基于微观力学的沥青混合料黏弹性预测

利用微观力学和逾渗理论预测了沥青混合料的黏弹性能。将沥青混合料看作刚性粗集料颗粒夹杂于黏弹性沥青砂浆基体内的复合材料,在Laplace空间域内利用Mori-Tanaka等效夹杂理论和宏观平均理论,建立了从沥青砂浆黏弹性预报沥青混合料黏弹性的模型。基于逾渗理论修正了模型中的参数,并与静态蠕变试验结果进行了对比。结果发现:粗集料对黏弹性沥青基体性能具有增强作用,沥青混合料黏弹本构方程可以表示为粗集料增强系数与沥青基体黏弹本构方程的乘积形式。微观力学预测的增强系数较试验值偏小,误差分析发现,产生偏差的主要原因是Mori-Tanaka方法考虑集料间相互作用较弱,当粗集料体积分数较大时,预测模型精度下降。通过逾渗理论对粗集料体积分数修正后的结果与试验值较吻合。     

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.     

乳化沥青冷再生混合料早期黏聚力及影响因素

为了研究乳化沥青冷再生混合料早期黏聚力指标缺失而引起的施工质量等问题,通过维姆(HVEEN)黏聚力试验方法研究了放置时间、乳化沥青特性与用量、沥青旧料(reclaimed asphalt pavement,RAP)掺量及拌和用水量对其冷再生混合料黏聚力的影响规律,借助于统计产品与服务解决方案(statistical product and service solutions,SPSS)软件分析了4种影响因素的显著性,并根据室内试验结果推荐了乳化沥青冷再生混合料早期黏聚力控制指标及要求,在最后探讨了提升乳化沥青冷再生混合料黏聚力的具体技术方式.试验结果表明:乳化沥青冷再生混合料黏聚力随放置时间、乳化沥青用量及拌和用水量的增加呈现出先增大后减小的趋势,随RAP掺量的增加而增大,且最大黏聚力存在于冷再生混合料和易性良好时;乳化沥青平均粒径越小并非黏聚力越大;黏聚力试验与劈裂强度试验确定最佳拌和用水量具有良好的一致性.乳化沥青用量、拌和用水量、乳化沥青特性及RAP掺量对其冷再生混合料黏聚力影响显著;掺加布敦岩沥青、再生剂及采用丁苯橡胶改性乳化沥青的技术方式对其冷再生混合料黏聚力改善效果明显,而...     

二氧化钛沥青混合料光催化性能影响因素研究

针对二氧化钛沥青混合料光催化分解汽车尾气性能较低的问题,根据其光催化机理设计影响因素分析实验,选择二氧化钛粒径、晶体结构及非金属元素改性为研究对象,建立气体浓度修正n值概念,以混合料对一氧化碳和碳氢化合物的催化分解效果来分析其光催化性能的影响因素。研究结果表明:除混合料级配类型、温度、光照等外界条件外,二氧化钛粒径、晶体结构及非金属元素改性等是影响二氧化钛沥青混合料光催化性能的内在因素;氮掺杂的anatase相纳米TiO2沥青混料具有较高的光催化分解汽车尾气性能。     

老化前后沥青与沥青混合料指标相关性分析

为分析老化前后沥青与沥青混合料指标相关性，开展了相应室内试验研究：在不同老化阶段进行沥青针入度、延度、软化点试验；在中、低温条件下，对不同老化时期AC-13沥青混合料进行半圆弯拉试验，分析混合料力学强度、弹性模量、断裂能演化规律；将老化前后沥青三大指标与沥青混合料力学指标进行相关性回归分析。试验结果表明，老化初期对混合料强度、弹性模量影响较大，且老化对弹性模量影响较为敏感；混合料对低温断裂能作用明显，中温断裂能显著高于低温断裂能；混合料老化前后的强度、弹性模量与沥青三大指标具有较高线性相关性，针入度可对中低温下混合料力学性能进行预测。     

沥青混合料车辙进程影响因素及预估模型研究

采用汉堡车辙试验系统进行车辙试验,分析荷载作用次数、试件厚度、温度、混合料力学性能对沥青混合料车辙进程的影响,建立了以上影响因子与车辙深度的关系,并建立了沥青混合料车辙预估模型;通过AC-13、AC-16和AC-20这3种混合料、40℃、50℃、60℃3种温度下的大量室内车辙试验数据确定了模型参数。结果表明,车辙深度与荷载作用次数呈乘幂关系增加,与温度呈指数关系增长,与混合料重复加载试验力学性能参数εp/Fn呈乘幂关系,而与试件厚度关系不显著,根据建立的车辙预估模型得到的车辙预估值与实测值误差基本不超过±10%,进而通过9条路段的车辙实际调研数据对模型参数进行了修正,得到了实际路面车辙预估模型,可以为路面混合料设计提供参考。     

沥青混合料黏弹性参数的改进识别

伯格斯(Burgers)模型已被广泛用于分析沥青混合料黏弹性蠕变性能,但模型参数识别时,分段时刻的确定还存在主观性较强等缺点。针对沥青混合料伯格斯模型参数的识别问题,从伯格斯模型参数识别的原理出发,提出了一种最优时域分段识别方法。基于最小识别残差平方和原则,确定了伯格斯模型参数分段识别的最优分段时刻。通过理论推导与试验验证该方法具有普遍的适用性和稳定性,同时识别精度更高,可以准确识别沥青混合料的黏弹性模型参数,进而可以更精确地评价沥青混合料的蠕变变形性能。     

基于室内环境模拟的再生沥青混合料老化影响因素

为了解决不同环境因素对路面工程中未经压实的再生沥青混合料(recycled asphalt mixture,RAP)老化程度影响的问题,以松散的再生沥青混合料为研究对象,利用特制的室内模拟老化试验装置,通过控制温度、湿度、老化时间、氧气浓度等因素,对新制备密级配沥青混合料AC-13进行特定环境条件下模拟老化试验.结果表明:松散RAP混合料的老化程度随试验温度升高而增加,随空气湿度增加和氧气浓度下降而降低;不同试验温度下,沥青老化的成长速度和试验终值均不相同,表明老化过程中的化学反应因温度不同而有所差异;在通入纯氮气的试验中,沥青没有发生任何老化作用,表明沥青的老化只受氧化作用影响;环球法测软化点的试验结果对温度变化较为敏感,动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer,DSR)测定的动态复数剪切模量在表征沥青老化程度时存在一定迟滞效应;老化后沥青混合料低温性能出现衰减,主要原因是沥青长期老化作用导致.     

沥青混合料耐久性分析

总结了沥青混合料水稳定性损坏机理、影响因素、评价方法、改善措施,沥青混合料疲劳特性的理论方法、影响因素、预测方法及沥青混合料老化的原因、评价方法、影响因素、改善措施.通过分析影响沥青混合料耐久性的上述3个方面,从材料选择和沥青混合料配合比设计角度,给出了几点改善沥青混合料耐久性的措施的建议.     

老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响研究

采用劈裂试验方法，分别对新拌、短期老化和长期老化状态下沥青混合料的低温性能进行了对比研究．试验表明，未老化的沥青混合料的低温性能不能反映和预测老化后的性能，并且在评价沥青混合料低温性能时，短期老化试验比长期老化试验更为敏感，由此说明在沥青混合料低温性能试验评价过程中充分考虑老化因素的影响是必要的．     

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。     

影响沥青混合料体积参数的因素与质量控制

压实空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度等体积参数对沥青混合料的力学性能、施工性能和路用性能有重要影响,三者之间也存在着相互制约关系。通过研究分析体积参数之间的相互作用机理、影响体积参数的因素、体积参数与混合料质量的关系,提出了工程应用中施工参数的变化范围。     

温拌橡胶SMA高温稳定性能影响因素试验

为了分析不同因素与混合料高温稳定性能的关联程度及讨论单因素的变化是如何影响混合料高温稳定性能的,采用车辙试验,将孤立变量法和灰关联分析法相结合,研究级配、沥青用量、空隙率、胶粉掺量及击实温度5个因素对温拌橡胶沥青SMA高温稳定性能的影响规律。结果表明,温拌橡胶沥青SMA击实温度是影响高温稳定性能的最显著因素,胶粉掺量、空隙率也有较大的影响,各因素关联度按照显著性排序依次为击实温度→胶粉掺量→空隙率→2.36mm通过率→沥青用量。     

影响偏心结构非弹性地震反应的主要因素分析

国外对偏心结构受地震动影响的研究一直非常活跃,而我国在这方面的研究则相对较少。由于影响偏心结构体系在地震作用下的非弹性反应的因素众多,目前对不同结构参数对结构扭转反应的影响规律仍缺乏较一致的认识,本文对该领域的研究现状进行简要的评述。     

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.     

沥青混合料压实特性影响因素研究

压实是沥青路面生产建设中的关键环节,为了研究沥青混合料压实特性及其影响因素,文中结合沥青混合料旋转压实(SGC)曲线,分析了沥青混合料压实特征不同参数(压实能量指数CEI,混合料旋转压实曲线两个平均斜率K1、K2)的物理意义,并且进一步研究了混合料压实特征参数与沥青混合料材料组成(级配、沥青用量)及成型温度之间的关系。研究发现,中值级配的混合料在施工过程中较其它级配更容易被压实,而随着油石比的增加,混合料的可压实性表现出线性增长的趋势,另外,研究也发现混合料只有在合适的温度范围才有较好的可压实性,并非温度越高越好。     

沥青混合料离析分析与模拟

由于级配、温度和施工等因素的影响,沥青混合料在施工过程会产生离析,碾压后形成的路面离析,从而导致各种路面早期病害现象发生.采用颗粒力学的软球模型理论分析颗粒在自重条件下的相互作用的运动规律,应用颗粒流程序模拟了沥青混合料在CA0.2,CA0.4,CA0.6和CA0.8的颗粒运动情况,在最佳沥青含量下拌和进行性能试验,试验结果表明,沥青混合料在CA0.4～CA0.6之间,压实比和离析势能指数分别存在一个最小值,与模拟结果一致.