克拉玛依180号沥青的研究

本文以克拉玛依180号沥青为例对沥青及其混合料的低温性能进行了较全面的研究,说明针入度较大的沥青有良好的低温性能,在寒冷地区使用可提高使用性能和使用寿命。     

养生方法对泡沫沥青冷再生混合料性能的影响

为了更真实模拟现场养生状况,设计开放养生、半密封养生及半密封+全密封养生(“组合”养生)3种养生方式,并采用力学试验对3种养生条件下泡沫沥青冷再生混合料的含水率、劈裂强度( indirect tensile strength, ITS)、无侧限抗压强度( unconfined compressive strength,UCS)及抗剪参数的发展规律进行研究;同时,通过CT扫描试验对混合料内部空隙结构进行分析。结果表明：不同养生方式下,混合料内部水分迁移路径和散失速率不一致,导致混合料养生过程中含水率及强度发展规律不一致;含水率与混合料终期养生强度密切相关;不同养生条件下混合料的内摩擦角变化规律基本一致,而黏聚力受含水率影响明显;半密封及“组合”养生水分散失速率慢,养生过程中被水化产物包裹的水分产生的水蒸气压力会破坏原有空隙结构,从而揭示了不同养生方式的空隙分布机理并推荐半密封养生36 h+全密封养生36 h作为泡沫沥青冷再生混合料中长期养生方法。     

沥青发泡性能评价指标及优化设计研究

采用3种不同品种和标号的沥青进行发泡试验,分析了采用膨胀率、半衰期评价沥青发泡性能存在的问题,探讨了发泡指数的计算方法及其作为沥青发泡性能评价指标的适用性.结果表明:并非沥青温度越高其发泡性能越好;以膨胀率、半衰期指标设计最佳发泡用水量缺乏理论依据;采用不同回归方程对沥青泡沫衰变过程进行两阶段拟合,可获得较为准确的发泡指数,但并非发泡指数越大,沥青发泡性能越好,发泡指数应与膨胀率、半衰期结合用于沥青发泡性能的评价与优化设计.基于研究成果,提出了沥青发泡性能的优化设计方法.     

沥青混合料低温约束温度应力试验研究

此方法对不同沥青、不同级配沥青混合料的低温抗裂性能作出了评价。试验结果表明，用低温约束温度应力试验中的冻断温度评价沥青混合料低温抗裂性能，直观、可靠性高。不同的沥青品种其混合料冻断温度明显不同，低温性能的沥青抗裂性能较好；沥青品种相同、级配不同的沥青混合料其冻断温度不同，但差别较小。沥青玛蹄脂碎石混合料表现出较好的低温抗裂性，沥青碎石的低温抗裂性较差。     

不同类型高模量沥青混合料抗剪性能研究

为了研究不同类型高模量沥青混合料抗剪性能,利用Superpave剪切试验机并按恒高度频率扫描试验(FSCH)方法测得了EME2沥青混合料和AC-20沥青混合料的复数剪切模量及相位角,根据时间-温度等效原理,利用非线性最小二乘法拟合得到了参考温度下的复数剪切模量主曲线,预测了两种高模量沥青混合料的高低温性能。通过恒高度重复剪切试验(RSCH)得到了两种高模量沥青混合料的加载末应变和剪切斜率。FSCH结果表明,两种沥青混合料的复数剪切模量均随温度的升高而降低,随荷载频率增加而增加,AC-20沥青混合料的高温抗剪性能优于EME2沥青混合料,EME2沥青混合料的常温抗变形能力优于AC-20沥青混合料;RSCH结果表明,在60 ℃条件下,AC-20沥青混合料的抗剪性能优于EME2沥青混合料。     

综论沥青的疲劳损伤自愈合行为:理论研究,评价方法,影响因素,数值模拟

沥青混凝土是常见的筑路材料之一,沥青路面以其行车舒适、低噪声、耐磨耗等优势被广泛应用于我国高等级公路。在车辆荷载及环境温度的反复作用下,沥青路面易产生疲劳损伤,若未及时察觉,疲劳损伤会不断累积汇集产生裂缝,降低路面的使用寿命,危及行车安全。与此同时,研究者通过试验发现,在一定条件下,沥青混凝土具有强度恢复及裂缝自修复能力,这种自愈合能力与胶结料沥青有较大关系。因此,为延长沥青路面使用寿命,降低运营过程中的养护成本,沥青的自愈合特性成为近年来国内外研究的热点问题。研究者结合室内试验与现代物相技术,提出基于力学、能量角度的沥青疲劳损伤自愈合评价指标,研究了沥青化学组成、改性剂、外界环境及加载方式等因素的影响,并试图借助宏观、微观理论解释沥青疲劳损伤愈合的过程。目前,关于沥青疲劳损伤愈合的评价方法、评价指标的有效性及理论模型的适用性尚未有定论,仍需进一步探索。基于上述问题,研究者对沥青疲劳损伤自愈合行为及相关理论开展进一步研究。研究结果表明,宏微观力学、分子扩散等理论可从一定程度上解释沥青疲劳损伤强度恢复行为和微观界面愈合行为。将沥青剪切、断裂试验和现代物相技术等作为研究方法,采用力学、能量等指标可从不同角度对沥青的自愈特性进行评价。同时采用疲劳损伤愈合行为方程及分子动力学模拟作为愈合过程数值模拟,将基本理论方程与分子尺度模拟结合,对沥青宏观及微观愈合行为进行数值表征,研究结果为其演化机制及特性描述提供参考。本文参考国内外研究成果,综述了沥青疲劳损伤自愈合特性的研究现状,其中包括沥青自愈合行为理论、沥青疲劳损伤自愈合能力评价方法及指标、沥青疲劳损伤自愈合特性影响因素、沥青疲劳损伤自愈合行为数值表征,最后展望了其未来的研究方向。     

面板数据马尔可夫预测沥青路面性能衰变方法

针对辽宁中北部地区公路沥青路面使用性能的检测数据,将路面结构、交通等级相同的归为同一子集,根据面板数据原理,用E-View软件计算某子集衰变函数的截距与系数,用MATLAB计算路面性能衰变的马尔可夫状态转移矩阵,进而对某路段所处路况的概率进行预测。结果表明：同一子内集的各路段样本路面性能衰变规律具有相似性。利用同一子集内数据的样本数量(本文以34组为例)的增多,可以弥补数据历时年份少(本文以3为例)的不足。为检验预测精确度,将测试样本的2014年预测数据与2014年实测数据相比较,误差均在±5之内,可实现在数据累积年份不足时沥青路面使用性能的预测。     

粗集料二维形状特征的图像描述

利用自行研制的粗集料形态特征研究系统(MASCA),采用数字图像处理技术,提出了以轴向系数与圆度这2个指标来表征粗集料的二维形状特征.研究表明:随着集料粒径的增大,其轴向系数呈下降趋势,岩性特征与集料的轴向系数间并无密切关联.卵石颗粒的圆度显著地接近于1,石灰岩、花岗岩、玄武岩和安山岩这4种集料的岩性特征对其圆度影响不大.     

硅烷偶联剂表面改性沥青阻燃剂

介绍了硅烷偶联剂表面改性沥青阻燃剂的原理和方法,确定了其最佳用量;通过红外光谱、热重分析等手段,对表面改性前后沥青阻燃剂的结构与性能进行了表征;研究了表面改性前后沥青阻燃剂的分散效果;对比分析了表面改性对沥青阻燃剂亲油性和亲水性的影响。结果表明,硅烷偶联剂与沥青阻燃剂发生了明显的物理化学作用,降低了沥青阻燃剂的表面极性,其最佳用量为沥青阻燃剂的0.95%;表面改性增强了沥青阻燃剂的热稳定性、分散性和亲油性,从而改善了沥青阻燃剂与沥青的相容性。     

钢桥面环氧沥青铺装层鼓泡形成扩展机理

为有效减少钢桥面环氧沥青铺装层出现鼓泡现象,采用现场调查、理论分析和数学建模的研究方法,系统地研究了鼓泡产生的原因和形成扩展机理。基于薄板理论,研究了鼓泡在竖向均布荷载作用下鼓泡挠度的变化规律。根据断裂力学中的能量原理,得到了鼓泡形成扩展过程中的能量关系,进而阐明了鼓泡形成扩展机理。研究结果表明：钢桥面环氧沥青铺装层鼓泡的形成扩展过程分为起裂、稳定扩展和失稳扩展3个阶段;鼓泡在外力作用下产生的挠度与鼓泡半径、铺装层厚度和弹性模量等因素有关,提出了以能量释放率为判定参数的扩展准则。