沥青结合料紫外老化机理

为了解决现有沥青结合料路用性能评价体系中,未考虑紫外线辐射对沥青的加速老化作用问题,对热老化和紫外老化后的5种沥青进行了对比试验、DSR和BBR试验以及红外光谱分析.试验结果表明:沥青对热老化和紫外线辐射的敏感度不同,2种老化后三大指标的排序并不一致;紫外老化和热老化对沥青的影响不相同,紫外老化后沥青的流变特性变化更为显著;沥青抗紫外老化性能不同的内在原因是老化反应程度不同,胶质和芳香分是影响沥青紫外老化的主要因素.因此,沥青的热老化评价结果不能反映其抗紫外老化性能的高低,在紫外线辐射强烈的西部地区开展紫外老化研究具有重要意义.     

级配曲线走向与沥青混凝土空隙率关系的研究

基于11组不同走向矿料级配的沥青混合料试验数据,对沥青混合料空隙率随级配曲线走向改变的变化规律进行了研究,分析了沥青混合料空隙率对级配变化的敏感程度.随着细集料由偏细的上限级配变化到偏粗的下限级配,沥青混合料空隙率逐渐变大;粗集料采用中间级配时空隙率最小,采用上限级配时空隙率最大.秩和检验表明:粗、细集料及4.75mm通过率的变化均对沥青混合料空隙率产生影响.其中,细集料级配的变化是导致沥青混合料空隙率变化的最显著因素.     

中国路面工程学术研究综述·2024

近年来,中国公路建设成果斐然,路网规模快速增长、关键技术不断突破。为进一步提升中国路面工程学科水平及国际影响力,推动路面工程可持续、高质量发展,从公路韧性评估与恢复、长寿命路面结构与材料、公路交通能源自洽、低环境影响公路技术、路面材料基因与高通量、公路数字化及智能化、公路智能检测与高性能养护等七大研究方向,系统梳理了近年来国内外路面工程的发展现状、前沿热点问题与未来发展趋势。具体围绕公路绿色化、韧性化、智能化、长寿命与交能结合等领域,遴选了20个热点研究方向,涵盖公路致灾因素及失效机理、公路韧性评估与恢复、公路韧性提升关键技术、公路长寿命路面结构足尺试验、公路结构与功能寿命增强技术、公路清洁能源采集技术、公路能源自洽设计、公路路域环境影响测试与评估方法、低环境影响路面新材料、沥青路面温拌再生技术、路面材料基因研究、路面材料跨尺度计算、路面材料基因与高通量研究、公路数字化建模技术、公路数字孪生仿真技术、公路运维数据驱动技术、公路探地雷达检测技术、路面性能轻量化检测、公路沥青路面抗滑性能检测及恢复技术、公路高性能预防养护技术等主要内容。该综述可为中国路面工程学科发展提供指引和参考,为路面工...     

基于结构固有频率的沥青混合料动态模量及预估模型研究

为实现沥青混合料动态模量的快速、无损检测，开展了基于无约束共振法的沥青混合料动态模量研究。首先，基于固有频率计算原理和时温等效原理，分别采用无约束共振法和重复加载法构建动态模量主曲线，阐明无约束共振法测试动态模量的可行性；然后，基于无约束共振法揭示温度、级配类型和空隙率对沥青混合料动态模量的影响规律。基于此，构建包含584组试验数据的动态模量预估模型数据库，采用BP神经网络方法建立动态模量预估模型，并与传统Witczak预估模型进行对比。结果表明：采用沥青混合料固有频率表征动态模量合理可行；无约束共振法可将重复加载法构建的动态模量主曲线最大换算频率10⁷ Hz扩大至10¹⁴ Hz，构建更宽频域范围的动态模量主曲线，提高高频模量预估的准确性；BP神经网络预估模型的预测效果明显优于Witczak模型。研究为动态模量的快速、无损检测提供了技术基础。     

沥青混合料三维空隙形态特征评价方法及分析

为了给沥青混合料细观特征研究提供空隙特性评价方法，实现空隙三维形态特征的描述，基于X-ray CT技术提取了沥青混合料空隙的三维结构，以空隙断面形心作为骨架节点，构建了三维空隙骨架模型；以骨架走向和断面形状为主要评价对象，建立了空隙形态特征的评价方法，提出了垂面内方向角、相邻垂面夹角、断面圆度以及断面丰度作为空隙形态的评价指标；以实验室成型的沥青混合料试件为研究对象，指明了空隙尺度、成型条件以及混合料级配（包括AC，SMA以及OGFC级配）对空隙空间形态的影响规律。结果表明：空隙形态特征评价方法可以反映空隙的三维形貌；空隙体积小于5 mm³的微细空隙接近于椭球形，大于5 mm³的结构空隙不规则程度较大；沥青混合料的成型方式与压实程度对空隙的形态特征无显著影响，其特征值分布曲线的均方根偏差均低于1.2%；OGFC级配下微细空隙相较其他2种级配更加圆润，丰度为0.9~1.1处的分布频率比其他2种级配高出19.2%，圆度在大于5区间的分布频率高出14.9%；结构空隙中，AC级配的垂面内方向角分布曲线在80°~90°区间内高出OGFC级配5.3%；AC级配的空隙骨架最为迂曲，不规则性最强，而OGFC级配的空隙骨架比较顺直。     

季节性冰冻地区冬季路面温度分布规律

为准确掌握冬季沥青路面温度场的分布特点和变化规律,基于自行研发的季节性冰冻地区典型道路模型试验台,以试验台近4年的路面温度跟踪观测数据为基础,开展了季节性冰冻地区冬季沥青路面温度场分布规律的研究.基于观测数据,运用统计分析法,建立了观测点所在区域路面温度场预估模型,并对实测值与预测值进行了对比.结果表明:在冬季,随着深度的增加,路面温度逐渐升高,温差变化逐渐减小,且在距路表30 cm深度处存在日恒温点;气温骤变时,较大的温度梯度变化主要发生在沥青面层内;哈尔滨冬季最大冻结深度约为180 cm;提出的预估模型具有较好的精确性与实用性.     

级配曲线走向与沥青混凝空隙率关系的研究

基于11组不同走向矿料级配的沥青混合料试验数据,对沥青混合料空隙率随级配曲线走向改变的变化规律进行了研究,分析了沥青混合料空隙率对级配变化的敏感程度．随着细集料由偏细的上限级配变化到偏粗的下限级配,沥青混合料空隙率逐渐变大;粗集料采用中间级配时空隙率最小,采用上限级配时空隙率最大．秩和检验表明：粗、细集料及4．75mm通过率的变化均对沥青混合料空隙率产生影响．其中,细集料级配的变化是导致沥青混合料空隙率变化的最显著因素．关键词：级配曲线走向;沥青混合料;空隙率;秩和检验     

季冻区道路结构温度场分布特性研究

以试验测点近3年的路面温度跟踪观测数据为基础,开展了季冻区道路结构温度场分布特性的研究。研究结果表明:路面温度峰值出现在路表附近,随着深度的增加,温度波动幅度逐渐减小,道路结构内存在与气温变化相一致的日恒温点;气温骤变时温度梯度变化主要发生在沥青层内;在冰冻时期会有冰冻夹层存在,哈尔滨最大冻结深度为180cm左右。     

基于材料基因组方法的沥青混合料基因特性综述及展望

基于数据驱动的材料基因组方法是未来材料研发的趋势，尤其对于具有复杂材料组成、显著结构随机性和材料分布不均匀性的沥青混合料具有重要的指导意义。为推动沥青混合料基因组方法的应用，综述了影响沥青混合料性能的材料基因组体系及与使用性能的关联。首先，总结了目前材料基因组方法在材料工程领域的应用；然后，介绍了沥青混合料基本材料特征基因，主要包括沥青组分、沥青微观结构、集料矿物组成和集料形貌特征，并分析主要特征基因与材料性能之间的联系；进而，介绍了沥青混合料细观结构特征基因，包括空隙分布、集料分布和集料接触关系，总结了细观尺度上的研究方法及特征基因与沥青混合料性能的联系；最后，展望表征沥青混合料性能的代表性材料基因组体系、基因组数据库、共享平台及数据挖掘方法。