重点出现在开放交通的初期, 所以构造深度的减幅会非常大。

3.3 排水路面的降噪效果

在公路领域, 随着车流量、通车里程以及行驶速度的持续增加和提高, 公路交通所形成的噪音污染极大地影响了沿线居民的生活环境, 它的干扰范围以及程度也在持续扩大。人们开始高度关注公路交通所带来的噪声污染, 道路交通研究者也对这个环境污染问题以及焦点高度关注。从排水性沥青路面来看, 它的开级配大空隙结构能够使轮胎/路面所形成的接触噪声具备大范围的消散空间, 将空气压缩比降下来, 进而大幅度降低了路面噪声[6]。采用CPB法测得的不同车速下排水路面在不同时间段的噪声变化情况如图5所示。

从图5可以看出:排水路面的噪音值随车速的提高而增大, 而且随着时间的推移, 排水路面的减噪效果逐渐下降, 并逐渐保持平稳趋势, 这表明排水路面的减噪功能具有一定的时效性。与传统的AC和SMA路面相比, 排水路面的噪声值要低1.5~4.5d B, 它的降噪效果非常可观, 然而随着时间发展, 因为灰尘等物质的进入或荷载作用, 路表面的孔隙的数目会相应地变少, 导致轮胎路面间的噪声持续变大, 需采取必要的维护以恢复其功能。

4 结论

国外在研究以及运用排水性沥青路面方面已经超过了40年, 而且广泛地运用在美日欧等国家和地区, 然而国内只有极少数运用了这项技术。虽然排水性沥青路面的噪声比较低, 有着较高的抗滑性能, 预防高速行车中出现“水漂”、减少在雨天行车过程中的水雾、以及夜晚行车时的眩光等相关技术特点, 但在工程应用中还需考虑其长期使用性能的变化, 从而制定出适当的养护措施用以恢复和提高其性能。通过对排水性沥青路面长期的观测可以得到不同结构平整度、行驶质量指数、车辙、噪声等变化规律和在重交通、高温情况下服务性能的变化规律, 从而深入考察排水路面的安全性、噪声特性, 这也是交通领域国际研究的热点。

参考文献

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长期性能 第7篇

连续钢构桥梁是一种结合了连续梁与T型钢构等特点的桥梁,它具有变形小、刚度大、伸缩缝少、行车平稳舒适、施工简便、养护工程量小、抗震能力强等优点,同时还具有梁体连续、梁墩固结等特点;因而成为我国乃至世界各国工程领域中的主要桥型结构之一。

在山区受到地形地质条件限制,建造的连续钢构桥跨径逐渐增大,因而,首先面临的问题就是跨径的布置,边中跨比例不协调会导致主梁的应力和挠度不易控制,影响结构的适应性和安全性[1]。对大跨度梁桥的边中跨比值问题,文献[2]统计出等截面连续梁的边中跨比为0.5~1.0,变截面连续梁为0.5~0.85。对于当边跨过渡墩较高采用悬臂托架施工或者必须保持中跨不变时,选择较小的边中跨比0.5~0.6,按这个比值分孔,悬臂施工的梁段不长,有利于充分发挥悬臂施工的特点,各跨受力亦比较均匀,对于桥梁受力和防止梁端开裂有一定的帮助[3]。本文主要探讨边中跨比值对边跨过渡墩较高的大跨度连续刚构桥结构长期使用性能影响研究,对这一类型的大跨度连续刚构桥的设计及运营期间的安全,具有重要意义及价值。

1 工程背景

拟建东安大桥为8×40 m连续T梁+112 m+210+112m连续钢构+2×40 m连续T梁,桥梁起止桩号:K11+973.5~K12+818,桥梁全长844.5 m。桥面全宽30.5 m,最大桥高约70 m,设计桥面纵坡为+1.30%~-0.50%。最高通航水位:240.530 m,设计供水频率:1/300,设计水位246.640 m。该桥桥跨布置为(112+210+112)m三跨一联的预应力混凝土连续钢构桥,主墩为双薄壁墩,箱梁0号梁段长14.0 m,其中墩两侧各外伸2.0 m。每个“T”构纵桥向对称划分为28个梁段。梁段长度分别为10×2.5 m、9×3.5 m、9×4.5 m,累计悬臂浇筑节段总长为97 m。箱梁分两个T梁同时对称悬臂浇筑,共设4套挂篮。0号段采用托架施工,1~28号节段采用挂蓝悬臂浇筑施工。悬臂浇筑梁段最大控制重量2 448 kN,挂篮设计自重1 100 kN。全桥共有2个边跨合龙段及1个中跨合龙段,共3个合龙段,每个合龙段长2.0 m。采用先边跨,然后合龙中跨的施工方案。

2 计算模型建立

模型采用专业有限元分析软件Midas/civil 2013平面杆系单元,建立5个模型,除边中跨比不同外,其他参数均相同。每个模型由233个节点、232个单元、72个截面组成。计算荷载包括梁自重、预应力、二期恒载、车道荷载、考虑温度变化及墩的不均匀沉降,实际分析时采用荷载为二期恒载、混凝土30年收缩徐变两个工况。结构有限元模型见图1。

3 计算参数的选取

大跨度连续刚构桥悬臂段一般采用两边对称浇筑施工,因此其边中跨比主要取决于边跨现浇段的长度。考虑到本桥所处的地形地质条件,以及最高桥墩达到70 m,悬臂总长达到104 m,若改变其他过多参数,对结构的安全很不利。因此,本文保持其他设计参数不变,通过调整边跨现浇段长度,研究边中跨比对大跨连续刚构桥受力的影响。

首先建立一个基准桥,然后通过改变基准桥的边中跨比参数,对其进行分析,以此得到更加合理的边中跨比值,采用以东安大桥主桥为原始模型建模,并参考国内外大跨连续刚构桥边中跨比的取值经验[5],通过每次变化3 m现浇段长度来改变边中跨比值。选取5组不同的边中跨比,分别为0.519、0.533、0.548、0.562和0.576,建立有限元模型。

4 计算结果

连续钢构桥结构受力最主要考虑的是应力问题,在保证不出现拉应力的情况下,控制截面压应力大小,以实现桥梁受力均匀,防止梁端开裂的目的;其次就是挠度问题,怎样才能保证大桥在设计使用年限以内,不致出现过大的变形,这就要求连续钢构桥在施工之前要在设计标高基础之上,加上预拱度,而这预拱度值的求取,就是源于混凝土收缩徐变变形值。

4.1 成桥结构应力情况

成桥阶段按长期状况计算,此时主要考虑结构二期恒载、汽车活载等,荷载除特别规定外,均采用标准值。本小节主要分析二期恒载作用,分析见图2~3。根据边中跨比5个工况计算结果,绘制出不同边中跨比值对应的主要截面应力,其中应力以受压为正,受拉为负。

模型是在二期恒载工况下,分别提取5组不同边中跨比值下,边跨、中跨各个截面位置的上缘与下缘应力值,绘制坐标曲线图,对比分析不同边中跨比值下,各个截面应力情况,寻求其变化规律。

1)边跨应力情况(见图2~3)。由图2~3可知,两“T”构边跨主梁截面应力:边中跨比不同时,主梁上缘应力基本无明显变化,受力趋于稳定且拟合成一条曲线;下缘应力纵桥向由现浇段位置至边跨1/2位置,边中跨比值不同时,主梁应力发生明显变化,最大变化值达3 MPa左右,呈现边中跨比值越大,应力越小趋势;而从1/2位置至墩身主梁根部,边中跨比值不同时,应力并没有产生太大变化。

2)中跨应力情况(见图4~5)。

边中跨比值不同时,边跨徐变变形如图4~5所示,由图可知,边中跨比值不同时,边跨徐变变形如图4~5所示,由图可知,边中跨比值不同时对连续刚构桥边跨混凝土徐变变形影响不是很大;一方面,从边跨现浇段位置至桥墩墩顶位置,徐变变形值呈现不规则曲线变化,边中跨比值在0.5~0.55变化时,曲线没有出现太大突变变形,在0.55~0.6变化时,徐变变形曲线在最大悬臂段后几个块段位置处(边跨最大施工预拱度位置附近)发生明显变形,但变形值非常小,且在1.0 cm以内。另一方面,边中跨比值越小,边跨最大预拱度位置附近,桥梁结构变形出现了正值,即边跨越短,桥梁结构有向上变形趋势,但这种变形非常小,可以忽略不计。两“T”构中跨主梁截面应力:边中跨比值不同时,主梁上缘、下缘应力基本无明显变化,趋于稳定。

边中跨比值不同时,中跨徐变变形如图4~6所示,由图可知,考虑混凝土30年收缩徐变,产生变形是很大的,最大值达到6.0 cm,但边中跨比值不同时对连续刚构桥中跨混凝土徐变变形影响并不明显;从1号墩墩顶到2号墩墩顶位置,徐变变形值呈一条2次抛物线线形规则变化,呈现两边变形小,中间变形大的对称形式,而且边中跨比值越大,即边跨越长,中跨跨中徐变变形越小;边中跨比值越小,即边跨越短,中跨跨中徐变变形越大。不同边中跨比值作用下,最大徐变变形差值也在1 cm以内。

4.2 成桥结构变形情况

混凝土收缩徐变,是指物体在荷载的持续作用下,混凝土的应变随时间增长而增加的现象,与荷载的大小关系不大,是混凝土本身固有属性。模型混凝土材料根据我国JTG D62-2004《公路常用标准规范》规定标准试件的尺寸和强度标准进行取值[5],环境年平均相对湿度取70%,28 d龄期混凝土立方体抗压强度标准值为50 N/mm2,收缩开始时的混凝土龄期为3 d。分析徐变变形时考虑了预应力、梁体自重、二期恒载。其中预应力钢筋采用强度标准值为1860 MPa的高强度低松弛钢绞线,锚具回缩量每端6 mm,钢筋松弛系数为4.5%;主梁的重度按26.5 kN/m3计算;二期恒载中钢轨采用52.6 kN/m。混凝土、钢绞线等材料设计参数以及车辆荷载等相关参数取值均参照规范。

本节只选取边中跨比一个变量,其他参数保持不变,考虑桥梁成桥运营30年后,由于混凝土收缩徐变产生的变形。根据边中跨比5个工况计算结果,绘制出不同边中跨比值对应的成桥结构变形情况(见图6~7),其中变形以向上为正,向下为负。

5 结论

笔者以东安大桥为工程背景,选取5组不同的边中跨比,通过建立有限元模型,计算分析了不同边中跨比对桥梁结构长期使用性能影响,得出以下结论。

1)当边跨过渡墩较高采用悬臂托架施工或者必须保持中跨不变情况时,边中跨比在0.5~0.6,对桥梁结构上缘应力影响非常小,可忽略不计;下缘应力纵桥向由现浇段位置至边跨1/2位置,边中跨比不同时,边跨主梁应力发生明显变化,最大变化值达3 MPa左右,呈现边中跨比越大,应力越小趋势。

2)对山区大跨度连续钢构桥,边跨比较短的高墩桥梁,边中跨比在0.5~0.6变化时,对桥梁徐变变形,边中跨比值对其影响非常小。

摘要：以东安大桥主桥为工程背景,研究不同边中跨比值对桥梁长期使用性能的影响。结合工程实例建立了5个具有不同边中跨比的数值模型,分析了跨度比值与主梁受力特性间的关系以及与混凝土徐变变形关系。研究表明:当边跨过渡墩较高采用悬臂托架施工或者必须保持中跨不变情况时,边中跨比值在0.5~0.6时,对中跨桥梁结构应力影响非常小,可忽略不计,但对边跨桥梁结构局部位置影响明显,必须要考虑。而对桥梁徐变变形,边中跨比值对其影响非常小。

关键词：连续钢构桥,边中跨比,应力,徐变变形

参考文献

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[4]苏青青,王海良.边中跨比对大跨度连续刚构桥徐变变形影响分析[J].铁道建筑,2012,52(10):7-9.

长期性能 第8篇

岩土锚固是指通过将苗杆埋藏在地层中, 使之联接地层和结构物来加强岩土体的强度, 改善岩土体的受力状况。岩土锚固技术在我国水利工程、土木工程、隧道工程中应用相当广泛, 是一道提高工程安全性能的有效措施。岩土锚固工程的长期性能和安全评价是当前岩土工程界的一个热点问题, 也是影响相关工程安全性的一个关键问题。本文简要阐述了岩土锚固的概念及其发展状况, 并就如何提高岩土锚固技术的长期性和安全评价给出了自己的见解, 供大家参考。

1 岩土锚固技术简介

1.1 苗杆和岩土锚固技术的概念

苗杆是一种杆件类的物体, 用来固定在地基和边坡的岩土层中, 另一端与工程物相连, 主要用来支撑水、土压力加载在工程物上的推力。锚固技术是岩土工程中一个重要的分支, 在近年来的工程项目中应用十分广泛。它能有效减少工程上滑坡、坍塌、岩土崩裂等地质灾害。与传统结构材料相比, 苗杆有着自身特有的性质:主动控制性能比较强, 比传统材料更加先进, 可以利用一些高科技材料来加强苗杆自身的稳定性。

1.2 岩土锚固技术在国内的发展

锚杆起源于美国, 一开始作为支护顶板用于矿产开采的隧道中。发展至今, 国内外各种类型的锚杆已经达到六百多种。我国从上个世纪五十年代才开始使用岩土锚固技术, 技术水平和国外相比, 相对落后, 尤其是对岩土锚固长期性能研究不足, 国家和行业标准对岩土锚固工程长期性能与安全评价的规定也不够完善。许多永久性岩土锚固工程的长期监测力度还不足, 部分岩土锚固工程潜伏着大量安全隐患, 一旦出现失稳或破坏, 后果不堪设想。

1.3 锚杆安全性问题分析

锚杆的安全问题是锚固技术的核心问题, 导致锚杆安全性问题的原因有:第一, 锚杆的安全系数。锚杆的安全系数由抗拔安全系数和抗拉安全系数组成。要选择合理的安全系数, 才能保证整个工程的安全性能。第二, 腐蚀问题。造成腐蚀的原因有外部自然因素和自身内部构造。锚杆工作环境恶劣, 长期受到空气或雨水中酸性物质的腐蚀作用, 容易出现腐蚀破坏。

2 提高岩土锚固长期性能的策略分析

2.1 提高锚杆设计的安全系数

当锚杆受力不均匀时, 容易导致钢绞线断裂, 提高锚杆设计的安全系数是解决此问题的有效手段。在对预应力锚杆进行设计时, 要充分考虑锚杆的工作载荷和自由张拉段长度。通常情况下, 锚杆的抗拔安全系数要大于2, 抗拉安全系数要大于1.8。

2.2 完善锚杆验收机制和防护体系

锚杆是整个锚固技术的核心, 完善的锚杆验收机制和防护体系是保证工程质量的有效手段。在实际施工工程中, 会经常遇到一些试验不合格或内部腐蚀的锚杆, 只有制定完善的验收机制, 才能有效杜绝不合格混入工程施工中。防护体系主要为了防止环境因素对锚杆造成腐蚀。我们应该对锚固工程建立长效维护管理机制, 当发现有腐蚀的锚杆, 我们应该对其进行镀膜处理或采取更换部件等措施。

2.3 加大科研投入, 开发新型锚杆

为了提高岩土锚固工程的长期性能和安全性, 实现其不断发展, 加大科研投入是很有必要的。我们改用新型材料, 让锚杆配套锚固机具更加高效、便捷和耐用。其次, 要大力开发新式锚杆, 如自钻式锚杆和让压锚杆、高压灌浆式锚杆和可拆式组合锚杆等等。只有采取这样的措施, 才会促使我国岩土锚固技术更加成熟。

3 如何对岩土锚固工程进行有效的安全评价

随着锚固工程在我国的广泛应用, 对锚固工程的安全性能评价也越来越受到大家关注。一般情况下, 锚杆的使用环境都比较恶劣, 随时可能出现失稳、破坏等不利情况, 影响锚杆失效的各种因素长期存在, 因此, 如何对岩土锚固工程进行有效的安全评价显得迫在眉睫。

总的来说, 对岩土锚固工程的安全评价模式应该包含两个方面:岩土锚固危险源识别和危险等级评价。对锚固危险源识别时, 先要对影响锚固长期性能的一般危险源进行仔细周密的检查。检查事项有:工程排水设施是否正常工作, 有无局部损伤或破坏;工程范围内是否存在电流环境或腐蚀介质;雨水渗入坡边引起锚杆腐蚀程度;锚杆锚头及传力装置是否发生变形迹象等等。关于锚固危险等级的评价, 首先要设置安全临界技术指标, 根据国内外锚杆的技术参数, 及对一些出现恶化和破坏的岩土锚固工程的研究分析, 设置安全临界技术指标值, 作为确定工程是否要进行处治补强的判断依据, 具体步骤, 有待在工程实践中细化和修正。

4 结束语

随着社会的发展和科技的进步, 原有的岩土锚固技术已不能满足当前工程实践项目的安全需求。所以, 我们必须加强科研投入, 注重岩土锚固技术的理论研究, 将新材料、新技术、新工艺融入到原有的技术中去。只有这样, 我们才能实现岩土锚固技术的长足发展, 保证它能更好的为工程项目服务。

摘要：岩土锚固是指通过将苗杆埋藏在地层中, 使之联接地层和结构物来加强岩土体的强度, 改善岩土体的受力状况。本文简要阐述了岩土锚固的概念及其发展状况, 并就如何提高岩土锚固技术的长期性和安全评价给出了自己的见解, 供大家参考。

关键词：岩土锚固,工程,长期性,安全评价

参考文献

[1]徐湘涛.岩土锚固技术研究现状及发展趋势[J].路基工程.2009 (02) [1]徐湘涛.岩土锚固技术研究现状及发展趋势[J].路基工程.2009 (02)