冻融循环对沥青混合料低温弯曲特性的影响研究

为了探究冻融循环作用后沥青混合料的低温弯曲特性,论文采用小梁低温弯曲试验,研究了油石比、冻融循环次数和级配对抗弯拉强度、弯曲劲度模量和弯拉应变的影响。试验结果表明,冻融循环初期,抗弯拉强度、弯曲劲度模量和弯拉应变急剧降低,而当冻融循环次数大于15次时,三者均趋于稳定;随着油石比的增大,抗弯拉强度和弯曲劲度模量出现先增大后减小的变化趋势,当油石比为5%时,两者有最大值,而弯拉应变一直增大;当冻融循环次数相同时,抗弯拉强度和弯曲劲度模量的大小顺序是:AC 13AC 16AC 10,而弯拉应变的大小顺序为:AC 13AC 10AC 16。综合来看,AC-13混合料的低温弯曲特性最好。     

全气候下紫外光对沥青混合料路用性能的影响

以AC-13改性沥青混合料为研究对象,采用全气候老化加速仪进行不同紫外光辐照强度下0～3000 h老化试验。对老化后的沥青混合料分别进行高温车辙、低温小梁弯曲、冻融劈裂及疲劳试验,对比分析沥青混合料老化前后路用性能的变化。结果表明:相同的热氧老化和湿度条件下,增大紫外光辐照强度,沥青混合料的高温稳定性呈先提高后降低,劲度模量提高,但低温抗裂性略有降低,水稳定性和疲劳性能降幅明显。     

盐冻融循环对沥青混合料低温性能的影响

采用低温弯曲试验,以最大弯拉应变比、弯曲劲度模量和应变能密度等指标分析了盐冻融循环条件下沥青混合料低温性能的衰变规律,研究了掺加纤维等添加剂后,在盐冻融循环条件下沥青混合料低温性能的改善效果.结果表明:沥青混合料经盐冻融循环后,其最大弯拉应变比、应变能密度显著减小,弯曲劲度模量增大;随着盐冻融循环次数的增加,各指标变化幅度逐渐减小;盐溶液质量分数越高、冻融温度越低,对沥青混合料的低温性能影响也越大;应变能密度与盐冻融循环次数呈指数函数变化;玄武岩纤维对盐冻融循环条件下沥青混合料低温性能的改善效果较好.     

紫外老化对沥青及沥青混合料高低温性能的影响

为研究紫外老化对沥青及沥青混合料的高低温性能的影响,开展了沥青及沥青混合料的紫外老化试验。结果显示:在低温性能方面,紫外老化后,沥青的劲度增大,蠕变速率减小,并且在初始阶段增加较为明显;沥青混合料的低温弯曲试验结果显示,紫外老化对小梁的弯拉应变影响较小;在高温性能方面,DSR试验结果显示,紫外老化后沥青的粘弹性组分比例发生了变化,当温度较低时,复数模量会随着频率的增加先增大后减小,当温度较高时,复数模量会随着频率的增加呈线性增大。沥青混合料在紫外老化后其动稳定度有所增加,车辙深度逐渐减小。     

裂缝修补组合结构弯曲拉伸试验研究

针对沥青路面低温开裂及裂缝修补等问题,通过弯曲拉伸试验比较沥青混凝土原状试件和裂缝修补组合结构在不同温度下的弯拉强度、破坏弯拉应变和破坏弯曲劲度模量,结合应力应变曲线分析,计算单位体积破坏能,进而检验和评价裂缝修补组合结构的低温抗裂性能。结果发现,弯曲拉伸试验能较好检验裂缝修补组合结构的低温抗裂性能,通过单位体积破坏能可综合评价裂缝修补组合结构的低温抗裂性能,从而指导优化修补材料与修补工艺。     

小粒径沥青混合料配合比设计及性能评价

为了研究小粒径沥青混合料的路用性能,在进行混合料配合比设计的基础上,对小粒径沥青混合料的高低温性能和水稳定性性能进行验证测试。研究结果表明:文中确定的三种级配小粒径沥青混合料的最佳油石比分别为6.4%、7.6%和6.8%;三种级配的动稳定度均值均大于规范要求的3000次/mm;SMA-5-1级配的抗弯拉强度、弯拉应变最大,弯曲劲度模量最小,具有较好的低温抗裂性;三种级配的残留稳定度和冻融劈裂强度比均满足规范要求。综合比较三种级配的路用性能指标,推荐SMA-5-1级配。     

环氧薄层铺装材料断裂性能试验研究

主要通过与环氧沥青混凝土、SMA沥青混凝土对比分析,研究不同温度(-10～60℃)下环氧铺装材料的断裂力学性能。采用小梁三点弯曲试验分析温度对上述三种材料弯曲强度、最大弯曲应变、弯曲劲度模量和断裂应变能密度的影响。试验结果表明环氧铺装材料的温度依赖性与SMA沥青混凝土和环氧沥青混凝土相似,其弯曲强度和劲度模量介于环氧沥青混凝土与SMA沥青混凝土之间,但其低温弯曲性能和抗裂纹扩展性能优于上述两种材料。     

沥青混合料动态弹性模量场模型的建立与应用

为获得能表征不同工况下沥青混合料力学性能的本构方程,采用沥青混合料标准马歇尔试件的单轴压缩试验数据,获得以加载速率和应力状态为自变量的动态弹性模量场模型.基于ABAQUS/VUMAT编写了材料本构的用户子程序,依据试验数据分析了模型的可靠性.分别采用沥青混合料劈裂试验中压头的竖向位移数据和沥青混合料小梁弯拉试验中的弯拉强度数据验证动态弹性模量场模型在不同工况下的通用性.结果表明:采用动态弹性模量场模型的计算结果与不同加载速率下沥青混合料的单轴压缩、劈裂和小梁弯曲等工况下的试验数据吻合较好.动态弹性模量场模型能描述沥青混合料材料参数与受力状态和加载历史的依赖性,可为复杂受力状态下沥青混合料结构的力学分析提供一种方法.     

沥青面层双层摊铺混合料疲劳性能

双层摊铺技术使上中面层沥青混合料的摊铺与碾压过程合二为一,提高了沥青路面层间黏结效果和混合料层间的嵌挤咬合能力.通过系统试验,深入研究了双层摊铺和传统单层摊铺对沥青混合料弯曲疲劳性能的影响.研究表明:双层摊铺技术能使沥青上中面层形成一个整体的复合式路面结构,提高了沥青混合料的抗疲劳性能;在双层摊铺情况下,沥青混合料小梁的弯拉强度、弯拉应变和劲度模量分别较传统单层摊铺提高了28.3%,25.4%和2.2%.     

半柔性路面材料性能研究及其在重载交通道口的应用

文章基于半柔性路面材料,与普通的沥青混合料进行对比分析,研究了其在重载交通道口的路用性能.结果表明,半柔性路面材料在相同时间内产生的车辙深度仅为普通沥青混合料的27％,动稳定度值约为普通沥青混合料的14倍.70℃动稳定度达到13 404次/mm;低温抗弯拉强度和弯曲劲度模量约为AC13的1.3倍,最大变拉应变与之相当;...     

室内外老化沥青混合料动态模量评价

为对室内外老化条件下沥青混合料的动态模量特征进行比较和评价,按照北京市五环路上、中、下3个面层的结构与材料类型,在室内成型SMA-16,AC-25,AC-30沥青混合料试件,分别进行不同老化程度下的间接拉伸疲劳试验,根据时-温等效原理建立不同老化程度沥青混合料的动态模量主曲线,并与室外自然老化13a的沥青路面芯样进行对比,研究室内外老化的关系.结果表明:老化效应对沥青混合料动态模量的影响随试验温度升高而逐渐增强;沥青混合料动态模量对老化效应的敏感程度依次为:AC-25AC-30SMA-16;间接拉伸试验条件下3种沥青混合料室内外老化的动态模量主曲线差异不大,可以通过室内老化试验对室外路面沥青混合料的动态模量进行评价.     

多孔混凝土基层的应力-应变特性

为进行多孔混凝土基层路面的结构设计,需研究其应力-应变特性.通过小梁试件三分点加荷试验及棱柱体试件轴心抗压试验,分别测试多孔混凝土的弯拉弹性模量与轴心抗压弹性模量.对试验结果进行回归分析,得出多孔混凝土弯拉弹性模量与弯拉强度、抗压弹性模量与轴心抗压强度之间分别符合相关性良好的幂指数关系,并据此得出多孔混凝土弯拉弹性模量与弯拉强度、抗压弹性模量与轴心抗压强度的对应关系表,作为其弹性模量的推荐值.     

乳化沥青水泥稳定碎石混合料的疲劳性能试验

为研究不同乳化沥青掺量下水泥稳定碎石混合料的疲劳性能,对室内静压成型的中梁试件进行了四点弯拉疲劳试验,并基于Weibull分布建立了乳化沥青水泥稳定碎石混合料的疲劳寿命预估模型.结果表明:掺入乳化沥青后,水泥稳定碎石混合料的弯拉强度略微降低,但弯拉变形和弯拉应变功显著增大;混合料的疲劳寿命在低应力水平下明显提高,在高应力水平下近似不变,乳化沥青的掺入有效提高了水泥稳定碎石混合料的疲劳性能.     

超高强高性能混凝土的力学性能研究

本文较系统地研究了C100～C150超高强混凝土的各种强度性能及变形性能,包括超高强混凝土的劈拉强度、抗折强度、与钢筋的粘接强度、棱柱体强度、应力-应变曲线特征、变形模量、泊桑比等。研究表明:随着超高强混凝土抗压强度的提高,其劈拉强度、抗折强度与抗压强度的比值,较高强混凝土的低,较普通混凝土的更低。超高强混凝土的应力-应变关系呈直线,受压破坏时呈突然爆炸式破坏,证明了超高强混凝土脆性破坏的比普通混凝土和高强混凝土进一步增大。经过研究,得出了各种强度指标、变形模量及峰值应变与混凝土抗压强度的回归关系式,加深了对超高强混凝土的力学性能的理解和认识。为今后超高强混凝土的应用也奠定了必要基础。     

Strengths and flexural strain of CRC specimens at low temperature

Crumb rubber concrete (CRC) is made by adding rubber crumbs into conventional concrete. This study undertakes an experimental study on the cubic compressive strength, axial compressive strength, flexural strength and splitting tensile strength of CRC specimens at both ambient temperature 20 °C and low temperature ?25 °C. The flexural stress–strain responses were also recorded. The averaged size of rubber crumbs used in the study is about 1.5 mm. Four levels of rubber contents are investigated, which are 0%, 5%, 10% and 15% by volume, respectively. The mix design aimed at 40 MPa of compressive strength and 100 mm of slump for all the CRC specimens. The results show that CRC increases its magnitude in strengths when temperature decreases, which is similar to the case of conventional concrete, but still exhibits ductility in low temperature. The conclusion from this study is that CRC may be more beneficial in its application in low temperature environments than in ambient temperature environments.     

Investigation of the use of strip-prone aggregates in hydraulic asphalt concrete

A study is made of the suitability of strip-prone aggregates for use in asphalt concrete water barriers in embankment dams. Standard boiling tests were used for ranking various aggregate types with respect to water susceptibility and aggregate-bitumen adhesion. Indirect tension tests (splitting tests) were used to study the effects of aggregate-bitumen adhesion on asphalt concrete tensile strength. The test results show the significant detrimental effects of using strip-prone aggregates for open-grade porous asphalt (air void 4–10%), but that aggregate-bitumen adhesion and tensile strength could be increased by adding amine or hydrated lime to the asphalt mix. However, a similar test series on dense-grade hydraulic asphalt (air void 2–3%) shows no detrimental effects of using strip-prone aggregates. Furthermore, there were no significant differences in compressive strengths or beam bending strengths and strains at failure between specimens with or without strip-prone aggregates and with or without amine added. This was the case even for specimens having been cured by exposure to 100 freeze–thaw cycles at +25 °C to −25 °C. For hydraulic asphalt, which is virtually impervious with a significant bitumen film thickness covering the aggregate particles, it does not seem required to use additives to improve the aggregate-bitumen adhesion properties. However, further testing should be done to study any long-term effects of using strip-prone aggregates.     

冻融损伤混凝土力学性能衰减规律

为研究冻融作用对混凝土力学性能的影响,采用快冻法将混凝土盐冻或水冻至不同损伤程度后,测其动弹性模量、抗折强度、抗压强度和劈裂抗拉强度.以动弹性模量为损伤变量,分析了冻融损伤与抗折、抗压强度之间的关系,采用回归分析的方法建立了抗折强度衰减方程.结果表明,混凝土抗压、抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量均随冻融循环作用次数的增加而逐步降低;抗折、劈裂抗拉强度以及动弹性模量的衰减速率随冻融循环作用次数的增加而不断增大,但抗压强度的衰减速率则是先增大后减小;在冻融循环次数相同的情况下,含气量越高、水灰比越低,混凝土的强度损失越小,其力学性能损失的大小顺序依次为:抗折强度和劈裂抗拉强度、动弹性模量、抗压强度;冻融损伤与抗折强度的相关性较好,但与抗压强度的相关性较差,当冻融损伤小于40%时,混凝土的抗压强度一般不低于其初始强度的70%.     

Minimum voids in mineral aggregate in hot-mix asphalt based on asphalt film thickness

This study is aimed at determining the relationship between asphalt film thickness and aging characteristics of various hot-mix asphalt (HMA) mixtures. Resilient modulus and indirect tensile strength tests were conducted on the Superpave Gyratory-compacted specimens with five different asphalt film thicknesses in order to determine an optimum asphalt film thickness. From the relationships between the asphalt film thickness and resilient modulus and indirect tensile strength test values of the short and long-term aged samples, optimum asphalt film thickness has been determined about 9–10 μm. The minimum void content of mineral aggregate (VMA) to obtain this optimum asphalt film thickness can be calculated as 15.2%.