沥青铺面拌合场质量状态灰色模型评测体系构建

为解决当前沥青铺面拌合场质量状态测评评价方法片面、指标单一,体系不完整的问题,合理设计沥青铺面拌合场质量状态评价和预测体系,以有效推进铺面质量管理技术进步,提升质量保证能力,提高混合料品质和铺面工程服役寿命。应用灰色模型理论,通过拌合场质量状态的灰色系统特性和质量管理的技术特征分析,提出沥青铺面拌合场质量状态灰色模型评价程序;确定测评指标层级和评测参数,建立了沥青铺面工程拌合场质量状态评测二级指标体系,继而实现沥青铺面拌合场质量状态评价和预测。分析中,基于专家调查法提出指标权重赋权分析方法,获得了指标评测特征向量,计算分析了特征数据序列的参照关联系数,实现了灰色模型评测体系的构建;明确了沥青铺面拌合场质量评测结果,确定了质量状态优劣排序方法。研究结果表明：可筛选高权重的二级指标构建简化的灰色模型体系,进而提高评价区分度和效率,实现质量状态评测和质量趋势预测;分辨系数ρ可作为区分度控制的指标,适合在绩效分值测算中作为控制参数合理运用;同时,通过体系的构建及权重特征的分析,进一步明确了沥青铺面拌合场质量管理的核心内容和关键环节。灰色模型评测方法能够显著提高沥青铺面拌合场质量管理的科学性和可...     

基于筛余特征参数的沥青混合料路用性能预测方法

为研究混合料级配变异与路用性能的关系,预测沥青混合料的路用性能,构建了典型的沥青混合料级配变异模式,提出筛余特征参数来表征混合料的级配变异特征,并使用SPSS软件对混合料的结构参数与路用性能进行相关性分析,建立了沥青混合料路用性能预测方法,以沥青混合料结构参数为中介,通过回归分析建立变异级配筛余特征参数与路用性能指标的关系方程,并确定了各路用性能指标值的合格标准。通过试验进行了沥青混合料路用性能预测方法的验证,结果表明,该方法对马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比、蠕变速率、残留稳定度的预测与实际结果符合较好。可据此实现对沥青混合料变异级配的部分路用性能结果的预测,在不影响施工进程的条件下实现快速调整施工配合比,保证了沥青混合料的路用性能。     

废橡胶颗粒沥青混合料级配组成的优化

应用星点设计-效应面优化法进行废橡胶颗粒沥青混合料级配组成的优化设计,运用SPSS软件分析实验结果,描绘了橡胶颗粒掺量、粗集料用量和粗橡胶颗粒用量等影响因素的效应面,建立了相应的数学模型,得到了橡胶颗粒沥青混合料的最优级配组成。结果表明,当橡胶颗粒掺量为2.0%~6.0%、粗集料用量为60.0%~75.0%、粗橡胶颗粒用量为30.0%~60.0%时,橡胶颗粒沥青混合料综合性能最优;将星点设计-效应面优化法应用于橡胶颗粒沥青混合料的级配组成优化是可行的。     

硅藻土改性沥青低温性能的研究

硅藻土改性沥青可提高路面的高温抗车辙性、抗水损害性、低温抗裂性和抗老化性能,具有较高的性价比.研究的主要内容包括：a）制备硅藻土改性沥青并用星点设计的方法确定最佳硅藻土掺量.b）通过长白硅藻土混合料的低温压缩试验和导热系数试验来评价其低温性能.c）通过反映沥青流变性能的DMA试验来评价其高低温性能.研究结果表明硅藻土改性沥青有好于基质沥青的高低温性能.用弯曲应变能评价硅藻土改性沥青混合料的低温性能,用DMA试验来评价硅藻土改性沥青的高低温性能比较合理.     

基于电磁混合理论的沥青路面密度预估方法

为了实现沥青路面密度的准确预估,开展了沥青混合料的介电特性测试和密度预估模型对比研究.基于多相复合材料的电磁混合理论,推导出沥青混合料的4种密度预估模型（CRIM模型、Rayleigh模型、Böttcher模型和ALL模型）;使用Percometer介电常数仪测定了沥青混合料旋转压实试件及其组分的相对介电常数,综合考虑了沥青混合料矿料级配类型和空隙率因素,进行了不同模型预估密度值与表干法实测密度值的误差分析;最后通过现场AC-20沥青路面探地雷达检测以及取芯检测验证了优选模型的准确性.结果表明：Percometer介电常数仪测得的沥青路面相对介电常数与探地雷达检测结果具有较好的一致性,沥青混合料密度预估模型的精度受到级配类型和空隙率的影响;与CRIM模型和Böttcher模型相比,Rayleigh模型和ALL模型更适用于沥青混合料密度预估,其中ALL模型预估精度最高.     

水泥混凝土桥面铺装力学行为数值分析

为了分析桥面铺装层的力学特性及其影响因素,结合桥面铺装的结构形式建立了有限元模型,分析了不同水平制动力系数、铺装上下面层材料模量组合及铺装层厚度变化对铺装层内力学状态的影响规律．结果表明,不同的水平载荷对铺装层内的主应力影响较小,而对铺装层内的剪应力影响较大;随着水平载荷的增加,铺装层及防水粘接层内的最大剪应力呈线性增大的趋势;随着铺装层组合模量的提高,铺装层内的主应力变化较小,而层间剪应力相应减小,但变化的幅度较小;增加铺装层的厚度对主应力的影响很小,随着厚度的增加层间最大剪应力减小．研究结果可为桥面铺装材料的选择和结构设计提供理论参考．     

基于数值模拟的光纤光栅传感器与沥青混合料协同变形分析

研究沥青混合料与光纤光栅传感器之间的协调变形性是解决光纤光栅传感器在路面中应用的前提和基础。首先,采用大型有限元软件ABAQUS建立光纤光栅传感器与沥青混合料协调变形评价的有限元模型,模型为四点弯曲加载的沥青混凝土梁试件;而后,分析有无传感器对模拟结果的影响以及不同模量的封装材料和沥青混合料组合下传感器所在区域的应变分布规律。结果表明,在相同的加载条件下,高模量传感器的存在对梁体竖向位移分布的影响较小,但其改变了梁体应力及应变场的分布,使水平拉应力集中在传感器附近,降低了梁的中性面、梁底拉应变和梁体应变场的整体变化幅度,而且梁体竖向中心面上应变随位置仍呈良好的线性关系;进一步模拟分析可得变化传感器的模量对应变在传感器上下表面的突变值影响不大,但随着传感器模量的增大,梁的中性面、梁底拉应变和梁体应变场的整体变化幅度均逐渐降低,且降低的速率随着传感器模量的增大而逐渐减小。     

粗集料表面纹理粗糙度的分形测量和描述

为了分析粗集料表面纹理状况对沥青混合料性能的影响,采用激光轮廓仪对8种不同粗集料表面纹理曲线进行直接测量.运用分形理论中对随机过程的结构函数方法,分析了表面纹理曲线的分形特征.采用定量评定方法,以分形维数D和截距K为评价指标,对粗集料表面纹理粗糙度进行了研究.结果表明,粗集料表面纹理曲线均在一定范围内具有分形特性,粗集料表面纹理的粗糙程度不受粒径大小影响.     

季节性冰冻地区路基温度场分布规律

为准确掌握路基结构温度场的分布特点和变化规律,以季节性冰冻地区典型道路结构路基温度场一年多的跟踪观测数据为基础,开展了季节性冰冻地区路基温度场分布规律的研究,并利用统计回归方法建立了观测点所在区域路基温度场的预估模型.研究显示:路基温度场分布特性以年为周期呈余弦规律变化,不同深度路基的温度变化存在滞后性;热量在路基结构内的传递过程中伴随能量的衰减,且热量沿深度方向呈非线性传递.夏季温度梯度较小,冬季较大.在此基础上,基于观测数据,运用统计分析法,建立了观测点区域路基温度场预估模型,实测值与预测值的对比表明,该预估模型具有较好的精确性与实用性.     

硅藻土改性沥青性能研究

采用美国SHRP计划动态剪切试验方法，对添加硅藻土的改性沥青的流变性能和相转变进行考察。结栗表明：沥青添加硅藻土后，能改善沥青的高温性能；加入硅藻土后，玻璃化温度降低，沥青的相转变界线模糊，改善了沥青的低温性能。