沥青混合料高温车辙虚拟仿真实验设计与实现

为了深入理解和系统掌握沥青混合料高温车辙实验原理、影响因素及评价指标,设计了沥青混合料高温车辙虚拟仿真实验。实验由路面温度场检测、交通量检测、混合料配合比设计、多参数车辙实验和微观力链模拟等多个模块组成,涉及道路材料、设计及检测等多门专业课程知识点。通过多参数车辙实验,可分析不同温度、荷载作用下沥青混合料抗高温性能的变化规律,还可探索抗车辙剂、玄武岩纤维等添加剂对沥青混合料抗高温性能的提升效果。结果表明,高温和重载的叠加作用会大大加速沥青路面车辙的形成,添加玄武岩纤维后沥青混合料的高温性能可提升68%以上。此外,通过可视化模拟,能够从微观层面直观展示沥青混合料车辙病害形成机理,为相关课程实验教学提供支撑。

高性能再生微粉基地聚合物注浆料的活化制备及性能研究

本研究利用废弃混凝土制备再生骨料过程中产生的再生微粉制备了一种高性能低碳型地聚合物注浆料。通过对再生微粉进行热-机械协同活化处理并在碱激发剂的作用下制备再生微粉基地聚合物注浆料,研究了活化制度对注浆料工作性能、力学性能、泌水率、24 h自由膨胀率以及微观结构的影响。性能测试表明除24 h自由膨胀率外,当热活化温度不变时,再生微粉基地聚合物注浆料的工作性能、力学性能、泌水率均随微粉球磨时间的延长先升高后降低。当球磨时间不变时,注浆料的性能随热活化温度的升高先升高后降低。再生微粉热活化温度为750℃、机械球磨时间为10 min时,制备的再生微粉基地聚合物注浆料的性能最佳。微观分析表明热-机械协同活化极大地提高了再生微粉的活性和比表面积,进而改善了注浆料的致密程度,活化制度的改变对注浆料的性能和结构的影响极为显著。再生微粉基地聚合物注浆料的制备为高值化处理废弃混凝土提供了新思路。

再生粗骨料沥青混合料的动态黏弹性特性研究

再生骨料是一种将建筑垃圾中的混凝土块等废料加工而成的再生产品,它可以替代部分天然骨料加入沥青混合料中铺筑路面,有助于减少对天然石材的开采,降低沥青路面的成本。为了研究再生粗骨料沥青混合料的黏弹性特征,针对4种取代率的再生骨料沥青混合料,采用不同频率和温度下的动态模量试验,通过Sigmoid函数建立动态模量和相位角的主曲线,探究再生骨料的掺量(0%、17%、37%、56.7%)对AC-20沥青混合料动态黏弹性特性的影响变化。研究结果表明:在相同频率、相同温度下随着再生骨料掺量的增加,沥青混合料的动态模量减小,这种现象在低温高频条件下表现得更为明显。低温和常温条件下(–10、5、20℃),沥青混合料的相位角随着再生骨料掺量增大而减小,随着频率增加而减小,在中高温条件下再生骨料掺量的变化对沥青混合料相位角的影响规律并不统一。通过动态黏弹性拟合参数结果分析发现Sigmoid模型的拟合参数变化趋势与再生掺量增幅之间存在着较大的相关性。该研究聚焦于道路工程中建筑垃圾资源化利用的环保设计需求,可为建筑垃圾应用于道路养护工程提供试验参考,可作为教学案例应用于工程领域的研究生课程。

玄武岩纤维沥青混合料韧性研究及机理分析

为研究玄武岩纤维对沥青混合料韧性的影响,选用AC-13C和SMA-13两种混合料,使用UTM-25试验机对添加纤维前后的马歇尔试件进行间接拉伸试验;通过扫描电镜对纤维沥青混合料进行微观观测,分析纤维对混合料韧性的影响及增韧机理。试验结果表明:掺加玄武岩纤维对混合料的韧性指标有较大幅度提高,改善了混合料的抗开裂性能;纤维在沥青混合料中形成三维网状结构,且与沥青间有良好的粘结能力,使得裂纹扩展时的能量释放率减少从而延缓裂缝的扩展。

水泥稳定废旧沥青混合料的强度试验

分别按无机结合料稳定材料和沥青混合料的2种试验方法测试不同配比下水泥稳定废旧沥青混合料强度,分析水泥稳定废旧沥青混合料强度的影响因素.结果表明,随着水泥掺量的增加,水泥稳定废旧沥青混合料的无侧限抗压强度、间接抗拉强度提高,马歇尔稳定度提高,流值下降,劈裂强度增大.通过环境扫描电镜XL30ESEM观测废旧沥青混合料中水泥石与沥青的界面可知,因部分沥青膜从集料表面剥落,水泥石与集料的界面黏结较好,部分水泥水化产物穿透沥青膜,形成较大的复合强度,且具有沥青混合料的变形能力.

硅藻土透水混凝土水质净化效果研究

通过相关试验,研究了掺加硅藻土对多孔混凝土强度以及水质净化效果的影响。试验结果表明,随着硅藻土掺量的增加,多孔混凝土强度降低,通过复配增强剂,能够满足植生型生态混凝土的强度要求。在掺加硅藻土后,多孔混凝土对重金属的去除率有明显的提升。

基于实测的高速公路重载交通轴载分析

通过调查京沪高速公路沂淮江段动态称重系统的交通轴载数据,研究了该路段交通荷载参数、货车的超载情况以及交通轴载谱。根据分析结果提出了以单轴双轮120 k N作为高速公路重载交通沥青路面的设计轴载、轮胎接地压强0.85 MPa为设计荷载;发现用正态分布模型表征该路段单轴双轮轴载谱(R^2=0.95),能够比较真实地反映该路段的荷载特性,提出以该模型作为随机荷载的加载方案;并使用简化的荷载分布作为室内试验进行变幅荷载的加载方案。

玄武岩纤维高模量沥青混合料疲劳性能试验研究

为探讨玄武岩纤维和高模量改性剂在提高沥青混合料抗疲劳性能方面的适用性,选取AC-20C级配,对比分析了基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料、玄武岩纤维沥青混合料、高模量沥青混合料以及玄武岩纤维高模量沥青混合料在不同应变水平下的疲劳寿命次数。结果表明:玄武岩纤维和高模量改性剂对沥青混合料的疲劳性能改善明显。

陶粒透水沥青混合料路用性能研究

为了研究具有较好净水功效的陶粒透水沥青混合料,通过对不掺陶粒、掺30%陶粒以及掺40%陶粒3种透水沥青混合料进行高温稳定性和水稳定性等路用性能试验,评价其路用性能的可行性。试验结果表明:掺入陶粒会使透水沥青混合料的路用性能有所下降;陶粒掺量增加大40%时,动稳定次数减少了25%,但远高于规范要求;冻融劈裂强度比已接近规范要求。

强化后再生粗骨料沥青混合料路用性能

为改善再生骨料自身品质的不足,并研究将其应用于沥青路面,通过高温-机械研磨和正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate,TEOS)试剂混合溶液浸润这2种方法对再生粗骨料进行强化,从再生粗骨料性能提升、强化效率等方面对物理、化学2种强化方法进行综合评价,选择效果较好的高温-机械研磨作为再生粗骨料强化方案。通过马歇尔试验进行再生粗骨料沥青混合料配合比设计,并分析强化前后不同的再生粗骨料掺量对再生粗骨料沥青混合料路用性能的影响。研究结果表明,再生粗骨料经高温-机械研磨强化后,有利于提高再生粗骨料沥青混合料的水稳定性、低温性能、抗疲劳性能及抗开裂性能。研究结果可为再生粗骨料的强化及其在沥青混合料中的应用提供参考。

地聚合物灌浆料对半柔性路面的性能影响

为探究地聚合物灌浆料在半柔性沥青路面中的性能影响,采用车辙试验、低温小梁弯曲试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验对掺地聚合物半柔性路面的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性进行研究分析。采用单轴贯入试验和劈裂强度试验对掺地聚合物半柔性路面的抗剪性能、抗拉强度以及变形能力进行研究分析。试验结果表明:相比于其他沥青常规材料,地聚合物灌浆半柔性路面具有优良的高温稳定性,低温抗裂性能略有欠缺,水稳定性较好。地聚合物灌浆半柔性路面材料的抗剪强度、劈裂强度均随龄期增长而增加。采用地聚合物代替水泥作为半柔性路面材料中的灌浆材料,能保证性能的同时,还能满足环境保护、绿色生态的可持续发展要求。

水泥混凝土路面损坏原因分析及预防对策

通过对部分通车3年～5年的水泥混凝土路面的质量进行调查,并对正在中修的工程进行检查分析,从设计、施工以及管理养护等各个方面介绍水泥混凝土面板及桥面铺装损坏的原因,并提出预防对策.

路可比沥青混合料路用性能研究

对加入德国新型添加剂路可比(Lucobit 1210A)的沥青混合料的路用性能进行了分析。针对路可比沥青混合料的组成结构特点对其进行原材料性能测定、马歇尔配合比设计和最佳沥青用量确定等试验,并且进行了路可比沥青混合料和SBS改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性能方面的试验及对比分析。结果表明:路可比对沥青混合料的路用性能都有很大的改善,尤其是水稳定性,其余技术指标与SBS改性沥青混合料相近。

再生材料对旧沥青路面胶结料的再生性能影响研究

为分析不同再生材料对旧沥青路面胶结料再生性能的影响,基于实际工程抽提回收得到不同老化程度的旧沥青路面胶结料,应用新沥青材料与两种黏度等级的再生剂调配旧沥青路面胶结料制备成再生沥青,分析再生沥青的黏度与针入度指标的变化规律,并对不同再生方法的再生效果进行了比较。试验结果表明:新沥青材料对旧沥青路面胶结料的再生能力有限,再生剂对旧沥青路面胶结料性能指标的改善远优于新沥青;低黏度的再生剂能较好地恢复旧沥青路面胶结料的针入度指标,但对于老化程度较低的旧沥青路面胶结料,会使其黏度指标下降过快,而不能保证再生沥青的高温性能;建议老化等级较低的旧沥青路面胶结料采用黏度等级较高的再生剂再生的方法,老化等级较重的旧沥青路面胶结料采用黏度等级较低的再生剂与新沥青共同再生的方法。

新型胶粉复合改性沥青混合料及其抗永久变形性能研究

为了提高沥青路面抗永久变形能力,提出一种新型胶粉复合改性沥青混合料(简写为HR-AM)。通过动态蠕变试验研究矿料级配、胶粉粗细、纤维种类、HR复合剂掺量、沥青胶结料等材料组成因素,以及温度、荷载等外部条件对其抗永久变形能力的影响。结果表明:选用40目胶粉、AR—SMA13级配、以干拌的形式掺入4‰HR复合剂,制备所得HR—AM可获得最优的抗永久变形能力,且其抗永久变形能力与温度、荷载的关联性较小,说明其稳定性较好,可很好地解决沥青路面抗永久变形能力不足的问题。

掺硅藻土的再生型多孔混凝土净化效果及植生分析

通过边坡雨水径流试验,研究了掺加硅藻土的再生型多孔混凝土对径流污染的处治效果及植物相容性的影响。试验结果表明,随着硅藻土掺量的增加,多孔混凝土对重金属、氨氮的去除率有明显提高,综合了强度与净化效果。硅藻土的合理掺量为20%,掺量硅藻土对多孔混凝土孔隙碱度有一定的改善作用。通过复掺ZS-2植生外加剂能有效降低孔隙p H,与植物相容性较好。

级配玄武岩纤维增强改性沥青混合料性能试验研究

为评价纤维长度和掺量组合对沥青混合料性能的影响,在AC-20沥青混合料中掺入由3种长度组成的5种掺量组合的短切玄武岩纤维(即级配玄武岩纤维)。分别采用车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究5种级配玄武岩纤维对沥青混合料路用性能的影响规律。结果表明,不同级配玄武岩纤维对沥青混合料各项路用性能均有一定程度的提高;进一步的灰色关联分析表明,第Ⅳ种级配玄武岩纤维对沥青混合料路用性能增强效果较优,3种长度复掺的纤维连续级配时性能更佳。

SBS类旧沥青路面胶结料再生性能研究

基于实际工程所选取的12种具有代表性的旧沥青路面回收料抽提回收得到不同老化程度的SBS类旧沥青路面胶结料,以再生沥青路面胶结料的135℃黏度、25℃针入度为主控指标,通过室内试验研究,推荐了与旧沥青路面胶结料老化性能相适应的再生材料及建议掺量;通过薄膜老化试验,分析再生沥青路面胶结料抗老化性能,结果表明不同再生方法所得的再生沥青路面胶结料的抗老化性能均能够满足路用要求。