基于剪切松弛试验的沥青低温劲度模量反演方法

利用动态剪切流变仪（DSR）对不同沥青进行低温剪切松弛试验,获得剪切松弛模量,并求出蠕变柔量的解析解和Matlab解,进而反演得到劲度模量（S_shear）及其变化率（m_shear）;另外利用弯曲梁流变仪（BBR）测得沥青劲度模量（S）及其变化率（m）,对反演结果S_shear、m_shear进行验证.结果表明：Matlab求解方法与解析解法虽直观表达形式不同,但结果大小相当;同种沥青的S_shear与S值存在稳定比例关系,比例系数约为4.5;不同沥青在60 s时的S_shear、m_shear值与BBR实测结果呈正比关系,比例系数分别约为4.5和1.1;从Kendall秩相关系数来看,不同沥青反演结果与实测结果排序具有良好的一致性,故通过剪切松弛试验对沥青低温劲度模量进行反演是可行的.     

温拌胶粉改性沥青的流变和微观性能评价

以EM型降黏剂、SDYK型表面活性剂为温拌剂制备温拌胶粉改性沥青.通过动态剪切流变仪（DSR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和原子力显微镜（AFM）对胶粉改性沥青（CR）、EM型温拌胶粉改性沥青（CR EM）和SDYK型温拌胶粉改性沥青（CR SDYK）的性能进行测试,研究2种温拌剂对沥青流变性能的影响,并探究其微观力学性能和宏观流变性能之间的关系.结果表明：CR EM和CR SDYK的抗变形能力均优于CR;温拌剂对胶粉改性沥青以物理改性为主;2种温拌剂的掺入使沥青微观均方根粗糙度Rq减小、微观杨氏模量增大;利用统计分析软件对3种沥青的微观力学指标（微观杨氏模量）与宏观流变性能（改进车辙因子G/sin9δ）进行相关性分析,两者具有良好的相关性.     

热氧老化作用下温拌胶粉改性沥青微观特性研究

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM),分析了热氧老化前后,添加温拌剂EM、SDYK的胶粉改性沥青化学成分及其变化规律,计算了表征沥青老化程度的各官能团指数,以及老化前后胶粉改性沥青的黏附力、DMT模量和纳米级力学特性的变化规律.结果表明：添加温拌剂EM和SDYK的胶粉改性沥青内部未发生明显的化学变化,只是相似者相容,改变了沥青各组分的含量;热氧老化导致胶粉改性沥青发生了氧化与缩合反应以及分子间的断裂与重组,改变了沥青的化学成分与纳米级力学特性;经过热氧老化后,添加温拌剂SDYK的胶粉改性沥青官能团指数和DMT模量增幅均最小,黏附力降幅最小,说明其抗老化能力优于添加温拌剂EM和未添加温拌剂的胶粉改性沥青.     

紫外老化对温拌胶粉改性沥青砂浆开裂特性的影响

为研究紫外(UV)老化对温拌胶粉改性沥青砂浆(CR-WAM)开裂特性的影响,以SDYK表面活性剂型温拌胶粉改性沥青砂浆(CRS-WAM)、EM降黏剂型温拌胶粉改性沥青砂浆(CRE-WAM)及热拌胶粉改性沥青砂浆(CR-HAM)为研究对象,结合数字图像处理(DIC)技术、单边切口弯曲梁(SENB)试验与有限元方法,分析了...     

基于GTM法的温拌胶粉改性沥青混合料设计研究

采用GTM（旋转试验机）法,以试件体积参数相等为判据,综合确定Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料的适宜成型温度和拌和温度.采用两阶段设计法,基于双参数体系,以热拌胶粉改性沥青混合料配比设计数据为基础,对Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料沥青用量和试验温度进行设计,从材料组成和体积参数两方面来双重保证其路用性能.然后,对所设计的Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料进行路用性能试验并与对应的热拌胶粉改性沥青混合料对比分析.结果表明：与马歇尔法相比,GTM法可以降低Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料的适宜成型温度;GTM法所设计的Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料的高、低温性能及抗水损害性能均优于热拌胶粉改性沥青混合料,而且,其抗压回弹模量与热拌胶粉改性沥青混合料基本相当,不影响路面结构设计.     

热老化下沥青胶浆微观结构及自愈合性能评价

为研究热老化作用下沥青胶浆的自愈合特性,针对3种沥青胶浆,利用原子力显微镜(AFM)、动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)进行微观结构、疲劳—愈合—再疲劳、蠕变—愈合—再蠕变测试,通过2个愈合指数(H I1和H I2)研究了愈合温度、沥青种类、粉胶比、老化程度、破坏程度及愈合时间对沥青胶浆自愈合性能的影响.结果表明:老化后基质沥青胶浆中"蜂形结构"变化显著,而老化后SBS改性沥青胶浆和胶粉改性沥青胶浆的微观结构较为稳定,微观结构的改变潜在影响沥青胶浆的自愈合性能;基于累计耗散能建立的愈合指数H I1和基于时间轴与劲度模量主曲线在双对数坐标下所围面积SA而建立的愈合指数HI2能很好地反映沥青胶浆的自愈合性能;低粉胶比沥青胶浆的自愈合能力更好,老化程度的加深导致沥青胶浆的自愈合能力降低,经历低温后改性沥青胶浆的愈合能力较好.     

基于DSR试验的生物重油再生沥青流变性能评价

为研究生物重油再生沥青的流变性能,将生物重油掺入经旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）老化的70^#沥青和SBS改性沥青中制备生物重油再生沥青,通过动态剪切流变（DSR）试验研究了沥青的流变性能.结果表明：生物重油的掺入提高了老化沥青的抗疲劳性能、低温抗裂能力和黏性比例,降低了高温抗车辙性能;低频加载易使沥青产生不可恢复的永久性变形;生物重油对70^#老化沥青的再生效果优于老化SBS改性沥青;建议生物重油掺量宜为4%,该掺量下再生沥青的性能可恢复至原样沥青.     

盐冻融循环下温拌胶粉改性沥青混合料的低温性能

为研究盐冻融循环作用下温拌工艺对胶粉改性沥青混合料(CR-MA)低温抗裂性能的影响,以温拌胶粉改性沥青混合料(CR-WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(CR-HMA)为研究对象,在不同质量分数(0%,4%,8%,12%)的盐溶液和冻融循环次数(0,5,10,15,20次)条件下对小梁试件进行低温弯曲和弯曲蠕变试验,比较了2种CR-MA弯曲应变能密度和弯曲蠕变速率等指标的衰减情况,并探讨了SDYK型表面活性类添加剂(掺量为基质沥青质量的0.6%)对CR-MA低温性能的作用效果.结果表明:2种CR-MA经盐冻融循环后,其弯曲应变能密度和弯曲蠕变速率均减小,低温抗开裂性能降低;随着盐冻融循环次数的增加,CR-WMA各指标变化幅度均小于CR-HMA,CR-WMA的低温抗裂性能优于CR-HMA;当除冰盐的质量分数为8%时,对CR-MA的破坏最为严重.     

盐冻融循环下温拌胶粉改性沥青混合料的低温性

为研究盐冻融循环作用下温拌工艺对胶粉改性沥青混合料(CR-MA)低温抗裂性能的影响,以温拌胶粉改性沥青混合料(CR-WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(CR-HMA)为研究对象,在不同质量分数(0%,4%,8%,12%)的盐溶液和冻融循环次数(0,5,10,15,20次)条件下对小梁试件进行低温弯曲和弯曲蠕变试验,比较了2种CR-MA弯曲应变能密度和弯曲蠕变速率等指标的衰减情况,并探讨了SDYK型表面活性类添加剂(掺量为基质沥青质量的0.6%)对CR-MA低温性能的作用效果.结果表明:2种CR-MA经盐冻融循环后,其弯曲应变能密度和弯曲蠕变速率均减小,低温抗开裂性能降低;随着盐冻融循环次数的增加,CR-WMA各指标变化幅度均小于CR-HMA,CR-WMA的低温抗裂性能优于CR-HMA;当除冰盐的质量分数为8%时,对CR-MA的破坏最为严重.     

基于PSO-BPNN模型的氯氧镁水泥混凝土耐水性预测

为快速准确地获得具有优异耐水性氯氧镁水泥混凝土（MOCC）的配合比,设计了拓扑结构为4-10-2的粒子群优化（PSO）算法-反向传播（BP）神经网络（PSO-BPNN）模型.该模型的输入层参数为n（MgO）/n（MgCl₂）、粉煤灰掺量、磷酸掺量和磷肥掺量,输出层参数为MOCC的抗压强度和软化系数;模型数据集为144组,其中训练集数据为100组,验证集数据为22组,测试集数据为22组.结果表明：PSO-BPNN模型在MOCC抗压强度预测中的评价参数——决定系数R²=0.99、平均绝对误差S_MAE=0.52、平均绝对误差百分比S_MAPE=1.11、均方根误差S_RMSE=0.73;其在软化系数预测中的评价参数——R²=0.99、S_MAE=0.44、S_MAPE=1.29、S_RMSE=0.62;与BP神经网络（BPNN）模型相比,PSO-BPNN模型具有更强的双参数预测能力,可用于MOCC配合比的正向设计和反向指导.     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.