循环荷载作用下火山渣混合料变形特征与路堤沉降预测研究

以东非地区内马铁路沿线火山渣为研究对象,通过循环载荷试验探究了黏土、火山渣不同掺配比混合料的变形特性和颗粒破碎规律,并采用路基沉降模型对混合料路堤的长期沉降进行预测。研究发现:混合料累积应变随着火山渣含量的增大而增大,黏土的掺入能够有效地提高混合料抗变形能力,其中黏土的最佳掺配比为70 %;颗粒破碎率和累积应变呈正相关,因此应尽量降低粗粒组火山渣的用量以减小混合料路堤变形;混合料路堤沉降主要发生在路基服役初期,火山渣含量较高时,服役初期引起的沉降较大;但随着服役时间增长,掺配比对路堤沉降量的影响逐渐降低。     

铁矿渣路基填料碾压破碎机制数值分析

研究铁矿渣路基填料颗粒碾压破碎机制,为确定铁矿渣路基填料碾压工艺参数提供科学依据。采用离散元软件PFC建立铁矿渣路基填料颗粒族碾压破碎的模拟方法,系统分析碾压破碎的影响因素及其引起的路基填料孔隙率、沉降的变化特征。铁矿渣路基填料初始孔隙比的增大、松铺厚度的减小以及碾轮直径的增大均会显著提高颗粒族碾压破碎率。大、小直径碾轮碾压作用下铁矿渣颗粒族破碎率增大引起的孔隙率下降的响应规律差异性较小,而导致的沉降增大的变化特征明显不同。采用大直径碾轮机械施工有利于提高压实施工效率和控制工后沉降。     

基于工业CT的混凝土集料二维及三维轮廓表征方法

利用工业CT获取沥青混凝土试件内部结构断层图像,通过数字图像处理手段将图像内颗粒的二维轮廓提取出来,采用傅里叶描述子表征颗粒轮廓,结合等效直径概念确定了合理的采样间隔角度,对傅里叶变换阶数n的取值进行了定性的分析,并用图形及决定系数R2来描述拟合优劣程度,分析了可能失效的情形。采用球面调和变换对颗粒的三维表面轮廓进行表征,分别对球面调和变换阶数n′及采样点的不同取值效果利用三维可视化进行了比较,探索了其R2随阶数n′及采样点大小的变化规律。结果表明:阶数n′取25～30比较合适;球面调和变换可以更准确地表征集料颗粒的三维轮廓及局部细观特征,并且颗粒的三维轮廓用此方式表征有利于计算机建模的需要,有利于混凝土虚拟试验工作的深入开展。     

火山渣填料在内马铁路路基中的应用研究

肯尼亚内马铁路一期沿线分布有大量火山渣,火山渣具有较高强度,但用作路基填料时不易碾压密实、碾压后会出现表面松散,研究通过掺配沿线的低液限粘土来提高火山渣填料的整体性能,对火山渣以及掺配粘土的混合料进行击实试验等试验,通过现场试验段压实指标检测,研究结果表明掺配后的混合料具有更好的稳定性和整体性,确定了适用于该区域的混合料最佳掺配比例,为后续的火山区域路基压实提供相关参考。     

中巴公路奥布段冰碛土特征及其路用性能评价

中巴公路奥布段冰碛土分布广泛,在调查冰碛土的类型和分布特征基础上,分析其颗粒组构特征,并重点探讨冰碛土作为路基填料的适用性。结果表明:中巴公路奥布段冰碛物多为碎石土,具有承载力高、渗透性良好等优越工程特征,但多数级配不良,需要对土体进行级配改良后方可作为路基填料使用;对改良后级配良好的冰碛土作为路基填料适用性强,承载比、材料膨胀量和压实度等指标均满足规范要求,且具有易于压实、储量丰富、距施工区距离较近等优点。     

宕渣路基压实质量检测方法研究

宕渣是最大粒径小于150mm、粒径大于40mm的颗粒含量大于30％的土石混合料或建筑渣土,经常被用作路基填料。大颗粒的宕渣具有不均匀性,且最大干密度无法用常规击实试验测定,现场检测宕渣路基压实状态比较难。文中提供了3种检测宕渣路基压实质量的方法,即固体体积率法、剪切波速法和机械导纳主频法;提出了测量宕渣最大干密度的简单方法,用于确定宕渣路基压实度;说明了用孔隙率表示宕渣路基压实质量更具优越性。     

铁矿渣路基碾压影响因素的颗粒流模拟分析

为了揭示铁矿渣路基填料碾压质量影响因素的作用机制，提出了一种模拟铁矿渣路基填料碾压过程的颗粒流数值计算方法，系统探讨了压路机碾轮直径、碾轮移动速度、松铺厚度以及碾轮振动频率对铁矿渣路基填料沉降、压实度的影响规律。结果表明：选用带大直径碾轮的压路机，降低碾轮移动速度、减小松铺厚度、提高振动频率均可有效降低铁矿渣路基填料的工后沉降，但对增加不同深度处铁矿渣填料压实度的效果不显著。对26 t重型压路机，碾压遍数应不低于5次，移动速度控制为2.2 km/h,振动频率为45 Hz,最佳松铺厚度为0.4 m,在此条件下进行铁矿渣路基填料碾压施工可以获得较好的压实效果。     

兰新高速铁路戈壁土路基填料压实特性研究

通过兰新高速铁路第二双线路基试验段戈壁土现场填筑试验及室内土工试验,研究了戈壁土的颗粒组成、颗粒级配、粗颗粒含量P5、细颗粒含量、含水率控制对压实效果的影响。结果表明,对于高速铁路路基填料,其不均匀系数:基床以下路堤Cu≥15、基床底层Cu≥20为宜;随着填料中粗料含量P5的增大,填料的干密度增大,当粗料含量在70%左右时达最大;含水率大小对粗粒土的压实效果的影响,主要由填料中细粒含量(d≤0.075mm)的多少而定。     

公路路基软岩质粗颗粒填料级配及力学性能研究

依托安徽枞阳长江北岸公路工程,开展天然软岩质粗粒土的级配组成分析和不同级配组成的压实土样室内模型动力加载试验,通过监测动态回弹模量变化来探究软岩质粗颗粒填料的力学性质。结果表明:软岩质粗颗粒填料力学性质的主要影响因素是颗粒的级配;对于软岩质粗颗粒填料,结构强度主要取决于其内粗颗粒特别是粗砾组颗粒（20～60 mm）构成的起决定作用的骨架强度,而填充于骨架空隙内的细颗粒对填料结构强度影响次之;软岩质粗颗粒填料在其最佳含水率和最佳P₅及以上粗颗粒含量（60 %～70 %）附近呈现出最高的动态回弹模量,此时填料的级配状况最好,易形成骨架密实型结构,可表现出最好的力学特性。     

级配对粗粒土力学特性影响的颗粒流模拟研究

运用三维颗粒流软件PFC3D的内置FISH语言,进行二次开发,模拟粗粒土真实级配,建立一个研究高铁填方路基粗粒土力学特性的颗粒流模型,标定了表征粗粒土细观力学性质的模型参数,并验证了模型的有效性。考虑粗粒土曲率系数和不均匀系数对颗粒级配的影响,模拟并研究了五种不同级配下粗粒土在三种不同围压下的力学特性。结果表明:当粗粒土有效粒径与中值粒径及限制粒径的差距过大时,粗粒土中颗粒填充及致密性将变差,变形增大,强度降低;级配良好且不均匀系数较大,其力链分布越均匀,颗粒的挤压效果越显著,力的传递和分配也越均匀。     

火山渣在路基工程中的应用

依据对火山渣及其试验路的试验和调查结果,分析了火山渣的击实性能,提出了火山渣路基的回弹模量及施工要点,可作为火山渣路基设计和施工的参考依据。     

Impact of SME blended fuel combustion on soot morphological characteristics in a diesel engine

The soot morphological study and NOx emissions of soybean oil methyl ester (SME) in a passenger diesel vehicle were investigated experimentally. The soot morphological characteristics were conducted at various injection pressures, engine speeds and engine loads. Soot sampling and image processing analysis with a scanning electron microscope (SEM) were used to investigate the influence on particulate morphologies. The dimensions of average primary particles and the size of the radius of gyration were gradually decreased as injection pressures increased at all operating engine conditions. The average radius of gyration was increased with increasing engine load, while the average primary particle size decreased. NOx emissions were gradually increased with the increasing injection pressure at all operating engine conditions.     

路用粗集料的三维形态表征及加工工艺影响分析

为定量分析路用粗集料的形状特征，采用高精度三维扫描仪获取集料表面的特征点阵，建立粗集料颗粒的实体模型；对集料二维与三维形态指标进行分析，探讨各指标的适用性；分析不同加工工艺对集料形态的影响。结果表明：不同视角下的集料轮廓周长和投影面积的差异较大，与集料扁平率指标密切相关，集料越接近针片状，二维轮廓的代表性越差；球度指标能够较好地表征集料三维粒型，集料越接近立方体状态，其球度值越大；椭球度指标可以较好地表征集料的棱角特性，棱角性越差，相应的椭球度值越大；反击破碎加工的集料球度偏低，棱角性较好；整形破碎加工的集料球度最优，但棱角性偏低；结合实际的需求，可以选择不同加工工艺组合掺配的形式，获得粒型与棱角性较均衡的集料成品。     

Properties of roadway particles from interaction between the tire and road pavement

A large fraction of urban PM₁₀ concentrations is due to non-exhaust traffic emissions, including road dust, particles from tire/road interface, and brake lining particles. Although potential health and environmental impacts associated with tire wear debris have increased, few environmentally and biologically relevant studies of actual tire wear debris have been conducted. Tire wear particles (TWP) are released from the tire tread as a result of the interaction between the tire and the pavement. Roadway particles (RP), meanwhile, are particles on roads composed of a mixture of elements from tires, pavement, fuels, brakes, environmental dust, and the atmosphere. The main objective of the present study is to identify the contribution of tires to the generation of RP and to assess the potential environmental and health impacts of this contribution. First, a mobile measurement system was constructed and used to measure the RP on asphalt roads according to vehicle speed. The equipment of the mobile system provides PM₁₀ concentration by DustTrak DRX, and mass and number size distribution of fine and ultrafine particles by a fast mobility particle sizer (FMPS) and an aerosol particle sizer (APS). The dependence of RP mass and particle number concentration on vehicle speed was observed. It was also found that many particles were generated by rapid deceleration of the vehicle.     

振动作用下填石路基压实特性的数值模拟

为了揭示路基内部应力载荷的分布状况，分析碎石填料形状对路基压实的影响，运用离散元软件EDEM对填料粒径在10～160 mm的填石路基振动压实过程进行建模。模拟结果表明:路基的最大接触应力和最大瞬时速度随振幅增大而增大，孔隙率减小，填料形状对孔隙率有影响；路基密实的过程是颗粒力链结构不断建立和打破的动态过程；颗粒密实中，大颗粒带动小颗粒运动，从应力大的区域向应力小的区域迁移运动，大颗粒受力大，是外载荷的主要抗力；颗粒形状越复杂，碾压过程中密实度波动越大。     

细粒含量对粗粒土蠕变特性影响的试验研究

粗粒土的蠕变特性是影响路堤本体长期沉降的重要性质。利用单轴压缩蠕变试验,并基于与试验结果相符的H-K蠕变模型,探讨细颗粒含量与蠕变参数之间的关系,分析砂质板岩粗粒土中细颗粒含量对其蠕变特性的影响规律。分析结果表明：细颗粒含量是影响粗粒土蠕变特性的重要因素;使用细颗粒含量为30％的粗粒土填料可控制路堤长期沉降。     

热反射涂层抗滑技术研究

为降低沥青路面温度、缓解城市热岛效应、提高热反射涂层路面抗滑能力，研究了抗滑颗粒及其最佳掺量、工艺等对热反射涂层路面抗滑性能与阻热性能影响，提出了热反射涂层抗滑技术。结果表明:0.60~1.18 mm机制砂作为抗滑颗粒，可以提高涂层路面抗滑性能且不影响涂层路面阻热效果；抗滑颗粒最佳掺量为涂层质量的40%，与不掺抗滑颗粒相比，抗滑性能至少可提高1.6倍；撒布工艺对抗滑性能提高最明显，预拌工艺可提高涂层的抗滑耐久性；抗滑热反射涂层具有良好的黏附性能，拉拔强度可达0.76 MPa。     

车轮动平衡的数字检测方法及其比较

介绍了车轮动平衡机的结构和检测原理；列举了互相关和傅立叶变换两种算法的应用及特点；通过试验从精度和计算时间两方面进行了比较。试验结果表明采用傅立叶变换求解不平衡量的幅值和相位可以获得良好的效果。     

橡胶集料改性道面混凝土压弯性能试验研究

采用等体积置换法,将4目(4.75 mm)、40目(0.425 mm)两种粒径橡胶微粒分别按10％、20％、30％取代细骨料配制橡胶混凝土,并进行单轴受压及四点弯曲荷载作用下变形性能试验,研究橡胶微粒粒径、掺量对混凝土压弯性能的影响.试验结果表明:橡胶混凝土的单轴抗压强度及弹性模量较基准混凝土均有大幅度的降低,但变形能...