基于低温流变特性的沥青低温性能评价方法研究

利用自行开发的滑板测粘系统，首先在较大的温度范围和较广的剪应力作用范围内对沥青的低温流变规律进行了比较全面，系统的研究；在此基础上，提出了沥青低温性能的评价方法；并通过与多种不同产源、不同炼制工艺的沥青实际使用情况相比较，与SHRP推荐的评价方法以及沥青混合料的低温性能相比较，证明了该评价方法的准确性和敏感性。     

粗集料棱角性对沥青混合料性能的影响

矿质集料的粗度和形状对沥青混合料性能具有极为明显的影响,目前关于粗集料棱角性对沥青混合料性能的影响研究很少。文章采用ASTM D3398方法定量测量了7种不同粗集料的平均棱角性I,研究了粗集料平均棱角性I对沥青混合料性能的影响。结果表明,粗集料平均棱角性I对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性均有不同程度的影响。     

硅藻土改性沥青混合料低温抗裂性能研究

将硅藻土掺配在沥青混凝土中,可以改善沥青混合料的物理力学性能,提高路面工程质量。为了确保硅藻土改性沥青混合料的低温抗裂性能,就必须用试验方法来评定它在低温下的性能。通过两种不同的硅藻土,采用压缩应变能、弯曲应变能的方法,进行硅藻土改性沥青低温性能研究。通过室内试验,证明硅藻土改性沥青混合料能够显著改善低温抗裂性能,硅藻土是一种非常好的改性剂。     

几种矿粉指标与沥青胶浆的关联分析

由矿粉和沥青组成的沥青胶浆是沥青混合料最重要的一种组成部分。虽然矿粉的用量在沥青混合料中所占的比重并不大,但在工程实践中经常会因为矿粉种类的改变而导致沥青混合料的路用性能产生很大的变化。本文采用灰色关联分析的方法,针对沥青胶浆的高、低温宏观性能与矿粉几种不同指标的关联度进行分析,得出这几种不同指标对沥青胶浆影响程度的大小关系。在评价沥青胶浆宏观路用性能时,用车辙因子表征胶浆的高温性能,粘度来表征低温性能。从而得出:在矿粉的这几种不同指标中,平均粒径对沥青胶浆的路用性能影响最大,密度其次,随后是0 02mm以下的颗粒含量和矿物组成,影响程度最小的是比表面积。这对于研究和改善沥青胶浆乃至沥青混合料的路用性能具有重要的指导作用。     

基于光纤光栅技术的沥青路面结构应变场分析

在北京某高速公路埋设了光纤光栅传感器以开展应变研究,两组三维传感器组分别被布设于沥青路面的中、下面层以获取各层位内的三维应变信息。通过改变车辆的加载重量和运行速度,分别监测应变响应的变化趋势和规律。试验选用的接地压力范围由0.49~0.97 MPa,而车辆的运行速度包括17、30、44、56、69 km/h等。基于采集数据的计算和分析表明,不同层位的各传感器应变值均随车速降低和轴载增加而显著增加,该规律与力学分析及经验预测的结果一致,这不但验证了将光纤光栅传感器进行路用的可行性,并且提升了传感器现场埋设的流程和工艺。试验结果说明了光纤光栅传感器具有良好的路用性质,将其应用于沥青路面结构的应变场测试是可行的。     

冰雪路面摩擦特性与运营风险管控研究综述

冰雪路面的交通安全问题一直是中国交通行业面对的难题，对冰雪路面运营风险进行智能管控是保障交通安全的有效途径。为了推动冰雪路面智能管控技术的应用，明确研究中的关键问题和未来发展方向，综述了国内外冰雪路面智能管控的相关研究进展。首先，阐述了冰雪对交通带来的影响，揭示了人、车、路三者与交通事故的关系，明确了冰雪路面交通事故的根本诱因是由冰雪导致的路面摩擦特性下降；然后，讨论了冰雪路面的胎-冰-路摩擦机理、影响因素、预估模型及其评价方法；进而，对比分析了路表冰雪状态感知技术的多种原理及其适用性，提出了可以用于智能管控的冰雪感知技术要求；最后，总结归纳了常见的冰雪路面运营的静态、动态风险管控方式，其中静态管控方式包括气象法、历史事故数据法和力学特性法，动态方式包括动力学特性法、交通流特性法和综合风险分析法，综合风险分析法可以表征道路运营风险的多因素动态变化，是未来冰雪路面智能管控的主要方式。     

温拌再生沥青混合料路用性能关键因素影响分析

为了弄清各因素对温拌再生沥青混合料(WRAM)的路用性能影响,选择3种回收沥青路面材料(RAP)掺量(20％,30％和40％)和2种类型(DAT和S-Ⅰ)温拌剂,并就WRAM再生剂使用与否进行路用性能试验研究,采用方差分析关键因素(RAP掺量、温拌剂类型和再生剂使用与否)对路用性能的显著影响.试验结果表明,无论是否使用再生剂,随着RAP掺量增加,WRAM的动稳定度DS增大,最大弯拉应变εm及冻融劈裂抗拉强度比TSR均减小.使用再生剂WRAM的εm和TSR均满足规范要求;未使用再生剂时,仅RAP掺量为20％的WRAM的εm满足规范要求,TSR不满足规范要求.相同的温拌剂及RAP掺量时,与未使用再生剂相比,使用再生剂的DS减小、εm和TSR均增大.相同RAP掺量时,无论是否使用再生剂,与添加S-Ⅰ温拌剂WRAM的DS,εm和TSR相比,添加DAT温拌剂的均增大.方差分析结果表明,温拌剂类型和RAP掺量对DS有显著影响,RAP掺量和再生剂使用与否对εm有显著影响,再生剂使用与否对TSR有显著影响.据此分析得出,针对不同路用性能指标,进行WRAM的配合比设计时需要考虑各因素的显著影响.     

振荡剪切荷载下沥青非线性黏弹性研究综述

沥青作为一种典型的黏弹材料,其黏弹性与路用性能密切相关,20世纪研究者们就开始关注并研究沥青的黏弹性。全面表征复杂条件下沥青的黏弹性,对于准确评价沥青路用性能具有重要的意义。实际应用中,沥青路面不可避免承受小幅及大幅振荡剪切荷载,沥青线性黏弹性与非线性黏弹性的研究同等重要,仅研究沥青线性黏弹性会导致沥青路用性能评价不准确。目前,基于稳态蠕变试验的沥青非线性黏弹性研究已基本成熟,但车辆对路面的实际作用模式为振荡剪切荷载,针对振荡剪切荷载下沥青非线性黏弹性的研究尤为重要。大幅振荡剪切试验是材料非线性黏弹性测试的主要方法,已成功应用于胶体、悬浮液等领域,而关于大幅振荡剪切荷载下沥青非线性黏弹性的研究则刚刚起步。为促进沥青非线性黏弹性的研究,综述了国内外大幅振荡剪切荷载下沥青非线性黏弹性的测试方法、分析方法及本构模型,指出了现有大幅振荡剪切荷载下沥青非线性黏弹性研究存在的问题,提出了未来沥青非线性黏弹性研究的建议。研究可为沥青非线性黏弹参数的确定、路用性能的评价及预测提供理论依据,同时为其他黏弹材料的非线性黏弹性研究提供一定参考。     

高性能聚氨酯透水混合料关键性能研究

透水路面铺装是海绵城市道路建设的重要组成部分，由高性能聚氨酯透水混合料（PUPM）构筑的环境友好型透水路面铺装展现出了独特的应用价值。为进一步明确PUPM的路用关键性能，参照国家及行业现行标准和规范，采用室内试验的方式，基于力学性能、功能特性以及空隙细观特性探索了PUPM与多孔沥青混合料（PA）的差异性。通过单轴压缩试验、单轴动态蠕变试验、低温抗裂性能和水稳定性能试验，评价了其力学性能；通过透水性能试验、抗剥落性能试验和吸声性能试验，评价了其功能特性；采用X-ray CT技术，选用空隙率、空隙等效半径、有效空隙率以及迂曲度等空隙细观结构参数，评价了其细观结构特性。结果表明：PUPM在20℃条件下的单轴抗压强度为17~19 MPa，较PA具有更强的抵抗永久变形能力、抵抗低温开裂能力、抵抗低温荷载破坏能力和抵抗水损害的能力；PUPM的透水能力约为PA的4倍，在长时间磨光作用下展现出良好的抗剥落性能，同时具有良好的吸声性能；PUPM空隙率为28%~29%，空隙等效半径等空隙细观结构参数沿试件纵向呈现出不均匀分布状态；PUPM相较PA具有更大的空隙等效半径、有效空隙率及迂曲度。PUPM因其具有出色的力学性能和功能特性，在透水路面铺装方面具有更广阔的应用前景。     

沥青疲劳特性的研究

受粘弹特性的影响,沥青的疲劳特性具有特殊性.目前已有研究发现沥青具有自愈性,即荷载停止作用后沥青的模量可以慢慢恢复.因此开展不同荷载作用模式下沥青疲劳特性的研究是十分必要的.文中借助于DSR研究了连续加载模式下沥青的疲劳特性,采用4种沥青疲劳评价指标(50%G*,DER,DR,δ)评价了沥青的疲劳特性,研究了沥青的自愈能力.研究表明:沥青的疲劳性能随着应力的增大而降低.当控制应力较大时,模量随着荷载作用次数的增加而减小;当控制应力较小时,出现硬化现象.50%G*,DER,DR,δ这几种疲劳寿命评价指标均存在一定的不足.沥青的自愈性对沥青的疲劳特性有重要影响.荷载停止作用初期,沥青模量的恢复程度较大.当时间足够长时,沥青的模量可以恢复到初始模量,但粘弹比例发生了变化.