导电作用下碳纳米管-碳纤维沥青混合料的自愈合研究

针对沥青路面因车辆荷载、温度荷载等带来的裂缝扩展问题,采用碳纳米管-碳纤维制备导电沥青混合料,进行电-热愈合试验,分析沥青混合料裂缝愈合前后的电阻率值、断裂能、极限承载力和微观结构,研究导电作用下碳纳米管-碳纤维沥青混合料的自愈合水平。结果表明,碳纳米管掺量在0.5%,1.0%时可以显著提高沥青混合料的自愈合能力;导电沥青混合料的自愈合水平与愈合前、后电阻率比值存在Sine函数关系;在50℃、20 min环境下小梁试件的极限承载力和断裂应变能得到最大限度的恢复。

玄武岩纤维对聚氨酯改性沥青混合料水稳定性提升研究

为解决聚氨酯改性沥青混合料水稳定性不良的缺陷,通过浸水马歇尔试验、冻融循环条件下的劈裂试验、低温弯曲试验,研究不同玄武岩纤维掺量下聚氨酯改性沥青混合料的抗水损害能力。结果表明:在冻融循环作用下,玄武岩纤维降低了沥青混合料水损作用造成的空隙率变化,增强了沥青间的粘附性,当纤维掺量为0.3%时,其提升作用最强,残留稳定度和劈裂强度比分别提升了10.9%、32.3%,有效降低了冻融循环引起的弯拉强度与弯拉应变的下降速率,增强沥青混合料之间的粘结力,聚氨酯沥青混合料的水稳定性能得到提高。

沥青混合料疲劳损伤的非线性分析

为了研究沥青混凝土疲劳过程中的非线性特性,对沥青混合料小梁试件进行疲劳试验,试验时考虑温度、应力比与加载间歇时间等因素.根据试验结果,对损伤因子与临界损伤因子进行了分析,通过ExpAssoc函数拟合得到了以各试验条件为参数的损伤因子本构方程.研究发现沥青混合料临界损伤因子与疲劳寿命之间存在单对数的线性关系;通过回归分析得到了二者之间的函数关系式.

半刚性基层沥青路面疲劳裂缝扩展与寿命预估研究

以疲劳断裂力学理论和材料试验为基础,对半刚性基层沥青路面裂缝的扩展行为进行系统研究,分析了裂缝尖端的应力强度因子变化规律和偏荷载作用下各影响因素对疲劳寿命的影响;结合路面结构初始状态的荷载响应,回归得到了路面的疲劳寿命预估方程。结果表明,路面疲劳主要是由偏荷载作用于横向裂缝导致,疲劳寿命随面层整体模量和轴载增长而递减,随基层模量、路基模量、中面层厚度、基层厚度增长和车速而递增,随下面层厚度的增长先减后增。回归得到的疲劳寿命预估方程考虑的影响因素更加全面,为我国路面结构设计和科研提供了理论支持和补充。

碳纳米管改性沥青混合料低温裂缝扩展分析

为研究碳纳米管对沥青混合料低温性能的影响,分别以不同碳纳米管掺量的改性沥青混合料为对象进行劈裂试验和小梁剪切疲劳试验,并通过Abaqus建立碳纳米管改性沥青混合料路面有限元模型,从应力强度因子、裂缝能量释放率、裂缝尖端位移等方面对裂缝扩展行为进行分析。结果表明:(1)碳纳米管的加入能够提高沥青混合料的低温抗裂性能,特别是其早期抗裂能力;(2)碳纳米管的加入能够降低张拉型(Ⅰ型)裂纹扩展速度,促进剪切型(Ⅱ型)裂纹的扩展,但Ⅱ型裂纹所产生的剪切力远小于碳纳米管的抗拉裂强度,不足以使裂缝继续扩展,从整体上来说,加入碳纳米管能有效抑制沥青路面裂缝的扩展;(3)碳纳米管掺量越高,断裂释放能越大,碳纳米管在一定程度上能减弱或吸收沥青混合料外部能量,起到消能作用,限制裂缝尖端位移的变大,使得沥青混合料具有更好的低温抗裂性能。

导电沥青混合料碳纤维分散性研究

为探究导电沥青混合料中碳纤维的分散性,采用响应曲面法研究碳纤维含量、搅拌时间、分散剂质量浓度对沥青混合料中碳纤维分布系数的影响,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、低温升热方法对最佳工艺条件下制备的导电沥青混合料中碳纤维的分布进行了表征。结果表明:碳纤维质量分数为0.31%、搅拌时间为6.32min、分散剂质量浓度为3.94g/L时,导电沥青混合料中碳纤维分散效果最佳,且沥青混合料同组试块电阻率差异最小,碳纤维分布系数由0.49增加到0.87,同组试块在低温环境中的升温速率趋向一致。采用响应曲面法建立的模型可靠性高,为改善导电沥青混合料电热性提供了研究基础。

阜周高速试验路的荷载响应分析

为了研究沥青路面的现场荷载响应,以阜周高速长寿命试验路为载体,通过在路面结构内埋设仪器,测得了路面结构的荷载响应数据。以试验路数据为基础,分析沥青路面结构在荷载作用下的应力、应变和温度的变化特性。并将现场检测结果与力学计算结果进行对比分析,验证路面设计理论的可靠性。

不同养护方式对混合砂浆抗冻性能影响研究

为了解决混凝土用砂资源问题和在应对冰冻环境时传统养护方式局限性的问题,将淡化海砂、机制砂、混合砂等3种砂类成型的试件,用慢冻法进行冻融循环试验,探讨了标准养护条件下的抗冻性能。实验结果表明:淡化海砂和机制砂的比例为6︰4时,成型的混合砂试件在抗冻性能表现上优于单一砂类。此外在解决传统养护方式局限性问题时,对混合砂试件采取4种不同平行养护方式,针对其抗冻性能进行对比研究,并在养护龄期到达28 d时取平行试样内部样品,通过SEM对其微观结构进行探究和分析。结果表明:采用外养护的混合砂试件抗压强度损失率较低,但冻融后孔隙率变化幅度较大,说明其在低次数的冻融循环表现较好;采用内养护的混合砂试件冻融循环后,孔隙率变化幅度小,可以有效控制孔隙发育,但其本身抗压强度略低;当同时采用这两种养护方式时,混合砂试件冻融循环后质量、抗压强度损失率、孔隙率增长均较小,在SEM微观结构的结果分析中,也观察到较少裂缝,且抗压强度可达到标准养护的水平。综上研究后发现,适当比例混合砂的使用,能够解决混凝土用砂资源问题,在成型试件时和成型试件后,同时施作内养护和外养护可提高试件抗冻融循环的能力。

对高等教育官本位体制与改革方向的思考

我国高等教育面临众多问题的根本原因是教育体制的束缚,本文针对国内高等教育的官本位的教育体制和教育产业化进行了思考和分析,通过揭示教育体制的弊端,提出了教育改革的方向——去行政化和职业教育回归,这应是短期内我们努力的目标。

基于刚度协调的路桥过渡段路面疲劳寿命预估

为了克服路与桥显著的沉降差异,从本质上解决桥头跳车问题,通过刚度协调分析方法,采用ABAQUS建立五层体系三维有限元模型,以断裂力学为基础,分析了单因素和多因素作用下路桥过渡段面层路面性能的变化规律,进而建立了结构组合和力学控制指标多因素疲劳寿命预估模型。结果表明:应力强度因子KⅡ随着面层与基层、面层与搭板层、面层与土基刚度差的减小而递减。面层疲劳寿命随着面层模量、轴载增长而减小,随着面层厚度、基层厚度、基层模量、搭板层厚度、搭板层模量、土基模量、车速增长而增大;对路面疲劳寿命敏感性次序为:面层厚度>车速>土基模量>轴载>搭板层厚度>基层厚度>面层模量>基层模量>搭板模量。研究成果可为我国桥头搭板处沥青路面合理设计提供相应的理论支撑,同时为我国疲劳寿命研究提供一种新方法。

沥青混合料疲劳寿命及其影响因素研究

通过对AC-13沥青混合料进行直接拉伸疲劳试验,改变加载的应力比、试验温度以及间歇时间对沥青混合料疲劳寿命的影响进行分析。结果表明:在相同条件下,沥青混合料有间歇时间的疲劳寿命明显长于无间歇时间的疲劳寿命,而且沥青混合料随应力比和温度的提高,疲劳寿命减小。

掺加PR抗车辙剂的沥青混凝土疲劳性能研究

通过对掺加PR的沥青混合料进行半圆弯拉疲劳试验,得到了不同PR掺量下沥青混合料疲劳性能的变化规律,发现PR抗车辙剂对增强沥青混合料的抗疲劳性能总体上是有利的,施工时适宜的掺量为0.4%,并推导出了沥青混合料随PR掺量变化的疲劳寿命预测方程。

沥青稳定碎石动态模量主曲线的研究

通过对沥青稳定碎石试件进行不同温度、不同频率下的压缩动态模量试验,根据时间-温度等效原理得出在参考温度下沥青稳定碎石动态模量的主曲线及移位因子表达式,从而得出各种频率下沥青稳定碎石的动态模量。

水泥稳定基层强度与收缩性能研究

半刚性基层由于易产生收缩开裂从而导致沥青面层产生反射裂缝,影响沥青路面的路用性能。文中针对内蒙古的气候、经济、材料等特点,以不同结构类型混合料的性能为分析基础,探讨不同水泥剂量对其抗裂强度、抗折强度、温缩性能和干缩性能的影响规律。

抗滑表层沥青混合料GAC-13组成及性能分析

为研究细集料材质、规格对抗滑表层沥青混合料GAC-13组成设计及性能的影响,采用马歇尔法分别确定黑色石灰岩精品机制砂、白色石灰岩普通机制砂、辉绿岩石屑的GAC-13最佳油石比,并检验其路用性能、抗滑性能与力学性能。按设计空隙率4.2%、最佳油石比下GAC-13的辉绿岩石屑、白色石灰岩普通机制砂、黑色石灰岩精品机制砂的用量分别为30%、25%、23%,动稳定度相应为2053、2326、2416次/mm,冻融劈裂抗拉强度比为78.6%、95.4%、90.4%,构造深度为0.75、0.93、0.99 mm。相对辉绿岩石屑沥青混合料,白色石灰岩普通机制砂、黑色石灰岩精品机制砂沥青混合料高温稳定性提高13.3%、17.6%,相比白色石灰岩普通机制砂,辉绿岩石屑、黑色石灰岩精品机制砂沥青混合料冻融劈裂抗拉强度比降低17.6%、5.2%;40、50℃时黑色石灰岩精品机制砂GAC-13的内摩擦角最大。试验结果表明,抗滑表层GAC-13的细集料组成设计宜优选精品机制砂。

碳纳米管/碳纤维沥青混合料电热与断裂性能分析

为解决冬季道路积雪结冰的安全问题,同时弥补碳纤维用量过多团聚缺陷,采用碳纳米管/碳纤维制备导电沥青混合料,进行电热与断裂试验,分析碳纳米管在不同掺量下沥青混合料的电热与抗裂性能,结果表明,碳纳米管/碳纤维沥青混合料电阻率随碳纳米管掺量的增加呈指数函数减小,在持续通电作用下,混合料内部温度不断升高,当碳纳米管掺量为0.5%时,升温效果最佳,混合料从-10℃上升到0℃仅需5 min,升温效果在时间上提升了37.5%;适量的碳纳米管能提高沥青混合料的抗裂强度与弯拉应变,增强其韧性,宏观上表现为具有更优异的抗裂缝扩展能力。

沥青混凝土的SCB弯曲疲劳试验研究

进行了沥青混凝土的半圆弯曲疲劳试验,得到了不同条件下SCB疲劳寿命,分析了疲劳寿命与影响因素的关系,并通过SCB试验结果进行了疲劳寿命与影响因素的回归分析。

高速公路强风恶劣天气下车辆行车安全性分析

在强风等恶劣天气条件下,车辆容易发生侧滑和侧翻的安全事故。从车辆空气动力学原理出发,对在强风条件下车辆的侧滑和侧翻极限条件进行了理论公式求解;得出了车辆在强风恶劣天气条件下不发生侧滑和侧翻交通事故的临界安全车速;并对不同天气条件下的数值求解进行了分析。

基于物元分析法的石材可锯性分级

针对企业难以依据石材可锯性选择加工方案和设备造成的能源浪费问题,提出了一种石材可锯性评价方法,综合考虑影响石材可锯性分级的特性指标,建立了可锯性评价指标体系。采用随机森林算法(Random Forest,RF)对石材可锯性评价指标进行赋权,基于物元分析法评定石材的可锯性等级。研究结果表明,通过RF确定指标权重可以减少主观赋权的影响;利用物元分析法综合评价石材可锯性,确定企业加工石材的可锯性为0.042,容易等级,可为企业进行石材加工提供参考依据。

金刚石圆盘锯石机荒料锯切过程的能耗预测

为了精确测量金刚石圆盘锯石机锯切加工过程中的功率和能耗,以石材荒料锯切为研究过程,建立了金刚石圆盘锯石机锯切加工过程的能耗预测模型。通过荒料锯切加工实验,采集荒料锯切加工过程中的功率数据,以锯切参数作为模型的基本变量,经过数据拟合得到功率能耗模型的系数,建立了基于锯切参数的功率和能耗模型。研究结果表明,建立的能耗预测模型充分考虑了锯切参数对加工过程中功率和能耗的影响,能够表达变材料去除率加工过程中的功率特性,准确预测整个锯切过程的功率和能耗情况,为选择最节能的石材荒料锯切加工方案提供依据。