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政信知识:
重点阐述路面评价模型参数建立,提出了四川省沥青路面养护管理的技术思路关键词: 路面管理系统 评价 预测 随着四川省高等级公路建设的迅速 发展 ,传统的路面养护管理已不适于高等级公路路面
1989年四川省与世界银行签订新建成渝高速公路贷款协议
世界银行要求在修建成渝公路的同时,初步建成四川省的路面管理系统
1991年至1992年,四川省通过世界银行引进了英国、美国、加拿大、巴西等国的路面管理技术,结合省情开始研究路面管理系统
1992年至1995年,又在 学习 交通 部“干线公路沥青路面管理系统(CPMS)”的基础上,初步建成四川省沥青路面管理系统,连续三年在大件公路管理处,成都、乐山、内江、雅安、凉山、攀枝花、绵阳、遂宁、广元、德阳、甘孜、泸 州、阿坝等单位和市、地、州应用
1 四川省沥青路面管理系统概况 四川省沥青路面管理系统采取项目级和路网级有机结合,决策 分析 模型以项目决策系统为主,重点放在年度养护计划的制定和分析
同时根据相同的数据进行中、长期路面养护规划的分析 (路网级),以便因应路况变化的可能趋势考虑未来的养护策略
1.1 系统的组成 1.1.1 编码管理 对所辖路网内与路面管理有关的相对稳定数据进行建库编码管理
四川省沥青路面系统有9类编码,即路线编码、政区编码、管养单位界编码、区间编码、路段编码、面层结构编码、连接层结构编码、基层结构编码、底层结构编码
为使国、省公路里程桩成为每条公路定位的准绳,将全省路网划分为:路线、区间、路段
区间的划分:以交通量突变处,县界、地区界、管养单位界为划分点
路段的划分一般是等长度,除特殊情况外,以1km为一路段
路面的各种评价指标均以路段为基本单位
1.1.2 数据库管理 系统的基本数据库包括交通量数据库、路面病害数据库、平整度数据库、路面弯沉数据库、路面抗滑数据库、路面处治 历史 数据库、宏观数据库、综合数据库、模型参数数据库
交通量数据为区间交通量,以交通量观测站观测的数据为准
对于个别没有交通观测的区间,则采用现场抽样调查和确定交叉口分流系数, 计算 区间交通量
路面病害、平整度、弯沉、抗滑数据均为现场采集的原始数据
路面病害数据通过路面病害数据处理系统进入系统路面病害库
综合数据是将系统处理或计算后的数据,按《柔性路面设计规范》通过计算机算出
1.1.3 数据采集 (1)路面质量数据采集可用一般或自动检测设备,见表1
表 1 采件指标 一般检测设备 自动检测设备 路面损坏 (病害) 直 尺 病害数据采集仪 路面摄像车 平整度 三 米 直 尺 车载式颠簸累计仪,加拿大 PT-300测量车 强度 (弯沉) 贝克曼梁弯沉仪 自动弯沉仪、加拿大 Dynaflect测量车 抗滑 摆式磨擦系数测定仪 横向力系数仪 (2)系统建立初期对所管辖路网进行一次完整的路况数据采集,以后再定期重复进行,见表2 表 2 采件指标 采集时限 采集季节 路面损坏(病害) 1年 4~6月 平整度 1~2年 9~10月 强度 (弯沉) 1~2年 9~10月 抗滑 2年 春、秋季节 1.2 系统模型的建立 建立系统模型包括路面破损评价模型、路面行驶质量评价模型、路面强度(结构)评价模型、路面安全性能评价模型、路面状况综合评价模型、预测模型、决策模型等
1.2.1 路面破损评价模型 采用路面综合破损率(DR)和路面状况指数(PCI)作为路面破损评价指标
路面破损率为路面发生的各种破损加权折算的严重破损百分率
DR=AD÷AO 其中: AD:为评价路段的综合破损面积(m 2 )
AO:该路段总面积(m 2 )
Dij:为第i类损坏,第j类严重程度的实际破损面积
Kij:为第i类损坏,第j类严重程度的换算系数,可在表3查得
路面破损换算系数 表 3 类 型 龟 裂 网 裂 纵 裂 横 裂 坑 槽 换算系数 轻 中 重 0.6 0.8 1.0 轻 重 0.2 0.4 轻 重 0.4 0.6 轻 重 0.20.4 轻 重 0.8 1.0 类 型 沉 陷 车 撤 波 浪 拥 包 松 散 泛油修补 换算系数 轻 重 0.4 1.0 轻 重 0.4 1.0 轻 重 0.4 0.8 轻 重 0.40.8 轻 重 0.20.4 0.1 路况指数 (PCI),与破损率(DR)关系为: 1.2.2 路面强度(结构)评价模型 采用路面强度(结构)评价模型强度系数(SI),由下式确定: SI=Lr÷Lc Lr——路面在当前交通量下的容许弯沉,按《柔性路面设计规范》计算
Le——路面的实际弯沉
1.2.3 路面行驶质量评价模型(RQI) 平整度是衡量路面行驶质量的重要指标,采用检测设备测定的值都需换算为国际平整度(IRI)
推荐的平整度关系模型为 RQI=11.5-0.75×IRI 其中: IRI是采用颠簸累积仪测定值换算
1.2.4 路面安全性能评价模型(SR) 路面抗滑能力是安全性能评价的主要指标,用SR表示,以摩擦系数或横向力系数代表路面抗滑性能
1.2.5 路面状况综合评价模型(PQI) 路面状况综合评价模型(PQI)为路面质量指数,关系式为: PQI=0.3PCI+0.3RQI+0.3SI+0.1SR 1.2.6 路面质量评价标准 路面质量评价标准涉及 PCI、RQI、SI、SR、PQI,结合四川省过去沥青路面质量等级的划分特点,提出分级标准,列于表4
表 4 评价标准 评价等级 SI PCI RQI SR PQI 优 ≥1.00 ≥85 ≥8.5 ≥0.5 ≥85 良 0.8~1.0 70~85 7.0~8.5 0.4~0.5 70~85 中 0.6~0.8 55~70 5.5~7.0 0.3~0.4 55~70 次 < 0.6 40~55 4.0~5.5 0.2~08 40~55 差 ≤40 ≤4.0 ≤0.2 ≤40 1.2.7 预测模型 预测是决策的前提,是制定中长期路面养护计划的基础
四川省沥青路面管理系统预测模型包括网级预测和项目级预测
(1)网级预测 网级预测模型包括RQI和PCI预测模型,采用回归分析,按不同交通量以路面使用时间为自变量建立S曲线模型
表5列出不同路面使用周期及其相应的PCI、RQI初始值
表 5 路面类型编码 路摸类型 使誉周期 PCI初始值 RQI初始值 1 表处 5 84 8.9 2 上拌下贯 6 89 8.8 3 沥青混凝土 10 96 9.6 4 表处 +补强 6 88 9.3 5 上拌下贯 +补强 8 94 9.4 6 沥青混凝土 +补强 11 98 9.9 (2)项目级预测 项目级预测是对路面行驶质量指数RQI进行预测,选用S曲线模型
不同路面使用周期及其相应的RQI初始值见表6
表 6 路面类型编码 路面类型 使用周期 RQI初始值 B 稀浆封层 4年 8.0 C 表处 5年 8.0 D 上拌下贯 8年 8.5 E 沥青混凝土 8年 9.0 F 表处 +补强 10年 9.0 G 上拌下贯 +补强 12年 9.5 H 沥青混凝土 +补强 12年 9.9 1.2.8 决策模型 决策模型包括网级决策模型和项目级决策模型: (1)网级决策模型 网级决策模型是对整个或部份路网的宏观决策模型,据以制定公路养护政策,分析路网养护需求,制定投资优化方案
模型主要考虑的因素有道路等级,交通量、路面行驶质量指数RQI、路况指数PCI、强度指数SI
不同交通量有不同的预测模型
在决策过程中,系统将各预测年度的RQI、PCI预测值与处治标准进行比较,确定是否需要处治
然后再考虑强度SI,决定采用何种处治措施
表7、表8分别列出处治标准及处治措施决策树
护计划管理处治标准 表 7 项目 一、二级路标准 三、四级路标准 RQI 7.0 6.0 PCI 70.0 60.0 SI 0.8 0.6 (2)项目级决策 项目级决策模型是将路况各评价指标分级之后,按路面结构、 交通 量、强度系数,路况指数和路面行驶质量指数依次建立的决策模型
结合四川沥青路面现状,适于四川沥青路面处治的决策模型如表9
决策模型的处治措施编码,见表10
处治措施得出后,利用系统的优先排序模型PI=ΣOPi×Fi对处治路段优先排序
优先排序模型如表11
网级决策树表 8 一二级路 三四级路 RQI PCI SI≥0.6 SI<0.6 RQI PCI SI≥0.6 SI<0.6 ≥7.0 ≥70 0 0 ≥6.0 ≥60 0 0 70~50 1,7,0 4,7,0 60~40 1,7,0 7,0 < 50 1,7 4,7 < 40 7,1 7,4 7.0~5.5 ≥70 0 0 6.0~4.5 ≥60 0,1 0,4 70~50 1,3,0 4,0 60~40 7,1 7,4 < 50 3 4,6 < 40 1,2 4,5 5.5~4.0 ≥70 1,3 4,0 4.5~3.0 ≥60 0,1 0,4 70~50 3,1 4,6 60~40 1,2 4,5 < 50 3 6 < 40 1,2 4,5 < 4.0 ≥70 1,3 4,6 < 3.0 ≥60 1,2 4,5 70~50 3,1 6,4 60~40 2,1 4,5 < 50 3 6 < 40 2 6 处治措施编码 表 10 处治措施 项目级处治编码 网级处治编码 处 治 措 施 项目级处治编码 网级处治编码 日常养护 A 0 沥青混凝土 E 3 稀浆封层 B 7 表处 +补强 F 4 表处 C 1 上拌下贯 +补强 G 5 上拌下贯 D 2 沥青混凝土 +补强 H 6 优先排序模型取值表 表 11 Fi 道路等级 SI PCI RQI AADT 100 一: 100 < 0.4 > 10000 90~100 二: 100 0.4~0.6 0~30 0~3 8000~10000 80~90 三: 90 0.6~0.7 30~50 3~4 6000~8000 60~80 四: 80 0.7~0.8 50~70 4~6 4000~6000 40~60 0.8~0.9 70~80 6~8 2000~4000 20~40 0.9~1.0 80~90 8~9 1000~2000 20 > 1.0 > 90 > 9 < 1000 OPi 0.1 0.2 0.3 0.3 0.10 模型 PI=∑OPi×Pi 注: AADT——年平均日交通量;OPi——各排序指标的权值;Fi——权重系数
决策模型 表9 技术等级:一、二级 SI分类 1,2 PCI分类 1,2 3 4,5 RQI分类 1,2 3 4,5 1,2 3 4,5 1,2 3 4,5 处治措施 重交通 A A,C C,E A A,C E B C,E E 中交通 A A,C D A A,C E B C,E E 轻交通 A A C A A E B C E SI分类 3,4 PCI分类 1,2 3 4,5 RQI分类 1,2 3 4,5 1,2 3 4,5 1,2 3 4,5 处治措施 重交通 A A,E F A A,F H B F H 中交通 A A F A A,F F B F H 轻交通 A A F A A,F F B F H 技术等级:三、四级 SI分类 1,2,3 CI类 4,5 2 5 2 45 1,2 3 4,5 处治措施 重交通 A A A,C A A,B C B B,C C 中交通 A A A A A C B B,C C 轻交通 A A A A A C B B,C C SI分类 4 PCI分类 1,2 3 4,5 12 3 4,5 1,2 3 4,5 1,2 3 4,5 处治措施 重交通 A A E A A E B C,B F 中交通 A A E A A E B B F 轻交通 A A E A A E B B F 2 系统试运行结果 分析 2.1 对现有路面状况评价 系统对现有路面状况评价主要依据路况指数(病害)、路面行驶质量指数(平整度)、路面强度系数(弯沉)、抗滑系数四大指标
自1992年在全省试点以来,曾对系统运行结果进行分析、评价,提出试点路段养护计划建议方案
1994年试点路段数据结果为: (1)路况指标(PCI) 评定里程3640km,其中:优等路791km,占21.7%;良等路1327km,占36.5%;中等路824km,占22.6%;次等路429km,占13.5%;差等路206km,占5.7
% (2)路面行驶质量指数(RQI) 评定里程3466km,其中:优等路69.2km,占2.0%;良等路309.2km,占8.9%;中等路597km,占17.2%;次等路1500km,占44.5%;差等路949.6km,占27.4%
(3)强度系数(SI) 评定里程3586km,其中:优等路354.3km,占9.9%;良等路362.3km,占1.1%;中等路649.3km,占18.1%;差等路2220km,占61.9%
2.2 对试点路段结果分析 各地区试点路段沥青路面状况汇总于表12
表 12 地区 各指标平均值 地区 各指标平均值 PQI PIC RQI SI SR PIC RQI SI SR 内江 63.3 72.1 5.7 0.5 未测量 广元 62.6 78.8 4.2 0.65 …… 大件路 82.3 76.0 8.7 5.49 0.36 凉山 56.7 60.6 4.6 0.56 …… 攀枝花 66.0 71.8 4.5 0.93 未测量 德阳 59.1 74.6 4.8 0.31 …… 雅安 59.2 63.2 5.7 0.35 …… 乐山 60.3 65.7 4.7 0.64 …… 绵阳 63.9 82.8 4.2 0.64 …… 甘孜 55.6 49.7 4.3 0.75 …… 成都 63.2 73.9 5.6 0.5 …… 泸州 58.5 69.1 3.9 0.62 …… 遂宁 61.6 83.3 4.6 0.32 省平均 61.04 70.01 4.85 0.57 从表 12数字表明:试点路段沥青路面综合评价指标(PQI=61)达到中级,沥青路面养护指标(PCI=70)达到良级,路面小修和养护基本符合部颁标准要求
然而,路面强度指标(SI=0.57)和路面行驶质量指数(RQI=4.85)均不如人意,71%的路面平整度不好,61%的路面强度极差,合格率较低,主要原因是: 路面现时强度(弯沉)与现有交通量所需的强度差距太大
如按现有交通量 计算 ,路面基层应予补强,路面面层所需沥青混凝土厚度应在4cm以上,而现有路面结构却是手摆片石+2cm沥青表处
据对13个地区路面弯沉数据分析,尽管有一些路段近两年才进行了大中修,但路面强度仍不合格,原因是受每公里造价限制,未按《柔性路面规范》设计要求实施,也有些路面破损严重,但路面基层强度好,只需少量投资中修罩面即可处治;但是往往重视不够,以致路面基层严重破坏, 社会 反响很大后,才投入高于罩面几倍的经费整治
因此,要使四川现有沥青路面良性循环,一方面需投入大量资金进行路面大修,另一方面还应加强路面养护管理
四川省沥青路面管理系统的 研究 与 应用 ,已取得实际应用成果
可以预期,四川省沥青路面养护管理系统的研究与应用,必将对全省路面的养护管理 现代 化、 科学 化起着积极的推动作用
内置玻璃纤维,分别在修复空心玻璃纤维内注入-氰基丙烯酸酯胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂和聚氨酯胶粘剂,进行自修复自密实混凝土简支梁构件的三分点纯弯试验,比较了这三种胶粘剂的修复效能,及内置不同数量修复玻璃长管对简支梁承载力恢复和提高能力的差异
关键词:自修复混凝土自密实混凝土胶粘剂简支梁作为建筑结构最主要的材料之一,混凝土经历着由普通混凝土向高强与高性能混凝土的发展,目前又朝着多功能和智能化方向发展【1】
混凝土材料特别是高强与高性能混凝土,其固有缺陷是脆性大,容易开裂
混凝土的裂缝严重影响结构的耐久性,在一定条件下导致结构严重破坏,造成巨大的经济损失
过去,对混凝土材料的修复主要是事后维修,随着现代社会向智能化发展,这种被动的修补、加固已经不能适应现代多功能和智能建筑对混凝土材料的要求
研究和开发自修复智能混凝土,使其能主动、自动地对损伤部位进行修复,恢复并提高混凝土材料的性能,成为一个非常令人关注和急需研究的问题【2】
智能混凝土是在混凝土原有的组分基础上复合智能型组分,使混凝土材料具有自感知和记忆、自适应、自修复特性的多功能材料
自九十年代中期,国内外先后开展了功能型和智能型水泥基材料的研究,并取得了一些有价值的研究成果
如同济大学研究了碳纤维水泥基材料特性等,哈尔滨工业大学研究了光纤传感智能混凝土,国外还对水泥基磁性复合材料、自动调节温度与湿度的水泥基复合材料等进行了研究
但是,有关自修复混凝土的研究还很少,如何快速、适时地愈合混凝土材料的内部损伤,以及对自修复混凝土机理的研究,目前只有美国、日本等少数国家进行研究,且处于实验室探索阶段【3】~【8】
自修复智能混凝土是模仿动物的骨组织结构受创伤后的再生、恢复机理,采用修复胶粘剂和混凝土材料相复合的方法,对材料损伤破坏具有自修复和再生的功能,恢复甚至提高材料性能的一种新型复合材料
其具有自修复行为混凝土的智能模型为:在混凝土基体中掺入内含修复胶粘剂的修复纤维管,从而形成了智能型仿生自修复神经网络系统
在外界作用下,混凝土基体一旦开裂,管内装的修复剂流出渗入裂缝,由化学作用修复剂固结,从而抑制开裂,修复裂缝【3】
本文采用免振自密实混凝土作为智能混凝土的基材,对内置空心玻璃纤维封入裂缝修补剂的钢筋混凝土简支梁的自修复效果进行了试验研究,使其具有裂缝自我修复功能,并能恢复甚至提高混凝土材料的性能
1内置空心玻璃纤维的自修复免振捣混凝土内置修复空心玻璃纤维的裂缝自修复混凝土,是模仿生物伤口“破裂—流血—凝结—愈合”的过程,把生物材料的这种自愈合能力应用在混凝土中
即在混凝土构件受拉区分层布置一些注有高分子修复用胶粘剂的空心玻璃管,当混凝土构件受拉开裂时,这些玻璃管也随之破裂,其中的修复胶粘剂迅速流到裂缝处并随着时间而固化、硬结,从而实现混凝土裂缝的自修复
由于自修复混凝土是在内部掺入了装载有修复胶粘剂的玻璃纤维,若对混凝土进行振捣,不但会导致内置于混凝土中的空心玻璃纤维因为受扰动而浮出混凝土的表面,而且还容易导致它们破碎
当玻璃纤维浮出表面,就造成原本应置于受拉区以作为修补裂缝用的纤维管跑位,达不到修复的目的;而内置玻璃纤维的过早破坏更是造成了胶粘剂的流失
免振捣自密实混凝土是在没有振捣的情况下仅靠自重就能穿越密集钢筋、在复杂模板中填充成型并且不产生离析,具有均匀自密实成型性能,同时硬化后具有优良的力学性能和耐久性能
因此采用免振捣自密实混凝土作为基材,从根本上解决了自修复混凝土构件制作的技术难题
2试验研究2.1试验目的为了研究修复胶粘剂对免振捣自密实混凝土构件的修复效果,本文共设计了30根简支梁(尺寸、配筋都相同,浇筑强度等级相同的自密实混凝土)进行三分点简支梁静力纯弯试验
观察裂缝开展情况和破坏形态,并分析比较在存放胶粘剂的玻璃管数量不同时,以及不同的胶粘剂品种下,简支梁修复前后的承载力变化
2.2自密实混凝土配合比及力学性能试验采用福建水泥股份有限公司生产的建福牌32.5R普通硅酸盐水泥;福州闽江中砂,细度模数2.23,表观密度为2650kg/m3;福建闽侯碎石,5~20mm连续级配,表观密度为2665Kg/m3;福州闽江清洁饮用水;漳州后石电厂的Ⅰ级粉煤灰;以FDN萘系高效减水剂为主的复合外加剂
自密实混凝土的胶凝材料总量为500kg/m3,砂率45%,水胶比0.36
28d立方体抗压强度50.23MPa,轴心抗压强度37.90MPa,劈拉强度3.44MPa,弹性模量3.51×104MPa
2.3自修复混凝土胶粘剂的选用为了保证在裂缝初开裂时,内置玻璃纤维的胶粘剂能够迅速流到裂缝处修复混凝土裂缝,要求修复胶粘剂可实现的填充缝隙要尽可能小,所以要求胶粘剂的粘度较小,具有较好的流动性;固化条件简单,有较高的粘接强度,化学性质稳定等
考虑这几方面的要求,本文选用-氰基丙烯酸酯胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂以及聚氨酯胶粘剂作为自修复混凝土用的修复胶粘剂
自修复混凝土构件制作时,为了防止注入玻璃管的胶粘剂出现溢漏现象和管内的胶水固化,不让多余的空气进入玻璃管中,必须做好玻璃管端口的密封措施
2.4自修复自密实混凝土简支梁的制作自修复自密实混凝土简支梁的浇注方法不同于普通自密实混凝土构件的制作,因为它内置了空心玻璃管作为自修复的管道,在修复空心玻璃管内分别注入-氰基丙烯酸酯胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂和聚氨酯胶粘剂,因此也就牵涉到了修复空心玻璃管的位置如何正确定位于混凝土简支梁中的技术问题
试件采用木模成型,平放浇筑,室外养护
自修复自密实混凝土简支梁的浇注过程如下:1)在模板制作好后,用白色笔在模板内侧两边各画三条线,作为混凝土梁中玻璃管的定位线,而和第一层玻璃管相同截面高度处的钢筋则搁置在与保护层厚度相同的垫块上
2)将拌好的自密实混凝土铲入简支梁模板中,由于自密实混凝土可以在无扰动下实现自流平,因此当自密实混凝土在模板中的高度到达白线记号时,将注好胶粘剂的玻璃管放入混凝土中,接着再铲入混凝土,用同样的方法令第二、三层玻璃管在混凝土简支梁截面中的高度与第二条、第三条白线对齐,这样就可保证各层玻璃管在梁截面中定位的准确
自密实混凝土填满整个梁模板后,再小心抬至平整的场地,避免扰动
2.5测试内容和加载制度根据试验目的,本次试验主要测试内容包括:①简支梁试件在修复前的开裂荷载;②简支梁试件在修复后的开裂荷载;③简支梁试件在修复前的破坏荷载;④简支梁试件在修复后的破坏荷载;⑤裂缝的分布情况;⑥第一条裂缝出现时候的荷载大小;⑦最大裂缝的宽度;⑧构件的破坏位置
试验采用两点对称的三分点加载的方式,空心玻璃长管的数量、分布和钢筋的配置
由于油压千斤顶在加载结束以后还有一个惯性力,在荷载较小时,这个惯性力相对于小荷载是很大的,这样就会造成荷载无法控制而超载的现象
因此本次试验的加载设备采用机械千斤顶,由人工使用杠杆来施压,便于控制力加载的速度和大小
整个过程由人工对机械千斤顶加载,用连接于静态电阻应变仪的应变值推算压力
在裂缝开裂以前,每级加载值不宜大于屈服荷载的20%
裂缝开裂以后,每级荷载不宜大于屈服荷载值的10%
在接近预估开裂荷载时,为使实际开裂荷载较为准确,应减小加载幅度,裂缝出现后恢复至原来一级的荷载值加载
在试件裂缝出现后,每一级加载后都停留15~20min左右,以便裂缝发展稳定下来,然后用水笔在梁上画出裂缝的分布,并用读数显微镜观测裂缝的宽度
当加载到接近开裂荷载时,在加载后待挠度发展的时间间隙,可以陆续听到简支梁试件侧面和底面所发出的脆响,这些声音一部分是混凝土的开裂,一部分是内部玻璃管的脆断,混凝土的开裂声较为清脆,而玻璃管由于埋置于混凝土中,其破裂的声音较沉闷
当所加荷载接近破坏荷载时,随着主裂缝的延伸和加宽,将会有胶粘剂从裂缝处流出,填充和修复裂缝,持荷一定时间后,把简支梁试件从架上撤下来,等待对构件进行修复后的再次加载
当整批构件第一次加载的试验全部完成后,放置5~6d,令-氰基丙烯酸酯胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂和聚氨酯胶粘剂完全固化,达到最大强度,再对构件进行第二次加载
在第二次加载过程中,必须注意第一次加载有胶粘剂流出的裂缝是否再次开裂;第一次加载的没有胶粘剂流出的裂缝是否在第二次加载时流出胶粘剂;第二次加载时是否出现新的裂缝及是否有胶粘剂流出
2.6试验结果及分析内置-氰基丙烯酸酯胶粘剂简支梁构件修复前后的承载力见表1
表1内置-氰基丙烯酸酯胶粘剂简支梁修复前后的承载力Table1.Comparisonsofthestrengthofbeamswithα-cyanoacrylateadhesivebeforeandafterrepairing玻璃管几何参数试件编号管道数第一次加载最大荷载(kN)修复后最大荷载(kN)承载力恢复率(%)承载力恢复率平均值(%)几何参数胶粘剂壁厚0.6mm管径8mm-氰基丙烯酸酯502-2-1243542998.6299.01502-2-243543399.54502-2-343042598.84502-5-1542542199.0699.15502-5-243543399.54502-5-342542098.82502-7-1741537991.3391.55502-7-242538189.65502-7-342539893.65无玻璃管NB-10450NB-2425NB-3475注:表中最大荷载指的是荷载加不上去,开始往回退时压力传感器的压力值
从表1中的数值可以看出,使用较少管道数时,简支梁试件的承载力恢复得较多,这是因为对于-氰基丙烯酸酯胶粘剂,要达到比较好的粘接质量,其胶层应均匀,而且其胶层也不应太厚,胶粘剂太多其粘接效果反而不好
如内置玻璃纤维七管道对梁受拉区截面还是有一定削弱的,而且其出胶量太多反而会影响胶粘剂的修复效果,反而不如双管道或者五管道的
第一次加载中,-氰基丙烯酸酯胶粘剂流出试件底面,可以看出,在简支梁试件底面有裂缝出现的地方,都有胶粘剂渗出
5d后,进行第二次的加载试验,使用-氰基丙烯酸酯胶粘剂作为修复胶粘剂的构件都没有出现新的裂缝,而且原有的已经修复的裂缝基本上都在第二次加载时再次开裂
氯丁橡胶胶粘剂简支梁构件修复前后的承载力见表2
从表中的数值可以看出,采用氯丁橡胶胶粘剂,其修复后的承载力都有不同程度的上升
在试验的过程中,当主裂缝流出胶粘剂后,立即停止加载,并持荷20min,也不见其它裂缝有胶流出,可见经过稀释的氯丁橡胶的流出对裂缝的宽度还是有严格要求的,只有当裂缝发展到一定的宽度时,胶粘剂才会流出
在第二次的加载中,部分构件在底面有新的裂缝出现,新裂缝的出现是一个可喜的现象,说明了底部裂缝得到了有效的修复,九根试件中,五管道的构件其原有主裂缝都得到修复,其他裂缝有新的胶粘剂流出,说明内置五管道的构件其修复能力较好
表2内置氯丁橡胶胶粘剂简支梁修复前后的承载力Table2Comparisonsofthestrengthofbeamswithneopreneadhesivebeforeandafterrepairing玻璃管几何参数试件编号管道数第一次加载最大荷载(kN)修复后最荷载(kN)承载力恢复率(%)承载力恢复率平均值(%)几何参数胶粘剂壁厚0.6mm管径8mm氯丁橡胶LD2-12400447.5111.88104.81LD2-2425450105.88LD2-345043596.67LD5-15400437109.25108.07LD5-2435449103.22LD5-3400447111.75LD7-17400415103.7599.16LD7-242542399.53LD7-343040594.19无玻璃管NB-10450NB-2425NB-3475注:表中最大荷载指的是荷载加不上去,开始往回退时压力传感器的压力值
聚氨酯胶粘剂简支梁构件修复前后的承载力见表3,从表中的数值可以看出,采用聚氨酯粘剂作为自修复混凝土构件的胶结材料,其修复后的承载力随着修复管道的增多而增大,配制七根管道的时候,修复后的承载力恢复率最高,达106.42%,这说明使用聚氨酯胶粘剂作为修复胶粘剂时,要使构件得到较好的修复,必须保证其胶粘剂量的足够
表3内置聚氨酯橡胶胶粘剂简支梁修复前后的承载力Table3Comparisonsofthestrengthofbeamswithpolyesteradhesivebeforeandafterrepairing