沥青混合料半圆弯曲试验疲劳剩余强度分析与预测

为揭示沥青混合料在弯拉作用下的疲劳剩余强度规律,基于半圆弯曲试验,对AC-13C型沥青混合料及含不同粒径集料的AC-9.5、AC-4.75、AC-2.36、AC-1.18型沥青混合料开展了疲劳试验、疲劳剩余强度试验等研究,结合多尺度算法建立的数值模型,预测了不同粒径沥青混合料在不同损伤程度下的抗弯拉剩余强度和剩余强度衰减规律。预测结果与沥青混合料半圆弯曲试验结果对比分析表明,利用多尺度算法建立的数值模型,能够较精确地预测沥青混合料的抗弯拉剩余强度,预测结果与半圆弯曲试验结果吻合良好。

季冻区OGFC沥青混合料车辙预估模型研究

目的研究季冻区OGFC沥青混合料的高温抗车辙能力,建立车辙预估模型,推广OGFC沥青混合料在季冻区的应用。方法采用车辙试验系统进行车辙试验,分析轴载作用次数、试件高度、温度、抗剪强度、冻融循环次数对OGFC沥青混合料车辙深度的影响;基于经验法建立季冻区OGFC沥青混合料车辙预估模型,通过最小二乘法拟合模型参数,对建立的预估模型进行室内试验验证以及有限元对比分析。结果各影响因素与车辙深度呈现幂函数关系,冻融循环作用加速车辙形成,室内试验实测车辙深度与模型预估的车辙深度相对误差为0.11%~9.81%。结论经验法建立的季冻区OGFC沥青混合料车辙预估模型预估精度较高,预估模型误差受试验条件和材料参数影响,其中材料参数影响较明显。

废弃热固性复合材料应用于沥青混合料的研究进展

本文综述了废弃热固性复合材料应用于沥青混合料的研究进展,废弃热固性复合材料既可以作为沥青改性剂又可以作为填料,在路用性能方面起到促进作用。废弃玻璃钢作为改性剂能显著提高沥青混合料的高温性能、抗车辙能力、耐湿热性能和低温开裂能力,这是由于沥青混合料中玻璃钢网络形成稳定的三维结构,玻璃钢组分通过溶胀与吸附桥接作用可增加沥青组分结构中的大分子组分。玻璃钢粉末作为沥青混合料填料能提高沥青混合料的中、高温性能、抗车辙性能和抗疲劳性能,这是由于玻璃钢粉末与沥青的粘附性能优异,在沥青混合料内部,玻璃钢可以形成良好的嵌锁骨架结构并可以形成密实充填。同时,总结了废弃热固性复合材料在沥青混合料中的作用机制,最后对废弃热固性复合材料在道路工程中的广泛应用进行了展望。

环境荷载对CRTS Ⅰ型CA砂浆抗压强度与弹性模量定量关系的影响

抗压强度和弹性模量作为材料力学特性的表现,两者存在必然联系。为研究CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)抗压强度与弹性模量内在关系及环境荷载的影响,利用电子万能试验机对CRTSⅠ型CA砂浆进行应力-应变压缩实验,建立CRTSⅠ型CA砂浆抗压强度和弹性模量的定量关系,分析龄期、浸水时间和干湿循环次数对CRTSⅠ型CA砂浆强度和弹性模量定量关系的影响。结果表明:单轴应力条件下CRTSⅠ型CA砂浆具有明显的速率效应,且随着加载速率的增大,CRTSⅠ型CA砂浆的弹性模量和抗压强度均增大,当加载速率从0.03 mm/min增加至30 mm/min时,CA砂浆的抗压强度和弹性模量分别增大1.96倍和1.47倍;CRTSⅠ型CA砂浆的力学性能受环境荷载影响较大,CRTSⅠ型CA砂浆的抗压强度和弹性模量随着浸水时间和干湿循环次数的增大而降低;CRTSⅠ型CA砂浆的弹性模量随抗压强度的增大而增大;不同工况下,CRTSⅠ型CA砂浆的弹性模量均随抗压强度的增大而增大,两者呈线性关系,拟合优度均在0.97以上;CRTSⅠ型CA砂浆的弹性模量与强度由其组成及微观特征决定,CRTSⅠ型CA砂浆的龄期、浸水时间和干湿循环次数对这种内在关系基本无影响。

沥青混凝土起裂韧度试验研究

开展了沥青混凝土半圆弯曲断裂试验,获得了裂缝扩展全过程荷载-裂缝口张开位移曲线,结合线性相关陡降法研究了温度、加载速率及预制裂缝长度对沥青混凝土起裂韧度的影响。应用数字图像相关方法对沥青混凝土起裂及裂缝扩展全过程损伤变形特性进行了研究。结果表明:线性相关系数陡降法所得起裂荷载处于损伤产生时刻对应荷载范围内,验证了该方法应用于沥青混凝土起裂韧度研究的可行性。随温度和预制裂缝长度增加,起裂韧度逐渐降低;随加载速率增大,起裂韧度呈现出上升趋势。

多裂缝形式下沥青混合料梁裂缝扩展研究

采用接近实际路面受力形式的平面支撑方式,对从参考标准高速公路搅拌、摊铺、碾压方式形成的沥青混凝土路面切割下的沥青混合料梁试件,开展表面、底部裂缝共存形式下路面面层裂缝扩展模拟,以期研究沥青路面面层顶部、底部裂缝共存形式下的裂缝扩展行为;针对沥青混凝土路面为包含沥青基质、骨料、空隙等的多相复合材料特点,基于ABAQUS平台建立沥青混合料梁细观异质模型,探讨了该模型下裂缝偏离跨中不同距离下裂缝扩展行为。在此基础上,进一步对复合小梁均质、细观异质模型偏裂缝形式下裂缝扩展过程中应力分布进行了对比分析,得出两者应力状态存在明显的不同,均质模型应力分布总体较均匀、突变不明显;细观异质模型则刚好相反,应力分布极不均匀,骨料周边应力突变较明显。两种模型对比而言,细观异质模型能够更好地解释试验过程中梁裂缝扩展沿着骨料周边进行,并且试验过程中骨料周边出现多裂纹的现象。梁细观异质模型数值模拟为建立更准确的路面裂缝扩展模型提供了参考。

低温地区木质素纤维沥青混合料的低温性能研究

使用木质素纤维作为稳定剂,制备不同掺量的试件,研究了浇注式沥青混合料在不同低温情形下的稳定性能。通过不同温度下的小梁弯曲试验、低温劈裂试验和低温弯曲蠕变试验,得到不同掺量情况下各性能指标的曲线变化规律;确定了质量分数4%的木质素纤维掺加量,对低温寒冷气候下的浇注式沥青混合料的稳定性起到积极作用。

建设海绵城市背景下排水路面和透水铺装应用研究

为了搞好海绵城市建设,以解决城市雨水困局和减少城市热岛效应,研究排水路面和透水铺装材料、结构及其应用,主要研究内容包括海绵城市的必要性和意义、排水路面和透水铺装的组成和材料、排水路面和透水铺装的作用、排水路面结构、透水铺装的结构、透水铺装面层不同方案各个方面的比较与分析。研究认为排水路面和透水铺装的意义和作用重大,对解决城市排水困局有重要作用。排水水泥混凝土路面面层的粗集料采用单一粒级或间断级配,面层内部存在一个孔穴均匀分布的蜂窝状结构,因此,具备一定的排水和蓄水能力。单层排水沥青混合料路面可以有效排水,双层排水沥青混合料路面结构有大量贯通的、畅通的孔隙,排水、储水能力更好。排水路面和透水铺装面层的三种方案各有优点、缺点和适用范围。鉴于此,应因地制宜、经济合理地选择实际采用的方案。

超薄沥青混凝土路面施工技术控制要点

文章旨在探讨超薄沥青混凝土路面施工技术的控制要点,通过系统的方法,深入研究原材料选择、混合料设计、施工工艺和质量控制等方面。结果表明,合理选择原材料、精确的混合料设计、严谨的施工工艺和严格的质量控制是保证超薄沥青混凝土路面施工质量的关键。这些控制要点对提高路面性能、延长使用寿命、降低维护成本具有重要意义,在施工过程中,应重点关注,以保证超薄沥青混凝土路面的施工质量,为道路工程提供技术支持。

高铁桥面防水层修复用乳化沥青混凝土压实性能

为探索高铁桥面防水层冻融粉化修复用乳化沥青混凝土的防水性能和力学性能,考虑无砟轨道天窗维修条件,对比分析了重压实、轻压实、免压实乳化沥青混凝土的密实防水性、劈裂强度、抗冻融性及强度发展规律。结果表明:达到相同密实防水状态时,轻压实和免压实试件的液体用量高于重压实试件。免压实试件空隙率略高于轻压实和重压实试件,免压实试件细、中级配防水性良好,粗级配防水性差。免压实试件马歇尔稳定度小于重压实和轻压实试件,但劈裂强度和冻融劈裂强度大于重压实和轻压实试件。免压实试件失水率低于重压实和轻压实试件,尤其在养护初期。重压实和轻压实试件养生1 d满足承受正常车辆荷载的要求,免压实试件养生3 d满足承受行人荷载的要求,养生5 d时满足承受正常车辆荷载的要求。

岩沥青旧路材料性能衰变规律研究

为了探究岩沥青对道路服役性能的影响,选取成仁高速、宜泸高速、江习古高速选取典型路段进行钻芯取样。通过测试芯样厚度、对芯样不同层位进行密度试验(表干法)、单轴压缩动态弹性模量试验、马歇尔稳定度试验、劈裂强度试验以及半圆弯曲试验,对3条典型道路服役性能进行评价。结果表明:3条高速公路的中、下面层力学性能良好,与基质沥青对比,岩沥青的掺入一定程度削弱了沥青混凝土的低温抗裂性能,对沥青混凝土的密度以及高温条件下动态弹性模量有小幅度提升作用,同时能显著提高沥青混合料的马歇尔稳定度。

温拌高模量改性沥青粘附特性研究

通过接触角试验,分析了高模量改性沥青在不同集料表面的铺展过程,探究了温拌剂对高模量改性沥青接触角和表面张力的影响;利用原子力显微镜测试技术(AFM)探究了温拌剂对高模量改性沥青微观粘附作用的影响。结果表明:温拌剂能够加快高模量改性沥青在集料表面的铺展速度,高模量改性沥青在不同集料表面的铺展速度不同;155℃条件下温拌剂对高模量改性沥青接触角和表面张力的降幅要大于105℃条件下;温拌剂掺量超过1.5%时,可显著提升高模量改性沥青高温时的集料表面浸润效果;温拌剂掺量由1.5%增加至2.0%,高模量改性沥青粘附力和粘附能降幅最大。

基于CT图像的粗集料颗粒接触特性细观尺度研究

采用工业CT获取沥青混合料断面扫描图像,利用数字图像处理方法将粗集料从图像中分离,并解决了颗粒粘连问题,使粗集料颗粒成为单独个体.确立了粗集料颗粒之间接触的判定准则,并设计5像素×5像素大小的窗格沿颗粒边缘进行接触搜索.对640张断面图像遍历处理后获得的数据进行定性分析,尝试建立了接触度指标C.采用4种概率密度分布函数对C数据进行拟合,并通过Kolmogorov-Smirnov及Chi-square 2种方法复合检验,最终选定了对数正态分布来描述沥青混合料内部粗集料颗粒接触特性.

铁路无砟轨道水泥乳化沥青砂浆力学性能

研究了不同应变率下CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆单轴抗压特性.结果表明:在一定应变率范围内,CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆抗压强度、最大应力应变和弹性模量均与应变率变化有一定的关系;CRTSⅠ型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆力学性能的应变率敏感性大于同准静态条件的混凝土,且具有冲击韧性,其弹性模量的应变率敏感性有利于列车运行的稳定性.

基于IDEAL-CT试验评价超薄磨耗层抗裂性能及指标分析

为分析IDEAL-CT试验在评价超薄磨耗层沥青混合料抗裂性能时的适用性,结合该试验对12组超薄磨耗层沥青混合料进行测试,得到最大荷载、断裂能、裂缝扩展指数和抗裂指数4个指标;首先分析了各指标对沥青混合料抗裂性能排序的影响,然后采用熵权法和高低分组法对抗裂指标的区分度进行分析。结果表明:不同指标在评价沥青混合料抗裂性能时存在显著差异甚至相反的情况,从区分度来看抗裂指数和裂缝扩展指数最优,而最大荷载和断裂能不宜用于评价超薄磨耗层沥青混合料的抗裂性能。

沥青混合料中骨架结构特征的评价

在沥青混合料级配设计理论中 ,可采用主骨料间隙率来评价骨架排列紧密程度 .在研究集料填充过程中发现 ,次级集料的填充是填充和干涉并存的 ,次级集料逐步填充是偶然干涉和必然干涉交替出现的 ;同时室内试验证明良好的骨架具有良好的继承性 。

导电沥青混凝土的制备研究

导电沥青混凝土是一种新型的、多功能的沥青混凝土 .采用科氏重交沥青 AH-70、玄武岩、矿粉 ,按配合比为 :m(集料 ,2 .3 6～ 4.75 mm )∶ m (集料 ,<2 .3 6mm )∶ m (矿粉 )∶ m (沥青 ) =12 0∶2 40∶ 14∶ 3 0制备沥青混凝土 ,同时掺入 0 %～ 2 0 %的石墨 (重量百分数 ) ,可获得电阻率为 10～10 3 Ω· m的导电沥青混凝土 .文中主要研究导电沥青混凝土的制备 ,探讨了石墨的物理化学性质、掺量以及沥青用量与沥青混凝土电学性能的关系 。

钢渣作沥青混凝土集料的研究

研究了钢渣的化学成分与稳定性的关系 ,检测了钢渣的物理力学性能 ,并进行钢渣沥青混合料配合比设计及性能检验 ,研究结果表明该钢渣是一种具有优良路用性能的矿质集料 。

排水性沥青混合料渗透性测试与分析

为了评价排水性沥青混合料的渗水能力,分析空隙率与渗透系数之间的关系,在前期研究成果的基础上,采用自行研制开发的横向渗透系数测试仪确定了排水性沥青混合料满足Darcy定律横向渗透的合理水力梯度,并建立了空隙率、有效空隙率、竖向渗透系数、横向渗透系数之间的关系.研究结果表明:常用排水性沥青混合料的合理水力梯度不大于0.03,随着空隙率的减小合理水力梯度增加;排水性沥青混合料空隙率与有效空隙率之间存在良好的线性相关性,而渗透系数与有效空隙率之间的相关性更好,竖向渗透系数与有效空隙率之间存在对数关系,横向渗透系数与有效空隙率之间存在线性关系,排水性沥青混合料横向渗透系数大于竖向渗透系数,两者之间存在良好的指数关系.

密实型沥青混凝土超薄罩面在高速公路养护中的应用

为探索不同超薄罩面结构在陇东地区高速公路预防性养护工程中的实施效果,基于G22青兰高速公路养护工程,对三种密实型沥青混凝土超薄罩面结构UTOD-5,UTAC-10及SMA-10的原材料及技术性能、混合料配合比设计、实施效果跟踪观测进行对比分析。结果表明:三种超薄罩面实施后,通过检测数据和现场调查来看,实施路段路面技术状况PQI得到了大幅提升,尤其是破损率和抗滑性能得到大幅提高,基本达到了实施超薄罩面目的和预期目标;UTOD超薄罩面渗水指标偏大,整体变异性较大,与密实型级配混合料的渗水要求相差较大;经过一年的运营,三种超薄罩面磨耗层出现不同程度的反射裂缝、唧浆、坑槽及修补病害,其中SMA-10铺筑路段路况检测数据比UTOD-5,UTAC-10略高,各项指标衰减较慢,现场实际病害相对较少。