室内老化作用下高黏改性沥青性能研究

在中国海绵城市建设快速发展的过程中,多孔沥青路面得到了广泛应用。用于多孔沥青混合料的高黏改性沥青经历了复杂的老化环境。采用室内实验探究了不同老化作用对高黏改性沥青的影响,分别采用了三大指标、60℃动力黏度、PVN和MSCR进行测试,并通过FT-IR阐述了其老化机理。结果表明:老化作用会导致高黏改性沥青高温性能增加,黏度提高,弹性恢复能力增大;其老化作用是由沥青自身老化和增黏剂、SBS树脂降解两部分导致,其中沥青自身老化占主导因素。本研究可为解决多孔沥青路面用高黏改性沥青结合料的老化行为提供思路。

基于植被生长状况贫瘠边坡客土基材中生态添加剂的研究

针对贫瘠边坡土壤层薄,水分、养分保蓄能力极低,植物难以生长,抗雨水冲刷能力较弱等问题,采用对比试验与显著性分析方法,对掺入不同生态添加剂种类和掺量下贫瘠边坡土壤理化性质及植被生长情况进行了分析。结果表明:1)水泥会增大土壤碱性,SAP可为土壤锁住水分,增大掺量时对植物生长均呈现出抑制作用,最佳掺量分别为1%、0.05%;2)淀粉、木质素对文中测试的土壤指标影响不大,但其培育的高羊茅生长后期表现良好,最佳掺量分别为0.15%、0.05%;3)CMC可提高土壤电导率以及土壤养分含量,掺量为0.05%羧甲基纤维素钠(CMC)基材的高羊茅发芽率最高,0.15%CMC基材的高羊茅后期生长效果最佳。结论是各生态添加剂中,CMC对贫瘠边坡土壤改良效果最好,最佳掺量为0.15%。

Mg10Al(7-x)Li2Tix(x=0,1,2,3)合金的制备及储氢性能研究

在氩气保护下,采用机械合金化法制备Mg_(10)Al_((7-x))Li_2Ti_x(x=0,1,2,3)合金,并通过XRD、SEM以及DSC等手段对合金进行表征。结果表明,适量的Ti替代Al可以提高合金的吸氢量、降低合金的初始氢化/脱氢温度和提高合金氢化/脱氢动力学性能。Mg_(10)Al_((7-x))Li_2Ti_x(x=1,2,3)合金样品比Mg10Al7Li2合金的初始氢化温度都降低了62K,而初始脱氢温度则分别降低了77、98和59K。当Ti的替代量为x=2时,合金的综合储氢性能最好。

替代元素对光催化半导体Cu_2ZnSnS_4能带结构优化的第一性原理研究

【目的】为了增加Cu2ZnSnS4价带顶和导带底与水的氧化还原势之间的能量差,使催化反应具有更多的驱动力。【方法】利用第一性原理计算,对Cu2ZnSnS4电子结构进行分析。【结果】Ag掺入Cu位能够降低其价带顶而不改变导带底位置,而Ge掺入Sn位能够提升其导带底而不改变价带顶位置。【结论】通过优化(Cu1-xAgx)2Zn(Sn1-yGey)S4合金的配比,可使其达到光催化半导体最理想的能带结构。

金属卤化物对4MgH_2/TiH_2复合材料储氢性能的影响

在氢气保护下,采用机械合金化制备4MgH_2/TiH_2以及4MgH_2/TiH_2+5%A(质量分数,A=AlCl_3,LaCl_3,CeCl_3)复合材料,并通过PCT、XRD、SEM以及DTA等手段对复合材料进行表征。结果显示,4MgH_2/TiH_2以及4MgH_2/TiH_2+5A(A=AlCl_3,LaCl_3,CeCl_3)复合材料吸氢量均在4.5%(质量分数)左右,且在150s时间内吸氢即可达到饱和。添加CeCl_3后,复合材料的脱氢反应焓从添加前的72.7kJ/mol下降到65.1kJ/mol,而添加AlCl_3和LaCl_3后,复合材料的脱氢反应焓则分别增加到80.6kJ/mol和82.5kJ/mol。这表明CeCl_3能有效提高4MgH_2/TiH_2复合材料的热力学性能,而AlCl_3和LaCl_3的添加则会导致4MgH_2/TiH_2复合材料的热力学性能下降。

内养生路面混凝土水分传输特性及力学性能

研究了内养生路面混凝土各形式水分在不同龄期的转化规律,探索了高吸水性聚合物(SAP)粒径及掺量对路面混凝土相对湿度、收缩性能及抗弯拉强度的影响,揭示了内养生对抗弯拉强度的影响机理.结果表明:小粒径SAP能够持续释放内养生水对混凝土进行较长时间的养生;内养生路面混凝土在3、7 d的减缩率高达68.85%和73.98%;内养生能够有效削弱路面混凝土垂直方向的湿度梯度,提升材料均匀性;小粒径SAP在释水养生过程中可对混凝土残留孔洞起到良好的水化填充作用,并能增强骨料水泥石界面过渡区(ITZ)黏结强度.

内养生剂在高速公路桥面铺装混凝土中的应用

文章针对内养生混凝土的工程特性,介绍了其在高速公路桥面铺装工程中的应用,并以保泸高速公路K44+080~K44+180右幅桥面铺装试验段为例,分析了山区高速公路桥面铺装用内养生混凝土的工作性、力学性能及应用效果。工程实践表明,桥面铺装内养生混凝土具有减少养护成本和提升抗塑性开裂能力的优势,工程应用价值显著。

自养护路面混凝土抗盐冻性能及疲劳特性

为有效增强路面混凝土耐久性能,基于盐冻试验、盐冻前后的断裂性能试验及弯拉荷载疲劳试验,探索了高吸水性聚合物(SAP)自养护路面混凝土抗盐冻性能及疲劳特性随SAP掺量、粒径的变化规律,并结合自养护水泥浆体孔隙参数、微观形貌及骨料-水泥石界面过渡区(ITZ)特征,揭示了性能影响机理。结果表明:小粒径SAP形成的残留孔洞能有效释放拉应力,降低结冰点,细化孔结构,从而增强路面混凝土抗盐冻性能;当SAP粒径为100目(150μm),掺量为0.145%(质量分数)时,路面混凝土在冻融30次时的断裂韧度损失率、断裂能损失率分别比基准组降低了25.25%、10.51%;小粒径SAP对疲劳寿命的提升程度随应力水平的提高而增大,当应力水平为0.80时,自养护组的疲劳寿命相比基准组提升了2.65倍;SAP能够有效提升水泥混凝土结构内部密实度,吸持ITZ区域部分水分,增强水泥石和骨料之间的粘结性,从而改善混凝土抗盐冻性能和疲劳特性。

内养生桥面铺装混凝土抗早期塑性开裂性能

为改善桥面铺装混凝土抗早期塑性开裂性能,通过平板约束法和现场桥面铺装实体工程研究了内养生材料对混凝土抗早期塑性开裂性能的影响。试验结果表明,内养生材料可以有效延缓混凝土的早期开裂,且随着内养生材料掺量的增加,混凝土抗早期塑性开裂性能越好;当内养生材料掺量为0.2%(质量分数)时,平板约束法下的混凝土单位开裂面积由1219 mm 2/m 2降低到47 mm 2/m 2。在实体工程应用中,同普通混凝土相比,0.2%掺量的桥面铺装混凝土单位面积裂缝条数、最大长度、最大宽度以及开裂面积分别同比下降了91.7%、55.8%、37.5%、90.7%,说明内养生材料可以显著提升桥面铺装混凝土抗早期塑性开裂的性能。

泡沫温拌沥青的玻璃态转变温度及低温性能

为研究泡沫温拌沥青的玻璃态转变温度及低温性能,采用不同的沥青类型和不同的发泡用水量,制备泡沫温拌沥青.利用动态热力学分析仪(dynamic thermomechanical analysis,DMA)和差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC),确定不同发泡水量下泡沫温拌沥青玻璃态转变温度,采用低温弯曲流变梁(bending beam rheometer,BBR)分析不同发泡水量下泡沫温拌沥青的低温性能.结果表明,分别通过DMA和DSC确定的玻璃态转变温度有所区别,但对于不同的沥青和发泡用水量,两者的变化趋势一致;随着发泡水增多,沥青玻璃态转变温度逐渐增高;加入发泡水会在一定程度降低沥青的低温抗裂性能,采用质量分数为6%的发泡水制备的泡沫温拌沥青不能满足-12℃时的低温环境要求,也无法满足原有未发泡沥青的低温环境适用范围.为保证泡沫温拌沥青良好的路用性能,泡沫温拌沥青制备时,最佳发泡用水量选择应重点考虑其低温抗裂能力.

PE/PVA纤维海砂ECC的拉伸性能与本构模型

以纤维类型及其体积分数为变量,通过单轴拉伸试验,研究了海砂工程水泥基复合材料(SECC)的单轴拉伸性能,并基于现有工程水泥基复合材料(ECC)的拉伸本构模型,阐述了SECC的稳态开裂机理,提出以强化段与软化段描述SECC拉伸应力-应变关系的波动上升段和下降段,得到了新的适用于SECC的拉伸本构模型.结果表明:纤维体积分数为1.5%的聚乙烯(PE)纤维/SECC表现出饱和多缝开裂的应变硬化行为,其延性可达到3.99%;提出的SECC拉伸本构模型计算结果可准确描述具有稳态开裂行为SECC的拉伸应力-应变关系.

过渡金属V、Ti及Y的添加对Mg-Al合金储氢性能的影响

采用热处理工艺并结合机械合金化制备Mg-Al合金,同时利用XRD、SEM以及吸放氢测试对其性能进行表征,研究过渡金属V、Ti及Y的添加对Mg-Al合金储氢性能的影响。结果表明:材料主要由Mg17Al12相组成,Mg17Al12的氢化产物为MgH2和Al,且该过程是可逆的,并在过渡金属的催化作用下,Mg-Al合金的综合储氢性能明显提高;Mg-Al合金的初始放氢温度为577 K,添加V、Ti以及Y后,合金材料的初始放氢温度分别下降了80、46和60 K。此外,Mg-Al合金材料脱氢反应的表观活化能为175.1 kJ/mol,掺杂V、Ti及Y后合金材料脱氢反应的表观活化能从175.1 kJ/mol分别下降到134.6、134.9和131.4 kJ/mol,进一步证实了过渡金属元素V、Ti以及Y的添加能有效提高材料的综合储氢性能。

BFRP筋与分级粒径河砂ECC粘结滑移性能试验研究

通过玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋/高延性水泥基复合材料(ECC)的中心拉拔试验,分析了分级粒径ECC和BFRP筋表面形式及直径对BFRP筋/ECC粘结性能及粘结-滑移曲线的影响。结果表明,BFRP筋/ECC的破坏模式分为BFRP筋拔出破坏和BFRP筋拉伸破坏。选取BFRP筋/ECC粘结-滑移曲线中的残余波浪段各峰值应力点,采用拟合直线斜率的绝对值|k|表征ECC对BFRP筋横肋的磨损程度,当|k|值≥0.144时,BFRP筋横肋会被完全磨损,当|k|值<0.144时,BFRP筋横肋会被磨损至与填充其凹陷的ECC齐平。BFRP筋/ECC的平均粘结强度随骨料粒径的变化并不显著,分级粒径ECC可使BFRP筋/ECC的平均粘结强度提高3.2%~9.6%,采用骨料粒径为0.15~0.3 mm的BFRP筋/ECC粘结性能最优。BFRP筋的直径越大,BFRP筋/ECC的平均粘结强度越小,BFRP筋直径为12 mm的BFRP筋/ECC平均粘结强度与BFRP筋直径为8 mm、10 mm的BFRP筋/ECC相比降低分别约8.2%、4.4%。采用浅螺纹BFRP筋的BFRP筋/ECC,平均粘结强度下降83.7%,但其整体粘结应力变化较为平稳,对ECC和BFRP筋的损伤程度均最小。减小BFRP筋直径、ECC骨料粒径,或BFRP筋/ECC自由端处BFRP筋的肋深,有助于提高BFRP筋/ECC的粘结性能及稳定性。

添加Si对Mg-Li合金储氢性能的影响

在氩气保护下,采用热处理并结合机械球磨合金化制备Mg_(90)Li_(10+x)%Si(x=0,2,5,8(质量分数))合金储氢材料,研究Si的添加对Mg-Li合金储氢性能的影响。结果表明:Mg_(90)Li_(10+x)%Si(x=2,5,8)合金材料经过热处理和机械合金化后,Li容易扩散进入Mg晶格体内形成Mg(Li)固溶体,Si与Mg结合生成Mg_2Si,而Mg_2Si不仅能改善Mg-Li合金的吸/放氢动力学性能,而且还能提高Mg-Li合金的热力学性能。Mg_(90)Li_(10+x)%Si(x=0,2,5,8)合金的初始脱氢温度从632 K(x=0)分别下降到了610 K(x=2)、598 K(x=5)和598K(x=8);Mg-Li合金的脱氢表观活化能为396.5kJ/mol,而添加Si后,其分别下降了13.3 k J/mol(x=2)、21.1 kJ/mol(x=5)和67.4kJ/mol(x=8)。

透水混凝土抗堵塞性能研究

采用自制变水头试验装置测试混凝土的透水系数,分析了空隙率与透水系数的关系。通过设计堵塞试验,研究了不同粒径堵塞物对混凝土堵塞的影响规律及具有黏性的黄泥对混凝土的堵塞进程。结果表明:空隙率与透水系数间存在高度的线性关系;当面临同样尺寸的堵塞物时,不同空隙率混凝土的抗堵塞能力存在差异,15%空隙率混凝土的堵塞物敏感粒径为0.15~0.3 mm、0.3~0.6 mm,20%、25%空隙率混凝土的堵塞物敏感粒径为0.3~0.6 mm、0.6~1.18 mm;全级配砂砾对不同空隙率的混凝土堵塞都较严重,黄泥等具有黏性的堵塞物会导致透水混凝土的快速堵塞。

基于卷积神经网络的沥青路面裂缝识别方法

针对传统裂缝识别方法准确性低、环境适应性差的问题,文章提出一种基于卷积神经网络的沥青路面裂缝识别方法,融合了CLAHE与深度学习算法。试验结果表明,该方法能够更准确地识别裂缝,识别精确率达到94.9%,且泛化能力良好。

不同石粉掺量对卵石机制砂混凝土性能的影响研究

文章以广西某新建低等级公路工程为背景,采用卵石机制砂混凝土制作试块进行相关试验,分析不同石粉掺量对卵石机制砂混凝土的工作性能、力学性能及应用效果的影响。结果表明,掺加卵石机制砂质量分数为8%~12%的石粉提高了新拌卵石机制砂混凝土的流动性、保水性、粘聚性及力学性能,其中8%石粉掺量的混凝土铺面效果最好,对卵石机制砂混凝土的实际工程应用和推广意义重大。

道路基层内养生透水水泥混凝土性能研究

为了避免水分对路面基层的损坏,并增强路面基层抗裂能力,文章提出将透水水泥混凝土用于道路基层,采用内养生剂提升混凝土抗裂性,同时对内养生透水水泥混凝土配合比进行了设计,并对内养生透水水泥混凝土力学性能、抗裂性能、透水性能进行测试。结果表明:内养生透水水泥混凝土的7 d抗压强度、28 d抗压强度、28 d抗弯拉强度分达到10 MPa、13 MPa、2.9 MPa,说明内养生剂能有效增强透水水泥混凝土的抗裂能力,且内养生透水水泥混凝土能满足高速公路基层强度等性能要求。

不同砂率对路用卵石机制混凝土的影响试验分析

文章以某新建公路工程为背景,采用路用卵石机制砂混凝土制作试块进行试验,分析了不同砂率下混凝土的工作性能。结果表明,随着砂率的增大,混凝土的坍落度和弯拉强度先增后减;砂率为38%时,混凝土的初始坍落度和弯拉强度最大;以最佳砂率的卵石机制混凝土进行工程实践,取得了较好的施工效果,应用价值显著。

微胶囊改性沥青及混合料自愈合行为分析

自愈合微胶囊可以缓解路面早期开裂问题,对实现交通领域“碳达峰、碳中和”和长寿命沥青路面建设具有重要意义。为了更好地将微胶囊技术应用于沥青路面工程,阐述微胶囊与沥青在实际受力行为中的自愈合效果。采用延度试验探究微胶囊改性沥青的自愈合行为,通过三点弯曲自愈合试验分析微胶囊改性沥青混合料的自愈合效果,并采用Pearson相关分析探究自愈合时间、温度和微胶囊掺量与沥青、沥青混合料自愈合行为的相关性。结果表明:微胶囊掺量、自愈合温度和自愈合时间对延度值和延度愈合率P、自愈合HI影响较大;Pearson相关分析计算微胶囊掺量、自愈合温度、自愈合时间与P、HI的相关系数均大于0.90,三者与自愈合率行为具有强正相关性。微胶囊改性沥青的掺量设置为6%、自愈合时间设置为90min、自愈合温度设置为35℃较为合理。