机场SMA高温变形中集料倾角变化规律

为探究机场重载下SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)的车辙变形特性,同时为建立沥青混合料细观模型提供数据支持,针对SMA高温变形过程中集料倾角的变化规律开展研究.采用车辙试件取芯方式,研究沥青混合料在高温及高荷载作用下集料倾角随碾压次数的变化规律.基于X-射线CT技术获取并重构了碾压前后沥青混合料的三维数字图像,提取了数字试件沿轮迹方向和垂直轮迹方向的二维图像,采用MATLAB编写图像的批量处理程序,获取二值化图像,进行集料倾角的计算和统计.结果表明:沥青混合料集料倾角的累计分布概率符合三参数威布尔分布;混合料集料倾角在0°~20°分布最多;碾压后,沿轮迹方向0°~20°区间集料倾角概率保持增大,垂直轮迹方向40°~60°区间集料倾角概率保持增大;沿轮迹方向集料倾角变化与车辙变形线性相关;掺加70#沥青的SMA集料较掺加SBS改性沥青的SMA集料倾角更易偏转.     

重复荷载作用下沥青低温粘弹效应的试验研究

沥青材料是一种典型的粘弹性材料,在荷载作用下其变形由虎克弹性牛顿粘性的比例关系所决定,为此本文从沥青的粘弹特性入手,对沥青在重复荷载作用下的变形进行分解,测定得到了沥青粘、弹性的比例关系,试探性地综合评价沥青材料的低温性能。     

基于无约束共振法沥青混合料动态模量试验研究

动态模量是沥青路面设计的重要参数,但传统的沥青混合料动态模量试验过程复杂、耗时,而且实际路面钻取的芯样尺寸往往无法满足其试验要求。为解决上述问题,基于沥青混合料圆柱体试件(L/D＜0.5)的无约束自由振动,提出一种快速、无损的沥青混合料动态模量试验方法,分析无约束共振法的试验原理,研究传感器布置点位以及试件尺寸对试验结果的影响,通过重复加载法试验验证无约束共振法与传统试验方法的相关性。结果表明,传感器布置点以及试件尺寸均不会对试验结果造成显著影响,同时无约束共振法与重复加载法具有很好的相关性。     

基于沥青混合料各组分密度的内部结构均匀性分析

为了有效地测试和评价沥青混合料内部结构均匀性,应用X-ray CT技术和数字图像处理方法,考虑粗集料、砂浆和空隙各组分的作用,提出了一种基于沥青混合料各组分密度的内部结构均匀性识别方法,选用4组不同油石比的沥青混合料试件,利用该方法对其内部结构均匀性进行了分析。结果表明:基于该方法提出的均匀性评价参数可以识别单一或一组沥青混合料试件的内部结构均匀性,并且通过分析计算得到沥青混合料的最佳油石比与室内试验获得的相差0.21%,这表明均匀性识别方法的有效性。     

除冰盐环境下水泥混凝土路面传力杆的锈蚀机理与传荷失效过程分析

传力杆锈蚀所引起的混凝土保护层开裂是影响水泥混凝土路面结构使用寿命的重要因素。该文基于扩展有限元方法,建立了传力杆锈蚀产物-混凝土保护层耦合作用开裂力学分析模型。使用此模型模拟了混凝土保护层锈胀开裂过程中的弥散分布裂纹起裂及扩展演化行为,研究了除冰盐环境下传力杆因锈蚀引起传荷失效的过程。设计传力杆试件的除冰盐环境室外暴露试验对数值模拟结果进行验证,发现两者在锈胀开裂模式方面符合较好。根据已验证的模型分析发现:传力杆的松动是促使其快速脱钝,并发生严重锈蚀的初始条件,松动量对传力杆表面锈蚀产物的物相组成比例无明显影响;锈蚀产物体积膨胀造成混凝土保护层出现龟裂,降低了混凝土为传力杆提供支承的能力,是传力杆因锈蚀导致传荷失效的主要原因。     

考虑胶浆黏附性的泡沫沥青冷再生混合料性能

采用正交设计方法,研究了粉胶比、沥青老化程度及老化沥青黏附试验温度3个因素对泡沫沥青胶浆与老化沥青间黏附特性的影响.利用自研测试设备,获取了泡沫沥青胶浆与老化沥青间的黏附强度,通过极差分析及方差分析,得到3个因素的影响程度及每个因素下的最优水平;结合泡沫沥青冷再生混合料（CRMFA）干/湿劈裂强度试验,确定了泡沫沥青冷再生混合料的最佳粉胶比.在此基础上,设计了3种拌和工艺.采用冻融劈裂（ITS）试验、车辙试验及无侧限抗压强度试验,分析了拌和工艺对泡沫沥青冷再生混合料路用性能的影响.结果表明：粉胶比对泡沫沥青胶浆的黏附特性影响最大,老化沥青黏附试验温度次之,沥青老化程度的影响最小;泡沫沥青胶浆与老化沥青黏附强度最优水平为粉胶比2∶1+沥青老化程度（85min RTFOT+10h PAV）+老化沥青黏附试验温度50℃;泡沫沥青冷再生混合料的最佳粉胶比为2∶1;拌和工艺对泡沫沥青冷再生混合料路用性能具有显著影响,将粗集料及沥青路面铣刨回收的旧料(RAP)与1/2的泡沫沥青拌和,依次加入细集料、矿粉及水泥,再喷入剩余1/2的泡沫沥青,拌和制备得到的混合料路用性能最优.     

太阳能-土壤源热能耦合道路融雪系统融雪性能的研究

基于太阳能-土壤源热能耦合道路融雪试验系统,开展能量转化型道路融雪性能的研究,分析了融雪过程道路温度场的变化规律并对影响系统融雪效果的因素进行探讨.研究显示:路面融雪经历初期升温过程-恒温融雪过程-融雪后升温过程3个阶段,且同一水平面内,由于与埋管的距离不同,温度分布不均匀,造成带状无雪区域的出现;太阳能-土壤源热能耦合道路融雪系统影响因素分析表明:管间距、埋设深度、液体流速、环境温度等因素对融雪效果存在显著影响,可针对具体运行工况,通过调整相关参数达到理想的融雪效果.     

高粘性沥青应力吸收层防治反射裂缝研究

为提高半刚性基层沥青路面的防反射裂缝能力,采用高粘性沥青、改进的Superpave方法设计了富沥青、砂粒式的应力吸收层沥青混合料.试验研究表明,高粘性沥青应力吸收层混合料具有极好的低温变形、抗疲劳及弹性恢复能力,并具有较高的抗拉伸能力,能有效延缓沥青路面反射裂缝的发生,采用此材料铺筑的试验路和观测结果验证了室内试验的结论.     

用体积法设计SMA混合料的配合比

ＳＭＡ混合料是一种新型的沥青混合料结构,它具有特殊的组成结构,本文采用体积设计法这一新的设计思想设计了ＳＭＡ混合料级配。这种级配能够保证粗骨架充分嵌挤和玛蹄脂充分填充作用。