大掺量橡胶粉对沥青玛蹄脂碎石混合料低温性能的影响

为提高废旧轮胎的回收利用率,将轮胎粉碎加工成橡胶粉,采用等体积法替换石灰石集料,优化橡胶粉级配设计,制备聚酯纤维掺量0.4%和不同橡胶粉替代率(0、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%)的沥青玛蹄脂碎石混合料(stone mastic asphalt, SMA)。基于马歇尔稳定度试验和半圆弯曲(semi-circular bending, SCB)试验,采用SCB试件的极限拉应力、断裂能、断裂韧性和断裂劲度综合分析了不同低温环境下橡胶粉对SMA-13沥青混合料抗裂性能的影响。结果表明:SMA-13沥青混合料的最佳沥青用量与橡胶粉掺量成正比,橡胶粉掺量的增加会提高混合料的弹性性能。与石灰岩沥青混合料相比,橡胶粉沥青混合料抗裂能力更加稳定和优异。当橡胶粉替换率为3%时,SMA-13沥青混合料抵抗变形能力最强,可显著提升其低温性能,为沥青路面材料组成设计提供了理论依据。

柱坐标系下浅海传播声场时域有限差分预报方法

直角坐标系下的时域有限差分方法在水声传播仿真时由于计算量太大而较少应用。文章利用时域有限差分方法推导了柱坐标系下的声波方程的近似表达式,结合复频移完全匹配层建立浅海声传播模型,在减少计算量的同时准确预报了传播信号声压的时域波形、传播声场的时空演变过程以及频域传播损失曲线。在柱坐标系下使用时域有限差分方法仿真Pekeris传播环境声场并与简正波和波数积分模型进行对比,分析了时域有限差分水声传播模型的适用范围。结果表明,时域有限差分方法仿真浅海中近程传播声场精度较高。模型的稳定性与时间和空间网格大小有关,声源频率越高,空间和时间网格划分越小,计算量越大。数值离散带来的频散误差累积会导致远场传播声场计算不准确,因此时域有限差分水声传播模型更适用于低频中近程声场计算。

短期老化沥青混合料的低温抗裂性能

为了研究短期老化沥青混合料的低温抗裂性能,分析两种不同的沥青混合料老化温度(135℃短期老化4 h、155℃短期老化4 h)以及玄武岩纤维、聚酯纤维、木质素纤维和不同环境温度(0℃、-5℃、-10℃、-20℃)对沥青混合料低温抗裂性能的影响。相对于未老化的沥青混合料,经过短期老化的沥青混合料断裂能均有所下降;掺入聚酯纤维未经过老化的沥青混合料在0℃下的断裂能最高;随着试验温度的降低,半圆弯曲试验(SCB)试件的断裂能整体呈下降趋势。纤维掺料在提高沥青混合料的低温抗裂性能有帮助。

滨海地区SMA-13沥青混合料低温抗裂性能

选用聚酯纤维作为外掺剂,干法制备聚酯纤维掺量为0%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%的SMA-13半圆试件,分别开展0、2、4、6、8次硫酸钠-干湿循环下半圆弯曲(SCB)试验,并以清水-干湿循环作为平行对照组。随着干湿循环次数的增加,盐-干湿循环试件组和平行对照组试件的低温性能均降低;盐-干湿循环对试件的影响>清水-干湿循环对试件的影响,且清水-干湿循环后试件的低温性能劣化幅值较小;聚酯纤维掺量为0.4%的试件宏观评价指标断裂韧性KIC在各溶液干湿循环条件下均有较好表现,且实测数据均高于其他掺量纤维。结合SEM扫描电镜试验可知,掺量为0.4%的聚酯纤维能形成较好的纤维网状搭接结构,有利于试件整体性的提升和荷载的均匀传递。

基础地理信息数据要素表达方式的探讨

基础地理信息数据数字线划图更新是经济社会可持续发展的重要基础支撑,当前基础测绘转型升级、为自然资源管理和政务服务提供更加精细和高效的地理信息数据支撑成为省级地理信息部门的首要任务,如何快速、高效、精准的表达地理信息数据是许多测绘同行的共同目标,通过对几种在数字线划图更新过程中不同作业方法的优缺点进行了总结,并对不同的方法产生的原因及解决办法做出了探讨。

钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料水稳定性研究

为了实现钢渣粉在沥青路面中的可持续利用,同时结合河南省冬季冰雪天气下路面的除冰情况,研究了掺有聚酯纤维与钢渣粉沥青混合料的水稳定性。制备4种聚酯纤维掺量(0、0.3%、0.4%、0.5%)AC-13沥青混合料开展复盐(掺量配比为NaCl∶CaCl2∶CH2COONa=1∶1∶2)冻融循环劈裂试验,结果表明聚酯纤维掺量为0.4%时,沥青混合料水稳定最好;在最佳纤维掺量下制备5种替代率(0、25%、50%、75%、100%)钢渣粉沥青混合料,采用冻融劈裂抗拉强度比(freeze-thaw splitting tensile strength ratio,TSR)确定最佳钢渣粉替代率为75%,混合料水稳定性最佳;通过冻融腐蚀因子K评价沥青混合料的抗侵蚀性能,结果表明:聚酯纤维/钢渣粉沥青混合料的抗侵蚀性能最强,聚酯纤维沥青混合料次之,普通石灰岩沥青混合料最弱。通过电镜扫描(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)技术探索钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料界面黏附作用的改性机理。微观分析表明:掺量为0.4%的聚酯纤维形成的纤维网状结构以及沥青、钢渣粉(75%的替代率)和矿粉三者存在界面能量作用可以很好地改善沥青混合料的水稳定性。

基于等效密度流体模型的地声参数分析

目前的地声参数反演多采用液态海底模型,但是实际海底为多孔弹性海底。该文在等效密度流体模型基础上,通过计算液态海底和多孔弹性海底的反射系数及传播损失,给出了等效密度流体模型和液态海底模型的等效性分析。数值仿真结果表明在低频情况下,多孔弹性海底给出的快纵波声速与等效密度流体模型给出的声速以及等效密度流体的实部与真实的海底密度基本一致。将等效密度流体模型近似看作液态海底模型进行反射系数和传播损失计算,在小掠射角和远距离时,计算结果表明与多孔弹性海底计算结果具有较好一致性,从而以此为依据确定海底为液态,进行地声参数反演。

温度与侵蚀对沥青混凝土冻融疲劳寿命的影响

为了提高盐渍土地区沥青路面的疲劳性能,对SBS改性沥青混凝土进行了清水与饱和氯盐溶液的冻融劈裂疲劳试验,研究了温度与氯盐侵蚀共同作用下,沥青混凝土冻融疲劳寿命衰减规律.结果表明:温度与氯盐侵蚀是影响沥青混凝土冻融疲劳寿命的重要因素.当冻融次数相同时,沥青混凝土冻融疲劳寿命随冻融温度降低而不断减小;当冻融温度相同时,其冻融疲劳寿命随冻融次数增加而不断减小.饱和氯盐溶液中沥青混凝土冻融疲劳寿命明显低于清水条件,说明氯盐能够加速沥青混凝土冻融疲劳寿命衰减,冻融温度越低,盐冻破坏越严重.通过对试验数据回归分析可知,沥青混凝土冻融疲劳寿命与冻融循环次数之间具有较好的相关性,可以利用两者之间的指数函数关系来预测沥青混凝土冻融疲劳寿命.

沥青混凝土抗压强度与回弹模量的试验研究

通过对5种不同沥青含量的沥青混凝土进行单轴压缩试验,得到沥青混凝土抗压强度和沥青用量之间的关系;在测得抗压强度的基础上进行抗压回弹模量试验,得到抗压回弹模量和沥青用量之间的关系;同时根据动、静回弹模量的关系,将静态回弹模量换算为动态回弹模量,以促进路面设计理论由静态向动态的过渡。

集料对透水沥青混合料空隙率的影响

为了保证透水沥青混合料具有良好的排水性能,采用体积法研究了粗、细集料对透水沥青混合料空隙率的影响程度和变化规律。研究结果表明,当2.36mm筛孔通过质量百分率由12%逐渐增加到21%时,透水沥青混合料空隙率逐渐减小,在12%时达到最大值17.9%;当4.75mm筛孔通过质量百分率由12%逐渐增加到24%时,透水沥青混合料空隙率先增大后减小,说明4.75mm筛孔通过质量百分率存在最佳值,为15%,此时空隙率达到最大值19.7%。2.36mm、4.75mm筛孔通过质量百分率对透水沥青混合料空隙率有着重要的影响。矿料间隙率和有效沥青饱和度也可以用来表征透水沥青混合料的体积特征。

沥青混合料的超声波强度检测

根据超声波检测的基本原理对沥青混合料长方体试件进行了强度检测,并对超声波检测的影响因素进行了理论分析。结果表明:超声波的声速与沥青混合料强度之间具有良好的相关性,可以很好地预测沥青混合料的强度。

基于地声模型的浅海混响地声反演研究

利用浅海混响数据反演海底参数和海底散射常数.混响形成过程中声波多次与海底发生相互作用,因此海底参数之间以及它们与海底散射常数之间的耦合非常严重,未知参数之间的耦合使得常规地声反演方法很难获得海底参数.文中首先利用相对混响强度消除了混响数据中的海底散射常数项,然后利用Hamilton地声模型,分别将海底声速、密度和衰减系数表示成孔隙率的函数,采用自适应下山模拟退火混合反演算法,对单个未知数(孔隙率)进行反演,最后再分别获得海底参数和海底反向散射常数.理论分析和数值模拟表明,该方法可以快速准确获得海底参数,同时具有很好的抗噪声干扰能力.

透水沥青混凝土单轴冲击压缩特性研究

为研究透水沥青混凝土的动态力学特性,采用74 mm钢质分离式霍普金森压杆装置对不掺纤维和掺0.3%聚酯纤维的透水沥青混凝土进行了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究表明,透水沥青混凝土具有明显的应变率效应,试件压缩率随着应变率的增大而提高,掺聚酯纤维透水沥青混凝土的压缩率是不掺纤维的1.2倍左右;透水沥青混凝土的动态应力-应变曲线可分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和破坏阶段。从试件的破坏形态可以看出,集料的断裂是透水沥青混凝土破坏的主要原因。在透水沥青混凝土中掺加聚酯纤维能够延缓裂缝的出现和开展,提高材料的冲击抗压强度,增幅最大为45.1%。

氯盐对纤维沥青混凝土马歇尔试验影响

融雪剂的大量使用使沥青路面过早的出现损坏,因此以AC-13型纤维沥青混凝土为研究对象,采用马歇尔试验研究其在清水和饱和氯化钠溶液中马歇尔试验指标的变化规律;并对木质素纤维、玄武岩纤维和聚酯纤维的改善效果进行研究。试验结果表明,在清水和饱和氯化钠溶液中,加入纤维后沥青混凝土的马歇尔稳定度增大,流值也增大;玄武岩纤维对沥青混凝土的增强增韧效果优于木质素纤维和聚酯纤维。饱和氯化钠溶液中沥青混凝土的马歇尔稳定度和流值均明显低于清水中,说明盐分的存在加剧了沥青混凝土的破坏,而掺加纤维能够明显提高沥青混凝土抵抗盐分侵蚀的能力。

主动声纳方程和传播损失及混响级的定义

A.Ainslie发表文章指出传统定义的被动声纳方程严格应用起来与实际情况存在一定的偏差,某些情况下会带来严重的错误。该偏差需通过接收水听器与声源处介质的特征阻抗比来校正。主动声纳方程中存在同样的问题,其与实际情况的偏差需要用接收水听器与声源处的介质特征阻抗比的平方来校正。本文给出主动声纳方程中传播损失和混响级的重新定义,并且给出相应的两种主动声纳方程,两种方程都消除了这种不期望的特征阻抗比偏差。

双层式沥青路面结构极限强度的试验研究

在车轮荷载和各种自然因素的综合作用下,沥青路面易产生疲劳开裂。为了提高沥青路面的疲劳寿命,将高强、耐久、轻质的聚酯纤维掺加到沥青混凝土中,以改善沥青路面的使用品质。因此,以双层式沥青路面结构为研究对象,研究双层式沥青路面结构在不同温度、不同纤维掺量和不同油石比条件下的极限强度,即在不同试验条件下的极限强度变化规律,根据试验结果得到影响双层式沥青路面结构极限强度的主要因素,为沥青路面的进一步推广应用提供理论依据。

冲击荷载对透水沥青混凝土劈裂强度的影响

为了提高透水沥青路面的强度,首次对透水沥青混凝土进行了SHPB冲击劈裂试验,分析了透水沥青混凝土劈裂强度的变化规律,并与静态劈裂试验进行了对比。研究结果表明：透水沥青混凝土的冲击劈裂强度随着冲击气压的增大而提高,并且试件出现了裂缝、块裂、碎裂三种破坏形态;冲击气压越大,冲击劈裂韧性指标越大,透水沥青混凝土抵抗冲击破坏的能力越强;劈裂强度动态增长因子越大,冲击劈裂强度相对于静态劈裂强度提高的幅度就越大;冲击劈裂强度约是静态劈裂强度的37.5~47.5倍。

煤矸石粉/聚酯纤维沥青混合料盐冻损伤研究

针对煤矸石粉替代率50%、聚酯纤维掺量0.4%的沥青混合料,开展盐冻耦合作用(NaCl溶液质量分数为0%、7.0%、13.0%、26.5%,冻融循环次数为0、2、4、6、8)下的半圆弯曲(SCB)试验,分析了盐冻耦合作用对SCB试件内部损伤劣化过程的影响.结果表明:NaCl溶液质量分数为13.0%、冻融循环为8次时,盐冻耦合作用对沥青混合料的侵蚀破坏作用最强,试件内部损伤最严重;在煤矸石粉与矿粉质量比为1∶1、聚酯纤维掺量为0.4%的条件下,沥青混合料能够形成高黏性、致密、厚实的沥青膜以及由纤维形成的三维网状结构,从而显著降低盐冻侵蚀对沥青混合料的损伤.通过Poly2D模型对SCB试件的极限拉应力损伤量进行拟合,拟合系数为0.944.

聚酯纤维对透水沥青混凝土冲击压缩性能的影响

为研究聚酯纤维对透水沥青混凝土冲击压缩性能的影响,采用74mm钢质分离式霍普金森压杆装置对掺杂不同质量分数的聚酯纤维透水沥青混凝土进行冲击压缩实验。在静态和4个应变率下的实验结果表明,透水聚酯纤维沥青混凝土是应变率敏感性材料,具有较强应变率效应。透水聚酯纤维沥青混凝土具有较好的延展性,动态应力应变曲线分为3个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段和破坏阶段。当应变率相同时,随着掺杂聚酯纤维质量分数的增大,透水沥青混凝土的冲击抗压强度呈现出先升高后降低的变化规律,掺杂聚酯纤维的质量分数为0.40%时,冲击抗压强度达到最大。冲击抗压强度约为静态抗压强度的8～13倍。

煤矸石粉/聚酯纤维沥青混合料低温抗裂性研究

为了研究煤矸石粉、聚酯纤维和反射裂缝对沥青混合料低温抗裂性能的影响,通过三点弯曲加载试验,选用五种煤矸石粉替代率(0%(质量分数,下同)、25%、50%、75%、100%)和六种聚酯纤维掺量(0%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%),对试件底部中心无预切口和预切口偏移中心0 mm、10 mm、20 mm(模拟反射裂缝)的沥青混合料半圆形试件的低温抗裂性能进行研究;采用扫描电镜对煤矸石粉、聚酯纤维对沥青混合料低温抗裂性能的改善机理进行微观分析。通过试验得出:对于无预切口的SCB试件,聚酯纤维的最佳掺量为0.4%,煤矸石粉的最佳替代率为50%;对于有预切口的SCB试件,聚酯纤维的最佳掺量取值范围为0.38%~0.42%;随着预切口偏移距离的增大,沥青混合料所能承受的极限荷载逐渐减小,试件更容易破坏。微观机理分析得出:煤矸石粉的掺入,使填料级配得到了进一步细化,更有利于提高沥青混合料的抗裂性能;同时,聚酯纤维在沥青混合料内部能够充分形成均匀相互搭接的网格结构,沥青混合料的低温抗裂性能也最好。因此,掺加煤矸石粉和聚酯纤维能够减小反射裂缝对沥青混合料低温抗裂性能的危害。