发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响

利用空气发泡法研究发泡温度、入射气体压力和流量以及吹气头往复运动频率对铝熔体泡沫生成量和熔体表面气泡尺寸的影响,分析了气泡尺寸对其内部气体压强和发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响.研究结果表明,铝熔体泡沫生成量随射入空气P1V1值的增大而增加.当P1V1从5.7 MPa·cm3/min增加到7.2 MPa·cm3/min,铝熔体表面的气泡半径尺寸由6.93 mm增加到7.46 mm,铝熔体泡沫的生成率从3 210 cm3/min增加到4400 cm3/min.当入射气体P1V1为5.67 MPa·cm3/min时,发泡温度由620℃升高到640℃,气泡半径由3.57 mm增大到3.66 mm,泡沫生成量由288 g增大到2 978 cm3/min.     

沥青发泡工艺性能指标的试验研究

基于国内外研究进展,首先分析了沥青发泡原理和影响因素,并提出了发泡工艺的评价指标。随后进行了试验研究,利用FLUENT软件对沥青发泡过程进行有限元分析,得出了发泡腔内的速度分布情况,分析了沥青流量、发泡高度、膨胀率、半衰期等性能评价指标,为今后沥青发泡的工艺研究提供参考。     

发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响

利用空气发泡法研究发泡温度、入射气体压力和流量以及吹气头往复运动频率对铝熔体泡沫生成量和熔体表面气泡尺寸的影响,分析了气泡尺寸对其内部气体压强和发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响．研究结果表明,铝熔体泡沫生成量随射入空气P1V1值的增大而增加．当P1V1从5．7MPa·cm^3／min增加到7．2MPa·cm^3／min,铝熔体表面的气泡半径尺寸由6．93mm增加到7．46mm,铝熔体泡沫的生成率从3210cm^3／min增加到4400cm^3／min．当入射气体P1V1为5．67MPa·cm^3／min时,发泡温度由620℃升高到640℃,气泡半径由3．57mm增大到3,66min,泡沫生成量由288g增大到2978cm^3／min．     

泡沫沥青作用机理及其再生混合料路用特性研究

首先分析了泡沫沥青的作用机理及影响因素,其次对其配合比进行设计,得到最佳拌合用水量,最后通过室内试验研究泡沫沥青混合料的路用性能,研究结果表明：发泡温度一定时,随着用水量的增加,泡沫沥青的膨胀率增加和半衰期减少,A-70基质沥青的最佳发泡温度为160℃,最佳发泡用水量2.7%;级配改善后泡沫沥青再生混合物的最佳拌合用水量为3.8%;水泥含量为1%～4%时,泡沫沥青再生混合料的抗压强度逐渐增加,增加幅度在12%～20%;泡沫沥青含量为2%～3%时,混合料高温稳定性随着水泥含量的增加逐步提升,泡沫沥青含量为3%～4%时,高温稳定性出现略微的下降。     

基于非接触式方法的沥青发泡评价指标研究

针对现有泡沫沥青评价指标——膨胀率和半衰期用于评价泡沫温拌沥青发泡效果存在不足,在基于激光测距仪、数码相机等设备的非接触式试验方法上提出采用泡沫直径、尺寸分布、消泡速率评价泡沫温拌沥青发泡效果。试验结果表明:泡沫直径受用水量影响比沥青温度大,印证了用水量比沥青温度对沥青发泡效果影响更大;90 s泡沫尺寸分布最集中,符合沥青发泡中泡沫稳定机理;消泡速率k值随用水量增大增加,印证了随用水量增加半衰期减小的结论;此外,从消泡速率变化情况表明泡沫沥青在拌合、运输、摊铺碾压阶段均可提高沥青混合料和易性。非接触试验方法与3个指标相结合能较准确的表征沥青发泡的整个过程,更好的评价发泡效果,有助于按照实际泡沫温拌沥青施工要求找到最佳的拌合时间点、发泡温度、用水来量等条件。     

海南地区泡沫沥青性能研究

通过分析沥青发泡的基本原理,以膨胀率和半衰期为发泡效果评价指标,对3种基质沥青分别进行发泡试验,分析发泡温度和用水量及沥青种类及标号等因素对发泡效果的影响,发现了在165℃下发泡效果最佳,通过比较发现高富70#沥青在165℃下,加入3.5%的用水量,可以拌制出高质量且稳定的泡沫沥青。     

发泡用水量对基质沥青与RET改性沥青感温性影响的研究

为了研究发泡用水量对基质沥青与RET改性沥青感温性影响,以复数模量指数(CNI)为评价指标,进行动态剪切流变试验(DSR)。试验结果表明:70#道路石油沥青随着发泡用水量的增大,温度敏感性提高,在常规发泡用水量(1%~2%)条件下,温度敏感性得到改善;RET改性沥青随着发泡用水量的增加,温度敏感性降低,在常规发泡用水量(3%)条件下,温度敏感性稍有降低。     

用水量对泡沫沥青抗老化性能的影响

为了研究用水量对泡沫沥青抗老化性能的影响,选用了70号道路石油基质沥青和SBS改性沥青,对不同发泡用水量的沥青进行RTFOT及PAV测试,以疲劳因子G＊·sinδ作为评价指标,研究沥青的抗老化性能。试验结果表明：70号道路石油沥青随着发泡用水量的增加,极限疲劳温度增加,在常规发泡用水量（1%~2%）条件下,抗疲劳性能略有降低;SBS改性沥青在常规发泡用水量（3%）条件下,抗疲劳性能改善。     

基于灰色关联分析法的泡沫沥青发泡效果敏感性分析

膨胀率和半衰期是评价泡沫沥青发泡效果的关键指标。文章采用灰色关联分析方法,对发泡温度、用水量以及水温等因素对沥青发泡效果的影响进行分析。在此基础上,建立发泡沥青最大膨胀率与半衰期的2阶数学模型,对所建立模型进行方差分析,并采用95%的显著水平进行可靠性检验,验证结果符合显著性要求。     

泡沫温拌橡胶沥青混合料性能研究

为研究用水量和成型温度对泡沫橡胶沥青混合料路用性能的影响,采用剪应力-旋转压实法确定不同用水量下混合料的成型温度,对混合料的体积指标和路用性能进行评价。试验结果表明:在不同发泡用水量下(1%、2%、3%和4%),混合料适宜的成型温度分别为155℃、150℃、140℃和140℃,当发泡用水量小于4%时,泡沫温拌橡胶沥青混合料路用性能可以满足规范要求。在3%用水量、140℃成型温度条件下可降温30℃左右且混合料性能较好,从混合料的降温效果和性能角度考虑,推荐泡沫温拌橡胶沥青混合料在此条件下生产。     

泡沫冷再生技术在高速公路养护工程中的应用

某高速公路在2009年路面罩面维修中采用厂拌泡沫冷再生技术进行基层的铺筑。首先在室内进行了沥青发泡温度和发泡用水量的试验,确定了发泡技术指标,并进行了冷再生混合料的性能试验,确定了最佳泡沫沥青用量;在冷再生基层施工过程中进行了压实度、冻融劈裂、车辙等检测,检测结果均表现出良好的路用性能。     

风和随机车流下悬索桥伸缩缝纵向变形

为动态仿真与评估运营阶段风和随机车流联合作用下大跨钢桁悬索桥伸缩缝纵向变形, 建立了风-随机车流-钢桁悬索桥分析系统; 基于已有单主梁风-车-桥耦合振动分析系统, 引入弹簧单元模拟伸缩缝, 并从车-桥耦合关系和钢桁梁横断面风荷载精细化加载2个方面将分析系统从单主梁提升为梁格法; 基于监测数据仿真重现了交通流荷载, 采用建立的分析系统计算了一座典型大跨钢桁悬索桥伸缩缝在随机车流作用下的动态位移时程响应, 获取并验证了累计位移与交通流质量的相关关系; 以滑动支承耐磨材料厚度为评估指标确定了伸缩缝累计位移临界值, 评估了伸缩缝的正常工作寿命; 在不同风速和随机车流作用下对伸缩缝纵向变形性能进行了参数敏感性分析。分析结果表明: 伸缩缝在随机车流作用下的时位移极值远小于设计允许伸缩范围-880~880 mm; 伸缩缝累计位移与其对应时段内的交通流荷载具有正相关性; 在风与随机车流联合作用下, 风速小于15 m·s-1时, 影响伸缩缝纵向变形的主要荷载因素为随机车流, 风速大于15 m·s-1时, 主要荷载因素为风荷载; 伸缩缝时位移极值与时累计位移随风速的增大均呈增大趋势; 当风速增大至20 m·s-1时, 风荷载产生的伸缩缝纵向变形近似为车流荷载下的2倍; 建立的风-随机车流-钢桁悬索桥分析系统可为运营荷载下伸缩缝纵向变形的动态仿真与性能评估提供数值分析平台。      

水泥对泡沫沥青冷再生混合料水稳定性的影响

通过对众泰AH—70沥青进行发泡试验,确定泡沫沥青发泡特性的影响因素和沥青的最佳发泡温度及用水量;通过泡沫沥青冷再生混合料配合比设计及水稳定性试验,表明水泥的掺加可明显改善泡沫沥青混合料的水稳定性,确定出此混合料最佳配合比和泡沫沥青混合料最佳水泥掺量在1%~2%之间;通过数字显微镜测试和SEM测试,分析了水泥提高泡沫沥青混合料强度的机理,表明泡沫沥青混合料中水泥水化后的水化产物形成空间网状结构,将集料颗粒包裹起来,是水泥增强混合料强度和水稳定性的主要原因。此研究可为泡沫沥青冷再生混合料设计中水泥掺量规范的制定提供参考。     

静态条件下闭孔泡沫铝气泡形成过程模拟研究

以静态条件下闭孔泡沫铝的空气发泡过程为研究对象,在聚乙烯醇水溶液中进行模拟研究.通过改变入射压缩空气的流量、压力,液体的粘度,出气孔的直径、数量、出气孔表面距液体表面的距离等实验条件,建立静态条件下液体表面气泡直径的预测模型,以便对铝熔体的泡沫特性和闭孔泡沫铝的胞直径进行科学有效的控制.在静态水模拟实验条件下获得了液体表面气泡直径预测模型.当入射空气的压强、气流量,液面高度,出气孔直径增大时,气泡直径随之增大;当出气孔数量,液体粘度增大时,气泡直径减小,表面张力对气泡直径的影响可以忽略不计;静态条件下液体表面气泡直径的预测值和实验测量值符合得较好,相对误差分布在-5.04%~6.32%之间.     

泡沫沥青冷再生半柔性基层性能研究

采用旧沥青路面铣刨混合料,用泡沫沥青和水泥复合作再生稳定剂进行现场冷再生碾压成型形成半柔性基层。从材料的选取与级配的组成、沥青的发泡条件、油石比出发,研究了泡沫沥青的发泡性能和泡沫沥青冷再生基层的物理性质和强度特性。试验得到了沥青的最佳发泡条件和混合料的最佳含水量和最佳油石比,表明其强度能够满足路面设计规范关于基层设计参数的要求。     

格库铁路HDPE板栅栏有效防护距离

以格库铁路现场风沙试验段为研究对象, 运用数值模拟方法研究了HDPE板栅栏周围的风沙流场, 给出了不同初始风速下HDPE板栅栏有效防护距离与其孔隙率和高度的关系, 研究结果表明: 气流经过HDPE板栅栏时, 气流速度在栅栏前降低较快, 在栅栏后恢复较快, 经过一段距离后逐渐恢复到初始风速, 气流速度整体呈V形分布, 气流速度增减幅度随HDPE板栅栏孔隙率的增大逐渐减小; 在同一孔隙率下, 初始风速分别为6、24 m·s-1时, HDPE板栅栏背风侧回流区相差4.5倍HDPE板栅栏的高度; 孔隙率为60%时, 最小气流速度为8.9 m·s-1, HDPE板栅栏背风侧回流消失; 随着HDPE板孔隙率的增大, 最小气流速度逐渐增大; HDPE板栅栏的孔隙率存在不产生栅栏背风侧回流区的界限孔隙率, 为40%~60%;孔隙率小于50%时, 随着HDPE板孔隙率的增大, 有效防护距离逐渐增大, 孔隙率大于50%时, 随着HDPE板孔隙率的增大, 有效防护距离逐渐减小, 当孔隙率趋于100%时, 其有效防护距离趋于0, 因此, HDPE板栅栏的最优孔隙率为50%;随着高度的增加, HDPE板栅栏背风侧恢复到初始风速的距离增加, 同一风速下, 孔隙率为50%的HDPE板栅栏的有效防护距离是孔隙率为25%的HDPE板栅栏的1.35倍; 在现场布设HDPE板栅栏时建议使用40%~50%孔隙率的栅栏, 在经济条件允许的情况下可考虑适当增加栅栏高度, 以保证路基免受风沙侵蚀。      

沥青路面裂纹扩展数值模拟及影响因素分析

应用线弹性断裂力学理论结合同时考虑交通与温度载荷的有限元方法来研究沥青路面裂纹扩展路径.采用1/4等参奇异性单元模拟裂纹尖端的应力奇异性,运用窗口移动技术模拟裂纹扩展路径,并发展了沥青路面裂纹扩展模拟程序.应用该程序模拟了不同荷载作用位置下路面结构中表面和基层底面裂纹的扩展情况,同时研究了路面结构层模量组合对沥青路面裂纹扩展的影响.模拟表明,该方法能较好地模拟裂纹扩展行为,有助于更好地了解沥青路面的开裂行为.