橡胶颗粒对微表处性能的影响及其降噪效果

采用湿轮磨耗试验、负荷轮粘附砂试验和轮辙变形试验方法, 对比分析了添加橡胶颗粒对于稀浆混合料的水稳定性、抗磨耗性等路用性能的影响。通过轮胎/路面振动测试装置, 研究了轮胎在橡胶颗粒微表处上的垂直振动衰减特性。试验结果表明: 添加橡胶颗粒改善了稀浆混合料的成浆性能, 延长了稀浆混合料的可拌和时间, 但混合料的初期强度有较小幅度降低, 达到相同路用性能其油石比需提高约1%;橡胶颗粒的掺量不超过5%时能满足微表处轮辙变形的要求; 与传统微表处相比, 橡胶颗粒掺量为2%~5%的微表处加铺在沥青路面上的振动衰减系数提高3%~13%, 加铺在水泥路面上的振动衰减系数可提高16%~24%。     

橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能研究

为了研究橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能,对不同温度下3种橡胶颗粒掺量的沥青混合料进行了蠕变性能试验和动态模量试验,采用Burgers模型表征橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能,分析了温度和橡胶颗粒掺量对于沥青混合料黏弹性能的影响。结果表明:随着温度的升高和橡胶颗粒掺量的增加,蠕变变形量逐渐增大,2%橡胶颗粒掺量下沥青混合料的常、高温稳定性较好,60℃下4%橡胶颗粒掺量的沥青混合料出现严重的蠕变损伤现象。沥青混合料的动态模量随着橡胶颗粒掺量的增大而降低,掺量为2%后继续提高橡胶颗粒掺量对动态模量影响较小。综合上述因素,确定合理的橡胶颗粒掺量为2%。     

基于黏弹性的橡胶改性沥青路面抗滑性能研究

为研究橡胶颗粒对沥青路面抗滑性能的影响,基于SMA-13沥青混合料,采用内掺法以橡胶颗粒等量替代相应的集料进行橡胶改性沥青混合料配合比设计,橡胶颗粒掺量R=0%、1%、3%、5%,配制得到4组沥青混合料SMA-13A、SMA-13B、SMA-13C、SMA-13D,分别制备旋转压实试件及车辙板试件,保持试件温度T=10、20、30、40、50℃。采用单轴压缩试验方法进行AMPT简单性能试验,得到动态模量E和相位角φ;利用自主研发的轮胎-路面动态摩擦系数测试系统进行抗滑性能试验,得到动态摩擦系数f。结果表明:沥青混合料的黏弹性能顺序为SMA-13DSMA-13CSMA-13BSMA-13A,说明掺橡胶颗粒后,沥青混合料的黏弹性能得到了提高,且掺量越大,黏弹性能越好;在试件温度T=10、20、30、40、50℃下,沥青混合料的动态摩擦系数f与动态模量E的相关性基本相同,说明沥青混合料试件的温度对f与E相关性的影响不大;在车辆动态荷载作用下,随着橡胶颗粒掺量R的增加,沥青混合料的动态模量E减小,动态摩擦系数f增大,而相位角φ减小,说明橡胶颗粒的掺入提高了沥青路面的黏弹性能,从而提高了沥青路面的抗滑性能。     

废旧橡胶颗粒改性沥青混合料力学性能研究

为加强永久性路面建设,提高气候温度易变地区沥青路面路用性能,本文对掺60目废旧橡胶颗粒改性沥青混合料进行研究。测定不同橡胶颗粒掺量（12%、 14%、 16%和18%）对改性沥青基本性能的影响;通过冻融劈裂试验和小梁弯曲疲劳试验测定沥青混合料力学性能。结果表明,随着橡胶颗粒掺量增加,改性沥青质地变硬,黏性逐渐增大,交联作用逐渐增强。当采用AC-16型级配,最佳油石比为6.0%,橡胶颗粒掺量为16%制备试件,混合料冻融劈裂强度比和疲劳寿命最大,具有较好的力学性能。     

汽车-路面-路基系统动态响应及参数分析

为了研究汽车与公路路面的相互作用机理,采用二自由度四分之一汽车悬架模型模拟汽车系统,用无限长Bernoulli-Euler梁模拟公路路面,用Kelvin黏弹性地基模拟公路路基,同时对汽车和路面建模,构成二维汽车-路面-路基系统.通过线性振动理论、积分变换和广义杜哈梅积分得到了汽车和路面的动力响应解析解及路面响应在时间域和空间域的分布规律.另外,分析了车速、地基反应模量、地基阻尼系数、悬架刚度、悬架阻尼、轮胎刚度和轮胎阻尼7个参数对路面动力响应的影响.结果表明,地基反应模型的影响最大,而车速的影响与地基阻尼系数密切相关.     

橡胶混凝土物理力学性能研究

为研究橡胶颗粒对普通混凝土性能的变化趋势,论文分析了不同橡胶颗粒掺量的混凝土路用性能．通过密度、抗折强度、抗压强度及劈裂强度试验,研究掺橡胶颗粒的混凝土基本力学性能及物性的变化规律;采用噪声仪研究了橡胶混凝土的减振降噪效果．研究结果表明：随着橡胶颗粒掺量的增加,橡胶混凝土的密度、抗折、抗压及劈裂强度、压折比及噪声水平逐...     

橡胶颗粒改性沥青混合料抗滑性能研究

针对橡胶颗粒沥青混合料的耐久性问题,选取1. 18～2. 36mm橡胶颗粒进行掺配,通过主骨架空隙填充法进行级配组成设计,采用二次成型工艺制备了橡胶颗粒改性沥青混合料试件,借助室内加速磨光试验,研究了改性沥青用量和橡胶颗粒掺量对试件抗滑性的影响规律。结果表明:沥青用量过低时,试件磨耗过程中细集料脱落现象严重,混合料粘聚力不足,抗滑衰变速率较高;随着橡胶颗粒掺量的增加,试件的抗滑指标摩擦系数衰变速率减缓,能够为改善路面抗滑性能提供理论指导。     

骨架密实型低噪声橡胶沥青路面性能研究与应用

为了解决多孔性橡胶沥青路面存在的养护困难、耐久性差、降噪性能降低快的缺点。在骨架密实型沥青混合料配比组成的基础上,对骨架密实型橡胶沥青混合料的配比进行了设计,并通过室内试验对其路面特性进行分析。室内试验结果表明:骨架密实的橡胶沥青混合料中的橡胶颗粒含量应在1%~3%之间,在工程应用中,考虑到经济效益,建议橡胶颗粒的用量为2%;橡胶颗粒的掺入提高了沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,而低温稳定性降低。工程实例表明:骨架密实型低噪声橡胶沥青路面的降噪性能优异。     

降噪环保沥青路面技术研究与工程实践张志祥

对橡胶沥青绿色降噪环保路面技术进行了研究,包括材料选择、配合比设计方法、性能验证等设计要点,采用复合车辙试验进行高温性能验证,提出了橡胶沥青降噪路面的设计方法流程;并通过自行开发的车载式轮胎/路面噪声测试仪,对各种路面类型的噪声进行了测试,验证了降噪路面的降噪效果。     

橡胶沥青混合料配合比优化设计研究

橡胶沥青混凝土路面是一种很有发展前景的路面材料,但在其配合比设计方面仍有待完善。着眼于橡胶沥青混合料的特点,对其混合料配合比优化设计进行研究:确定橡胶颗沥青混合料的组成结构类型为骨架密实结构,通过等体积替换法对其配合比设计进行重新的尝试;随后采用标准马歇尔试验得到混合料的合理沥青量,对其路用性能进行测定对比。结果表明:当掺2.8%的橡胶颗粒时,最佳沥青用量应为6.5%;当橡胶颗粒掺量增大时,橡胶沥青混合料水稳定性略微下降,但其低温抗裂性和高温稳定性均有着明显改善。研究结果可为橡胶沥青混合料的应用提供借鉴。     

凝冰条件下沥青路面与轮胎接触摩擦动力响应分析

综合考虑轮胎材料超弹性和路面材料的粘弹性、轮胎与路面间的瞬态接触摩擦作用,利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立凝冰条件下轮胎与沥青路面接触的有限元模型,分析沥青路面动力响应规律。结果表明：凝冰条件下沥青路面路表弯沉在轮胎作用的区域明显增大,在没有直接作用的区域弯沉逐渐减小,且路表弯沉随着摩擦系数的增大而逐渐增大;路表水平剪应力以轮胎作用区域为中心呈反对称分布,且最大水平剪应力在轮胎经过前随着摩擦系数的增大而减小,而在轮胎经过后随摩擦系数的增大而增大。路表竖向应力在轮胎作用的瞬间出现应力集中现象,在非作用区域则很小,竖向应力随着摩擦系数的增大而减小;同时阻尼对凝冰沥青路面力学响应也有着重要的影响。     

路面不平整引起的车辆动载计算方法

为了分析不平整路面上行驶车辆的动载特性, 研究了西宝高速公路平整度实测结果, 用正弦曲线模拟路面表面, 建立了考虑汽车侧倾因素和轮胎阻尼的四自由度车辆振动模型, 利用模态理论和编程计算对车辆振动模型在不同路面波长、不同振幅、不同行车速度及左右车轮激励不同时的动载进行了分析和求解, 给出了车辆在不平整路面上行驶时产生的动载计算方法。计算结果表明: 波形路面上产生的动荷载沿路线纵向呈波形分布, 在路面上行驶的车辆对路面可能产生很大的动荷载, 最大动荷载系数可达到2.0以上。     

多孔性沥青路面的降噪机理及评价方法

多孔性沥青路面具有排水、抗滑、降噪等功效。是一种值得推广应用的多功能性路面。从多孔吸声和消声降噪两个角度解释多孔性沥青路面的降噪机理,提出采用室内实验与现场测试相结合的方法来评价多孔性路面的降噪性能,对于减少噪声污染具有积极的意义。     

沥青路面动态响应数值分析

为了优化沥青路面结构设计,引入无反射边界,依据结构动力理论,利用有限元数值分析方法,对多层沥青路面在移动荷载作用下的动态响应进行了分析。发现沥青面层的拉应力和路表弯沉随着基层模量、层间摩擦系数、行车速度和面层材料阻尼的增大而减小,剪切应力随着轮胎接地压力和基层模量的增大而增大。分析结果表明:基层设计需要综合优化设计,简单增加基层模量和厚度都是不合适的;良好的层间接触状态以及使用较大阻尼的材料,有利于路面性能的改善;提高行车速度可以延长路面的使用寿命。     

沥青路面结冰条件下抗滑性能

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立轮胎与路面接触的动力有限元模型,同时考虑轮胎与路面的动态摩擦作用,分析不同温度工况条件下结冰沥青路面的抗滑性能.结果表明：轮胎的速度和动能随时间呈现倒S形的减小趋势,轮胎胎面由于橡胶的粘弹性特性,其速度出现以轮胎运动速度为平衡位置的剧烈震荡现象;轮胎的速度随着摩擦系数的增大衰减越快,路面结冰时轮胎的速度衰减幅度以及胎面摩擦力都明显小于干燥路面,而制动距离则刚好相反;由于轮胎与路面的相互作用,胎面的摩擦力呈现抛物线变化趋势,最大摩擦力明显小于干燥路面.     

水泥混凝土路面降噪处理措施

从路表对轮胎/路面接触噪声的影响入手,对露石水泥混凝土、橡胶沥青、金刚石研磨及纵向刻槽降噪技术进行了介绍。研究结果表明,对水泥混凝土路面进行降噪处理后,水泥混凝土路面可以像沥青路面一样安静。     

机场道面高频振捣密实混凝土弯曲疲劳性能演化特征

为了验证高频振捣滑模摊铺工艺的可靠性及其对含大粒径骨料(最大粒径为40 mm)干硬性混凝土疲劳演化特征的影响, 分别采用小型机具施工工艺(低频振捣)和滑模施工工艺(高频振捣)在郑州新郑机场摊铺40 cm厚混凝土道面板; 对现场切割试件与室内相同配比成型的试件(尺寸均为150 mm×150 mm×550 mm)进行了弯拉强度与疲劳试验, 测量了跨中梁底应变和竖向位移; 根据可靠度理论分析了不同工艺成型混凝土小梁的弯曲疲劳寿命概率分布特征, 建立了弯曲疲劳方程, 进一步分析了试件的弹性模量衰减特征和梁底残余拉伸应变演变规律。研究结果表明: 高频振捣工艺能使混凝土更加致密, 试件平均疲劳寿命较低频振动成型试件长约27%;双对数疲劳方程能够很好地表征含大粒径骨料道面混凝土的疲劳行为; 高应力水平下高频振捣成型混凝土疲劳寿命比室内成型混凝土长4%, 低应力水平下高频振捣成型混凝土疲劳寿命比室内成型混凝土长18%以上; 混凝土抗弯拉弹性模量随加载循环比的增加基本呈线性衰减特征, 试件临近破坏时的抗弯拉弹性模量为初始模量的50%~80%;在重复荷载作用下, 梁底轴向残余应变随加载次数的增加而增大; 提出的4种典型演化形态可表征不同应力水平下混凝土残余应变的复杂增长趋势; 骨料粒径增大是导致试件疲劳性能演变规律离散性的主要原因, 疲劳荷载作用下的累积损伤和骨料依次失效过程是混凝土残余应变演化曲线出现明显台阶特征的主要原因。研究结果为进一步通过足尺环道加速加载试验建立室内试验与现场足尺道面板性能关联方程奠定了基础。     

轮胎与钢桥面铺装接触力学分析

为进一步分析钢桥面铺装的真实受力特性,对轮胎与钢桥面铺装的接触力学行为进行了研究.通过建立轮胎模型,对轮胎接地压力进行计算,并与实测数据对比验证了轮胎接触模型的准确性;通过建立轮胎与桥面接触模型,对不利荷载位置时桥面铺装的力学响应计算与分析,得出铺装层竖向位移、铺装层顶弯拉应力、粘结层剪切应力的分布特性,指出桥面铺装典型病害产生的力学机理;通过对设定的一组铺装层计算模量对应的铺装层力学响应极值进行计算,得出铺装层弯拉劲度模量变化对铺装层力学响应的影响规律,并对比分析了轮胎荷载与均布荷载对结算结果的影响作用.结果表明：在等量荷载条件下,采用轮胎与桥面接触模型计算出的铺装层最大层顶反弯应力、粘结层最大剪切应力均明显大于采用均布荷载的计算结果,其中：铺装层层顶反弯应力增幅约为5%,粘结层剪切应力增幅约为9%.采用轮胎与桥面接触模型进行钢桥面铺装设计会更为安全.     

多孔沥青混合料的声学性能评价

多孔沥青混合料的吸声性能对降低轮胎/路面噪声有重要影响,为此采用驻波管按1/3倍频对多孔沥青混合料(PAC)、沥青玛蹄脂碎石(SMA-13)和密级配沥青混合料(AC-13)的吸声频谱进行了测试,研究分析了级配类型、空隙率、试件厚度及表面纹理构造对混合料吸声性能的影响.?试验结果表明:PAC混合料的空隙率较大,其吸声频谱...