碳纤维-玻纤格栅抗凝冰沥青路面对策研究

针对贵州地区凝冰危害等级,为了制订与凝冰危害等级相对应的抗凝冰路面响应对策,采取了将凝冰危害等级转换为凝冰厚度指标后再进一步研究抗凝冰路面响应对策的策略。在进行指标转换后,进一步研究了碳纤维-玻纤格栅抗凝冰沥青路面的融凝冰功率-升温时间关系、融凝冰能力,最后提出了具体的响应贵州地区凝冰危害的对策。     

超薄磨耗层沥青混合料评价指标

为了科学地选择和评价超薄磨耗层沥青混合料,选取SMA-10,UTAC-10和NovaChip Type-C 3种混合料类型作为评价性能指标,采用约束试件温度应力试验评价混合料的低温性能,通过渗水系数试验和抗滑性能试验评价混合料的表面性能,设计一种室内磨耗试验来研究混合料抵抗抗滑衰减的能力.采用一套3种条件下的飞散试验并结合冻融劈裂试验评价混合料的抗水损害性能.结果表明:冻断温度和冻断强度可有效评价磨耗层沥青混合料的低温性能,以初始摆值结合抗滑衰减程度评价磨耗层抗滑性能比较科学,评价超薄磨耗层材料的抗水损害能力须将冻融劈裂强度比和冻融劈裂强度结合起来.     

碳纤维-玻纤格栅沥青路面化凝冰性能有限元分析

为了较准确地预测碳纤维-玻纤格栅抗凝冰沥青路面化凝冰效果,利用ANSYS建立了碳纤维-玻纤格栅抗凝冰沥青路面有限元模型,根据对路面所处地区的标准气象资料及实地调研资料,确定了温度场的边界条件和初始条件,模拟计算了环境温度、风速、凝冰厚度等因素对碳纤维-玻纤格栅抗凝冰效率的影响规律。     

橡胶颗粒沥青路面除冰效果及影响因素分析

为了深入研究橡胶颗粒沥青路面的除冰雪效果,本文从橡胶颗粒沥青路面的除冰机理入手,分析了在车辆荷载作用下路表冰层破碎的原因。借鉴路面破损状况评价指标的计算方法,提出了冰层破碎率作为评价橡胶颗粒沥青路面除冰能力的定量型指标。以破碎率为基础,通过室内试验分析了路面层厚度、混合料回弹模量和冰层厚度对除冰能力的影响。为橡胶颗粒除冰雪路面的推广奠定了基础。     

再生骨料生产调查与其在普通公路中的应用研究

实地调研了张家口市益源建筑垃圾处理厂的生产设备参数、生产能力以及处理工艺。将建筑垃圾厂生产出的再生粗骨料和天然粗骨料分别做与沥青粘附性试验、压碎值试验和磨耗率试验的对比试验。结果表明:再生粗骨料与沥青粘附性能、抗压碎能力、抗磨耗能力均差于天然粗骨料,但是都满足普通公路中下面层对这三个指标的技术要求。     

钢渣沥青混凝土路面及其服役性能研究

分析钢渣集料的性质以及其用于沥青混凝土路面的服役性能,对一条经过8年服役期的钢渣沥青路面进行马歇尔试验、劈裂强度试验、体积膨胀率、路面构造深度、摩擦系数等检测.发现钢渣具有良好的物理力学性能,各项指标虽有一定程度的衰减,但均优于传统路面.     

灌缝胶应用现场评价指标及评价方法

良好的灌缝能减少沥青路面水损害,减缓路面病害的发生,延长沥青路面使用寿命.但目前沥青路面灌缝主要靠经验施工,对于灌缝后使用效果的评价研究较少.本文依托吉林省内多条高速公路沥青路面灌缝实际情况,建立了灌缝后使用情况评价指标及评价方法.     

沥青路面反射裂缝产生机理及沥青性能评价

反射裂缝是沥青路面的主要病害之一,设置沥青应力吸收层是预防反射裂缝的重要措施之一,沥青结合料是应力吸收层沥青混合料的重要组成部分。分析了反射裂缝产生与扩展的机理,交通荷载及温度作用是引起反射裂缝的主要原因,提出了防治反射裂缝的措施,通过沥青常规试验及SHRP沥青试验对某高速公路半刚性沥青路面应力吸收层沥青混合料选用的沥青进行了性能评价,结果显示其各项指标都达到了技术要求,能够满足应力吸收层对沥青结合料原材料的要求。     

一种沥青路面用融雪抗凝冰材料的制备

以Al₂O₃为载体,醋酸盐为抗凝冰活性物质,制备一种道路沥青路面用融雪抗凝冰材料。考察了醋酸钙和醋酸镁的物质的量比对制备材料冰点的影响、三种载体的吸附效果和疏水剂加入量对醋酸盐析出量的影响,同时对抗凝冰融雪效果进行考察。利用红外光谱和热重分析对制备材料的结构及稳定性进行表征。结果表明,融雪抗凝冰材料中醋酸钙和醋酸镁的物质的量比为1∶2,选用自制Al₂O₃载体,有机硅疏水剂的质量分数为9%时,融雪抗凝冰材料高温稳定性较好,具有较好的抑冰融雪效果。     

汽车检测线质量认证评价体系

首次提出了基于层次分析和模糊综合评价的汽车检测线整体检测能力评价方法,确定了各层指标权重,建立了汽车检测线整体检测能力模糊综合评价指标体系。通过实例研究论述了评价过程和方法。该评价系统为汽车检测线质量认证工作提供了系统的定量评价方法,应用效果良好。     

沪宁高速公路沥青路面使用性能预测

简要介绍了沥青路面使用性能评价的常用指数，考虑路面的多种失效模式，引用失效分析对沥青路面的损坏进行评价．以沪宁高速为例进行了分析，先用历年的路面强度指数SSI对路面综合指数PQI进行核对，然后再用路面无损检测所得的结果进行核对，其结果基本上符合实际情况．     

沥青混合料GTM设计方法及工程质量研究

在详细分析现行沥青混合料配合比设计方法不足的基础上,提出采用能够模拟现场碾压工况并以力学参数为设计指标的GTM设计方法进行沥青混合料配合比设计,分析对比GTM与马歇尔方法设计结果,提出与GTM方法相匹配的施工工艺。研究结果表明,与马歇尔设计结果相比,GTM方法设计的沥青混合料路用性能大幅度提高。实体工程表明,尽管GTM设计的混合料油石比较低、压实度标准较高,但使用现有的施工设备,施做的路面压实度完伞可以汰到较高标准,现场率隙率可控制在6％以下．     

Microstructural characteristics of asphalt concrete with different gradations by X-ray CT

The main objective of this paper is to evaluate the effects of asphalt concrete types on the microstructural characteristics at high-temperature. Suspend-dense structure and Skeleton-dense structure were selected to investigate the deformation of pavement at meso-scale. The internal microstructures of typical asphalt concretes, AC, SUP and SMA, were scanned by X-ray CT device, and microstructural changes before and after high-temperature damage were researched by digital image processing. Adaptive threshold segmentation algorithm(ATSA) based on image radius was developed and utilized to obtain the binary images of aggregates, air-voids and asphalt mastic. Then the shape and distribution of air-voids and aggregates were analyzed. The results show that the ATSA can distinguish the target and background effectively. Gradation and coarse aggregate size of asphalt mixtures have an obvious influence on the distribution of air-voids. The movements of aggregate particles are complex and aggregates with elliptic sharp show great rotation. The effect of gradation on microstructure during high-temperature damage promotes the research about the failure mechanism of asphalt concrete pavement.     

Surface deflection-based reliability analysis of asphalt pavement design

The surface deflection of asphalt pavement reflects the strength and stiffness of the entire structure, which can be used to evaluate the rutting life of asphalt pavements. However, it is influenced by various stochastic variables including traffic loads, material properties and structural thickness of each pavement course. The uncertainty of above stochastic variables is of significance for accurately predicting the rutting life of asphalt pavement. In this study, the statistical characteristics of stochastic variables of asphalt pavement were assessed based on the field data collected from asphalt pavement projects. A unique formula with a fairly good accuracy was found using multiple linear regression based on numerical simulation results to ease the calculation of pavement deflection during the reliability analysis. It is shown that the stochastic variables of asphalt pavement can be well characterized by normal distribution or logarithmic normal distribution. The regressed formula to calculate the surface deflection of pavement has a fairly good accuracy with an error of less than 6.0% compared to the numerical method. The proposed surface deflection-based reliability analysis can be used easily to evaluate the influence of input parameters on the rutting life and to guide the structure design of asphalt pavement with required reliability.

     

沥青路面损伤分析及实验开发

利用粘弹性与损伤的分析理论,对含表面裂缝沥青路面进行了有限元分析,计算了损伤区半径和裂缝长度的改变量随温度和加载时间的变化,得到不同加载时间和不同变温的损伤区和断裂区的分布情况,模拟了损伤区的演化和裂缝的扩展过程;通过复合材料理论和劈裂实验的比较,确定了含纤维沥青混凝土的劲度模量,同时对含纤维和不含纤维沥青混凝土路面的疲劳寿命进行了计算、分析和比较,提出了新型抗损伤沥青路面.     

沥青路面水破坏的分析研究

通过对沥青路面水破坏原因的调查分析,提出了沥青路面水破坏的防治方法。     

彩色路面反射率和内部温度的室内测试分析

为准确评价彩色路面材料的反射性能,以双辐射传感器为基础,测试了室外路面反射率,分析了太阳入射强度、传感器高度、入射角度、测点周边环境对反射率测试结果的影响;针对反射率室外测试受环境影响显著的问题,开发了反射率和温度的室内测试系统,对6种常见颜色路面材料的反射率和内部温度进行了测试,并与水泥混凝土、沥青混合料进行了对比. 结果表明:太阳入射强度、入射角度对路面反射率室外测试影响极大,强度越大、入射角度越大,反射率测试结果越大;红、黄、蓝、绿4种彩色路面材料的反射率为20%~25%,高于开级配沥青混合料5.8%、密级配沥青混合料5.4%、多孔水泥混凝土16%,略低于密实水泥混凝土32%的反射率;相同辐射条件下,彩色路面材料内部温度普遍低于沥青混合料和多孔水泥混凝土,绿色路面材料具有最佳的降温效果.     

改性多孔沥青混合料水稳定性与损伤规律

为了提高季冻区多孔沥青路面的使用质量、减轻路面冻融损伤,采用玻璃纤维、硅藻土与沥青路面旧料以改善多孔沥青混合料性能。分析不同材料掺量的多孔沥青混合料在冻融循环下的抗压强度、空隙率及应变变化,并考虑不同材料与不同材料掺量对多孔沥青混合料水稳定性的影响;基于损伤力学理论以抗压强度为指标表示强度率,研究改性多孔沥青混合料的冻融损伤演化规律;基于CT无损检测与数字图像处理技术,分析玻璃纤维多孔沥青混合料冻融前后空隙数量与空隙面积的变化规律。结果表明：混合料抗压强度随冻融循环次数的增加而降低,而空隙率与应变呈上升趋势;具有玻璃纤维掺量0.7%、沥青路面旧料掺量15%、硅藻土掺量25%和掺量15%沥青路面旧料及20%硅藻土的4种多孔沥青混合料水稳定性能最好,其中玻璃纤维的改性效果最佳;掺入玻璃纤维、15%掺量硅藻土与15%掺量沥青路面旧料能减轻多孔沥青混合料的冻融损伤,但硅藻土再生多孔沥青混合料损伤程度均较大,损伤前期强度较高,更适用于短时冻土区;与硅藻土再生多孔沥青混合料相比,玻璃纤维多孔沥青混合料、再生多孔沥青混合料与硅藻土多孔沥青混合料经历了长时间的快速损伤期、短时间的损伤稳定期与损伤发展期;玻璃纤维掺量较低的试样空隙数量增加,平均单个空隙面积减小,而掺量较高的试样表现相反。     

基于CT图像的沥青混合料分形特征的研究

采用分形理论对沥青混合料内部结构的复杂程度进行了量化研究.对沥青混合料内部断面的CT图像,用差分盒维数法得到其断面形貌的分形维数,再通过分形维数的大小描述沥青混合料内部结构的复杂程度.对沥青混合料试件和沥青路面芯样分形维数的比较表明,混合料试件内部结构复杂程度更高;采用相同的试件加工方法在试验室获得三种不同类型的沥青混合料(SM A,AC-20G,AC-25G),得到的分形维数相差不大,但该分形维数与路面芯样相比却有较大差异,说明试件加工方法对沥青混合料内部结构形貌特征有较大影响.分形理论结合CT图像对研究定量描述沥青混合料内部结构特征是一种十分有效的方法.     

沥青路面结构足尺力学响应实测与仿真

为探究沥青路面在荷载作用下力学响应,通过基于辽宁省沥青路面足尺加速加载试验,开展路面结构力学仿真方法及力学响应特征研究.采用光纤光栅传感器实测足尺加速加载路面的面层底部、基层底部和路基顶面的力学响应,利用单轴压缩动态模量试验获取沥青混合料的粘弹性参数,通过FWD弯沉盆反算得到基层及土基的弹性模量,利用接触痕迹得到轮胎的接触面分布;通过单轴压缩动态模量试验及四点弯曲动态模量试验对传感器进行了标定.在此基础上,采用有限元软件ABAQUS建立基于实测参数的路面结构力学仿真模型,分析路面结构在不同加载位置和速度下的力学响应,并与实测结果进行对比.结果表明:所建立的路面力学仿真模型能较合理地模拟沥青层底三向应变、半刚性材料层底纵向、横向应变以及土基顶面的压应力.沥青混合料粘弹特性导致弹性后效,使力学响应曲线表现出非对称特点.随着温度的增加和加载速度的减小,沥青层底三向应变、半刚性基层底的水平应变以及土基顶面压应力的响应幅值增加.