沥青路面温度场理论预估研究概述

简要介绍了沥青路面温度状况及路面温度预估方法,结合国内外关于沥青路面温度场的理论研究成果,归纳总结了理论法求解沥青温度场的一般步骤和方法,指出理论预估模型便于分析沥青层不同深度处的温度随时间的变化,值得推广。     

长寿命沥青路面沥青层材料容许拉应变预估

通过对沥青混合料疲劳寿命预测模型的分析，建立沥青层混合料容许拉应变与疲劳寿命的关系，给出材料拉应变容许值预估公式。对常用沥青混合料的拉应变容许值进行预估，分析结果表明，交通等级和路面厚度相同的条件下，沥青混合料有效含量高、空隙率小、级配偏细时的拉应变容许值相对较大；反之较小。研究结果为长寿命沥青路面设计提供了计算参数。     

掺加CAP沥青还原剂的老化沥青基本性能研究

CAP沥青还原剂可以有效提高原有沥青的抗剥落能力,延缓其老化的时间,从而提高沥青混凝土路面的使用寿命.通过室内试验研究,得到了不同CAP掺量下老化沥青的基本性能变化规律,分析讨论了CAP沥青还原剂对老化沥青的修复效果.     

沥青路面永久变形预估研究

为了精确预估沥青路面的永久变形,以十天高速公路陕西汉中段为试验路段,通过实地观测统计获得了全年路面温度区间分布频率和全年不同温度区间的轴载等级分布频率,采用有限元建模并计算路面结构的偏应力,计算表明,偏应力随深度的增加呈先增大后减小趋势,且路面的中面层偏应力最大.通过不同温度及偏应力的三轴重复荷载试验,建立了SMA-13,AC-20,ATB-30沥青路面重复荷载永久变形黏弹性力学模型,其拟合相关系数大于0.980 0.综合考虑路面温度、路面厚度、荷载作用次数、荷载大小、路面结构中各点偏应力及沥青混合料蠕变柔量等因素,提出了沥青路面永久变形预估方法,试验表明,该预估方法可模拟沥青路面结构实际受力状态,准确预估其容许永久变形寿命.经计算,十天高速公路陕西汉中段的容许永久变形寿命为13a.     

家用燃气胶管热空气老化性能与使用寿命估算

家用燃气胶管(以下简称胶管)的老化是影响其使用性能与寿命的主要原因,因此用加速老化试验与数据处理相结合的方法进行胶管寿命研究。先完成胶管试样初始拉伸性能测定,而后通过对胶管试样在60、70、80、90、100℃下热空气加速老化的试验,研究老化试验时间、老化试验温度对其拉断伸长率的影响。利用阿伦尼乌斯方程,通过估算试验常数、估算老化试验速度常数、估算老化特性指标、估算老化试验时间指数、检验老化试验速度常数公式的线性相关性、估算胶管在使用温度下的老化试验速度常数区间等6个步骤,完成老化试验速度常数与老化试验温度关联计算,进行使用寿命估算。研究表明:随着老化试验时间增加,胶管试样的拉断伸长率呈现下降的趋势;随着老化试验温度的升高,拉断伸长率下降的幅度增大。用胶管老化后拉断伸长率与老化前初始拉断伸长率的比值来表征老化特性指标,胶管的老化试验速度常数的对数与热力学温度的倒数成线性关系,在常温25℃条件下,胶管的老化试验速度常数估算值为3. 929 7×10-5h-1。将老化特性指标的失效临界值设定为0. 8,估算胶管的使用寿命约为14 a。文末附有家用燃气胶管热空气老化性能试验的视频,可扫二维码观看。     

基于PG值的机场道面沥青抗老化性能预估模型

从沥青老化机理出发,提出了预测机场道面沥青抗老化性能的预估模型.在标准大气压下针对1种基质沥青和2种改性沥青进行4种温度下不同时间段的老化处理,同时采用动态流变剪切仪(DSR)对沥青试样的PG上限温度值进行测试,研究其在老化作用下的变化规律.结果表明:3种沥青的PG上限温度值随老化条件的变化均存在一定的规律,但在相同老化条件下,沥青种类不同,其老化速率不同;无论是基质沥青还是改性沥青,其实测数据与预估模型吻合良好,PG上限温度值可作为评价机场沥青道面抗老化性能的指标.     

油中金属氧化物阀片的加速寿命试验

提出了金属氧化物阀片(以下简称MOV)用于油中时特别要考虑运行条件对其电、热特性的影响,进行了对高温油中低荷电率下运行之MOV采用温度、电压双重因子加速的老化试验。在此基础上,提出了通过实测MOV在较高荷电率下的老化状态以预估较低荷电率下的老化状态及趋势的方法,阐述了寿命终结判据的综合性及双重因子加速老化的条件下进行寿命预估的方法,用静、动态观点分析了MOV之热稳定性特性、保护水平与寿命的关系,试验与计算研究表明:高温油中之MOV工作于较低荷电率下能保证被保护设备、元件在使用寿命期间安全运行。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层疲劳断裂分析

在道路的使用过程中,沥青加铺层一直经历着交通荷载及温度变化的循环作用,沥青加铺层结构中的裂缝扩展呈现为疲劳断裂特征.沥青加铺层的使用寿命（从开始承载直至破坏所经历的车辆荷载及温度循环次数或作用时间）可分为疲劳裂缝形成寿命和疲劳裂缝扩展寿命两部分.疲劳裂缝形成寿命为由微观缺陷发展到宏观可检裂缝所对应的寿命,目前仍由传统疲劳理论的方法确定;而疲劳裂缝扩展寿命则为由宏观可检裂缝扩展到临界裂缝而发生破坏这段区间的寿命,用疲劳断裂力学方法确定.论文着重对沥青混合料与沥青路面的疲劳断裂进行分析.     

再生沥青自愈合影响因素及疲劳性能分析

为研究再生沥青自愈合影响因素及自愈恢复后的疲劳性能,试验选择指标HI_6表征材料自愈性能,选择指标N_(f50)表征材料疲劳性能,利用动态剪切流变(DSR)仪以时间扫描模式进行疲劳-愈合-疲劳循环加载测试,分析了愈合温度、愈合时间、老化程度、损伤程度、再生剂种类和再生剂掺量对再生沥青自愈合性能及疲劳寿命的影响,并通过灰关联理论进行了自愈合关键影响因素分析.结果表明:较长的愈合时间、较高的愈合温度和再生剂掺量对再生沥青自愈度有促进作用,原沥青的老化、再生沥青的损伤均不利于再生沥青的自愈恢复;同种再生沥青之间,自愈度越高则疲劳寿命越长,不同再生沥青之间,自愈度与疲劳寿命之间没有绝对关系;再生沥青自愈合关键的影响因素为愈合温度,其次分别是愈合时间、再生剂种类、原沥青老化程度、损伤程度和再生剂掺量.     

沥青胶浆疲劳寿命分析方法与预估方程

应用动态剪切流变仪,在不同温度和应力下对沥青胶浆进行了重复剪切疲劳试验,研究了沥青胶浆不同疲劳寿命判定指标(NP20,Nfm,Nf50)之间的相关性,分析了粉胶比(质量比)、温度、应力对沥青胶浆疲劳寿命的影响.通过对试验数据的拟合,建立了考虑温度影响的沥青胶浆疲劳寿命预估方程.结果表明:NP20与Nf50,Nfm与Nf50之间存在良好的线性关系,Nf50可作为一种简单、有效的沥青胶浆疲劳寿命判定指标;在相同温度和应力条件下,沥青胶浆疲劳寿命随着粉胶比增大而增大;在相同应力条件下,沥青胶浆(粉胶比为0.8)疲劳寿命随着温度的升高而降低;所建立的考虑温度影响的疲劳寿命预估方程可较为准确地预估不同温度和应力下沥青胶浆的疲劳寿命.     

高模量沥青混合料温度粘弹性能研究

采用多应力蠕变恢复试验(MSCR)和车辙试验表征高模量沥青的粘弹性与高温稳定性,通过微观测试分析了改性剂在沥青中的分散程度。通过动态模量试验,研究了高低温条件下高模量沥青混合料模量与相位角的变化规律,采用疲劳试验研究了材料在动态荷载作用下的服役寿命。试验结果表明:高模量改性沥青在高温下的不可恢复蠕变量仅为基质沥青的17%,约为抗车辙剂改性沥青的27%,高模量改性剂的分散性较抗车辙剂更佳;沥青混合料的动稳定度与沥青的蠕变柔量(Jnr3.2)成反比,高模量沥青混合料具有较好的温度稳定性,可延长道路的使用寿命,适用于温度跨度大的重载地区。     

基于室内光照模拟的热致变色沥青路面温控效果研究

采用沥青混合料铺装的路面表面呈黑色,在夏季较强的太阳辐射下,路面会吸收储存大量热量,当存在重复车辆荷载作用时,极易产生车辙病害;而在冬季路表气温较低,路面吸收的能量会快速损失,导致路面结冰.该研究尝试将一种在光照作用下可主动改变颜色从而改变反射率的创新型材料——热致变色材料,将其掺入沥青中,以期动态逆转沥青路面的热反射...     

沥青混合料抗裂性能评价指标的试验研究

基于沥青路面裂纹扩展行为,设计预切口小梁试件的疲劳试验,以模拟其复合裂纹扩展模式;以疲劳寿命指标来评价沥青混合料的抗裂性能,同时进行沥青混合料的低温弯曲试验和J积分试验,试验混合料采用4种低温性能差异显著的沥青胶结料.判别各项评价指标对试验混合料抗裂性能的鉴别程度,并分析沥青低温临界温度指标、低温弯曲试验指标、J积分试验指标与预切口小梁疲劳寿命的相关性.结果表明:以混合料疲劳性能为基准的混合料抗裂性能排序与沥青胶结料临界温度的排序一致,也与沥青混合料低温弯曲试验和J积分试验中能量指标的排序一致.     

木焦油基再生沥青及其混合料性能研究

测试分析了木焦油基再生沥青结合料及基质沥青混合料、木焦油基再生沥青混合料、RA-102再生沥青混合料的性能。结果表明:木焦油基再生剂可将老化沥青的针入度、软化点、延度和黏度恢复至符合JTG F40-2017《公路沥青路面施工技术规范》技术要求;木焦油可使老化沥青充分软化,提升老化沥青的延展性和塑性;与RA-102再生沥青混合料相比,木焦油基再生沥青混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗老化性能;木焦油与生物质纤维协同作用可显著提高再生沥青混合料的强度和韧性,在改善沥青路面使用性能的同时延长其使用寿命。     

Experimental investigations on high temperature transition of asphalt

Asphalt exhibits Newtonian, non-Newtonian and viscoelastic behavior as the temperature is varied. This investigation reports the temperature at which asphalt exhibits non-Newtonian to Newtonian transition. Air blown, blended asphalt and petroleum pitch were tested at different aging conditions. The temperature at which the material exhibited shear rate independent viscosity was taken as the transition temperature. The transition temperature varied with processing method and aging conditions. It was seen that blended asphalt exhibited greater increase in apparent viscosity during aging when compared to air blown asphalt, whereas air blown asphalt showed greater shift in transition temperature for the same aging conditions.     

浅谈沥青混凝土路面三大常见病害

针对沥青混凝土路面的三大常见病害——车辙、泛油、波浪,就这三个常见问题的形成原因作了系统分析,在此基础上提出了相应的防治措施,从而提高沥青路面使用性能,延长使用寿命,提高投资效益。     

不同老化状态下SBS改性沥青的低温性能分析

采用低温小梁弯曲(BBR)试验,同时结合Burgers模型对不同老化状态下的SBS改性沥青进行低温性能分析,验证了PG低温分级和黏弹性指标间的相适应性,发现短期老化对星型SBS改性沥青的低温性能有利以及SBS改性沥青存在蠕变速率不足的问题.利用傅里叶红外光谱FTIR技术定量分析了老化对SBS改性沥青官能团的影响,并对沥青各项物理化学指标间的相关关系进行了研究,结果表明:SBS改性沥青的低温性能与脂肪长链指数有关,脂肪长链指数越小,SBS改性沥青的低温性能越好.     

复杂环境因素影响下沥青混合料自愈合性能

通过半圆弯拉试验,以断裂能密度为愈合指标,分别研究了沥青种类、损伤程度、老化程度、愈合温度及愈合时间对沥青混合料自愈合性能的影响,并运用数字散斑技术对其损伤和自愈合过程进行了观测.结果表明:损伤程度对沥青混合料的自愈合能力影响最为显著;胶粉改性沥青混合料的自愈合效果最好;损伤程度和老化程度对自愈合能力起负面作用;当提高愈合温度时,沥青混合料的自愈合能力增强;随着愈合时间的增加,沥青混合料自愈合速度相对降低;基质沥青混合料经过短期老化后裂缝自愈合速度最快.     

多尺度纳米材料对再生沥青长期老化性能的影响

研究了由不同掺量有机蛭石（OEVMT）和纳米氧化锌（Nano ZnO）组成的多尺度纳米材料对再生沥青长期热氧和光氧老化性能的影响。利用薄膜烘箱对普通基质沥青进行老化以制得老化沥青,采用熔融共混方法,先将老化沥青、普通基质沥青以及再生剂按照一定的比例混合以制得再生沥青,再将多尺度纳米材料加入到再生沥青中制得多尺度纳米材料改性再生沥青。采用压力老化箱老化（PAV）和加速紫外光老化（UV）分别模拟再生沥青的长期热氧老化和光氧老化条件。通过传统物理性能试验和动态剪切流变试验评价了再生沥青的老化性能。结果表明:添加多尺度纳米材料提高了再生沥青老化前的高温稳定性、剪切变形抵抗力和弹性行为,但一定程度上削弱了其低温塑性变形能力;多尺度纳米材料有效改善了再生沥青长期热氧和光氧老化抵抗力;综合考虑长期老化性能数据,多尺度纳米材料的推荐掺量（质量分数）为1%OEVMT+3%NanoZnO。