橡胶粉改性沥青制备及性能试验研究

为制备沥青路面用橡胶粉改性沥青,针对胶粉目数、胶粉掺量、剪切时间、制备温度与剪切速率等影响因素,采用5因素4水平正交试验方案,以延度、弹性恢复率、抗剪强度、离析软化点差及粘温回归系数|B|值作为评价指标,遴选出橡胶粉改性沥青制备优方案,并制备出橡胶粉改性沥青;在此基础上,对其作用机理和路用性能进行分析。研究结果表明:采用掺量为24%的30目胶粉、剪切时间60 min、制备温度205℃、剪切速率5000 r/min制备出的橡胶粉改性沥青路用性能优异;均匀分散于沥青体系中的多孔状胶粉颗粒吸收沥青中的轻质组分,产生溶胀作用及微弱化学反应并呈空间网状交联结构,是橡胶粉改性沥青性能优异的主要原因。

矿物掺合料对氯氧镁水泥早期水化行为的影响

研究了矿物改性氯氧镁水泥前期水化行为,绘制了各矿物掺合料氯氧镁水泥水化电阻率-时间曲线,测试终凝时间以及1 d抗弯与抗压强度。结果表明,矿物掺合料能够延缓氯氧镁水泥水化速度,并随着矿物掺合料掺量的提高,其水化速度逐渐变慢。同等掺量下硅灰延缓反应时间的作用最为明显,其次是石粉与粉煤灰。硅灰的掺入延缓氯氧镁水泥水化速度,大幅度提高其初终凝时间,降低早期强度,其掺量不宜超过20%。粉煤灰与石粉氯氧镁水泥初终凝时间均在规范要求以内,对早期抗弯拉强度与抗压强度影响幅度相对较小。添加粉煤灰与石粉试样晶体较掺硅灰试样结晶程度更高。

突发事件下公路网供需水平分析

本文从自然灾害、交通事故对公路交通的通行能力的影响来分析,深入了解突发事件对交通通行能力的影响程度。

充液率和倾角对多年冻土区重力热管传热性能的影响

为探讨热管最佳工况,搭建了适用于多年冻土区的氨-钢热管试验台。通过监测热管内部轴向、外壁的温度分布以及外壁面的热流密度变化,在负温条件下开展了不同充液率(20%、30%、40%)和倾角(10°、30°、50°、70°、90°)对热管传热性能影响的试验。试验结果表明:在三种充液率下,热管处于10°倾角时均温性最佳;充液率为30%和40%的热管倾角50°时总热阻最小、传热效率最高,充液率为20%条件下热管的总热阻和传热效率在倾角30°时分别达到极小值和最高值。总体而言,充液率为30%的热管具有最佳传热表现。

改性沥青的粘结性及高温性能研究——将表面硅烷偶联剂改性的纳米SiO_(2)作为改性剂

使用表面硅烷偶联剂(含量3%)改性的纳米SiO_(2)作为改性剂,掺量分别为:0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%,对90号基质沥青进行改性研究。通过针入度、沥青软化点、沥青旋转粘度试验、沥青流变性质试验,研究改性沥青的粘结性及高温性能的变化规律。试验数据使用Origin软件拟合。结果表明:随着表面硅烷偶联剂改性的纳米SiO_(2)掺量的增加,沥青的针入度不断降低,表观粘度、软化点、相位角与复数剪切模量不断增加,有利于提高沥青的高温性能及粘结性。

交变荷载作用下损伤混凝土中氯离子传输行为

根据氯离子在混凝土中的传输机制,从交变荷载作用下混凝土的疲劳损伤入手,基于裂纹面积来表征氯离子扩散系数,从微观角度定量分析了疲劳损伤对混凝土裂纹面积扩展值的影响;根据Fick第二定律建立了交变荷载作用下损伤混凝土中的氯离子传输模型,并给出了其解析解.结果表明:所建模型计算结果与室内试验结果吻合良好,说明交变荷载作用下损伤混凝土中氯离子传输模型所应用的理论和提出的假设具有一定的合理性和科学性.

强夯置换复合地基加固盐渍土效果的试验研究

青海省察尔汗-格尔木高速公路地处青藏高原寒区和盐湖区,地基土力学性质受土体含水率和气候条件变化等因素影响较大,给工程建设带来一定困难。通过对该盐渍土试验段进行强夯置换复合地基处理后的原位测试,给出强夯置换复合地基承载力和变形模量确定方法,并对加固后复合地基的强度和变形模量的计算结果给予了分析,承载力满足要求。同时对强夯置换复合地基的桩土工作机理以及沉降折减等问题给出了评价,强夯置换方案有利于盐渍土地基中水分和盐分的迁移及减少地基沉降,具有良好的加固效果。

活化煤矸石改性沥青胶浆高温性能影响因素研究

采用动态剪切流变试验(DSR)对比研究了不同粉胶比条件下(0.6,0.8,1.0,1.2,1.4)和不同温度条件下(64,70,76,82℃)活化煤矸石和矿粉改性沥青胶浆的高温流变性能;运用灰熵法分析了活化煤矸石改性沥青胶浆高温性能影响因素——温度、活性成分Si O2含量、粉胶比、135℃运动黏度、胶浆软化点——的显著性。结果表明:活化煤矸石代替矿粉作为填料可使沥青胶浆的高温性能有大幅提高;粉胶比对活化煤矸石改性沥青胶浆高温性能有最显著影响。

高寒地区超早强水泥稳定碎石力学性能试验研究

在高寒地区,水泥稳定类基层强度增长缓慢、养生周期长已是共识。基于此,选用自主研发的SES-I型超早强剂作为外掺剂,采用无侧限抗压强度试验、劈裂试验和抗冻性试验研究了不同超早强剂掺量下水泥稳定碎石的力学性能,并分析了超早强剂在水泥稳定碎石中的作用机理。研究结果表明,掺加超早强剂能够显著提高水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂强度和抗冻性能;当其掺量为16%时,水泥稳定碎石的劈裂强度与冻融循环残留强度比达到最大值;基于超早强剂对水稳基层碎石材料微观结构上的改善效果,可使基层材料3d龄期时即可达到规范设计强度,亦可大大缩短其养生时间。研究成果可为高寒地区水泥稳定基层材料组成设计提供有益参考。

青藏公路黑马河试验段碎石垫层路基工程效果初步分析

基于青藏公路黑马河试验段碎石垫层路基近1 a的温度、水分监测资料,初步分析了碎石垫层路基温度,水分的发展与分布特征以及造成这些差异的原因,并与传统的砂砾垫层比较.结果表明:碎石垫层加隔水土工布能够更好的削弱毛细水自下而上的迁移,起到了一定的隔水排水效果,对于防治季节性冻土路基冻胀病害具有积极作用.

察尔汗地区盐渍土水热状态变化特征与水盐迁移规律研究

为提高察尔汗盐湖区高氯盐含量盐渍土工程的稳定性,对该地区多年水热和蒸发量变化情况进行分析,在寒季进行气温、地温和现场土体不同深度位置含水率和含盐量试验和研究。由试验结果总结出该地区寒季月平均气温和地温温差变化特征,昼夜地温温差变化特征,月平均地温时程变化与传递变化特征,以及推导表征了温度随时间和深度热传递速率的变化特征回归方程。最后分析了热效应是造成土体中水盐迁移的主导因素,寒季土体热效应作用随深度的下降而减弱,在土体的地表和地表下1.0～2.5 m范围内出现两个盐分聚集区,在今后的盐渍土工程设计和施工中应得到重视。

开放系统下饱和正冻土热质迁移的数值分析

引入Heaviside阶梯函数和Z函数使得冻结区和未冻区的导水系数、导热系数、体积热容量和土水势可以用统一的公式表达,提出了开放系统下饱和土在冻结过程中热质迁移的数学模型.对一个侧面绝热的圆柱土样的热质迁移过程进行了计算机模拟,结果表明:温度变化速率、冻结速率和温度梯度随时间减小,在冻结锋面附件温度分布曲线有拐点,冻结区温度梯度略小于未冻区温度梯度.含水量增量沿着试样高度先减小再增大,在冻结速率很低的情况下含水量持续增大,易形成冰透镜体.

季节冻土区路基冻胀翻浆防治措施试验研究

根据位于青海省109国道橡皮山试验段所观测的温度及水分数据,系统分析了传统砂砾垫层路基与隔水土工膜加碎石垫层路基在外界气候环境作用下,路基内各个观测位置温度与水分的变化以及造成这些变化的原因.比较了两个断面下路基各个观测位置的水分变化率的差异以及造成这些差异的原因,分析了这些差异对路基冻胀翻浆的影响.研究结果表明,在橡皮山地区,不仅仅存在地表水自上而下的迁移,而且在冬季土体负温度梯度和毛细作用还会促使水分自下而上的迁移,因此,相对于传统砂砾垫层路基,隔水土工膜加碎石垫层路基对于预防季节性冻土区路基冻胀翻浆效果更好.

工业固体废弃物在道路基层应用中的研究进展

针对工业固体废物在道路基层中的应用,分析了中国近几年工业固体废弃物的产生和利用情况,阐述了国内外典型工业固体废弃物在道路基层中应用的研究进展和产生的问题,为大量工业固体废弃物综合处理提供了极具价值的思路和方法,有利于推动道路工程向绿色环保的可持续发展。

察尔汗地区复合地基加固盐渍土效果试验

采用动力触探试验和平板荷载试验,就砾石桩、强夯、强夯置换和冲击碾压4种方法对盐湖区察格高速公路盐渍土地基的加固效果,从桩体密实度、复合地基承载力、变形模量、桩土应力比等方面进行了分析.结果表明:①强夯置换墩的密实度低于砾石桩;②强夯置换加固效果最好,冲击碾压法效果最差,承载力两者相差166.9%;③夯击能是后3种加固工艺中决定加固效果的重要指标,其大小直接关系着加固后的承载力和变形模量的数值;④砾石桩桩土应力比约为3.36,强夯置换复合地基墩土应力比为2.05,砾石桩和强夯置换均可有效降低盐渍土天然地基的沉降.

基于图像处理的再生沥青混合料体视学分析

针对目前再生沥青混合料新旧集料混合不均而造成混合料性质不稳定的现象,文中提出采用化学染色法区别新旧集料、对比分析多种阈值的分割方法。通过图像方法分析再生沥青混合料的不同体积组成,在此基础上提出基于Laplace的数字图像分割处理方法,结合体视学分析,实现三维实体转换二维数字图像,从而进行再生沥青混合料的级配设计。结果表明,化学染色法结合Laplace图像分割处理方法可以还原初始图像中的不清晰细节,增强图像整体对比度;通过体视学分析提出合适的骨料修正系数,有效分析再生混合料的级配组成,为完善再生沥青混合料设计提供参考。

一种新型早强抗裂外加剂对不同低温下砂浆强度及收缩性能的影响

为了研究新研发的早强抗裂外加剂对不同低温养护环境下水泥砂浆强度及收缩性能的影响,选择5种不同的养护环境(20、10、0、-10、20^-10℃),进行抗压、抗折强度及收缩试验。试验结果表明:在作为参考的标准养护环境下,该早强抗裂外加剂具有优异的早强与抗裂效果;在10、0、20^-10℃等低温及冻融环境下,该早强抗裂外加剂具有较好的早强与抗裂效果;在-1 0℃的极低温度下,该早强抗裂外加剂的早强与抗裂性能受到了较大的抑制。

西宁市城市道路核心区交通运行效率提升测算研究

基于现有城市道路网运行效率评价存在的问题,提出了城市道路路段、交叉口以及总体运行效率及提升率的计算方法,以西宁市核心区(16km^2)60个道路交叉口2015年、2018年交通调查数据为依据,估算得到2018年西宁市核心区道路总体运行效率较2015年至少提升了25.2%。

热棒技术在国道214线共和-玉树高速公路宽幅冻土路基中应用的数值模拟研究

高速公路路基幅面宽度的成倍增加,沥青路面的吸热效应更为显著,工程对其下伏多年冻土的热影响更为显著.热棒、热棒保温板复合结构等传统工程措施能否保护宽幅高速公路下冻土稳定是一个亟待回答的问题.根据带相变热传导有限元方法,对共和-玉树高速普通路基、热棒路基和热棒保温板复合结构路基在未来全球变暖情形下的地温场特征进行了数值模拟分析.结果表明:在年平均气温为-3.5℃或地表年平均温度为-1℃的多年冻土地区,普通路基和热棒路基在全球变暖条件下路基下伏冻土都将发生融化,宽幅公路路基将会产生显著融沉变形,不能保证宽幅公路路基20 a使用期内的稳定性.热棒保温板复式结构显示了较好的冷却路基效果,在第20年路基下多年冻土人为上限高于原天然上限,路基下富冰冻土仍处于冻结状态,可以保证宽幅沥青公路在服务期内的热稳定性.

道路工程方向学生提高复杂工程问题解决能力探索

针对传统道路工程方向课程内容重理论轻实践,学生兴趣不高,接受较困难,动手能力较差等问题,通过对现有实践课程进行优化和提炼,以及对现有实践课程教学的集成改造和创新,完成了一套针对道路工程材料在不同水热力服役状态下,监测材料的温度、含水量、变形量和冻胀力等指标适时测试的实践操作平台。同时编写了“实践方案设计与数据分析评价指南”和“实践过程操作手册”等指导性实践教学方案。最终学生可以根据理论知识和不同工程材料,自主完成试验方案设计、试验过程操作、试验数据的收集和试验结果的分析评价,可以提高实验动手能力,提高直观认识和解决复杂工程问题的能力,以及提升对实验结果分析和软件使用能力。