基于加速加载试验的青川岩改沥青混合料疲劳性能研究

为评价青川岩改沥青混合料疲劳性能,该文设计了基于比例尺为1∶3的路面加速加载试验系统的动轮载三点弯曲加载疲劳试验装置,对双层沥青混合料复合车辙试件进行轮胎碾压下的三点弯曲重复加载疲劳试验,结合沥青混合料小梁试件MTS弯曲疲劳试验,评价青川岩改沥青及复合改性沥青等对沥青混合料疲劳性能的改善效果。结果表明:青川岩改沥青提高了沥青混合料承受重复弯拉荷载的能力,改善了沥青混合料的抗疲劳性能,其抗疲劳性能优于青川岩沥青与SBS复合改性沥青、SBS改性沥青和基质沥青;基于比例尺为1∶3的路面加速加载试验的动轮载三点弯曲重复加载疲劳试验,能更真实地模拟现场路面轮载作用,减少了小梁试件尺寸效应对疲劳寿命的影响,再现了轮载作用下路面结构的受力状况。

高原含氧柴油燃料研究现状

高原的低压条件造成柴油燃烧性能下降,导致柴油机出现动力性不足等问题。在柴油中加入醇类燃料、醚类燃料、酯类燃料等含氧燃料,可以在不改变柴油机结构的情况下改善柴油机在高原环境下的使用性能。对上述含氧柴油燃料在柴油发动机中的燃烧特性、动力性和经济性等方面进行对比,结果表明,在高原环境下,含醇柴油会导致发动机滞燃期延长,且脂肪醇的碳数越少影响越严重;含醚柴油缩短滞燃期,但热值较低;含酯柴油凝点较高,难以在高原的低温环境条件下应用;复合型含氧柴油燃料或许能够综合含氧燃料的优点。新型高原含氧柴油燃料应关注聚醚、短链酯以及少量长链醇复合组分。

滨海高速公路改扩建温拌沥青混合料综合性能评价

评价不同温拌剂对沥青混合料性能影响规律,为工程应用中温拌剂的选择提供技术依据。分别选取Sasobit、Aspha-min、Evotherm 3种温拌剂制备温拌沥青混合料,基于车辙、低温弯曲、冻融劈裂、汉堡轮辙和动态模量试验,分析3种温拌剂对沥青混合料路用性能和动态模量的综合影响。研究表明,Evotherm温拌剂对混合料的降温效果最佳,Aspha-min温拌剂与Sasobit温拌剂对沥青混合料的降温效果相当;Sasobit温拌剂能够提高混合料的高温性能,Evotherm温拌剂能够提高混合料的水稳定性,Aspha-min温拌剂的水热性能较差;中温条件下添加Evotherm温拌剂混合料模量最高,高温条件下添加Sasobit温拌剂混合料模量最高;构建混合料动态模量主曲线,Sasobit和Evotherm温拌剂均能够改善混合料的高温性能,Sasobit温拌剂造成混合料低温性能降低,Evotherm和Aspha-min温拌剂对混合料的低温不产生影响。

添加剂型高模量沥青混合料性能试验对比研究

针对干线沥青路面在重载交通条件下的早期损坏问题,本文选用3种不同类型的高模量剂,分别在其最佳掺量下配制高模量改性沥青,对3种沥青胶结料及SBS改性沥青的技术指标进行试验对比分析,并在此基础上进行沥青混合料的配合比设计,最终实现对高模量沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、动态模量等路用性能评价。

沥青的自愈合行为及其研究方法进展

总结了沥青的愈合机理及影响因素,综述了表征沥青自愈合指数的愈合试验和沥青微裂纹愈合过程的微观测试方法,总结了以分子动力学模拟沥青自愈合过程的计算机模拟技术,展望了沥青的自愈合及其研究方法,指出了未来沥青自愈合技术的发展方向。

基于非局部Biot理论的矩形移动荷载下饱和土动力响应

为进一步研究矩形移动荷载下饱和土路基中动力响应问题,首先,基于非局部Biot理论,以饱和土地基为研究对象,建立了考虑孔隙尺寸效应和矩形荷载作用下的非局部孔隙弹性计算模型;然后,考虑路基表面的透水边界条件,采用二次傅里叶逆变换得到饱和土体在矩形移动荷载下的时域内动力响应解析解;最后,分析了在不同模态和不同非局部参数的取值下,矩形荷载移动速度和荷载自振频率的变化对饱和土竖向和水平位移响应的影响。结果表明:在低模态时,非局部参数对饱和土位移响应影响不大,而在高模态时,其影响较大,并且位移响应主要取决于低模态。非局部参数与竖向位移成正比,而与水平位移成负相关关系。当荷载自振频率增大时,位移受到非局部参数的影响,随着非局部参数增大,位移响应峰值会在更低的荷载自振频率处出现,位移响应峰值向左移动。当荷载自振频率增大时,位移受到荷载移动速度的影响,在较低荷载移动速度下会出现位移响应峰值。当荷载移动速度增大时,位移受到荷载自振频率的影响,位移响应峰值出现对应的荷载自振频率减小。

半刚性基层沥青路面平整度波长研究

为了研究路面平整度波长和动荷载之间的关系,识别半刚性基层沥青路面的波长范围,选择典型高速公路和3级公路作为试验道路。以重型车辆和轻型货车作为试验车辆,采用满载和空载2种工况,在试验车辆后轴安装自主研发的无线车辆轮轴振动加速度测量仪器。现场试验获取车辆轮轴竖向振动时域特征数据,经过傅里叶变换,获得车辆振动频域特征。根据频率、车速和波长之间的关系计算划分了半刚性基层沥青路面平整度波长范围。结果表明:车轴振动加速度的标准偏差可以作为车辆动载荷的直接指标,车轴振动加速度的标准偏差随车速和路面粗糙度的增加而增加;半刚性基层沥青路面的车辆振动典型频域曲线由2个主共振频率和1个次共振频率组成;路面平整度波长可划分为4个波段:0~0.2 m极短波,0.2~1.4 m短波,1.4~5.6 m中波,5.6~100 m长波;极短波和长波对车辆振动产生动荷载影响较小,短波和中波对车辆振动产生动荷载影响较大,其中1.4~5.6 m中波对车辆振动产生动荷载的影响最大。试验结果可作为半刚性基层沥青路面平整度波长波段划分的新标准,为制订半刚性基层沥青路面平整度施工控制标准提供依据。

Comprehensive Analysis of High Temperature Performance of SBS-modified Asphalt Mixture

Evaluation of high temperature performance of SBS-modified asphalt mixture was presented.Both wheel loaded method and creep method were adopted for two different mixtures and two kinds of specimens with different height,and corresponding indicators were measured.Meanwhile,the correlation between these indicators was thoroughly analyzed and two kinds of mixtures were compared.The experimental results show that there is a good linear relationship between LWT indicators and CT indicators for M-13,while a relatively poor relationship for M-25,especially that between dynamic stiffness and static stiffness and that between dynamic stability and static creep stiffness.Besides,logarithmic relationship between DS and RD has a higher determination coefficient than that for linear relationship.Thus,multi-index evaluation should be taken for synthetically assessing high temperature performance of asphalt mixture.

直投式聚乙烯改性沥青混合料的路用性能

通过直投式聚乙烯改性沥青混合料配合比设计,研究了其路用性能,主要包括高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性。结果表明:对比直投式聚乙烯改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料,直投式聚乙烯改性沥青混合料油石比相对于SBS改性沥青混合料少,约低0.1%~0.2%;直投式聚乙烯改性沥青混合料的稳定度和动稳定度相对于SBS改性沥青混合料高,动稳定度约为SBS改性沥青混合料的1.3~1.5倍,说明采用直投式改性对于高温稳定改善效果显著;直投式聚乙烯改性沥青混合料低温抗裂性和水稳定性均较好,低温弯曲破坏应变高于规范要求的2500με,但弯拉强度和弯拉应变均低于SBS改性沥青混合料,对于低温影响性能改善不如SBS改性明显;工程验证的结果与室内试验的结果相当,表明直投式聚乙烯改性沥青混合料具有良好的路用性能;从造价方面来说,采用直投式聚乙烯改性相对于SBS改性造价低,具有良好的经济价值;直投式沥青改性剂可直接混入矿料和基质沥青之中,并通过混合搅拌等方式产出改性沥青混合料,这样可有效减少改性剂加工、储存等诸多繁琐的环节,有效实现资源和能源成本的节约,从而为直投式聚乙烯改性沥青的应用提供技术基础。

装配式道路基层结构接缝传荷性能及影响参数分析

为研究装配式道路基层结构接缝的传荷性能及影响参数,该研究设计装配式基层静力加载试验,分析试验结构在不同等级荷载作用下装配式基层接缝的传荷性能,建立三维有限元模型,并对试验结果进行验证。在有限元分析结果与试验结果验证基础上,使用有限元分析法对装配式基层传荷性能进行影响参数分析。研究2种加载工况下,预制板混凝土强度等级、灌浆料弹性模量以及荷载等级对行车方向传荷性能的影响。结果表明,预制板混凝土强度等级比灌浆料强度等级对传荷性能的影响更大;双点加载传荷性能比单点加载传荷性能更好;装配式基层接缝灌浆料弹性模量从32500 MPa下降到22500 MPa,会增大接缝的应变,降低预制板之间传荷性能。随着荷载增加,装配式基层接缝传荷性能下降,接缝应变和接缝弯沉均增大,需严格控制超载情况。

细粒类路基土动态回弹模量试验与本构关系模型

选用砂土、粉土和黏土三种具有代表性的路基土,对不同含水率和压实度下的路基土进行动态回弹模量试验。结果表明:动态回弹模量随围压的增大而增大,随偏应力的增加而减小,受围压的影响更为显著;随含水率的增大而减小,随压实度的增大而增大,受含水率的影响更为显著。采用美国路面结构力学——经验法设计指南所推荐的模型形式为基础,选用塑性指数、CBR、含水率、压实度、偏应力和围压等作为考虑因素,建立了具有较高精度和适用性的路基土动态回弹模量预估模型,可为沥青路面结构设计及路面结构的非线性分析提供参考。

沥青砂浆疲劳性能试验方法研究

为探究加速疲劳试验方法在评价沥青砂浆疲劳性能方面的适用性与可行性,对水性环氧乳化沥青砂浆(AC5-WEREA)、改性沥青砂浆(AC5-SBS)和基质沥青砂浆(AC5-70#)在弯拉受力模式下分别进行频率扫描试验、动态力学分析切片试验、线性振幅扫描试验和四点弯曲疲劳试验,并对试验结果进行对比分析。试验结果表明:动态力学分析切片试验、线性振幅扫描试验和四点弯曲疲劳试验确定得到的沥青砂浆疲劳寿命结果变化趋势一致,进一步得到加速疲劳试验方法在评价沥青砂浆疲劳性能方面不仅具有可行性和适用性,而且动态力学分析切片试验所需试件尺寸较小,能有效降低试验结果的变异性。

考虑主应力轴旋转的交通荷载下黏土变形特性试验研究

软黏土广泛分布于东南沿海地区,工程性质极差。为探讨考虑主应力轴连续旋转的复杂交通荷载应力路径作用下饱和软黏土的变形特征,对温州地区饱和原状软黏土进行了一系列不同加载条件下的动态空心圆柱扭剪试验。研究了动应力幅值和主应力轴旋转程度对饱和软黏土轴向应变、滞回曲线等力学特性的影响。利用此结果和应力应变滞回曲线,再结合前人给出的动骨干曲线模型,提出了考虑主应力轴连续旋转的交通荷载下的修正Hardin-Drnevich(H-D)动骨干曲线模型。结果表明:在交通荷载作用下,饱和软黏土轴向应变和回弹应变随着竖向循环应力比(CSR)和扭转动应力比的增大而呈现增长趋势,土体存在刚度软化现象;对比考虑主应力轴连续旋转和不考虑主应力轴连续旋转的交通荷载,发现前者会加剧试样变形,甚至导致试样提前破坏;试样在前期阶段轴向应变与回弹应变逐渐增大,在第1000次循环下轴向应变与回弹应变基本达到稳定值;该模型所得的预测值与试验值较吻合,与传统的H-D骨干曲线模型相比,该模型能很好体现土体在考虑主应力轴旋转的复杂交通荷载应力路径作用下的变形特征,更符合实际,弥补了骨干曲线在交通荷载研究领域的空白。

基于加速加载试验的沥青路面动力响应影响因素研究

文中基于交互正交设计,采用足尺加速加载设备MLS66对预埋传感器的沥青路面进行动力响应测试,基于极差分析法和方差分析法分别对中、下面层底纵向拉应变、竖向压应变及底基层底纵向拉应变的影响因素进行研究.结果表明:中、下面层底动力响应的影响因素排序依次为温度>速度>温度与速度的耦合作用,路面温度是影响中、下面层底纵向拉应变和竖向压应变的显著因素,其对应的F值均大于F 0.05(1,7).底基层底拉应变受路面温度、轮重,以及速度的影响程度明显低于中、下面层底.回归建立了沥青路面关键结构层动应变幅值预估方程.

多场耦合作用下多孔沥青混凝土的高温性能

基于降雨过程,设计了符合实际降雨过程的四种耦合试验条件,分析了温度、多场耦合条件、荷载水平对多场耦合作用下的高温性能的影响,研究开发的多物理场动态蠕变试验对多孔沥青混凝土在多场耦合作用下的高温性能进行评价。试验结果表明不同降雨条件下的多孔沥青混凝土按照高温性能由强到弱,依次为降雨结束、干燥、降雨开始和降雨中;高温浸水时间影响混凝土的高温性能,降雨过后尽快排出路面结构内的雨水,能够改善排水路面的高温抗车辙能力;多孔沥青混凝土在干燥和降雨开始条件下为压裂破坏,降雨中条件下为剪裂破坏,降雨结束条件下同时有剪裂和压裂破坏;高温和超载现象会显著降低多孔沥青混凝土在多场耦合作用下的使用寿命,加速水损害对多孔沥青混凝土高温性能的影响,加大混凝土在浸水和非浸水状态之间的性能差异。

拖拉机用柴油机怠速带载能力影响因素的分析

基于国四阶段标准拖拉机用柴油机整机标定的工作经验以及实际产品技术服务中遇到的几个案例,分析了拖拉机用柴油机具备一定怠速带载能力的实际意义,还有在现阶段技术条件下刻意增大的怠速带载能力可能引起的不良后果,梳理影响发动机怠速带载能力的主要因素,并提出建议。

非道路增压柴油机海拔性能变化及适应性研究

针对满足欧Ⅴ排放标准某型非道路柴油机高原性能变化及适应性开展了研究。仿真结果表明该柴油机同一转速下转矩随海拔升高呈下降趋势,有效燃油消耗率随海拔升高而升高。与平原相比,该柴油机在高原1000 m、4000 m保持相同喷油量运行时,发动机最大转矩分别减小1.1%、3.0%;相对平原最大转矩转速点,高原同转速下有效燃油消耗率分别增加0.8%、3.2%。当海拔低于3000 m时,高原过量空气系统下降导致发动机热效率降低是其动力性能降低的主要原因,通过调整喷油有望实现动力性能恢复。当海拔高于3000 m时,涡轮进口超温、增压器超速使得该发动机必须减油降功率运行,涡轮增压器参数限制边界决定了非道路柴油机高海拔动力性能恢复能力。

循环荷载下动应力累积效应影响因素及机理研究

为进一步探究循环荷载下路基土中动应力累积效应的影响特征及变化规律,以华南地区典型花岗岩残积土为研究对象,开展了多组室内循环荷载试验。分别研究了不同循环荷载量、加载频率、应力状态及卸荷量对土体中动应力累积效应的影响,并揭示了循环荷载下土体动应力累积效应的发生条件,同时对动应力累积机理进行了初步分析。结果表明:循环荷载量越大,土体中的动应力累积效应更加显著;加载频率越大,土体中残余应力释放越不彻底,其动应力累积效应也越明显;卸荷量越大,试样的峰值应力、残余应力与累积应变逐渐减小,所产生的动应力累积效应越不明显;相较于有侧限三轴应力状态,无侧限单轴应力状态下土体的动应力累积效应更加显著;由整体结果分析可知,土体中的动应力累积现象存在门槛效应,在极低应力水平时不会发生此效应,在较高应力水平下,随着循环次数的增加残余应力会逐渐累积增大,动应力累积效应也越明显,而当循环次数达到一定程度后残余应力最终会趋于一个稳定值;在循环荷载下,土体材料会被压密,刚度随之增大,有利于应力在土体中传递,外荷载能量耗散减小,从而使更多应力波传递至土体内部,与残余应力累积二者作用形成峰值应力累积增加的结果,为削弱土体内动应力累积效应的负面影响提供参考。

表面活性类温拌剂对SBS改性沥青高温性能的影响

为研究表面活性类温拌剂对SBS改性沥青高温性能的影响,将不同掺量的温拌剂加入SBS改性沥青中,制得温拌沥青。采用动态剪切流变仪(DSR)对温拌沥青进行温度扫描和频率扫描试验,结果表明:表面活性类温拌剂的加入能够减小SBS改性沥青的相位角δ,增大SBS改性沥青的复数模量G*和车辙因子G*/sinδ,提高SBS改性沥青的高温性能。在28~58℃内,对SBS改性沥青的高温抗车辙能力提升较为显著,58℃以后,作用不太明显。此种温拌剂的最佳掺量建议为0.5%。

低速与变速动载作用下沥青路面动力响应

为分析低速、变速车辆动载对沥青路面结构的影响,利用室内动态模量实验结合时温等效原理确定几种路面沥青材料的动态模量主曲线;通过调查和计算得到车辆在不同变速条件下的荷载作用方式;建立车辆连续变速条件下路面材料动态模量的变化规律;利用三维有限元模型分析不同车速和速度变化对沥青路面力学响应的影响,比较采用动态模量和抗压回弹模量的计算结果。实验结果表明:动态模量能较好地反映车辆荷载作用下的路面材料力学性能,较低车速更易导致路面结构的疲劳损伤,而车辆加速度的增加使结构面层内剪应力峰值增长较大,易导致车辙、拥包等剪切破坏。