沥青混合料劈裂强度的影响因素

选用相同的试验材料,通过室内劈裂试验,研究了常温和低温下级配、油石比、空隙率以及均匀性对沥青混合料劈裂强度的影响规律。研究结果表明:常温下,随着级配变粗,沥青混合料劈裂强度增大;低温下,随着油石比增大,沥青混合料劈裂强度和劲度模量增大,破坏应变减小;随着空隙率的增大,沥青混合料劈裂强度减小;沥青混合料均匀性与劈裂强度间没有直接明显的相关性,但与其变异性间的关系很好。     

泡沫沥青再生混合料劈裂强度影响因素试验

为了研究不同泡沫沥青用量和旧沥青路面铣刨料(简称RAP)掺量两因素对泡沫沥青再生混合料劈裂强度的影响,采用两种不同的沥青路面铣刨旧料RAP1和RAP2,通过变化旧料掺量为0%、20%、40%、60%、80%5种比例,分别与2%、2.5%、3%、3.5%、4%5种用量的泡沫沥青混和,拌制泡沫沥青再生混合料,成型试件后进行干、湿两种条件下的劈裂强度(ITS)和残留劈裂强度比(TSR)测试.结果表明:在沥青旧料掺量比例一定的情况下,混合料的泡沫沥青用量存在最佳值;随着RAP掺量逐渐增大,泡沫沥青再生混合料的最佳沥青用量却逐渐减小,其值由RAP掺量为0时的3.5%减少到掺量为80%时的2%;随着RAP掺量的增大,泡沫沥青再生混合料干、湿ITS呈现减小趋势,但TSR却有所提高.     

基于数字图像处理和有限元建模方法的沥青混合料劈裂试验数值模拟

应用数字图像处理技术及工业CT扫描获得试件图像,结合有限元建模方法,建立了包含集料、空隙和胶浆在内的沥青混合料有限元模型,并模拟研究了沥青混合料劈裂试验。结果表明:通过定义应力集中因子,可用来描述沥青混合料内部应力的不均匀分布,级配类型、模量比、有无空隙及加载位置都对模拟结果有较大影响。采用DIP-FEM方法能够很好地将沥青混合料的微观结构和宏观力学性能结合起来。     

AC-13改性沥青混合料劈裂强度的影响因素及其与马歇尔性能指标的相关性

应用正交试验设计和统计分析方法研究了AC-13改性沥青混合料在15℃时的劈裂强度的影响因素和排序,以及与马歇尔性能指标的相关性。结果表明,细集料级配对劈裂强度影响显著,其筛孔通过率的排序为2.36mm筛孔4.75mm筛孔0.075mm筛孔油石比9.5mm筛孔。其中,2.36mm筛孔通过率对劈裂强度影响接近高度显著,而油石比和9.5mm筛孔通过率对劈裂强度影响不显著;劈裂强度与马歇尔性能指标之间存在较为明显的线性相关性,绝对相关系数均大于68%,随空隙率的逐渐增大,劈裂强度衰减近30%。     

沥青混合料劈裂试验的扩展有限元法数值模拟

扩展有限元法是近年来迅速发展的一种新型数值方法,为了深入分析沥青混合料在荷载作用下的破损机理,将该方法引入到沥青路面计算,以沥青混合料劈裂试验为例,利用ABAQUS有限元软件,采用双线性内聚力模型模拟劈裂试验裂纹扩展过程,并将数值模拟结果和试验结果进行了比较分析.结果表明数值计算结果和试验结果吻合很好,扩展有限元法应用...     

橡胶颗粒沥青混合料破冰试验及其数值模拟

为了揭示橡胶颗粒沥青混合料的破冰机理,通过构建不同冰层厚度条件下橡胶颗粒沥青混合料与冰层相互作用的离散元数值模型,将摆值平均加权回升量及摆值平均加权回升率的宏观参数与应变能及颗粒位移的细观参数进行比较发现:在冰层厚度达到4 mm的节点处,摆值平均加权回升量及摆值平均加权回升率基本达到了恒定值;当冰层厚度为1 mm时,模型中颗粒的位移最大,克服冰层颗粒间拉力所消耗的应变能最大.最后,从宏观角度与细观角度研究了橡胶颗粒沥青混合料的破冰机理.     

集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验影响数值模拟

为研究集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验的影响,基于沥青混合料集料均匀性指标,通过在混合料水平截面不同方向上加载,采用有限元法数值模拟集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验中最大应力值(平面主应力和水平拉应力)的影响,并加以试验验证。研究结果表明:集料水平向分布状态对沥青混合料劈裂试验中平均最大应力值影响不大,其间相关性不明显,但与最大应力值变异性间相关性却很显著。     

乳化沥青混合料强度影响因素的灰关联熵分析

在修正的高温马歇尔试验基础上,运用灰关联熵分析法对影响乳化沥青混合料强度的各主要因素:水泥掺量、集料级配(采用分形维数表征)、沥青用量、乳化沥青混合料空隙率、密度和沥青饱和度等进行了分析.研究表明,水泥掺量、空隙率对乳化沥青混合料强度有重要影响.在乳化沥青混合料配合比设计和施工时,应对这两个因素进行严格控制.     

硫酸盐腐蚀再生橡胶颗粒沥青混合料冻融劈裂试验

针对国内外硫酸盐腐蚀环境中再生橡胶颗粒沥青混合料冻融劈裂试验鲜有研究的现状,采用１０％Ｎａ₂ＳＯ₄溶液加速劣化下的真空饱水冻融循环劈裂试验,研究在硫酸盐腐蚀介质中,橡胶颗粒的粒径和掺量对再生橡胶颗粒沥青混合料的抗冻融性能的影响。试验结果表明：随着冻融循环次数的增加,再生沥青混合料的ＴＳＲ值逐渐降低,空隙率逐渐增大,高浓度饱和硫酸盐腐蚀环境加速劣化了再生沥青混合料的性能;在冻融循环次数一致的条件下,掺加小橡胶颗粒的再生沥青混合料的ＴＳＲ值优于普通再生沥青混合料的ＴＳＲ值和掺加大橡胶颗粒再生沥青混合料的ＴＳＲ值。在最佳橡胶颗粒掺量下,掺加小橡胶颗粒的再生沥青混合料的抗冻融性能最优。     

沥青混合料抗剪强度参数影响因素分析研究

山区高速公路陡坡路段由于沥青路面抗剪强度不足易导致推移、拥包、车辙等早期病害。通过影响沥青混合料抗剪强度参数的因素进行试验分析,考虑不同沥青混合料级配、沥青类型、集料类型以及沥青用量对抗剪强度参数的影响。试验结果表明:沥青是影响最大抗剪强度的主要因素,最大抗剪强度随着沥青当量软化点增加比例而增加;集料特性对混合料的内摩阻角影响显著;在最佳沥青用量附近,混合料的最大抗剪强度达到最大值;可采用1 mm/min的加载速率进行沥青混合料抗剪强度验算。     

集料分布对沥青混合料劈裂强度影响数值分析

基于数字图像处理,研究沥青混合料集料分布状态.采用有限元法建立基于沥青混合料二维截面的劈裂试验模型,数值分析集料分布状态对虚拟劈裂试验力学性能的影响,并通过室内劈裂试验进行验证.研究结果表明：基于数字图像处理,通过集料分布状态指标可以评价沥青混合料集料分布状态;集料公称最大粒径增大,沥青混合料集料分布状态变差;集料分布状态与沥青混合料虚拟劈裂试验力学性能变异性存在明显的相关性,集料分布状态越差,通过沥青混合料虚拟劈裂试验计算得到的压头反力均值的变异系数越大.     

沥青混合料低温抗裂性能及影响因素评价

为了评价沥青混合料的低温抗裂性能,选择3种沥青和3种级配,两两组合形成9种沥青混合料,采用低温线收缩系数试验和低温弯曲试验分别评价其抗收缩开裂能力和抗弯拉开裂能力.对试验结果进行双因素方差分析,结果显示,沥青和级配对低温线收缩系数均没有显著影响,温缩裂缝主要受外界温度等因素影响;沥青和级配对低温弯拉应变有显著影响,不同沥青和级配组成混合料的抗弯拉开裂能力由弱至强分别依次为:70-A基质沥青、90-A基质沥青、SBS改性沥青和SMA-13、AC-16、AC-13.     

Micromechanical analysis of damage evolution in splitting test of asphalt mixtures

A methodology was presented relating the microstructure of asphalt mixtures to their damage behavior. Digital image techniques were used to capture the asphalt mixture microstructure, and the finite element method was used to simulate the damage evolution of asphalt mixture through splitting test. Aggregates were modeled to be linearly elastic, and the mastics were modeled to be plastically damaged. The splitting test simulation results show that the material heterogeneity, the properties of aggregates and air voids have significant effects on the damage evolution approach. The damage behavior of asphalt mixture considering material heterogeneity is quite different from that of the conventional hypothesis of homogeneous material. The results indicate that the proposed method can be extended to the numerical analysis for the other micromechanical behaviors of asphalt concrete.     

连杆裂解加工力参数数值分析

为了确定合适的连杆裂解工艺中裂解力参数,采用数值分析的方法建立了53d斜切口连杆裂解加工的数值模型。对裂纹尖端的节点采用了1/4节点技术用于模拟裂纹尖端应力场的奇异性,分析得到了裂解力与应力强度因子的关系曲线。根据连杆材料的临界应力强度因子KIc,确定了连杆裂解加工所需的裂解力。结果表明:裂纹1的裂解力为851 kN,裂纹2的裂解力818 kN。与实际生产中的裂解力860~880 kN相比,其误差小于10%。     

脉冲激光加工连杆裂解槽数值仿真

建立了YAG脉冲激光加工裂解槽三维瞬态温度场有限元模型,并对热源加载形式、离焦量、材料热物理性能参数、单元生死等技术问题进行了分析。对激光在C70S6高碳微合金非调质钢上移动切割裂解槽进行了数值模拟,得到不同切割参数下槽深、槽宽及温度场,总结出光斑直径、激光功率、脉宽、加工速度等参数对裂解槽加工的影响规律。将数值分析结果与激光切槽试验进行了对比,对激光加工裂解槽工艺参数的选择提出了建议。