煤沥青与石油沥青混合调制道路沥青的研究

采用高效剪切分散仪考察了调配温度、调配时间、搅拌方法等工艺对煤沥青混合石油沥青性能的影响,对优选的样品进行了离析实验、抗老化性能及流变性能评价。结果表明,调配工艺对煤沥青在石油沥青中的分散有重要影响,调配温度的升高、调配时间的延长能促进煤沥青在石油沥青中分散但也会导致调配沥青的老化;煤沥青粒径对调配沥青性能有重要影响,对优选样品的进一步评价表明,调配沥青有好的耐高温流变性能和抗热氧老化性能,储存稳定性可以解决。

排水沥青路面提早开放交通的可行性分析

为了分析排水沥青路面提早开放交通的可行性,采用洒水的方式减少排水沥青混合料内部热量,在洒水过程中对不同阶段的路表温度进行实时监测。结果表明:洒水可有效降低排水沥青路面表面温度,与邻近未经洒水降温的排水沥青路面相比,开放交通前经过洒水降温后路表温度降低约9℃。推荐最佳洒水降温工艺为:以0.3kg·m^(-2)的洒水量在施划标线前洒水4遍,施划标线后洒水2遍。

山区公路堑坡滑坡灾害实时监控研究

我国山区公路堑坡数量众多,其稳定性监控预报研究,对滑坡地质灾害防控具有重要意义。在详细介绍滑坡灾害远程监测系统设计的基础上,依托湖南宁道高速公路堑坡滑坡,建立了以深部位移、渗透压力、裂缝开合度和降雨量为监测单元的单体滑坡监测硬件系统。通过CDMA无线通讯技术,将监测数据实时传输到自主开发的基于SQLite数据库的室内接收分析软件,数据经分析处理后实时发布到互联网。该系统自运行以来,运行稳定,效果甚佳,为山区公路行车安全提供了保障。

柳南高速公路旧水泥路面病害处治方法研究

针对柳南高速改扩建工程中旧水泥混凝土路面存在的各种病害,通过路况调查和结构承载能力检测,以路面板单点实测弯沉值和接缝两侧板边弯沉差作为旧水泥板处治控制指标,提出了各病害相对应的处治方法。

基于嵌入式MEMS无线传感器的路面损伤监测技术研究

基于智能传感技术的路面健康监测对道路养护管理具有重要意义。提出了一种基于嵌入式MEMS无线传感器的路面损伤监测技术,解决传统路面检测技术耗时耗力、无法实时监测的缺陷。通过数值模拟和室内试验对所提出监测技术进行了评价。采用三维有限元模型分别对健康和劣化路面结构在移动荷载作用下的响应特性进行了研究,并提出了一种定量评价路面结构损伤特性的指数DI;通过对水泥混合料进行三点弯曲(TPB)断裂试验,研究了嵌入式MEMS无线传感器在监测裂缝扩展中的有效性,嵌入式MEMS传感器记录的应力可以用来表征裂缝扩展的不同阶段,有效地检测道路裂缝病害。

基于透水性能的全透水沥青路面结构设计

为了研究全透水沥青路面的结构设计方法,从全透水沥青路面试验路的结构设计入手,综合考虑所设计路面的力学性能和透水性能,以北京当地的设计平均降雨强度作为结构设计的依据,综合考虑不同材料基层的适宜厚度,并最终确定透水基层的厚度,以透水时间、饱和入渗强度和现场渗水试验作为透水性能的检测指标,发现使用该设计方法所设计的全透水沥青路面结构的力学性能和透水性能均满足要求。

Ⅱ级粉煤灰掺量对混凝土放热性能和抗压强度影响的试验研究

通过室内试验研究C30和C60两种混凝土的热峰时间、温峰时间、热峰值和最大温升随Ⅱ级粉煤灰掺量的变化规律。结果表明:两种混凝土的温峰时间均随粉煤灰掺量增加而呈延迟趋势,最大温升均随粉煤灰掺量增加而呈降低趋势,粉煤灰对C30混凝土的温升降低效应要强于C60;粉煤灰掺量对混凝土的抗压强度尤其是早期强度有较大影响,在粉煤灰掺量<40%时,混凝土的后期强度降低较小。此外,从理论上探讨了Ⅱ级粉煤灰对混凝土放热性能及强度的影响机理。

道路有机硅密封胶的性能评价与技术要求

为了评价道路有机硅密封胶的性能，分析了国内外的各种技术标准，根据路用性能要求，提出了表干时间、固化时间、流平性、流值、弹性（复原）率以及低温拉伸这6个评价指标．分别对4种有机硅密封胶（2种进口材料和2种国产材料）进行试验，试验证实这些材料均为自流平材料，表干时间不超过90min，固化时间为2～3周，弹性（复原）率均超过90％，90℃流值均为0mm，-30℃下至少可通过100％拉伸量的3次循环．结果表明：有机硅密封胶是高弹性材料，具有开放交通快、施工方便等优点，且具有优越的高低温性能．另外还根据试验结果提出了相应的技术要求．

基于一致性分析的路面构造深度评价指标研究

为比较平均断面深度(MPD)和传感器测量构造深度(SMTD)2种沥青路面构造深度评价指标,利用多功能路况快速检测设备采集沥青路面MPD与SMTD数据,并基于估计重复系数和Bland-Altman法进行MPD与SMTD的可重复性和一致性分析.研究发现:平行测量次数的增加会导致采集数据内部总误差增加,但可以有效降低随机误差变化范围的影响,提高数据采集的可靠性;MPD的估计重复系数平均值低于SMTD的估计重复系数平均值,说明MPD的测量可重复性更好;MPD比SMTD平均低0.009 mm,这个偏倚在工程应用中是可以接受的,说明MPD和SMTD两种不同评价指标具有可互换性;MPD与SMTD差值的95%一致限(LOA)范围(-0.105~0.087 mm)和估计重复系数范围(-0.094~0.094 mm)接近,说明影响MPD与SMTD一致性的主要因素是两者差值的可重复性.

沥青结合料高温性能指标的研究

为了对沥青高温性能提出合理的评价方法,采用MSCR、ZSV对5种沥青进行高温性能试验,分析温度对沥青高温性能的影响,通过对沥青结合料高温性能评价结果与沥青混合料车辙试验结果进行相关性分析,探讨两种试验方法对改性沥青结合料高温性能评价结果的可靠性。结果表明:随温度的上升,沥青高温抗变形能力减弱,改性沥青的高温性能普遍优于基质沥青,但应力敏感性更大。MSCR方法与ZSV方法评价结果与沥青混合料车辙结果相关性良好。

基于原子力显微镜对沥青表面能的研究

基于表面能计算黏附功是目前评价沥青-集料黏附性的方法之一,传统计算方法基于材料表面物理化学与杨氏方程,利用已知液体与沥青接触角即可求得。该文利用原子力显微镜AFM对沥青进行力学性能试验,基于两种不同计算模式和Fowke理论求得沥青表面能,并与传统方法进行比较分析,结果表明:原子力显微镜在进行分析时基于JKR(S)理论可求得沥青表面能,其结果与传统方法计算的表面能结果更为接近,且与传统方法求得的表面能具有一定的规律性,可以作为新的表面能计算方法;采用原子力显微镜对不同沥青样品在同样的试验条件下进行分析比较时,人为影响小、精确度高、评价结果可靠,可作为新的计算沥青表面能试验方法。

基于风积沙特性的固化剂组成设计及其固化机理研究

风积沙颗粒细小均匀,呈圆球状,表面光滑,难以压实且与固化剂之间的胶结作用弱,因此其固化难度大,收缩严重。通过研究矿渣粒径与掺量、碱激发剂模数与碱当量、SO_(3)含量对固化风积沙强度与收缩性能的影响规律,开发适用于风积沙的专用固化剂,并采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、固体核磁共振(NMR)以及压汞法(MIP)等微观测试手段揭示其作用机理。结果显示,通过掺入磨细矿渣、引入碱激发体系、提升SO_(3)掺量能显著提升固化风积沙强度,降低其干燥收缩。与普通P.O42.5水泥相比,采用专用固化剂固化风积沙,其28 d无侧限抗压强度提升73.8%,28 d干燥收缩应变降低40.8%。微观测试结果表明专用固化剂对风积沙的固化机理在于:采用磨细矿渣充填风积沙之间孔隙,改善了固化风积沙孔隙结构;采用水泥-碱激发矿渣双胶凝材料体系,增强了固化剂胶凝性能,改善了固化剂与风积沙之间界面;引入SO_(3),促进了AFt晶体生成,填充了固化风积沙内部孔隙以补偿收缩。

基于应变实测值的路面结构层模量反演分析

针对使用弯沉反演路面结构层模量存在的解不合理或不收敛等问题,提出使用应变进行模量反演的方法,在最优化理论的基础上建立了应变反演路面结构层模量的数学模型,根据大比例尺路面模型试验结果,采用ABAQUS有限元软件进行了基于应变实测值的模量反演分析。计算结果表明:在满足收敛标准时,能够得到较为符合实际情况的路面结构层模量反演结果,水泥混凝土、水泥稳定碎石、沥青混凝土3种典型路面材料的模量反演结果分别为24 084、3 642和1 246 MPa;利用模量反演值计算的各测点环向应变计算值与实测值之间的平均均方误差小(均小于0.1)、拟合精度高(相关系数达到0.98以上);基于应变实测值的路面结构层模量反演不受模量初始值和取值范围的影响,可获得唯一解,且可大幅提高反演的效率。

基于植石工艺的桥面混凝土铺装层施工技术参数研究

为了确定植石工艺桥面混凝土铺装层的施工技术参数,选取混凝土成熟度作为碎石撒布时间的控制指标,进行了四种坍落度混凝土的贯入度试验,通过正交试验,探讨坍落度、植入时间、碎石级配、碎石撒布面积等参数对压入荷载的影响.结果表明,试验确定了针对不同坍落度混凝土的碎石撒布成熟度上限为75℃·h;针对桥面铺装100～120mm坍落度的混凝土,采用9.5～13.2mm单粒级碎石或混合料,植入深度比为0.2或0.4施工是可行的,撒布面积对压入荷载影响不明显.

模拟车辆荷载的沥青混合料应力松弛试验研究

路面的服役过程实际上是单向瞬时车辆荷载反复作用下路面材料应力松弛不断累积和遗传的过程，在这个过程中材料内部出现的松弛应力会影响路用材料的性能变化。为了研究车辆荷载作用下沥青混合料应力松弛特性，以某高速公路车辆随机荷载的模拟结果为基础研究了代表性沥青混合料的应力松弛试验特性；采用MTS设备综合考虑高速公路货车随机车辆荷载模拟表达式设计了模拟车辆荷载作用的沥青混合料应力松弛试验方法。试验结果表明，在模拟车辆荷载作用下沥青混合料的应力松弛试验可以分为两个阶段：第1阶段应力下降迅速即松弛速度较快，第2阶段曲线趋于平缓即松弛速度减慢。

基于实测轴载的高速公路货车随机车辆荷载模拟

通过对某高速公路货车单轴轴载调查结果的统计分析发现，该条高速公路的货车单轴轴载呈现多峰分布的特点，不能用简单的单峰概率分布密度函数表示；为了模拟随机车重的概率分布，按照随机过程理论、采用Monte-Carlo方法、通过分段多项式曲线拟合了货车单轴轴载的累积分布函数的反函数，与实测结果相比具有较好的拟合性；采用泊松过程描述了高速公路车辆荷载随机过程，得到了简化表达式，为后续的沥青混合料应力松弛本构模型的参数推导和室内试验方案设计提供基础。

改性煤沥青的性能研究

通过不同改性剂的复合使用来降低煤沥青的毒性,并考察其路用性能,采用紫外分光光度计分析有毒物质的含量,并对处理后煤沥青的高低温性能及温度敏感性进行了分析.结果表明,处理后煤沥青中的高致癌物苯并[a]芘有很大程度的降低,降低率最大为85.22%,煤沥青的高低温性能尤其是低温性能得到很大改善,对温度的敏感度也有所下降.

植石混凝土桥面沥青铺装层间抗剪性能研究

为了研究植石水泥混凝土桥面板与沥青铺装层层间抗剪性能,采用传统的刻槽、毛面、光面界面类型桥面铺装试件作为对比,测试了0,0.7,1.4MPa这3个竖向荷载作用下,不同界面类型试件的层间极限抗剪强度;分析了0.7MPa竖向荷载作用下,不同界面类型试件层间剪应力与剪切位移的关系;研究了温度、水以及冻融循环作用对不同界面类型试件层间抗剪性能的影响,并进一步针对植石界面类型试件,分析了AC-13C,AC-20C与SMA-13沥青铺装层对其层间抗剪性能的影响.结果表明:与另外3种界面类型试件相比,植石界面类型试件具有较大的内摩阻角和黏聚力,其层间极限抗剪强度达到1.0MPa以上,并且残余抗剪强度达到了极限抗剪强度的80%;植石界面类型试件对环境中温度和水的敏感性较低,在冻融循环作用下其层间极限抗剪强度衰减幅度最小;沥青铺装层材料组成对植石界面类型试件的层间抗剪强度具有显著影响,AC-20C和SMA-13沥青铺装层试件的层间抗剪性能优于AC-13C沥青铺装层试件.

植石技术在混凝土桥面沥青铺装结构中的应用

为了分析植石层间处理技术对水泥混凝土桥面沥青铺装层层间抗剪性能的影响,推荐最佳的植石关键技术参数,采用提出的类剪切模量并结合极限抗剪强度指标,通过正交试验,探讨了石料种类、石料粒径、石料撒布面积、石料压入深度比等植石参数对铺装层层间抗剪性能的影响;通过极差分析,对植石参数影响的显著性进行了评价.结果表明:13.2~16.0mm的单粒级辉绿岩石料,在撒布面积为80%,压入深度比为0.2时,铺装层层间抗剪性能较佳,对应的防水黏层油最佳用量为0.9L/m^2;植石参数的显著性水平依次为:石料压入深度比>石料粒径>石料撒布面积>石料种类.

保温材料在硫酸盐渍土路基中的应用

聚苯乙烯泡沫板(EPS板)在国内外多年冻土区工程中的应用较为广泛,但对于在盐渍土中使用保温材料应用研究相对还比较少。为了研究随外界环境条件改变聚苯乙烯(EPS)盐渍土路基温度场变化特征,在新疆地区农二师21团-24团公路路段长期监测数据的基础上,运用ABAQUS有限元分析方法,对盐渍土EPS隔热路基的温度场进行数值模拟。通过对比分析,验证了模拟结果的准确性,研究了在硫酸盐渍土中EPS的保温效果;提出了保温板铺设的最佳位置及适宜厚度;总结分析了保温板铺设位置及厚度与路基填土高度的关系。