扬州市路面径流污染特性分析与排放规律研究

作为典型的面源污染,路面径流污染具有成分复杂、时空变异性大等特点,其污染特性与排放规律的准确描述是道路生态建设的前提与基础。分析扬州市不同道路6场降雨径流污染特性,结果表明:路面径流污染浓度大,生化需氧量低,可生化性差,TP固相比重最高,COD、Pb、Zn次之,TN最低,各污染物固相比重影响其与SS的线性关系;通过不同场次径流水质对比与同一场次径流前期与后期水质对比,分析了路面径流污染物排放特性,结果表明:不同场次降雨污染物浓度变化规律差异大,同一场次降雨污染物浓度遵循初期高于后期的一般规律;借助分析软件MATLAB,分析了6场降雨排污过程对Metcalf和Eddy冲刷模型的适用性,结果表明:此模型对城市路面径流排污特性拟合效果变异性大,对降雨强度较为均匀且即时输入较弱的降雨较为适用,反之适用性较差。

高模量沥青混合料HMM13路用性能试验研究

论文探究了高模量沥青混合料HMM13的性能特点,并与同用于中面层的SUP20沥青混合料进行对比。首先进行了高模量沥青混合料HMM13和SUP20的配合比设计,对比了两种沥青混合料级配和油石比的不同;其次对其常规路用性能和动态模量进行测试。结果表明,HMM13使用了较多的细集料和填料,导致其密实度较高,空隙率较小;HMM13的高温性能和水稳定性均优于SUP20,尤其是HMM13的高温性能尤为突出,具有优异的抗车辙性能;HMM13的低温破坏应变较低,但用于中面层是可行的;在动态模量主曲线范围内,HMM13的动态模量均高于SUP20,并且HMM13的动态模量对温度和频率的敏感性较小,在使用过程中可减少因温度和频率变化带来的性能波动。研究成果可为HMM13的推广应用提供依据和基础。

微波辐射废胶粉改性沥青及混合料性能研究

采用微波辐射的方法对废胶粉表面进行改性活化,用高速剪切工艺在实验室制备了废胶粉改性沥青,基质沥青为泰州中海70号,废胶粉是由南通生产的80目(约0.3 mm),废胶粉掺量为15%。基于包括沥青常规三大指标试验、美国SHRP动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验以及热存储稳定性试验等方法,对比分析了微波辐射废胶粉改性沥青和普通废胶粉改性沥青的性能;同时利用沥青混合料常规试验方法,研究了两种改性沥青混合料的路用性能。结果表明,微波辐射废胶粉改性沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能和存储稳定性能均好于普通废胶粉改性沥青;微波辐射废胶粉改性沥青混合料的高温稳定性能、水稳定性能均好于普通废胶粉改性沥青混合料。

玄武岩纤维对Sup-20沥青混合料性能影响研究

为系统分析玄武岩纤维掺量、长度参数对Sup-20沥青混合料性能影响,采用Superpave旋转压实方法对玄武岩纤维沥青混合料进行配合比设计,再通过车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验等对不同玄武岩纤维掺量和长度组合的Sup-20沥青混合料路用性能进行比较分析,最后对路用性能指标进行灵敏度分析。结果表明：适当的玄武岩纤维掺量或长度可充分发挥纤维在混合料中的作用,使Sup-20沥青混合料各项路用性能尤其是疲劳寿命达到最佳;通过灵敏度分析可知Sup-20沥青混合料高温稳定性和抗疲劳性受长度和掺量波动影响幅度较大,且玄武岩纤维长度参数对Sup-20沥青混合料影响程度略大于掺量。

外掺剂改良再生水泥稳定碎石基层材料试验研究

将再生骨料应用于水泥稳定碎石基层材料是实现矿料资源再生利用的关键举措。分别采用粉煤灰和聚丙烯纤维两种外掺材料,对单掺和复掺制备的再生水泥稳定碎石进行了研究。重点以无侧限抗压强度、劈裂强度、干燥收缩及疲劳寿命为指标,对改良前后水泥稳定碎石材料的性能进行了探索,进而分析不同改良剂材料对水泥稳定碎石材料性能的影响规律。研究结果表明:粉煤灰和聚丙烯纤维对再生水泥稳定碎石材料性能的提升均具有一定积极作用。其中,粉煤灰有利于改善碎石材料的抗压强度和疲劳寿命,而聚丙烯纤维更适用于提升碎石材料劈裂强度和干燥收缩性能。在相应指标控制范围内,将粉煤灰和聚丙烯纤维进行复掺后,改良再生水泥稳定碎石的再生骨料的使用掺量可由原来的的40%提升至60%左右。

基于动态模量的玄武岩纤维沥青混合料高低温性能研究

为了研究玄武岩纤维对沥青混合料动态模量的影响,在前期玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究基础上,采用UTM-25试验系统在不同试验温度和加载频率条件下,对4种不同类型的SBS改性沥青混合料进行了动态模量试验,绘制了沥青混合料动态模量随温度和频率之间的变化关系图。分析研究了沥青混合料掺加玄武岩纤维前后动态模量指标的变化规律并绘制了动态模量主曲线,对4种不同类型的SBS改性沥青混合料的动态模量进行预测。结果表明:添加玄武岩纤维后,沥青混合料动态模量在高温时动态模量明显增加,表明玄武岩纤维可以增强沥青混合料的高温抗车辙能力;在低温时有所下降,脆性降低,表明玄武岩纤维可以提高混合料的低温抗裂性。

改性沥青高温指标与混合料动稳定度的关系

选择8种道路工程中常用的改性沥青,测试了它们的软化点、动力黏度、车辙因子临界温度(TG*/sinδ)、改进车辙因子临界温度(TG*/(sinδ)9)、黏性剪切劲度模量(Gv)和零剪切黏度等高温指标,以改性沥青为胶结料成型混合料试件,再分别进行了车辙试验,采用灰熵分析法对改性沥青各高温指标与对应混合料动稳定度的关系进行了研究。研究表明:改性沥青的60℃Gv与混合料动稳定度的灰熵关联度最高,能较准确地评价改性沥青的高温抗车辙性能。研究结果可为夏季炎热地区改性沥青的合理选择提供参考。

橡胶沥青老化特性的线性分析与综合评价

以橡胶沥青为研究对象,将TOR橡胶沥青、道路石油沥青与其作试验对比。根据试验结果,研究了沥青在组合条件下各项性能所呈现出的线性特征,提出将短期老化(TFOT)、长期老化(PAV)、紫外光(UV)、水(WATER)等4种条件从组合中单独分离的思想。为定量分析沥青老化特性,将性能变化值与未老化指标值作"比"运算以量化表征衰变程度,并提出基于橡胶沥青的"相对影响因子",从低温、高温、抗疲劳开裂3个角度对橡胶沥青的老化特性进行综合评价。

嵌挤式橡胶沥青应力吸收层抗裂性能研究

随着我国公路交通行业的迅猛发展,沥青混凝土路面成为我国主要的路面结构形式。但越来越多的沥青路面半刚性基层在行车荷载和环境等因素的耦合作用下出现了一系列的诸如反射裂缝等病害,从而使路用性能大大降低,增加了养护成本。现有工艺中橡胶沥青应力吸收层可有效减缓反射裂缝等病害的出现,但国内对橡胶沥青应力吸收层的抗裂性能研究较少。因此通过自行设计的将伺服液压试验机、静态电阻应变仪相结合的抗裂试验,分别测试不同橡胶沥青用量下的嵌挤式橡胶沥青应力吸收层的抗裂性能。结果表明:当橡胶沥青的用量为3.0kg/m^(2)~3.2kg/m^(2)时,其性能达到最佳。研究结果可为今后沥青路面的建设和改造提供参考,具有较好的运用前景。

新型生态渗滤系统处治道路径流污染试验研究

为分析处治城市道路径流污染的浅层渗滤净化系统,选取陶粒、沸石和卵砾石,设计4种配置组合的渗滤系统,通过水质试验研究其对污染物的净化效果。结果表明:系统对污染物的净化率受水力负荷、进水水质、入流时间、植被等影响;植草型陶粒沸石渗滤系统对SS、COD、TP、Pb、Zn、TN、氨氮的净化率分别为89%~98%、55%~85%、70%~90%、65%~91%、50%~79%、34%~60%、25%~51%;系统中植被及微生物生长环境与净化材料协同作用增强径流中氮化物的控制稳定性;道路径流中相同赋存状态污染物去除率波动范围SS、TP为5%~8%和8%~12%,Pb、COD、Zn为11%~27%,TN、氨氮为13%~26%,悬浮态污染物较溶解态净化稳定性高。

胶粉物理与化学改性沥青性能对比试验研究

制备胶粉物理与化学改性沥青,进行室内试验,研究确定胶粉改性沥青最佳制备工艺;利用针入度、软化点和延度等性能指标的变化来评价胶粉改性沥青的改性效果,并对胶粉物理与化学改性沥青的试验结果进行对比分析。研究表明胶粉化学改性沥青的高、低温性能比物理改性沥青稍好,同时胶粉化学改性沥青施工和易性更好。

不同溶胀反应时间下TOR橡胶沥青性能变化规律的试验研究

在橡胶沥青中加入维他连接剂(TOR)是一种新型的化学改性方法,原材料选用金陵70号沥青,宏磊60目废旧橡胶粉,通过维他连接剂化学改性,根据选择的最佳制备工艺与反应温度,对TOR橡胶沥青及普通橡胶沥青在不同溶胀反应时间下进行170℃黏度试验,比较其黏度变化规律,并测定TOR橡胶沥青的针入度、延度、软化点随溶胀反应时间的变化,最后选择适合TOR橡胶沥青的SMA13级配,用湿法工艺成型车辙试件,测试出各溶胀时间TOR橡胶沥青混合料车辙试件的动稳定度。并根据黏度及动稳定度变化规律总结出最佳的溶胀反应时间。

掺加PB改性剂密级配沥青混合料的路用性能研究

为探讨PB改性剂在沥青混合料高温、低温、水稳定性等路用性能方面的适用性,选用AC-13C、AC-20C两种级配,进行车辙、低温弯曲、冻融劈裂、残留稳定度试验,对比研究掺加PB改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明：掺加PB改性剂可显著提高沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性,其水稳定性略有改善。

高置换率挤密砂桩模型试验与承载力计算方法研究

为了研究高置换率挤密砂桩复合地基加固体系的沉降、破坏机理及承载特性,通过自行研发的可视化模型试验装置,进行了单桩、普通置换率与高置换率挤密砂桩复合地基对比模型试验,获得了高置换率挤密砂桩复合地基的荷载-沉降、桩土应力比、沉降-时间及桩土应力比-时间数据。试验结果分析表明:砂桩单桩与群桩复合地基相比,其承载力低,沉降量大;当置换率达到55%以上时,砂桩复合地基承载力提高幅度较大,沉降及桩土应力比随时间效应显著,表明高置换率下砂桩置换作用较明显,可以充分发挥桩间土的承载特性。根据挤密砂桩的承载特性及国内外相关资料,总结了挤密砂桩承载力的计算方法,并采用70%高置换率挤密砂桩室内模型试验进行验证,对比承载力的各种计算方法,为实际工程设计应用提供参考。

击实温度对纤维胶粉改性沥青混合料性能的影响与改进

对不同沥青含量的纤维胶粉改性沥青混合料在不同击实温度下击实成型,研究击实温度与SMA改性沥青混合料各物理力学参数之间的相关关系。研究表明,击实温度对纤维胶粉改性沥青混合料孔隙率、沥青饱和度的影响,在135℃以上时较小;击实温度小于135℃时,纤维胶粉改性沥青混合料稳定度、流值、孔隙率变化速率加大。加入TOR后沥青混凝土要达到同样的孔隙率,击实温度可降低20～30℃。

纤维胶粉复合改性沥青混合料性能试验研究

采用"干法"工艺,将路用木质纤维、废橡胶粉两者以一定的掺量、工艺共同使用,以提高沥青混凝土的路用性能。试验研究表明,采用沥青马蹄脂(SMA)级配的纤维胶粉复合改性沥青混合料,具有良好的路用性能。此方法工艺简单,能充分发挥两者的优点,减少环境污染,推进废旧轮胎、废旧纸张的回收利用,具有较高的经济和社会效益。

SBS物理改性沥青与化学改性沥青性能对比研究

对SBS物理改性沥青和化学改性沥青的各项常规与非常规性能进行了较为系统的研究。进而对两种方法改性沥青进行对比分析,并且结合实际工程铺筑试验路对上述比较来进行验证。结果表明SBS化学改性沥青的性能更为优越。

基于高温稳定性的沥青混合料粗集料骨架性能评价

对3种典型的级配类型沥青混合料进行高温车辙试验,分析了级配对于混合料高温稳定性的影响。通过数字图像技术对沥青混合料的粗集料骨架进行识别,使用贝雷法的粗集料比和图像拓扑性质分别评价粗集料骨架结构,结果发现图像拓扑性质能够较好评价粗集料骨架结构性对沥青混合料高温性能的贡献。

废旧PE改性沥青混合料路用性能试验研究

为改善沥青混合料路用性能,同时缓解我国废旧塑料污染,以3种不同密度废旧聚乙烯(PE)为原料制备3种不同废旧PE改性剂掺入普通沥青混合料中,通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验,分析不同改性剂对沥青混合料路用性能的影响。研究表明:掺加废旧PE改性剂之后,沥青混合料的高温性能得到大幅度提高;低温性能受到一定的负面影响;水稳定性得到一定幅度的提高。LDPE类改性剂综合性能优于其他两种改性剂,LDPE+HDPE类、HDPE类改性剂对沥青混合料低温性能负面影响较大。

基于SMA13级配的TOR橡胶沥青混合料路用性能试验研究

TOR橡胶沥青是一种新型改性沥青,对采用SMA13级配的TOR橡胶沥青混合料进行了配合比设计和路用性能研究。采用马歇尔设计法进行目标配合比设计,得出合适的级配范围和最佳油石比;并将其与采用SMA13级配的SBS改性沥青混合料进行性能对比研究;采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂等一系列室内试验,分析了二者的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。结果表明,TOR橡胶沥青混合料的高温稳定性略低于SBS改性沥青混合料,而其低温抗裂性大幅优于SBS改性沥青混合料,二者的水稳定性相当。综合以上结论,SMA13级配的TOR橡胶沥青混合料的各项路用性能良好,在不降低高温稳定性和水稳定性的前提下,具有较好的低温抗裂性。