基于细观力学的纤维沥青混凝土有效松弛模量

为了研究纤维沥青混凝土的本构模型,将其视为以沥青混合料为粘弹性基体,纤维为弹性夹杂的两相复合材料。对基于复合材料细观力学理论建立的有效模量表达式进行了修正,提出了纤维沥青混凝土的割线有效松弛模量。以聚酯纤维沥青混凝土为例进行了有效松弛模量的解析分析和模拟蠕变实验的有限元分析,分析结果与试验数据的比较表明,该文提出的割线有效松弛模量模型对于纤维沥青混凝土粘弹性力学行为具有很好的预测能力。应用该模型对路面弯沉变形进行了有限元分析,结果表明:纤维的加入有效的改善了沥青混凝土路面的粘弹性性能。     

小浪底东苗家滑坡体原始状态稳定性分析

针对东苗家滑坡体的地质条件,根据其滑坡体变形特征及多种复杂变形组合破坏形式,选用Sarma法对东苗家滑坡体在原始状态的稳定性进行分析和评价。结果表明:东苗家滑坡体在自然状态下基本处于稳定状态;在Ⅶ度地震烈度条件下,该滑坡体将会失稳;地下水位的变化对滑坡体稳定性具有一定影响,但不起主要作用。     

动荷载下饱水沥青路面黏弹性分析

为深入剖析沥青路面动水损坏机理,基于多孔介质理论,建立饱水沥青路面有限元模型,比较分析面层为弹性和黏弹性,以及面层饱水和表面层饱水的动力响应,并分析孔隙水压力峰值的发展规律和周期荷载对孔隙水压力的影响。结果表明,黏弹性面层的竖向变形和负孔隙水压力较大,正孔隙水压力较小,面层底部未出现水平拉应力;孔隙水压力峰值的大小及出现的位置发生改变,正、负孔隙水压力峰值出现的最终位置分别在底基层内和下面层内;与路面完全饱水相比,面层饱水和表面层饱水的竖向变形较大,面层饱水的面层层底的负孔隙水压力较大,而表面层饱水的表面层底负孔隙水压力较小;周期荷载的作用使孔隙水压力出现明显的周期性正、负交替,面层间的负孔隙水压力峰值变化率较基面层间的大。据此分析得出,面层特性对饱水沥青路面的动力响应有较大影响,面层饱水对基面层的损害严重,沥青路面的水损坏主要发生在面层的中下部。     

动荷载作用下纤维沥青路面的黏弹性响应

目的为了分析动荷载作用下纤维的加入对路面黏弹性响应的影响.方法以Burgers模型模拟纤维沥青混凝土的黏弹性性质,基于黏弹性理论,应用有限元方法分析单周期动荷载作用下,不同荷载作用时间对不同纤维沥青路面的路表各点最大竖向位移和卸载后加载中心点竖向位移的影响规律.结果纤维加入到沥青路面后,减小了路面的竖向位移;对于不同纤维沥青路面结构,在荷载作用时间较短时,路面结构的流变性质不显著;荷载作用时间较长时,卸载后还有部分残余变形不能恢复,但路面响应规律基本相同.结论纤维的加入提高了路面的整体变形能力,但没有明显改变沥青混凝土的黏弹性性质;在单周期动荷载作用下,若荷载作用时间很短时,可以忽略纤维沥青混凝土的黏弹性特征.     

混凝土矿质混合料致密配比设计模式分析

进行混凝土致密配合比设计，应首先对矿质混合料体系(集料与掺合料)进行致密配比，并采用数学手段对实验数据进行曲线拟合，正填、逆填两种顺序不同的致密配比模式在达到最低空隙率、获得基本相近的最大单位重时，粗、细集料所用质量比几乎相同，掺合料用量与填加顺序有关，为完成更为经济合理的混凝土致密配合比设计提供依据。     

纤维沥青混凝土等效模量的探讨

目的根据复合材料细观力学理论探讨了低温条件下纤维沥青混凝土等效劲度模量的分析方法.方法采用Zho Y.H和Weng G.J.在Eshelby-Mori-Tahaka理论基础上提出的纤维增强复合材料的等效模量公式,计算了具有不同纤维质量分数的纤维沥青混凝土在不同温度状态下的等效劲度模量,对计算结果与劈裂试验结果进行了比较和误差分析.从温度、纤维掺量和纤维性状三个方面分析误差产生的原因.结果温度为主要影响因素,同时随着纤维质量分数的增大误差也逐渐增大,而纤维本身的性能对结果误差基本没有影响.结论在一定条件下,理论计算结果与试验结果相对误差较小,由于温度的影响需要对等效模量公式进行温度修正.     

PR.M/胶粉复合改性沥青流变及微观特性研究

为改善基质沥青的高、低温性能,采用胶粉和高模量剂PR.M对其进行复配改性.利用动态剪切流变和弯曲梁流变试验评价了PR.M/胶粉复合改性沥青的高、低温流变性能;通过多应力重复蠕变(MSCR)试验分析了PR.M/胶粉复合改性沥青的抗永久性变形能力;借助热重分析试验获得了PR.M/胶粉复合改性沥青的热分解温度;应用傅里叶变换红外光谱试验探究了PR.M/胶粉复合改性沥青制备过程中可能发生的化学反应;利用荧光显微试验分析了PR.M/胶粉复合改性沥青中胶粉及PR.M的作用机理.结果表明:PR.M对基质沥青的高温性能改善效果优于胶粉;胶粉可以改善基质沥青的低温性能;胶粉和PR.M均可以提高基质沥青的抗永久变形能力;PR.M/胶粉复合改性沥青的热分解温度与PR.M、胶粉的掺量有关,PR.M和胶粉的掺量越大,复合改性沥青的热分解温度越高;PR.M/胶粉复合改性沥青制备过程以物理共混为主,伴随化学反应的发生;胶粉溶胀改善了基质沥青的低温性能,PR.M溶胀改善了基质沥青的高温性能.     

纤维沥青混凝土的松弛性能研究

为了分析纤维沥青混凝土的粘弹性能,基于复合材料细观力学和粘弹性力学理论,应用纤维增强复合材料的等效模量公式,结合四单元五参数粘弹性模型对纤维沥青混凝土的松弛模量进行了理论分析,得出纤维沥青混凝土有效松弛模量的粘弹性公式,并利用该公式分析了纤维掺量与纤维沥青混凝土松弛模量之间的关系,探讨了纤维沥青混凝土泊松比的变化对其松弛特性的影响.结果表明,纤维掺量小于0.20%(质量分数)时,计算结果与试验结果能够较好地吻合.在纤维沥青混凝土的松弛过程中,泊松比随着沥青混凝土松弛模量的减小而逐渐增大,不计入泊松比变化的纤维沥青混凝土松弛模量要比计入泊松比变化的松弛模量大.     

聚酯纤维沥青混凝土的低温抗裂性能分析

介绍了聚酯纤维沥青混凝土加强筋能够有效提高沥青路面的力学性能.通过对其性能阐述,说明其具有良好的高温稳定性和断裂延伸率,以及产生强大内聚力防止沥青混凝土开裂等特点.其低温开裂机理表明聚酯纤维低温抗裂性是影响沥青路面温度收缩裂缝的主要因素.笔者通过对不同纤维掺量的沥青混凝土,在不同温度下的试验研究,对其低温抗裂性能进行了分析,在劈裂试验的基础上提出了最佳纤维掺量.     

加载次序对沥青混合料疲劳损伤累积的影响

沥青混合料在变幅加载下的疲劳损伤累积过程具有明显的非线性特征,然而传统的线性损伤累积准则无法表征不同加载次序下的非线性疲劳损伤累积(NLFDA)。为研究加载次序对沥青混合料疲劳损伤累积的影响,首先开展恒幅加载疲劳试验,分析恒幅加载下的疲劳损伤累积规律;其次借助变幅加载疲劳试验,分析变幅加载下的疲劳损伤累积规律;最后建立考虑加载次序的NLFDA模型,分析加载次序对沥青混合料疲劳损伤累积的影响。结果表明：恒幅加载下沥青混合料疲劳损伤发生非线性演化,但服从线性损伤累积准则,且累积寿命分数为1;变幅加载会导致疲劳损伤发生非线性演化,且服从非线性损伤累积准则,低-高和高-低加载次序的累积寿命分数分别大于1和小于1;建立的NLFDA模型可较为准确地表征沥青混合料疲劳损伤对加载次序的依赖性。