沥青混合料低温约束温度应力试验研究

此方法对不同沥青、不同级配沥青混合料的低温抗裂性能作出了评价。试验结果表明 ,用低温约束温度应力试验中的冻断温度评价沥青混合料低温抗裂性能 ,直观、可靠性高。不同的沥青品种其混合料冻断温度明显不同 ,低温性能好的沥青抗裂性能较好 ;沥青品种相同、级配不同的沥青混合料其冻断温度不同 ,但差别较小。沥青玛蹄脂碎石混合料表现出较好的低温抗裂性 ,沥青碎石的低温抗裂性较差。

考虑瞬态温度和应力约束的承载隔热多功能结构拓扑优化

一体化热防护结构通常处于严酷的非稳态热环境,热载荷作用的时间效应(即瞬态热效应)明显.为了避免瞬态热分析的巨大计算消耗,以往的一体化热防护结构优化设计研究通常将瞬态传热等效为相同热边界条件下的稳态传热,将稳态传热分析的温度场作为设计热载荷.然而,已有的研究表明稳态传热无法准确等效瞬态传热的作用效果,瞬态热效应对结构设计结果具有重要影响.文章研究了考虑瞬态热效应的一体化热防护结构优化设计问题,建立一种考虑瞬态温度和应力约束的一体化热防护结构拓扑优化方法.该方法以SIMP(solid isotropic material with penalization)法为基础,构建两种针对一体化热防护结构的热弹性结构拓扑优化模型:(1)考虑材料体积分数、最大应力和底面最大温度约束,以最小化结构应变能为目标的刚度设计模型;(2)考虑最大应力和底面最大温度约束,以最小化材料体积分数为目标的轻量化设计模型.通过求解瞬态热力耦合方程获得结构的热力耦合静力分析结果;通过响应量在空间和时间域的凝聚积分函数表征结构响应在时域内的最大值,并以此构建相应的约束和目标函数;采用伴随法推导约束和目标函数的灵敏度表达式.通过3个数值算例验证了本方法的有效性.数值算例结果表明,在瞬态传热条件下,本方法能够准确反映瞬态热效应对一体化热防护结构设计结果的影响;相比于基于稳态热分析的设计结果,考虑瞬态热效应的设计结果具有更优的性能.

考虑温度自约束应力的圬工拱桥温度应力计算

分析了拱桥拱顶截面下缘开裂的原因，指出了传统温度应力计算方法的不足，提出了既考虑温度变化引起的外约束应力又考虑截面温差不同引起的内约束应力的改进方法，并推出温度自约束应力计算公式。通过实例比较了两种方法的差别，得出温度自约束应力不容忽视的结论。

骤然降温下混凝土板温度自约束应力的实验研究

分析了骤然降温下混凝土板温度自约束应力的产生机理,提出并设计了混凝土板单面环境降温时表面自约束应力的两步法测试方案,测试得到并分析了环境温度下降过程中混凝土板表面温度和温度自约束应力的变化规律。结果表明:混凝土板上下表面温度随环境温度的降低而降低,环境温度降温速率越快,混凝土外表面的降温幅度越大,上下表面温差也越大;相同降温速率下,混凝土上表面各测点的应变值及应力值相差较小,表明混凝土上表面具有近似均匀的温度自约束应力场。

沥青混合料约束试件温度应力试验

沥青混合料低温缩裂是沥青路面的主要病害之一,提高路面抗裂性能是沥青路面设计的重要内容,而正确评价沥青混合料的低温抗裂性能是沥青混合料设计的前提。研究表明约束试件温度应力试验(TSRST)能较为准确地模拟沥青路面降温时开裂过程。

沥青混凝土温度应力试验及其计算方法研究

在采用约束试件温度应力试验 ( TSRST)进行大量试验的基础上 ,指出 SHRP提出的温度应力典型曲线的不足 ,提出了完整的温度应力曲线规律。然后探讨了初始温度和降温速率等对温度应力的影响以及不同材料的低温抗裂性能。最后在分析已有的温度应力计算方法的基础上 ,提出考虑应力松弛效应的连续降温所产生的温度应力计算方法 ,运用该方法的计算结果与

沥青混凝土温度应力试验及其数值模拟

沥青混凝土路面的低温开裂问题一直是道路工程界人士研究的一个热点问题 ,美国SHRP在综合分析了以前各种用于分析、研究沥青混凝土低温开裂问题的试验方法后 ,认为只有约束试件温度应力试验 (TSRST)能正确的模拟路面的现场情况 ,提出采用约束试件温度应力试验 (TSRST)来研究沥青路面的低温开裂问题 ,并对相应的试验标准 ,试验数据的分析、处理等都提出一整套方法。笔者在采用TSRST进行大量试验的基础上 ,指出SHRP提出的温度应力典型曲线的不足 ,提出了完整的温度应力曲线规律。然后探讨了初始温度度和降温速率等对温度应力的影响以及不同材料的低温抗裂性能。最后在分析已有的温度应力计算方法的基础上 ,提出考虑沥青混合料在连续降温过程中的应力松弛效应的温度应力计算方法 ,运用该方法对TSRST试验过程进行了数值模似 ,模拟结果表明所提出的计算沥青混合料在连续变温过程中的温度应力的计算方法是正确的。

考虑空间整体效应的温度自应力计算

针对在计算混凝土桥梁结构的温度自应力时,按现行的计算方法得到的结果与实测的数据有较大差别的问题,根据温度作用下的应力-应变关系及结构内力特点,并运用三维平面假设,改变温度荷载的加载方式和多余约束力的状态,推导出考虑空间整体效应的温度自应力计算方法。对箱梁的实例分析表明:在计算桥梁结构的温度自约束应力时,应考虑纵横向温度应力-应变之间的互相影响,采用与实际情况相符合的温度荷载加载方式,这样使计算结果更接近实际值。

高寒大温差条件下玄武岩纤维沥青混合料低温性能研究

本研究基于低温弯曲实验、冻融劈裂实验和约束试件温度应力实验,模拟北方高寒地域环境纤维沥青混合料的低温耐受性,探究了沥青种类、玄武岩纤维长度和直径对沥青混合料低温性能的影响规律。研究结果表明:在高寒大温差条件下,沥青种类对沥青混合料低温性能具有显著影响,其中SBS改性沥青>70#基质沥青;在相同纤维掺量下,三种直径的玄武岩纤维对AC-13混合料低温性能的改善作用为7μm>16μm>25μm;三种长度(3 mm、6 mm、12 mm)的玄武岩纤维对AC-13混合料的性能改善呈先增后减趋势,6 mm长度的纤维对低温性能改善效果最佳。该研究成果可为玄武岩纤维在寒冷地区道路上的应用提供实验参考,也可作为教学案例应用于土木工程领域研究生课程,用来研究高寒地区道路工程路面材料的特殊设计需求。

岩体地基抗剪刚度系数试验研究

地基抗剪刚度系数反映了地基对上部结构在水平方向的约束强弱程度,直接影响地基上浇筑的混凝土结构温度约束应力的大小,是控制混凝土底板温度裂缝的关键参数之一。为完善温度约束应力计算中地基抗剪刚度系数的取值,基于岩体地基防水层底板温度应力监测现场试验,计算得到岩体地基防水层构造条件下地基抗剪刚度系数取值;而后进行了岩体地基上的防水层、垫层、滑动层3种构造条件的动力特性测试试验,基于量纲分析计算出了垫层和滑动层构造条件下的地基抗剪刚度系数取值。

基于约束试件温度应力试验评价几种沥青混合料的低温性能

为了准确评价沥青混合料低温性能,利用自行开发的约束试件温度应力试验设备对AC-16、AC-20、SMA-13和SMA-16沥青混合料的低温抗裂性能进行了评价分析。试验结果表明:沥青品种与混合料类型对沥青混合料的低温抗裂性能有着显著的影响;成品SBS改性沥青有着较好的低温性能;SMA类沥青混合料低温性能优于AC类沥青混合料。

沥青混合料约束试件温度应力试验研究

针对AC级配及Superpave级配的不同沥青混合料采用约束试件温度应力试验对其低温抗裂性能进行评价,并对约束试件温度应力试验的各项评价指标进行了详细分析。结果表明,约束试件温度应力试验能够准确模拟沥青路面在降温过程中的开裂,冻断温度可作为评价沥青混合料低温抗裂性能好坏的评价指标。

自承式架空钢管系列国标图集设计若干问题探讨

在给水排水管道工程设计中,自承式架空钢管道是常用的结构形式。从管道外形看,有平直形钢管、圆弧形钢管和折线形铜管。工程实践中以平直形、圆弧形钢管居多。详细讨论了平直形和圆弧形架空钢管道的受力特性及设计中应注意的问题。

排水性沥青混合料低温性能评价

为了分析排水性沥青混合料低温性能的影响因素及评价方法,首先对3种改性沥青的原样、薄膜老化(TFOT)样品、压力老化(PAV)样品进行常规指标试验、-12℃弯曲流变仪(BBR)试验,评价沥青胶结料的低温性能;然后,对几种沥青成型的排水性沥青混合料进行约束试件温度应力试验(TSRST),评价排水性沥青混合料的低温抗裂性能,并通过与长期老化试件TSRST试验结果的对比,分析老化对排水性沥青混合料低温性能的影响。研究结果表明:沥青胶结料BBR试验的劲度模量与排水性沥青混合料的TSRST试验结果有很好的一致性;老化后的排水性沥青混合料冻断温度升高、冻断应力减小,低温性能降低;排水性沥青混合料的冻断应力约为密级配沥青混合料的1/3,冻断温度相近,2种类型沥青混合料低温性能相差不明显。

纤维沥青混凝土低温性能试验及温度应力计算模型

为了研究纤维沥青混凝土低温性能及其路面温度应力计算方法,通过聚酯纤维沥青混凝土约束试件温度应力试验(TSRST),分析了纤维体积率和长径比对沥青混凝土低温抗裂性能的影响,建立了考虑纤维含量特征参数影响的纤维沥青混凝土TSRST试验参数计算模型和纤维沥青混凝土温度应力计算模型。研究结果表明:纤维含量特征参数能综合反映纤维体积率和长径比对沥青混凝土低温抗裂性能的影响,在所进行的试验范围内,聚酯纤维沥青混凝土的最佳纤维体积率、长径比和纤维含量特征参数分别为0.35%、324和1.13。

Superpave沥青混合料低温抗裂性评价方法

采用低温弯曲破坏试验和约束试件温度应力试验,评价了Superpave沥青混合料的低温抗裂性,并对两种试验方法及其评价指标进行对比分析。研究结果表明:约束试件温度应力试验中的冻断温度和转折点温度可以较好的评价Superpave沥青混合料的低温抗裂性;弯曲破坏试验中用弯曲应变能密度作为评价指标可以很好表征Superpave沥青混合料的低温性能,并且与约束试件温度应力试验结果基本吻合。

沥青混凝土温度应力试验研究

沥青混凝土路面的低温开裂问题一直是道路工程界人士研究的一个热点问题 ,美国公路发展战略(SHRP)综合分析了以前各种用于分析、研究沥青混凝土温度开裂问题的试验方法后 ,认为只有约束试件温度应力试验 (TSRST)能正确的模拟路面的现场情况 ,提出采用约束试件温度应力试验 (TSRST)来研究沥青路面的低温开裂问题 ,还提出了相应的试验标准 ,对试验数据的分析、处理等也提出了一整套方法。笔者在采用 TSRST进行大量试验的基础上 ,指出 SHRP提出的温度应力典型曲线的不足 ,提出了完整的温度应力曲线规律 。

热老化对排水性沥青混合料性能的影响

为了评价热老化对排水性沥青混合料性能的影响,分别采用SBS改性沥青、高黏沥青、聚酯纤维作为排水性沥青混合料的组成材料,在室内模拟长期老化试验的基础上,采用抗压强度和劈裂强度评价力学性能;采用浸水飞散试验评价水稳定性;采用约束试件温度应力试验评价低温性能。研究结果表明:热老化后的排水性沥青混合料强度略微增加;但其水稳定性和低温性能均明显变差;采取高黏沥青作为胶结料、掺加聚酯纤维的措施可以改善热老化对排水性沥青混合料性能的不利影响,从而提高排水性路面的耐久性。

采用弯曲应变能评价沥青混合料的低温性能

通过对掺加不同添加剂的同一种沥青混合料分别作低温弯曲破坏试验和约束试件温度应力试验,通过弯曲破坏试验的应力应变曲线求算应变能,并以弯曲应变能作为评价沥青低温性能的标准,同时以约束试件温度应力试验的结果验证评价结果的合理性。结果表明:采用弯曲应变能作为评价指标可以很好表征材料的低温性能,并且与约束试件温度应力试验的结果基本吻合。

利用生物废油改性沥青及其低温路用性能研究

为提高沥青的低温性能且降低改性沥青的成本,采用经济环保的生物废油改性沥青技术。同时采用弯曲梁流变(BBR)试验和单边缺口梁(SENB)试验试验评估了油对沥青低温性能的影响。结果表明,当添加生物基和精炼废油后,沥青劲度降低,m值提高,沥青的断裂能增加,表明生物基和精炼废油提高了沥青的低温性能。此外,沥青混合料的约束试件温度应力试验(TSRST)结果表明,与基质沥青混合料相比,油改性沥青混合料的冻断温度更低,这进一步验证了所选用的油可以提高沥青低温性能。