高粘度改性沥青的老化性能研究

分别采用TPS和SBS制备了高粘度改性沥青和普通SBS改性沥青。研究了两种改性沥青在旋转薄膜烘箱(RTFOT)、压力老化箱(PAV)和紫外光老化前后物理性能的变化。结果表明:TPS改性沥青的抗短期热氧老化和长期热氧老化性能优于SBS改性沥青,同时,TPS改性沥青具有良好的抗紫外光氧老化性能。     

老化对丁羟推进剂燃速性能影响的试验研究

试验研究了贮存老化对HTPB复合固体推进剂燃速性能影响。分别采用自然老化和加速老化的试验方法,对HTPB推进剂在贮存过程中燃速的变化规律进行了对照分析。自然老化采用库房中贮存的方坯,加速老化采用热加速老化方法,燃速测定为水下声发射方法。试验结果表明,HTPB推进剂在贮存过程中燃速有随时间下降趋势,但变化不明显。自然老化与加速老化结论比较一致,具有可比性,这初步表明加速老化试验可以用于推算HTPB推进剂的燃速老化性能,所获得结论可以为固体火箭发动机进一步寿命评估作参考。分析了老化过程引起燃速性能变化的2种机理:化学老化引起的推进剂组分分解和物理老化引起的裂纹和空洞。前者使燃速产生减小的趋势,后者使燃速有增加的趋势,但总体而言,化学老化是主要的,老化的长期效应是燃速略有减小。     

有机化蒙脱土改性沥青老化性能的研究

采用熔融共混法制备了有机化蒙脱土(OMMT)改性沥青,通过薄膜烘箱老化试验(TFOT)和压力老化(PAV)试验,研究了OMMT对改性沥青老化性能的影响。结果表明,OMMT可显著减小沥青TFOT和PAV老化后粘度的增大、软化点的升高和针入度的降低,有效改善沥青的短期老化和长期老化性能;OMMT对沥青耐老化性能的改善作用随其用量的增加而增大,但当OMMT用量超过3%时,其对沥青耐老化性能的提高已较小。     

A novel method for evaluating fatigue properties of bonding layers used in bridge deck pavement

A new method was used to evaluate the fatigue properties of the bonding layer used in the bridge deck pavement. The shear fatigue test of three bonding layers was conducted on a dynamic shear rheometer(DSR). The fatigue formulas were gained for these layers. The experimental results indicate that, at the same torque level or at the same frequency, neoprene latex asphalt bonding layer exhibits excellent fatigue performance when compared to other two bonding layers. Funded by the National Natural Science Foundation of China (No. 50878171)     

基于疲劳及线收缩的沥青混合料低温性能研究

沥青混凝土的低温开裂是沥青路面损害的三种主要方式（低温开裂、疲劳、车辙）之一。本文针对高寒地区沥青路面低温开裂现象,选取两种沥青和AC-13、SMA-13、PA-13等三种不同级配混合料进行四点弯曲疲劳、线收缩试验,研究了不同材料及级配对低温下沥青混合料的疲劳性能及收缩性能的影响。试验结果表明：级配及沥青种类对疲劳寿命影响较大且相对于常温时,低温下沥青混凝土的疲劳寿命较大,但对于加载应力的变化有较高的敏感性,表明低温时沥青混凝土疲劳性能的稳定性较差。不同类型沥青混凝土的线收缩系数有较大差别,其中AC-13级配及改性沥青混凝土表现出较好的收缩性,同时随着温度的降低,沥青混凝土线收缩系数变化趋势减缓。     

The effect of cyclic hardening on fatigue properties of modified asphalt

The phenomenon of cyclic hardening is observed in fatigue tests of modified asphalt controlled by low strain/stress level and it is not clear how the phenomenon affects the fatigue properties of binders. The special time weep tests were performed to investigate the point. Tests results indicate that the cyclic hardening is caused by the rearrangement of molecules in binders, and it can make the inner structure of binders getting stable and increase the fatigue properties of asphalt binders. But fatigue damage occurs when fatigue tests start, no matter the phenomenon of cyclic hardening happens or not. If the controlled load is low, the effect of rearrangement of molecules on material is beyond the effect of fatigue damage so that the cyclic hardening can be observed. When the load conditions get worse, the effect of slight fatigue damages produced in hardening stage will show.     

再生沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能

为了分析废旧沥青路面材料(RAP)对热拌沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能的影响,设计了不同RAP掺量(10%、20%、30%)及不同级配(AC-13和AC-16)的沥青混合料,采用沥青混合料性能试验仪(AMPT)在不同温度和加载频率下的动态模量,之后采用时间-温度等效原理,确定了不同沥青混合料的动态模量主曲线;并对不同沥青混合料进行了单轴拉伸疲劳试验,通过简化的黏弹性连续损伤模型(S-VECD),确定了不同级配、不同RAP含量的沥青混合料的损伤特征曲线(C-S),及基于能量的疲劳失效标准与疲劳加载次数之间的关系(GR-Nf).结果表明:沥青混合料的动态模量随着温度的升高、加载频率的降低而降低,温度越低、频率越高,沥青混合料越接近弹性体,反之越接近黏性体;从不同级配的沥青混合料的动态模量主曲线中可以看出,RAP含量越高,其动态模量越高,但总体来看相差不大.疲劳试验及分析表明:RAP含量较高时,其疲劳性能较低,表明其应力松弛能力较差,因此应更加关注再生沥青混合料的抗疲劳性能.     

有机化累托石改性沥青的制备及性能研究

采用熔融插层法制备了有机化累托石(OREC)改性沥青,利用X射线衍射(XRD)表征了OREC改性沥青的微观结构,研究了OREC用量对改性沥青物理性能和粘度的影响,并通过薄膜烘箱(TFOT)和压力老化(PAV)对基质沥青和改性沥青老化性能进行了比较。结果表明:OREC可与沥青熔融插层形成剥离型纳米复合结构;OREC与沥青熔融共混后,沥青的软化点和粘度均增大;与普通沥青相比,经TFOT和PAV老化后,OREC改性沥青的软化点增量和粘度增加率显著减小,表明OREC可有效改善沥青耐老化性能。     

基于耗散能法分析热拌及温拌再生SMA沥青混合料的疲劳特性

为了分析废旧沥青路面材料 (reclaimed asphalt pavement, RAP) 掺量和Sasobit对再生沥青玛蹄脂碎石混合料 (stone mastic asphalt, SMA) 疲劳性能的影响, 本文设计并比较了不同RAP掺量 (0%、20%、30%) 的热拌及温拌SMA沥青混合料.对不同类型SMA沥青混合料进行四点梁弯曲疲劳试验, 采用耗散能法分析其疲劳特性.研究表明:1) 不同类型SMA沥青混合料的疲劳次数与累计耗散能之间的关系不会随RAP掺量改变以及是否添加Sasobit发生变化, 其疲劳寿命与累计耗散能在双对数下, 均表现出良好的线性关系, 且具有唯一的关系方程.2) 随着RAP掺量的增加, 再生SMA沥青混合料的累积耗散能降低, 疲劳寿命下降.3) Sasobit对温拌SMA沥青混合料耗散能量的能力有不利影响, 而对温拌再生SMA沥青混合料影响不大.     

纤维沥青混合料热老化试验

沥青混合料的老化是一个复杂的过程,直接影响着沥青路面的耐久性和使用寿命.通过直剪试验和劈裂试验,研究纤维沥青混合料在热老化后的物理力学指标的变化.试验表明纤维能够改善混合料抗老化性,进而延缓沥青混合料路面的使用寿命.     

20G材质老化与其剩余寿命关系的初探

通过在不同的热处理工艺条件下对已经轻度球化的 2 0G材质试样进行老化试验研究 ,给出了老化处理的原理 ,探索了实验室中进行材质老化模拟的操作程序。金相分析的结果表明 ,通过老化处理分别得到了中度球化和完全球化级别的试样 ,并在实验的基础上拓宽了公式τ =Aeb/T的应用范围。对不同球化级别的试样进行高温低周疲劳试验 ,根据试验结果初步拟定将母材完全球化作为焦炭塔判废依据 ,利用公式τ =Aeb/T对 2 0G材质进行的剩余寿命估算与实践相吻合 ,表明了从材质老化角度研究焦炭塔剩余寿命的可行性     

沥青混合料应变-寿命疲劳方程研究

在国内外研究成果基础上,提出了合理可行的沥青混合料直接拉伸疲劳试验中试件尺寸、失效判据、控制方式、加载频率和试验温度等条件.基于不同应变水平的疲劳试验结果,分析了平均应力影响,建立了沥青混合料应变—寿命疲劳方程,可作为疲劳开裂寿命预估的依据,并提出了沥青混合料疲劳开裂拉应变的阀值和极限值.利用沥青混合料直接拉伸疲劳试验得到的应变—寿命疲劳方程能更好体现沥青混合料的疲劳特征,其疲劳开裂拉应变的阀值和极限值能充分反映沥青混合料疲劳破坏的过程.     

泡沫沥青稳定碎石混合料的研究开发

评价泡沫沥青混合料的结构抗力,抗疲劳是一项重要指标.泡沫沥青混合料的力学性能介于粒状材料结构和水泥稳定结构之间.泡沫沥青混合料的疲劳特性低于热拌沥青混合料.泡沫沥青混合料抗疲劳性能低于热拌沥青混合料或高质量乳化沥青混合料.     

考虑松弛的沥青混合料疲劳损伤累计模型研究

根据应变控制疲劳试验的受力特点,通过分解沥青混合料应变,控制疲劳试验输入和输出响应,分析沥青混合料应变控制疲劳试验过程中的松弛现象.基于损伤力学和粘弹理论,分析由应力松弛引起的疲劳损伤和演化规律,建立考虑应力松弛沥青混合料疲劳损伤累计模型.相同条件下一组大样本疲劳试验结果与模型计算结果的对比表明,提出的损伤演化模型不仅拟合效果良好,且揭示沥青混合料在重复载荷作用下初期模量衰减的粘弹非线性本质,有利于沥青混合料疲劳研究和寿命预测.     

布敦岩沥青混合料路用性能研究

为了分析布敦岩沥青混合料的路用特性,分别对基质沥青混合料、不同掺量布敦岩沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行路用性能对比试验研究。结果表明,布敦岩沥青可以显著改善沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能。综合考虑性能变化规律以及经济因素,推荐布敦岩沥青的合理掺量为3.5%。     

无机微粉填料对沥青胶浆疲劳性能影响规律分析

为了探究无机微粉填料在沥青胶浆中的疲劳性能影响规律,以3类9种常用无机微粉颗粒作为添加矿料,从无机微粉填料颗粒形貌特征、填料类型和颗粒粒径出发,通过扫描电镜(SEM)对微粉颗粒的形貌特征进行表征,再通过动态剪切流变仪(DSR)时间扫描试验分析不同种类微粉填料对沥青胶浆的疲劳性能的影响规律,然后采用Nf50和NDER两种...     

Accelerating Effect of Wetting-Drying Cycles on Steel Bar Corrosion in Concrete

1 IntroductionWetting-drying cycle is one of the normal phe-nomena in natural climate processes. Bridges, roadsand buildings are often weathered by sun shining andraining alternately in the atmosphere environment.Some investigations and studies have indicated thatwetting-drying cycle conditions often lead to seriousdurability deterioration of reinforced concrete struc-tures [1-5], in which the corrosion of steel bar is themost primary aspect of durability deterioration.Because the wetting and …     

Experimental study on fatigue performance of Gussasphalt mixture

Four-point flexural fatigue test for Gussasphalt mixture specimen was carried out at a straincontrolled mode system. The results showed that the development of the tested stiffness modulus and phase angle of the mixtures with increasing load cycles exhibited three periods, initial generation, slow development and failure period. The fatigue crack generation zone formed in the third period, in which the macro mechanical properties were signifi cantly decreased. Moreover, we also analyzed the effects of asphalt content and mixing temperature on the fatigue life of the mixture. The results showed that the fi rst period when the specimen＇s initial stiffness modulus was reduced to 80% accounted for 5%-10% of the total fatigue life; the second period in which the reduction became slow and demonstrated a liner relationship with load cycles occupied 70%-85% of the fatigue life; and the third period was about 5%-10%. The results indicated that the lower the mixing temperature, the longer the fatigue life of Gussasphalt mixture. Besides, the increasing of asphalt content has a minor effect on the fatigue life of Gussasphalt mixture     

聚酯纤维沥青混凝土动态模量与疲劳性能研究

采用动态模量试验和间接拉伸疲劳试验研究了聚酯纤维沥青混凝土(纤维掺量为0.25%)的动态模量特性和疲劳性能,分析了聚酯纤维对沥青混凝土粘弹特性和疲劳性能的影响。结果表明,聚酯纤维掺入后能降低沥青混凝土低温时的脆性,提高其高温时的劲度。同时,聚酯纤维沥青混凝土的损耗模量降低,其抵抗疲劳开裂的能力增强。间接拉伸疲劳试验也表明,聚酯纤维能提高沥青混凝土的疲劳寿命,且在低应力的情况下改善效果更加明显。     

Effects of Pitting Corrosion on the Fatigue Behavior of Q235 Steel

点蚀坑对Q235钢材疲劳性能影响

研究

徐善华¹,任松波^1,2,王友德¹

(1.西安建筑科技大学 土木工程学院,西安 710055;

2.西南科技大学 土木工程与建筑学院,绵阳 621010,四川)

创新点说明：

本文首先将锈蚀钢材表面点蚀损伤按照损伤特征进行分类,然后,将点蚀坑间交互作用引入交变荷载作用下锈蚀钢材裂纹扩展的研究问题中,增加了锈蚀钢材预测疲劳寿命的准确性。

目的：

研究点蚀坑交互作用对锈蚀钢材疲劳裂纹扩展过程的影响。

方法：

(1) 钢材试件锈蚀过程采用自然环境腐蚀方式,锈蚀龄期分别设置为0.5年、1年、2年以及4年。

(2) 利用PS50三维非接触形貌采集仪对锈蚀钢材表面形貌数据进行扫描采集,并凭借MATLAB软件平台对腐蚀表面点蚀损伤特征参数进行统计分析。

(3) 利用塑性力学理论,建立了相邻点蚀坑交互作用启动临界条件模型。

结果：

(1) 基于相邻点蚀坑的交互作用,量化了不同状态点蚀坑群下的交互因子。

(2) 通过相邻点蚀坑交互因子作用,建立了基于交互作用下锈蚀钢材疲劳裂纹扩展速率计算模型,该模型的计算结果更符合真实实验。

结论：

(1) 钢材在大气环境下,腐蚀初期,点蚀损伤主要以独立点蚀坑状态存在;随着腐蚀时间持续,点蚀坑逐渐连接,交互,甚至重叠。

(2) 随着腐蚀时间持续,钢材试件裂纹扩展曲线的起裂越早。当腐蚀时间超过2年,锈蚀钢材裂纹扩展速率可利用基于交互作用下锈蚀钢材疲劳裂纹扩展速率计算模型进行预测。

关键词：点蚀特征;腐蚀时间;点蚀坑交互;疲劳裂纹扩展速率;预测寿命