正交异性钢桥面ECO混凝土-SMA铺装层层间性能研究

为了解正交异性钢桥面改性聚氨酯(ECO)混凝土-沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)铺装层层间性能的影响因素,以贵州金仁桐高速公路桐梓河特大桥为背景进行研究。建立该桥面结构有限元模型,计算常温15℃与高温60℃下,不同铺装厚度、桥面纵坡下铺装层层间最大剪应力、法向拉应力,并对ECO混凝土-SMA钢桥面铺装层层间应力简化计算方法进行拟合研究。结果表明:相同铺装层厚度及桥面纵坡下,60℃时的铺装层层间应力比15℃时略小。不考虑桥面纵坡时,层间最大剪应力与层间最大法向拉应力均随铺装层厚度的增大而减小。铺装层层间应力随桥面纵坡的增大而增大。拟合得到平坡时的层间应力简化计算公式计算结果与有限元计算结果的平均误差仅为3.1%,经纵坡修正后的计算结果与有限元计算结果误差均在10%以内,所提公式可用于铺装层层间应力的粗略预测。

大跨钢桁桥温差变形下无砟道床层间性能研究

通过建立大跨斜拉钢桁桥全尺寸模型和多节间钢桁桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道空间精细化模型,形成空间多尺度有限元模型;分析钢桁梁在温差荷载作用下的桥面变形曲线与分布特征;针对跨中和主塔处无砟轨道,分析桥面温差变形、自密实混凝土(SCC)层收缩及两者共同作用时道床的层间性能,研究弹性缓冲部件刚度对层间性能的影响。结果表明:(1)主梁温差变形时,Ⅲ型板轨道在跨中、主塔等变形显著位置的适应性良好;梁温差15℃时,层间未出现脱离。(2)叠加考虑SCC凝固收缩时,会产生层间脱空;凸台限位显著影响层间性能,代表性工况跨中下挠时凸台的压应力较上拱时约高80.8%,层间脱空量减小69.4%;主桥负温差超过10℃会加剧跨中层间脱空。(3)增加凹槽垫板刚度,减小弹性隔离层刚度,可缓解层间脱空,建议垫板刚度取250 kN/mm,垫层刚度取0.01 N/mm^(3)。

基于机器学习的纳米复合材料层间性能预测

碳纳米管(CNTs)和石墨烯等纳米材料因其高比模量、高比强度等卓越性能而被广泛应用于增韧复合材料。目前提高层间韧性的主流手段是在聚合物纳米复合材料的层间添加增韧材料。纳米材料中存在许多影响层间韧性的特征,例如增韧材料的类型、层合板形成过程、增韧材料的密度以及层合板的层数等,这些不同特征使得层合板的设计变得非常灵活。如果层间增韧复合材料的设计和制备过于依赖于人的经验和运气.

水泥稳定碎石基层双层连续摊铺层间性能影响因素分析

为分析水泥稳定碎石基层层间界面强度的影响因素,通过直接剪切试验和直接拉伸试验,对不同的水灰比及水泥浆剂量进行分析,得到层间最佳水泥浆剂量及水灰比。基于层间嵌挤接触咬合作用,分析了下层压实度及混合料级配对层间界面结合强度的影响。结果表明,当水泥浆撒布量为0.315g/cm 2、水灰比为1∶1.5时,层间粘结强度提升最大;下基层压实度为94%时摊铺上层,上、下层之间能形成良好的嵌挤结构;粗集料含量的增加可进一步提高上、下层之间的嵌挤作用,提高上、下层之间的约束作用。通过实体工程对室内试验结果进行验证,发现水灰比对水泥稳定碎石层间性能的影响更加显著。

基于自动铺放技术的热塑性复合材料原位固化成型研究进展：热传导行为及层间性能

纤维增强复合材料具有轻质、高强、性能可设计等特性,在减重、抗疲劳、耐腐蚀、维修性等方面明显优于传统金属材料,在航空航天、交通运输、国防等领域的应用越来越广泛,其中热塑性复合材料具有高韧性、高冲击性、无限储存周期、可回收利用等众多优点。复合材料自动铺放技术成型效率高、自动化程度高,特别适用于大尺寸和复杂构件的制造。同时,热塑性复合材料原位固化技术不断发展和进步,生产效率显著提高,生产成本降低,构件质量得以提升。因此,基于自动铺放技术的热塑性复合材料原位固化成型将会是未来大飞机主承力部件的重要成型方法。然而,热塑性复合材料铺放成型过程经历高温制造,伴随着热力学耦合等相关问题。对于原位固化方法,热源的选择颇为关键,将直接影响铺放成型的效果和效率。在铺放成型过程中,热塑性聚合物分子链受热发生流动,宏观上则是热塑性树脂发生从固态到熔融态再到固态的物理变化。整个成型过程持续时间较短,但又涉及一系列的物理变化,是一个非常复杂的过程,目前已成为国际上高性能热塑性复合材料的研究热点之一。热塑性复合材料纤维铺放成型常用的热源主要包括热空气、激光、超声波、电子束等。其中针对热空气的研究较早,建立了铺层内的热传导理论模型,就铺层基层中温度场展开了许多工作并取得了相应的成果。对激光加热成型获得的铺放构件的诸多研究表明,激光作为热源相比于热空气可以大幅提升层间性能。此外,学者们还提出了不同的理论模型来预测最终的熔合强度,但测试结果显示铺放构件的力学性能不及热压罐固化的构件,进一步的理论和实践探索仍然很有必要。本文主要聚焦基于预浸料自动铺放技术的热塑性复合材料原位固化成型工艺,从工艺过程中的热传导行为、铺层的性能指标两方面介绍或探讨了铺放工艺过程、热传递模型、原位固化热源、铺层间紧密接触度、熔合度及熔合强度等的研究现状。

纳米炭粉改进碳/酚醛材料层间性能研究

本文研究了纳米炭粉对碳 /酚醛材料层间性能的改善 ,尤其是在高温和湿热环境下的效应 ,分析了纳米炭粉的增强机理。结果表明 ,纳米炭粉含量为 10 % (质量分数 )时 ,碳 /酚醛材料层间性能最佳。添加纳米炭粉可显著提高碳 /酚醛材料高温层间性能 ,改善耐湿热性。 90 0℃碳化后 ,层间剪切强度为 5 .4MPa ,而不含纳米炭粉时仅为 1.7MPa。

表面处理对碳/酚醛材料层间性能影响的研究

本文分别研究了在有氧与无氧状态下表面处理对碳 /酚醛材料界面特性的改善 ,尤其是在高温环境下的变化。通过扫描电镜 (SEM)、电子能谱 (XPS)研究了不同状态处理下的碳布 ,测试了碳 /酚醛复合材料的剪切强度。研究表明 ,在 5 0 0～ 6 0 0℃有氧状态下处理的碳

基于STC-SMA层间性能的沥青混合料设计与评估

为研究高韧性混凝土组合桥面沥青面层对层间黏结性能的影响,开展超高韧性混凝土(STC)-沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)复合试件斜剪试验和拉伸试验,探究矿料级配、胶结料类型和环境温度等因素对层间力学性能的影响规律;经过多次冻融循环,评估水损害对层间黏结性能的劣化影响。结果表明,合理的混合料级配能提高STC-SMA黏结性能,SMA-13A级配层间黏结性能最佳;高弹高黏沥青胶结料有利于增强STC-SMA黏结性能,常温25℃和高温60℃条件下,相比SBS-SMA-13A,PG100-SMA-13A复合试件的层间剪切强度分别增加33.7%、55.9%,剪切断裂能分别增加41.2%和27.4%;层间拉伸强度分别增加15.5%、23.1%,拉伸断裂能分别增加27.0%、17.0%;环境温度对层间性能有显著影响,与常温相比,高温下STC-PG100-SMA-13A复合试件的层间剪切强度、拉伸强度的降幅分别为64.2%、77.5%。经过12次冻融循环后,PG100-SMA-13A复合试件的剪切强度、拉伸强度分别为1.75 MPa、1.00 MPa。PG100-SMA-13A无论是层间力学性能还是水稳定性均表现良好,因此,推荐采用PG100-SMA-13A作为高韧性混凝土组合桥面磨耗层,并建议将高温稳定性列于设计控制指标。

ARALL层板剥离特性的研究（二）──残余应力对层板层间性能的影响

本文通过预应力法调整ＡＲＡＬＬ层板残余应力，研究了自由层板与两种预应力层板的Ｂｅｌｌ－剥离特性。结果表明，给层板施加预应力有效地降低了其中的残余应力，无论自由层板还是预应力层板，剥离所造成的断裂均为多重混合型破坏，其实质是芳纶／胶粘剂界面破坏和纤维自身的破坏，给芳纶施加预应力有利于Ｂｅｌｌ－剥离强度的提高，同时预应力的施加使剥离面上的纤维破坏状态发生改变。

市政道路“黑+白”路面层间性能试验研究

已有研究表明层间性能对超薄水泥混凝土加铺路面性能的影响十分重要.本文通过直接剪切试验和拉伸试验综合确定市政道路"黑+白"路面层间处理方案为"1.8 kg/m^2的SBS改性沥青+13 kg/m^2 13.2mm级单粒径玄武岩碎石+轻压",层间具有良好的抗剪切能力和抗拉能力,层间性能满足市政道路"黑+白"路面要求.

仿生叠层复合材料的制备及层间性能研究

把贝壳的结构机制及韧化机理应用于叠层复合材料的设计中。利用铝合金作为基体材料,纤维/树脂作为夹层材料,设计并制备了纤维/树脂/铝合金叠层复合材料。通过扫描电镜从微观上对复合材料的界面进行研究,指出成型工艺对复合材料界面的影响。通过T剥离强度试验对叠层复合材料的界面粘接强度进行测试,在宏观上对复合材料的层间性能进行了分析。

白鹤滩特高拱坝层间性能监控系统研究与应用

恶劣的环境会对特高拱坝层间结合性能产生不利影响。本研究测试了大坝混凝土在不同温度下的层间劈裂抗拉强度,建立了成熟度与强度系数的关系。同时,基于成熟度与强度系数及含水量的关系提出了以成熟度为主含水量为辅的大坝层间性能三级九梯度预警体系。结果表明,随着温度的升高,大坝混凝土层间力学性能呈下降趋势。同时,成熟度与混凝土的强度系数及含水量线性相关,相关系数分别为0.9985和0.9964。此外,根据成熟度与层间性能参数之间的关系所建立的预警体系,可以对大坝层间结合质量进行有效的控制。

棒状纳米铁氧化物增强碳纤维/环氧树脂复合材料的层间性能

为解决连续碳纤维(CF)增强环氧树脂(EP)复合材料的层间失效问题,采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)改性的2种棒状纳米铁氧化物(FeOOH、Fe2O3)对复合材料进行增韧改性。采用双悬臂梁和端部缺口弯曲实验测试复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性GⅠC及Ⅱ型层间断裂韧性GⅡC,采用短梁剪切实验(SBS)测试复合材料的层间剪切强度。实验结果表明,纳米粒子添加量为EP基体的1%质量分数,2种棒状纳米铁氧化物的加入均能显著改善复合材料的层间剪切强度和层间断裂韧性,且FeOOH的改善作用明显优于Fe2O3。其中,FeOOH/CF/EP复合材料的SBS剪切强度为58.85MPa,较CF/EP复合材料提高了41%,GⅠC、GⅡC分别为0.685、2.28kJ/m2,较CF/EP复合材料分别提高了99%和29%。

棒状纳米铁氧化物增强碳纤维/环氧树脂复合材料的层间性能

为解决连续碳纤维（CF）增强环氧树脂（EP）复合材料的层间失效问题,采用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）改性的2种棒状纳米铁氧化物（FeOOH、Fe2O3）对复合材料进行增韧改性。采用双悬臂梁和端部缺口弯曲实验测试复合材料的Ⅰ型层间断裂韧性GⅠC及Ⅱ型层间断裂韧性GⅡC,采用短梁剪切实验（SBS）测试复合材料的层间剪切强度。实验结果表明,纳米粒子添加量为EP基体的1%质量分数时,2种棒状纳米铁氧化物的加入均能显著改善复合材料的层间剪切强度和层间断裂韧性,且FeOOH的改善作用明显优于Fe2O3。其中,FeOOH/CF/EP复合材料的SBS剪切强度为58.85MPa,较CF/EP复合材料提高了41%,GⅠC、GⅡC分别为0.685、2.28kJ/m^2,较CF/EP复合材料分别提高了99%和29%。

层间粘结状态对沥青路面层间性能的影响研究

通过室内试验对双层摊铺技术沥青路面与传统方法施工沥青路面进行模拟,对比分析不同层间处理方法对层间性能包括层间抗剪强度以及层间疲劳性能的影响。结果表明:采用双层一次成型的试件在层间界面处上下层粗集料间有相互嵌入,双层一体摊铺技术可以增加沥青混合料层间嵌挤,从而使得沥青混合料的层间抗剪强度以及层间疲劳寿命均高于层间有无粘层油的情况;并且撒布不同的粘层油对层间抗剪强度以及层间疲劳寿命的影响不同,SBS改性沥青优于基质沥青。

不同工艺条件对M40J级碳纤维/双马树脂基复合材料层间性能的影响

采用共固化和共胶接两种不同工艺条件制备了M40J级碳纤维/双马树脂基复合材料层合板,研究了两种工艺对复合材料层合板层间性能和胶接质量的影响。结果表明,共固化工艺制备的复合材料层合板的Ⅰ型临界应变能释放率(简称临界G_(ⅠC))和II型临界应变能释放率(简称临界G_(ⅡC))比共胶接工艺分别低8.4%和8.7%,但共固化工艺的Ⅰ型扩展应变能释放率(简称扩展G_(ⅠC))和Ⅱ型扩展应变能释放率(简称扩展G_(ⅡC))比共胶接工艺分别高24.0%和15.9%。此外,共胶接工艺层合板的胶层厚度比共固化工艺厚,更容易发生内聚破坏,且破坏主要发生在胶接层界面。

不同碎石粒径范围的防水黏结层层间性能敏感性分析

以港珠澳大桥桥面铺装工程为研究背景,针对组合连续梁桥混凝土表面环氧树脂下封层撒布不同粒径碎石与防水黏结层层间性能的敏感性影响,以黏结强度和剪切强度作为防水黏结层层间性能评价指标。研究结果表明:环氧树脂下封层+碎石(0.6~2.36mm)+双层溶剂型黏结剂[(0.2+0.2)kg/m2]具有良好的层间性能。

环氧树脂基复合材料层间性能改进研究

环氧树脂基复合材料层间性能改进主要有树脂基体增韧与层间结构设计两种方法。树脂基体增韧包括填料,胶膜,沉积等;层间结构设计包括三维编织、缝合和Z-pinning技术。本文主要介绍了两种复合材料层间性能改进方法的研究进展与当下发展方向。

市政道路“黑+白”路面层间性能试验研究

为探究不同因素对“黑+白”路面层间剪切性能及粘结性能产生的影响,文章采用室内直剪试验方法和正交试验方法,分别分析“黑+白”路面粘结材料的最佳撒布量与各因素对抗剪强度的影响程度。结果显示,SBS改性乳化沥青这种粘结材料的抗剪切性能,界面处治措施对层间抗剪强度的影响最大,粘层油厚度的影响次之,粘层油种类以及沥青层面使用的级配类型对层间抗剪强度的影响很小。