沥青混合料裂缝潜在自愈合机制研究

针对道路工程中沥青混合料开裂这一常见病害,对沥青混合料裂缝自愈合的各种可能性展开研究,介绍了沥青混凝土裂缝自愈合的五种潜在可利用机制,包括沥青自身的自愈合机制、微胶囊机制、离聚物机制、纳米粒子机制以及其它机制,并对上述各机制进行比较并讨论各机制的优点及不足之处。在综合比较下沥青材料自身的自愈合机制是最优的选择。     

偶联剂改性沥青与卵碎石集料界面性能研究

为了改善酸性卵碎石集料与沥青粘附性,利用硅烷偶联剂KH550对沥青进行改性.采用针入度、延度、软化点试验分析了偶联剂掺量对沥青性质的影响.采用红外光谱分析、沥青-卵碎石粉交互作用能力测试、低温黏结性试验和沥青混合料水敏感性试验,研究了偶联剂对沥青与卵碎石集料的界面作用.结果表明:经过偶联剂处理的卵碎石粉末的红外光谱存在明显的CH2吸收带,证明了在偶联剂作用下卵碎石表面生成了聚硅氧烷.沥青的软化点随偶联剂掺量的增多先增大后减小,延度和针入度随偶联剂掺量的增多先减小后增大.偶联剂掺量为0.6％时,沥青-卵碎石粉体系的车辙因子G*/sinδ与交互作用系数B值最高.在该掺量下,卵碎石低温脱石量降低了50.7％;相对未改性沥青混合料,水敏感性试验后偶联剂改性沥青混合料的残留劈裂强度比提高了7.9％.硅烷偶联剂显著提高了卵碎石与沥青的界面性能.     

埃洛石纳米管协效阻燃改性沥青性能及机理研究

为研究埃洛石纳米管(HNTs)协效常规阻燃剂(CFR)改性沥青的阻燃性能及机理,首先采用极限氧指数仪、克利夫兰开口杯和锥形量热仪对SBS改性沥青、常规阻燃改性沥青和埃洛石纳米管协效阻燃改性沥青进行阻燃性能测试;然后采用热重?差示扫描量热仪(TGA?DSC)研究沥青燃烧过程的质量损失和热量变化,采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热重?红外联用技术(TG?FTIR)研究沥青燃烧过程中固相物质和气态产物的时程变化,采用数码相机(DC)和场发射扫描电镜(FESEM)表征沥青残渣的宏微观形貌,来探寻HNTs协效CFR改性沥青的阻燃机制.研究结果表明:1％HNTs复配8％CFR(质量分数,下同)改性沥青的极限氧指数(LOI)和自燃温度(SIT)分别为25.5％、441℃,说明添加阻燃剂使沥青变为难燃物质;同时阻燃沥青的热释放速率峰值(PHRR)和烟释放速率峰值(PSPR)也明显降低,说明HNTs协效CFR改性沥青具有良好的阻燃性能和抑烟性能.通过热重及热量变化发现了阻燃剂靶向分解的吸热阻燃机理,通过固相物质的转变规律发现了磷酸催化沥青成炭的凝聚相阻燃机理,通过气态产物的转变规律发现了磷系自由基淬灭燃烧的气相阻燃机理,通过沥青残渣的形貌表征分析发现了阻燃剂增强残渣完整性和致密程度的阻隔层阻燃机理,最后基于全相态物质变迁规律揭示了HNTs协效CFR改性沥青的阻燃机制.     

具有碎石基层的半刚性沥青路面合理结构研究

本文在充分考虑碎石基层非线性特性的基础上，采用弹性多层体系迭代方法全面分析了具有碎石上基层的半刚性沥青路面路表弯沉、面层底面及半刚性基层底面弯拉应力，建立了路面结构层厚度与路面抗疲劳寿命的关系，并在此基础上提出了适应于重交通道路的碎石基层半刚性沥青路面合理结构。     

重载作用下大碎石柔性基层的抗车辙性能

基于重载,通过室内试验,采用考虑运动车辆与不平整路面相互耦合作用的更加符合实际的汽车动载模型而建立起来的具有较高精度的车辆动力作用下沥青路面车辙计算与预估的方法,对大碎石柔性基层的抗车辙性能进行研究;并通过试验路的跟踪观测对试验成果和三维动载数值计算结果进行了验证.结果表明,重载作用下车辙主要是由横向剪切引起的,采用低标号沥青、压碎值小的优质集料和合理级配的大碎石柔性基层路面的抗车辙能力并不比传统的半刚性基层沥青路面差.     

沥青路面车辙变形的三维粘弹性动力有限元分析

基于车辆对路面的动力作用,建立路面不平整度引起的汽车动荷载简化模型,通过室内高温蠕变试验获得不同沥青面层材料的粘弹性模型,以弹粘塑性理论、动力学基本理论和有限元方法作为理论基础,采用动力有限元分析方法对沥青路面车辙进行了计算与预估,并分析了车辆轮胎压力、车速、作用时间、路面温度及轴载作用次数对沥青路面车辙深度的影响。通过河北邯郸~长治高速公路实体工程验证表明,采用基于动力有限元方法的车辙理论计算值与实测值误差仅为8%~9.5%,具有较高精度,研究成果为进一步完善车辙计算方法及工程应用提供理论依据。     

新老混凝土黏结强度特性研究

通过界面双剪试验,系统分析了影响界面黏结剪切强度的影响因素,给出了多因素黏结强度计算公式.并借助光学显微镜对修补界面进行微观分析,提出了在实际工程中提高新老混凝土界面黏结强度的建议.     

典型硫酸盐固废复合胶凝材料制备与微观特性研究

硫酸盐类工业固废造成的环境污染和资源浪费问题引起了国内外学者的广泛关注,当前中国两种典型的硫酸盐类固废(电解锰渣和磷石膏)堆存量巨大,造成严重的环境污染,其无害化与资源化利用刻不容缓。依据电解锰渣、磷石膏两种固体废弃物的特性,利用电解锰渣和磷石膏结合矿渣制备复合胶凝材料,探究了磷石膏和水泥不同掺量对复合胶凝材料硬化体力学性能的影响。通过XRD、SEM和EDS分析了硬化体的物相组成和微观形貌变化特征,同时对硬化体进行毒性浸出测试。结果表明：硬化体各龄期强度随着水泥掺量增加而增大,硬化体各龄期强度随着磷石膏掺量增加而减小。复合胶凝材料较优配合比(质量分数)为电解锰渣为50%、磷石膏为20%、矿渣为30%,水泥外掺12%的硬化体28 d抗压强度为27.1 MPa,硫酸盐固废复合胶凝材料的水化产物主要为水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)。养护至28 d的硬化体浸出液中可溶性Mn²⁺、NH₄⁺-N、PO₄^3-和重金属离子浓度稳定后满足GB 8978—1996《污水综合排放标准...     

压缩荷载作用下考虑T应力影响的裂纹扩展行为特性

在充分考虑裂纹尖端应力场Williams展开式中非奇异应力项对裂纹扩展影响的基础上,提出了考虑裂纹表面摩擦效应和T应力影响的裂纹尖端附近应力的理论解,并利用修正的最大周向应力准则分析了压缩荷载作用下T应力对裂纹起裂、扩展行为的影响;通过单轴压缩试验裂纹起裂角的试验结果与理论值的对比,验证了考虑3个T应力分量(T_x、T_y、T_(xy))所得理论解的合理性。结果表明:初始裂纹倾角β一定时,裂纹尖端最大周向应力σ_(θmax)和剪切应力绝对值的最大值■随着裂纹表面摩擦系数f的增大逐渐减小;σ_(θmax)和■随着侧压力系数k的增大呈先减小后增大的趋势;k和β越大,裂纹发生剪切开裂的概率越大;通过调整T应力的大小,可以有效控制裂纹扩展的方向,使其偏离危险方向,有效延缓或阻止构件发生整体断裂。     

结构参数与填料特性对盖板涵洞土涵作用影响

为精确地计算涵洞顶部竖向土压力集中系数,进行了土石混合体填料—涵洞室内模型试验.利用试验结果标定了 FLAC数值模型,运用该数值模型研究了结构参数与填料性质对涵洞力学特性的影响.结果表明:在侧墙顶部以下0.35D(D为侧墙高度)处出现最大水平负弯矩,在0.67D处出现水平弯矩反弯点;含石量对侧墙上水平土压力影响显著,含...