宽温度域内沥青路面结构响应规律分析

为研究较宽温度范围内的沥青路面结构实际响应行为,基于RIOHTrack足尺路面试验环道,以落锤式弯沉仪(FWD)作为试验荷载,选择半刚性基层沥青路面和全厚式沥青路面作为研究对象,对两种路面结构2017年全年的服役温度和结构响应进行同步跟踪观测,得到了宽温度域内沥青路面结构响应基本规律,建立了温度与弯沉、温度与应变、温度与应力之间的关系模型,分析了结构内部应变、应力沿深度方向的分布特征.结果表明:温度对弯沉、应变和应力响应具有显著影响,随着季节变化,宽温度域内的沥青路面结构响应数值会出现以年为周期的循环交替变化,冬季时结构响应数值小、夏季时结构响应数值大;可采用指数函数模型描述温度与结构响应参数的相关关系,决定系数R^2可达到0.95以上,相关性好;宽温度域内,温度变化除引起结构内部应变或应力数值的单调增减以外,还会改变应变方向.在路面结构计算中,宜选择最不利季节时的温度验算沥青混凝土层的受力状态,以保证结构安全性.

慢性阻塞性肺疾病相关影响因素及炎症因子表达

目的:探究慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary diseases,COPD)影响因素及炎性状态,为慢性阻塞性肺疾病防治提供参考。方法:选取2020年6月至2020年12月在赣南医科大学第一附属医院呼吸内科住院的COPD患者共67例为病例组,以同期在医院体检中心检测且无呼吸系统疾病的体检者72例为对照组,问卷调查收集相关信息。采用单因素χ^(2)检验与非条件多因素Logistic回归分析COPD患病的危险因素;采用t检验比较2组血清炎症因子水平的差异。结果:病例组与对照组在性别、家庭月平均收入、职业情况、吸烟、锻炼、睡眠时间、睡眠质量、是否居住公路旁等因素差异有统计学意义(P<0.05);多因素Logistic回归分析结果显示家庭月平均收入低(OR=5.126,95%CI:2.113~12.435)、吸烟(OR=4.103,95%CI:1.113~15.122)、睡眠时间短(OR=27.279,95%CI:7.486~99.409)是COPD的危险因素,睡眠质量好(OR=0.128,95%CI:0.042~0.395)为COPD的保护因素;病例组血清TNF-α、IL-8、MCP-1水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:家庭月平均收入低、吸烟、睡眠时间短是COPD患病的危险因素,外周血炎性因子可能与COPD疾病发展有关。

天然红土粒料矿物组成及其对工程性能影响分析

针对目前天然红土粒料因矿物组成对工程性能影响不明确,而导致红土粒料物理、力学性质认识不全面等问题,选择非洲塞内加尔某高速公路沿线7种天然红土粒料,通过矿物组成分析、工程性能试验及其在路面基层材料中的路用性能评价,研究了红土粒料矿物组成与物理、力学等工程性能的相关关系。结果表明:高岭石、石英、褐铁矿、纤磷钙铝石等矿物是天然红土粒料的主要组成成分,且不同产地红土粒料的矿物组成差异较大,从而导致表观特征和工程特性差异显著;红土粒料的矿物组成对界限含水率具有明显影响,红土粒料液限随着高岭石和石英总含量的增加,呈先增大后减小的二次曲线变化;红土粒料中的石英含量以及高岭石与石英的总含量,对红土粒料的重型击实试验都具有较为明显的影响;水泥稳定以后,石英和褐铁矿含量较高的红土粒料,因矿物结晶程度较高,其强度和硬度明显高于纤磷钙铝石含量高的发白红土粒料;矿物晶格结构越不稳定、材料的工程性能越差。

花岗岩沥青混合料水稳定性问题的研究

研究了沥青混合料内部组成对粘附性和水稳定性的影响。从级配、集料、沥青和抗剥落剂的选择角度入手,综合解决花岗岩在沥青路面中的应用。通过对两种典型级配的研究, 确定出适用于花岗岩沥青混合料的级配类型;对不同酸性的集料和同种类沥青之间的粘附性试验和冻融劈裂试验,发现集料和沥青之间的粘附是有选择性的。因此,在选择材料时可以优先选择粘附性和水稳定性较好的集料和沥青进行组合;通过不同抗剥落剂对水稳定性的提高程度,确定了最佳的抗剥落剂类型。

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。

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。

非洲贝壳土的工程性质及应用建议

为了探明非洲贝壳土的工程性质、提出其在公路建设中的合理使用方案,依托塞内加尔某规划中的高速公路项目,对沿线贝壳土开展了试验研究,分析颗粒组成、物理性质、化学性质、工程性质、力学性质和盐渍性,根据法国标准中的方法进行土质分类,给出用于路基填筑的应用建议方案。结果表明:研究的贝壳土由粒径为1~40 mm的粗粒组分、粒径为0.5~1 mm的贝壳与砂混合物、粒径小于0.5 mm的砂土3部分组成,质量百分比分别为14%、5%、81%,具有一定的工程级配,可归类为粒料类材料;贝壳土中的粗粒组分、贝壳与砂混合物,材质坚硬,力学强度高,RCBR(加州承载比)远高于砂土;贝壳土中砂土的塑性指数仅为4,塑性较低,主要化学组分为石英,含有少量石盐,具有一定的盐碱性;贝壳土的全盐量为0.73%,可判定为氯盐渍土,盐渍化程度为中盐渍土;根据法标土质分类方法,可将塞内加尔产贝壳土划分为A1ts类,采取相应措施后可作为规划中高速公路的路基填筑材料。

基于RIOHTrack足尺环道全寿命周期试验的沥青路面车辙变形长期演化行为

为获取符合全寿命周期要求的千万次以上荷载水平下的车辙演化过程,依托足尺路面加速加载试验环道RIOHTrack,开展了沥青路面全寿命周期加速加载试验,获取了沥青路面长期服役过程中的车辙变形演化数据,覆盖了19种沥青路面结构在8000万累计标准轴次下的车辙试验结果,据此研究了沥青路面全寿命周期内车辙变形的长期演化行为规律和作用机理。研究结果表明:在全寿命周期内,沥青路面车辙损伤演化呈现出以年为周期的增大-减小-增大的波动性增长现象;不同路面结构的车辙变形存在较大差异,基层强度越高则车辙越小,减小幅度在8%~18%之间;单位厚度的车辙深度与沥青混凝土层厚度之间存在良好的指数函数关系,薄沥青面层结构上面层的车辙贡献率可达到80%,随着沥青层厚度的增加,中、下面层的车辙贡献率逐渐增加;直线路段的车辙明显大于缓和曲线段,后者的受力模式更接近于水平推移变形;可采用三次曲线模型描述全寿命周期内车辙演化过程,模型存在2处拐点,拐点过后车辙演化进入新的发展阶段。根据车辙演化模型,可以预估不同车辙设计要求值时所对应的累计标准轴次,可作为以车辙为指标的寿命预估。

沥青结合料紫外老化机理

为了解决现有沥青结合料路用性能评价体系中,未考虑紫外线辐射对沥青的加速老化作用问题,对热老化和紫外老化后的5种沥青进行了对比试验、DSR和BBR试验以及红外光谱分析。试验结果表明:沥青对热老化和紫外线辐射的敏感度不同,2种老化后三大指标的排序并不一致;紫外老化和热老化对沥青的影响不相同,紫外老化后沥青的流变特性变化更为显著;沥青抗紫外老化性能不同的内在原因是老化反应程度不同,胶质和芳香分是影响沥青紫外老化的主要因素。因此,沥青的热老化评价结果不能反映其抗紫外老化性能的高低,在紫外线辐射强烈的西部地区开展紫外老化研究具有重要意义。

温度场及非均布移动荷载作用下沥青路面力学响应分析

为研究路面结构实际温度场对沥青路面结构动力响应的影响,基于路面结构温度场现场实测数据及室内实际路面材料动态模量试验结果,建立温度场分析和非均布移动荷载作用下沥青路面瞬态动力分析三维有限元模型,分析路面结构在实际温度-荷载作用下的动力响应规律,并与传统的等温结构模型动力响应结果进行对比分析.结果表明,层底控温方法模拟出的温度场可用于分析夏季高温时段和低温时段沥青路面的实际动力响应;夏季一天中高温时段,等温模型高估了竖向应变及上、下面层的剪应变,低估了中面层的剪应变;夏季一天中低温时段,沥青路面的实际动力响应大于等温模型的计算值,等温模型低估了温度分布对沥青路面车辙和开裂的影响.

花岗岩矿料与沥青交互作用能力的研究

为了找出影响花岗岩沥青混合料水稳定性的主要因素,使花岗岩大规模应用于沥青路面,本文采用动态剪切流变仪(DSR),对不同花岗岩石粉、不同粉胶比条件下的沥青胶浆进行流变性能的研究,以此分析不同花岗岩与沥青交互作用能力.研究发现不同沥青与石粉产生的交互作用能力有所不同.因此,应用花岗岩时在材料选择方面应该注意与花岗岩的"配伍性"问题.通过冻融劈裂试验检验沥青混合料水稳定性与沥青和石粉交互作用能力之间的关系,发现花岗岩沥青胶浆的流变学性质与花岗岩沥青混合料水稳定性之间存在良好的对应关系.

冬季煤炭防冻剂防冻特性研究

为了解决冬季煤炭的安全运输问题以及减小运输成本,本文对成分为氯化钙乙二醇混合物的煤炭防冻剂在不同环境温度下的冻结规律进行了理论分析和实验研究,建立了喷洒防冻剂后的煤炭三维冻结非稳态模型,对冻结过程中的温度场演变进行了数值分析,同时结合相似实验,确定了不同煤炭含水率下煤炭在不同喷洒量下的冻结特性,在此基础上明确了在不同环境温度和煤炭含水率下,防冻液的喷洒量。这一研究将为煤炭冬季运输中氯化钙乙二醇混合物型防冻液的科学喷洒提供理论指导和参考,有利于在实现煤炭安全运输的前提下降低运输成本并起到保护环境的作用。

石料指标对花岗岩沥青混合料水稳性的影响

为了找出影响花岗岩沥青混合料水稳定性的主要因素,使花岗岩大规模应用于沥青路面成为可能,从花岗岩沥青胶浆着手,采用动态剪切流变仪(DSR),对不同花岗岩石粉、不同粉胶比条件下的沥青胶浆进行流变性能的研究,以此分析不同花岗岩与沥青交互作用能力。并通过冻融劈裂试验检验沥青混合料水稳定性与沥青和石粉交互作用能力之间的关系,发现花岗岩沥青胶浆的流变学性质与花岗岩沥青混合料水稳定性之间存在良好的对应关系。对不同花岗岩自身性质的分析,得出了影响花岗岩沥青混合料水稳定性的石料指标,并最终提出路用花岗岩石料选择标准。

临界条件(0℃)下溶液蒸发冷冻过程中的传质规律

通过对相际间力学特性的分析,结合湍流的流动特征,考虑了冰体存在孔隙和毛细作用,给出了临界条件(0℃)湿度差驱动下溶液蒸发冷冻过程中的质扩散分析模型,并对溶液在不同状态下(液态、液固共存和固态)气流界面间的质扩散变化规律进行了研究,结果表明,随着溶液从液态向固态的转变,其表面质扩散系数逐渐减小,即表面质扩散能力逐渐减弱,因此,对于溶液自身蒸发冻结过程而言,为了强化溶液表面的质传递和冻结,应控制冻结过程中溶液表面的结冰状况。这一研究结果为蒸发冷冻传质的研究以及强化蒸发冻结的工程应用提供了理论指导和参考。

湿度差驱动下溶液蒸发冷冻过程中冰体的发展规律

针对湿度(绝对湿度)差驱动下溶液的蒸发冷冻过程进行了分析研究,在热质平衡理论的基础上,考虑溶液表面冰体的形面变化特征,建立了蒸发冷冻过程中溶液表面冰体生长的热力学非稳态模型,分析了不同蒸发冷冻时刻,气-液界面间湿度(绝对湿度)差、气流速度以及气-液界面间质扩散对溶液表面冰体发展分布的影响,研究表明湿度(绝对湿度)差、气流速度和质扩散系数对溶液的蒸发冷冻作用明显。该理论模型及研究结果为强化湿度差驱动下溶液的蒸发冷冻及工程应用提供了理论指导和依据。

镁铝复合介孔氧化物催化月桂酸甲酯乙氧基化反应

以十二烷基硫酸钠为模板剂、乙二胺为碱性介质,采用水热法合成了镁铝复合介孔氧化物(MMAO),采用氮吸附-脱附、X射线衍射、程序升温脱附和热重-差热分析等方法对MMAO进行了表征,并考察了MMAO在月桂酸甲酯乙氧基化反应中的催化性能。表征结果显示,合成的MMAO具有介孔结构特征,平均孔径为3.2nm,比表面积为280m2/g,孔体积为0.18cm3/g。实验结果表明,MMAO催化剂在月桂酸甲酯乙氧基化反应中具有较高的催化活性,适宜的合成条件为:反应温度180℃、初始压力0.6～0.7MPa、MMAO催化剂用量为月桂酸甲酯质量的3%。在此条件下得到的月桂酸甲酯聚氧乙烯醚的相对分子质量分布较窄,当环氧乙烷平均聚合度为5时,月桂酸甲酯聚氧乙烯醚的相对分子质量分布选择性系数为18.50。

硅藻土改性沥青低温性能的研究

硅藻土改性沥青可提高路面的高温抗车辙性、抗水损害性、低温抗裂性和抗老化性能,具有较高的性价比。研究的主要内容包括:a)制备硅藻土改性沥青并用星点设计的方法确定最佳硅藻土掺量。b)通过长白硅藻土混合料的低温压缩试验和导热系数试验来评价其低温性能。c)通过反映沥青流变性能的DMA试验未评价其高低温性能。研究结果表明硅藻土改性沥青有好于基质沥青的高低温性能。用弯曲应变能评价硅藻土改性沥青混合料的低温性能,用DMA试验来评价硅藻土改性沥青的高低温性能比较合理。

沥青胶浆高低温性能评价体系的研究

在分析现有沥青结合料多种高低温性能评价方法的基础上,应用灰色关联熵分析方法建立沥青胶浆与沥青混合料实际路用性能之间的关联性,最终得出应用动态剪切流变仪测得的重复蠕变劲度的粘性部分和应用弯曲梁流变仪测得的蠕变劲度模量分别作为沥青胶浆高低温性能的评价指标。

用于应力吸收层使用的沥青混合料配合比设计方法研究

根据AC10型细粒式沥青混凝土应力吸收层的设计,提出基于路用性能均衡的应力吸收层的设计方法。即采用最佳紧密状态油石比为下限,谢伦堡析漏试验析漏损失率拐点油石比为上限,并根据路用性能最优确定应力吸收层最佳油石比。通过广西一高速公路实体工程验证,取得了良好的应用效果。