基于BBR与FT-IR的沥青胶结料低温性能与抗老化能力分析

为了评价几类沥青胶结料的低温性能和抗老化能力,分别对3种具有代表性的沥青胶结料(基质90#沥青、SBS改性沥青和A型温拌沥青)进行了旋转薄膜烘箱老化(RTFO)和压力老化(PAV)试验。并对老化后的胶结料进行了低温弯曲梁流变仪试验(BBR)和傅里叶红外光谱试验(FT-IR)。试验结果表明:沥青的老化对低温性能有直接的影响,而且温度的降低使这种影响更加显著。BBR试验从不同角度分析验证了SBS改性沥青具有相对最优的低温性能,而温拌沥青则相对较差。长期老化沥青FT-IR试验结论与BBR试验规律具有一致性,证明了微观层面揭示的分子官能团的变化规律与宏观层面显现的低温性能具有良好的对应关系。

100%人工老化沥青的温拌再生结合料性能评价与化学特性分析（英文）

通过试验分析不同比例的再生剂和温拌剂对于温拌再生沥青的共同作用,对含有100%人工老化沥青的温拌再生沥青的性能与化学特性进行了分析评价.选用3种温拌添加剂与1种商业再生剂GST来再生人工的老化沥青.再生结合料的性能试验包括针入度、软化点以及旋转黏度试验,傅里叶红外光谱试验则用来探讨再生结合料的化学特性.性能试验结果表明,再生剂GST具有再生人工老化沥青的能力;由于再生剂与温拌添加剂的共同作用对于100%老化沥青的再生性能有很大的影响,因此选择两者的合适用量是再生100%老化沥青的关键.红外光谱试验结果表明,再生主要是一种调节化学组分的过程,而且随着温拌添加剂的加入,温拌再生沥青的红外谱图在化学官能图方面并没有发生明显的变化.

沥青路面黏弹性泊松比近似方法的比较

为了准确应用黏弹性泊松比分析沥青路面在车轮荷载作用下的动态响应,针对3种常用的黏弹性泊松比近似方法进行了比较研究.推导了这3种黏弹性泊松比(随时间变化泊松比、不可压缩泊松比和常数泊松比)的数值关系,进而建立了一种三维沥青路面黏弹性有限元模型,比较分析了不同温度、不同加载时间下,3种黏弹性泊松比近似方法对沥青路面横向正应力响应的影响.结果表明:不可压缩泊松比始终保持为0.5,适用于高温、低频加载条件;常数泊松比始终保持为0.1,适用于低温、高频加载条件;随时间变化泊松比在0.1～0.5之间变化,应用不受温度与加载模式的限制.采用正确的黏弹性泊松比近似方法对于流动性车辙的研究有重要意义.

基于MHN复数模量模型的沥青玻璃化转变温度确定方法

为了更方便地量化玻璃化转变温度,采用动态剪切流变仪测定了70#和90#基质沥青的黏弹性特征,并结合MHN复数模量主曲线模型,提出了用黏弹性参数直接计算玻璃化转变温度的方法.首先基于MHN模型,采用不同恒温条件下的动态剪切试验频率扫描数据,建立储能模量和损耗模量主曲线;然后计算损耗模量峰值位置的缩减频率,由WLF方程推导出玻璃化转变温度表达式.结果表明:MHN模型能准确地表征基质沥青的储能模量和损耗模量主曲线;由MHN模型确定的玻璃化转变温度随着参考频率的增大而升高.用MHN模型可以有效地确定沥青的玻璃化转变温度,计算值与温度扫描试验测定结果一致.

利用改进开窗转换法确定沥青离散松弛时间谱

为了精确地获得沥青胶结料的离散松弛时间谱,提出了一种改进开窗转换法的线性黏弹性材料函数转换算法.此方法可以用于离散延迟时间谱和离散松弛时间谱的相互转换.与开窗转换法相比,改进开窗转换法对于时间常数的设置更加精确,并且不会产生负数谱线.将改进开窗转换法用于一种传统非改性沥青的弯曲梁流变仪试验数据的离散延迟时间谱的转换,成功地确定了相应的离散松弛时间谱.经有限元模型验证表明,此离散松弛时间谱能很好地还原该沥青结合料的应力松弛特性.

基于接触非线性的车-路耦合系统动力响应分析

采用四分之一车辆模型和三维线弹性沥青路面模型,借助ANSYS有限元分析软件,将车、路有限元模型通过接触单元联系在一起,进行了接触非线性瞬态求解。分析了车辆匀速行驶过一段路面时车-路耦合系统的动力响应特点。通过修改系统参数,计算分析了行车速度、路面平整度、基层模量、轮胎刚度、轮胎阻尼、悬架刚度、悬架阻尼等七个参数对车-路耦合系统动力响应的影响。最后分析了车-路耦合系统的共振问题。结果表明:在文章给定的路面结构组合下,最大纵向拉应力和最大横向拉应力均出现在基层和底基层结合处,容易导致疲劳破坏的产生;沥青面层层底剪应力是导致其破坏的主要原因;控制协调好车-路耦合系统中的各个参数,对提高路面寿命和行车舒适性有重要意义;车-路耦合系统的共振问题不容忽视。

“再生-改性”沥青性能研究

目的研究在再生剂和不同掺量改性剂作用下取得的"再生-改性"沥青的性能,为沥青路面再生-改性技术提供试验和理论依据.方法采用两种再生方案对老化沥青进行再生处理,对再生后的沥青进行针入度、软化点、延度、布氏黏度、动态剪切流变和弯曲梁流变等系列试验.结果采用添加再生剂方案再生的沥青其针入度、软化点、延度、车辙因子、临界温度、主曲线、劲度模量和蠕变速率与原样沥青非常接近;采用再生剂加改性剂的再生-改性方案可显著提升沥青的高温抗车辙和低温抗开裂的能力,且随着改性剂掺量的增加"再生-改性"沥青的高低温性能均逐渐增强.结论采用单一添加再生剂的普通再生方案可恢复沥青的高低温性能,采用再生-改性方案再生后沥青的高低温性能均显著优于原样沥青和普通再生沥青.

路线平面线形设计计算的两点线元法原理

提出通过两点确定平面线形线元的设计计算方法。将平面线形线元分为切直线、圆曲线、正\反向完整型回旋线、正\反向非完整型回旋线共6种基本类型,均可由最多4个独立参数唯一确定。采用线元法顺次设计平面线形时,与起点相关的坐标、切向角、半径3个独立参数已知,故只需再拟定终点坐标即可唯一确定各基本型线元,均类似于两点确定一条直线。偏转角是线元其余参数计算的关键,圆曲线线元采用解析法,回旋线线元采用迭代法,亦可通过多项式拟合公式进行预估,误差不超过1.0%。两点线元法凸显坐标位置对线形的控制作用,适宜于立交、山岭区等复杂曲线线形设计及既有道路线形重构等。

沥青混合料动态粘弹性行为分析的模拟方法

为了更好地分析沥青混合料的动态粘弹性行为,描述了一种基于Havriliak-Negami(HN)模型的模拟方法。利用3种不同类型的沥青混合料复数模量试验数据对该方法的有效性进行了说明,并将结果与Sigmoidal方法的计算结果进行了比较分析。结果表明:该方法克服了Sigmoidal方法模拟沥青混合料动态粘弹性行为的3个主要缺点,HN模型提供了一个非对称的拐点,能模拟更为复杂的非对称动态粘弹性行为;不同粘弹性函数的解析式均来源于同一个复数模量模型,模型间精确满足Kronig-Kramers关系;在确定模型参数时同时考虑了储能模量和损耗模量,计算结果符合线粘弹性理论。HN模型可以精确描述沥青混合料与时间相关的粘性行为,故可以考虑用于基于层状粘弹性体系理论的路面设计方法。

差异沉降段沥青混凝土路面的疲劳模拟与寿命预估

采用两对边简支条件下沥青混凝土板弯曲疲劳试验,模拟差异沉降段沥青混凝土路面的受力状态,研究回填不良对路面结构疲劳寿命的影响。采用往复移动的试验轮模拟移动荷载,使对边简支的板式试件内产生弯拉应力,测定裂缝发展到试件边缘时的疲劳寿命。通过有限元方法,计算常规路段和差异沉降段的弯拉应力。板式试件疲劳试验显示了以横向为主的裂缝分布,这与回填不良区段路面的开裂规律相吻合。结合弯拉应力和板式试件疲劳方程可知,在85%压实度下,沉降区路面疲劳寿命折减为常规路段的13%。文中对差异沉降段开裂现象的研究,有助于对此类病害的预防和处治。