橡胶粉对高掺量RAP再生沥青混合料性能的影响

为了评价橡胶粉对高掺量再生沥青混合料性能的影响,控制RAP含量在0%～60%(0%、20%、40%和60%)之间变化,湿法掺入橡胶粉(按沥青重量的0%、10%和20%)。通过室内间接拉伸强度、水敏感性、疲劳试验等研究了再生改性沥青混合料的抗裂性能、抗车辙和疲劳行为。试验结果表明,随着RAP含量的增加,混合料的疲劳寿命降低,在再生沥青混合料中添加橡胶粉可提高其疲劳寿命和抗车辙性能;橡胶粉用量为10%、RAP料用量为40%时,沥青混合料性能无明显降低。     

废旧轮胎橡胶粉目数对沥青性能的影响

将目数分别为60和80目的橡胶粉掺入到沥青当中,通过掺入后针入度、延度、软化点的变化情况,来分析橡胶粉对沥青路用性能的影响规律。试验结果表明,橡胶粉掺量越大,橡胶粉目数越高,所得到的橡胶沥青路用性能越好。但掺量过高会影响橡胶沥青的施工和易性,故建议掺量不超过20%。     

掺橡胶粉路面混凝土配合比正交设计试验研究

通过对掺橡胶粉混凝土的抗折强度和弹性模量等性能研究,利用正交设计试验法选取了水胶比、橡胶粉掺量、减水剂掺量和橡胶粉粒径4个因素及各因素对应的3水平,对橡胶粉混凝土抗折强度和弹性模量等影响因素及最优配合比组合进行探讨,结果表明:橡胶粉掺量和水胶比是影响混凝土性能的显著因素。     

掺合料对纤维增强水泥基材料拉伸性能的影响

为降低材料成本并探明掺合料对聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料抗拉能力的改性效果,采用一定量的粉煤灰、硅灰和偏高龄土代替水泥,试验研究了改性前后水泥基复合材料的拉伸应变、开裂强度、极限强度以及裂缝发展规律,分析了各种掺合料对水泥基复合材料抗拉性能的影响机理.试验研究结果表明:用粉煤灰代替65.0%的水泥,材料的初始开裂强度和极限强度随着粉煤灰的掺入分别降低了25.5%和26.0%,但复合材料的变形能力提高了2倍;粉煤灰改善了复合材料的裂缝宽度和间距,使得多重开裂现象更易发生;用粉煤灰和硅灰分别代替50.0%和15.0%水泥,使得复合材料裂缝宽度略有减小,变形能力比单掺粉煤灰提高了7.6%;偏高岭土的掺入,使得材料具有更好的变形能力;在纤维体积掺量为2.0%的情况下,粉煤灰、硅灰、偏高岭土的复掺使得纤维增强水泥基复合材料的极限拉应变达到2.0%,极限强度达到3.99 MPa,材料在拉伸荷载作用下呈现出高延性和多裂缝开裂特性,材料自身对裂缝具有很强的可控性,其饱和状态最大裂缝宽度为175μm,平均裂缝宽度不超过115μm.     

橡胶粉改性水泥稳定碎石力学性能研究

为了分析橡胶粉的掺入对水泥稳定碎石混合料力学性能的影响,对掺加1%、1.5%添加量的80目橡胶粉和未掺加橡胶粉的水泥稳定碎石的力学性能进行对比分析。试验结果表明:掺入橡胶粉后,水泥稳定碎石的无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度和抗压回弹模量有所降低,但其抗冻性能增强,干缩应变明显减小,有利于延缓基层开裂。     

橡胶粉水泥稳定碎石收缩性能研究

为了探究橡胶粉对水泥稳定碎石收缩性能的改善效果,文章在固定级配的基础上,用橡胶粉代替部分细集料进行水泥稳定碎石配合比设计,对掺加橡胶粉的水泥稳定碎石小梁试件的温缩和干缩性能进行测试,研究橡胶粉对水稳碎石收缩性能的改进作用,进而对掺加橡胶粉及聚合物的水泥净浆试件进行三点弯曲实验,研究聚合物对橡胶粉水泥稳定碎石抗断裂能力的改进作用。结果表明,橡胶集料的掺入改善了收缩的性能,干燥收缩系数变小约30%;橡胶粉水泥稳定碎石的应变能力随聚合物的掺入量增加而增强。     

粉煤灰、膨胀剂双掺技术对CRCP路面裂缝间距和宽度的影响

粉煤灰、膨胀剂的掺入使混凝土干缩应变减小,抗弯弹性模量下降,从而可以适当增大连续配筋混凝土路面的裂缝间距并减小缝宽,在缝宽基本不变时,可以减少配筋量。本文研究了粉煤灰、膨胀剂双掺技术对连续配筋混凝土路面裂缝间距和宽度的影响。     

农村水泥混凝土路面裂缝密封用改性沥青性能研究

以石油沥青/煤沥青共混物为基材,使用SBS、废旧橡胶粉、短切碳纤维废丝对其进行复合改性,由单因素实验结果可知,当石油沥青与煤焦油沥青质量比为4∶1;SBS掺量为共混沥青质量的4%;橡胶粉掺量为共混沥青质量的20%,细度60目;碳纤维掺量共混沥青体积的6%,长度0.5 mm时,制备的密封材料可满足国家标准,适用于农村水泥混凝土路面裂缝密封修补。     

橡胶粉细度及掺量对沥青混合料高温性能的影响

为更好地将废旧轮胎胶粉用于公路工程中,以橡胶粉改性沥青为研究对象,研究了橡胶粉细度和掺量对沥青混合料高温性能的影响。结果表明:橡胶粉细度和掺量对沥青混合料高温性能有较大的影响。随着橡胶粉细度和掺量的增加,沥青粘度与沥青混合料动稳定度逐渐增大;沥青混合料永久变形随着橡胶粉掺量的增加,呈现先减小后增大的趋势。     

纤维和聚合物对水泥砂浆早期开裂的防治及作用研究

研究了砂浆早期(0~6 h)的收缩变形特性,测试了其收缩变形量及变形稳定后裂缝的长度与宽度。采用名义开裂面积、首次开裂时间、收缩应变等评价纤维(碳纤维及聚丙烯纤维)、聚合物(丁苯乳液)对砂浆早期塑性收缩开裂的作用效果,并对纤维和聚合物对砂浆抗裂作用机理进行了分析。研究认为:纤维对砂浆的增强效应和空间效应与聚合物的成膜、微纤维以及减缓水泥水化放热速率作用相结合,使得砂浆早期的抗裂性能随着聚合物和纤维的掺入得到了改善,作用效果主要与纤维的掺量、纤维的弹性模量等有关。相同体积掺量下,碳纤维对砂浆早期的抗裂作用效果优于聚丙烯纤维。     

基于FBG的沥青混合料横向流动变形评价

为了分析沥青混合料横向流动变形, 进行了沥青混合料的车辙试验, 利用布设于沥青混合料板表面的光纤布拉格光栅传感器, 研究了沥青混合料表面的横向应变规律; 以最大应变和蠕变稳定阶段横向应变速率绝对值为评价指标, 分析了沥青混合料横向流动变形。分析结果表明: 横向流动变形随沥青混合料的最大应变和横向应变速率绝对值的减小而降低; 横向流动变形在循环轮载作用下不断发展, 测试点距离轮载愈近其流动变形愈剧烈; 当胶粉掺量分别为0、15%、18%时, 距离轮载63 mm的测试点横向应变速率分别为6.8×10-6、4.0×10-7、6.4×10-6 min-1, 因此, 掺15%胶粉的沥青混合料具有较大的抵抗高温横向流动变形的能力; 对于15%胶粉掺量的沥青混合料, 当其集料级配分别为AC-13粗级配和AC-13细级配时, 距离轮载28 mm的测试点横向应变速率分别为6.0×10-7、7.7×10-6 min-1, 因此, AC-13粗级配沥青混合料高温抗横向流动变形能力优于AC-13细级配; 胶粉改性沥青混合料最大应变为1.96×10-4, 而胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料最大应变只有1.22×10-4, 说明在高温情况下, 胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料整体结构强度较大, 能够承受来自轮载的直接作用而不向轮迹两边产生横向推移致使发生较大的横向流动变形。基于光纤布拉格光栅横向应变的沥青混合料横向流动变形评价能较好地说明不同材料和级配对沥青路面产生侧向流动变形规律的影响。      

橡胶沥青混合料路用性能分析

通过在沥青中加入废旧橡胶粉,并对橡胶沥青和基质沥青进行对比试验,表明橡胶粉的加入可增大沥青黏度,改善低温柔韧性,提高弹性恢复能力。采取相同沥青用量和相同级配的橡胶沥青混合料和普通沥青混合料进行路用性能对比试验,表明橡胶粉的掺入可改善普通沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能和水稳定性能。     

模拟深海环境砂土地层的材料配比试验研究

为了研究可近似模拟琼州海峡深海环境下砂土地层的相似材料,基于正交试验法,以重晶石粉/标准砂、黏结剂浓度、凡硅比和石膏含量作为4个控制因素,对不同配比相似材料的物理力学参数的变化规律进行了分析. 首先确定标准砂、重晶石粉作为骨料,凡士林和硅油作为黏结剂,石膏粉作为调节剂,其次基于正交试验原理设计25组相似材料配比,分别进行密度试验、直剪试验、压缩试验以及渗流试验,得到了重度、内摩擦角、黏聚力、压缩模量以及渗透系数等物理力学指标,通过极差和显著性分析,研究了各个控制因素对材料参数的影响规律,并对25组试验结果进行了去异常点的多元线性回归分析. 研究结果表明:相似材料重度受重晶石粉/标准砂比值的影响最大,石膏的比例是控制压缩模量的主要因素,内摩擦角和黏聚力无主要控制因素,重晶石粉的比重主要控制着渗透系数的大小;适用于深海环境砂土地层条件下的相似材料配比为重晶石粉/标准砂0.4,黏结剂浓度4.5%,凡硅比3∶1,石膏含量3%.      

多聚磷酸改性沥青流变性能

为研究多聚磷酸(PPA)对沥青性能的影响规律与作用机理, 采用四组分分析试验和沥青三大指标试验研究了PPA对不同基质沥青化学组分的影响, 基于动态剪切流变仪(DSR)开展了沥青温度扫描试验与频率扫描试验, 分析了不同配比的PPA改性沥青、PPA/SBS改性沥青与PPA/橡胶粉改性沥青在不同温度、不同动态频率加载条件下的流变性能变化趋势。分析结果表明: 随着PPA含量(质量分数, 后同)的增加, 沥青质含量逐渐提高, 油分(饱和分与芳香分)含量减小, 沥青逐渐由溶胶结构转变成溶-凝胶结构, 沥青高温性能逐渐增强; PPA改性沥青的高温性能与基质沥青的沥青质含量相关, 沥青质含量大的基质沥青经PPA改性后其沥青质含量提升最大, 针入度降低最多, 具备更好的高温性能; 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青掺入PPA后, 其抗车辙因子分别提高了1.0~8.2、0.8~13.9与2.9~19.7 kPa, 表明PPA可有效改善基质沥青、SBS改性沥青和橡胶粉改性沥青的高温、感温及流变性能, 增强沥青的弹性特征, 提高其抵抗剪切变形能力; 与单一改性沥青相比, PPA复合改性沥青的流变性能改善效果更为明显, PPA与聚合物改性沥青之间存在良好的相容性; 随着PPA含量的增加, 沥青10℃延度逐渐降低, 当PPA含量为1.5%时, 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青10℃延度分别下降77%、64%与39%, 表明PPA对沥青的低温性能存在一定负面作用, 建议PPA含量不宜超过1.0%;PPA/SBS改性沥青最佳复配比为1.0%PPA复配3%SBS, PPA/橡胶粉改性沥青最佳复配比为0.75%PPA复配15%橡胶粉。      

Numerical simulation of rock fracturing under uniaxial compression using virtual internal bond model

A multi-scale virtual internal bond (VIB) model for the isotropic materials has been recently proposed to describe the material deformation and fracturing. During the simulation process of material fracturing using VIB, the fracture criterion is directly built into the constitutive formulation of the material using the cohesive force law. Enlightened by the similarity of the damage constitutive model of rock under uniaxial compression and the cohesive force law of VIB, a VIB density function of rock under uniaxial compression is suggested. The elastic modulus tensor is formulated on the basis of the density function. Thus the complete deformation process of rock under the uniaxial compression is simulated.     

废胎胶粉掺量对橡胶沥青及混合料性能的影响分析

沥青中掺入废胎胶粉可改善沥青的各项性能指标,并增强沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性。在基质沥青不变的条件下,随着废胎胶粉掺量的增加,橡胶沥青的旋转粘度、针入度、软化点、低温延度和弹性恢复增大,橡胶沥青混合料的动稳定度和低温破坏应变也相应增大。     

无缝化改造的空心板桥受力性能

对某多跨空心板桥进行了无缝化改造, 简支板改为双排支座连续板, 桥台改为延伸桥面板桥台, 取消了全桥的伸缩装置; 测试了实桥静动载, 研究了无缝化改造后的多跨空心板桥受力性能; 应用有限元模型, 计算了结构受力、承载力、引板受力及单、双排支座对结构力学性能的影响。测试结果表明: 无缝化改造后的桥梁实测基频为8.60Hz, 高于改造前的5.37Hz, 4种车速下实测冲击系数最大值为1.11, 小于《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60—2004) 的计算值1.36, 应变与挠度校验系数均小于0.95, 因此, 无缝化改造提高了全桥整体性能, 改善了行车条件。有限元分析结果表明: 无缝化改造后桥梁基频的计算值为8.48Hz, 实测基频与计算基频比值为1.01, 因此, 改造后桥梁功能状况良好; 跨中截面的正弯矩明显降低, 第2跨跨中降幅最大, 达15.6%, 但内支座处出现了负弯矩, 同时剪力增大, 最大增幅为18.2%;跨中挠度明显降低, 以第2、3跨降幅最大, 达35.5%, 桥梁整体刚度明显提高; 最大裂缝宽度计算值为0.15mm, 小于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62—2004) (简称《桥规》) 规定的0.20mm, 承载力、挠度和裂缝宽度验算均满足《桥规》要求; 支座排数对上部结构的受力影响较小, 采用双排支座是可行的; 引板与地基的摩擦因数对引板和铺装层轴向力影响较大, 对弯矩影响较小; 引板和铺装层最大拉应力分别为0.87、1.25MPa, 满足设计强度要求。      

微波活化废胶粉改性沥青影响因数

采用沥青常规性能试验方法,确定微波活化废胶粉的最佳活化条件以及活化废胶粉改性沥青制备时的搅拌速率、时间、温度和胶粉目数。最终确定在胶粉掺量为15%的前提下,活化胶粉改性沥青实验室制备工艺为:干燥胶粉粒径采用80目;150 g胶粉最佳微波辐射条件为微波功率300 W 3 min 20 s,搅拌温度180℃,搅拌速率6 000rpm,最佳搅拌时间为60 min。     

破裂水泥混凝土路面板沥青加铺层温度应力影响因素

为了防止水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,采用有限元方法,视路面结构为弹性层状体系,建立沥青加铺层、补强层、破裂水泥混凝土路面板和地基组成的空间三维模型,分析了破裂板块平面尺寸、降温幅度、沥青加铺层模量及厚度、结构补强层模量、混凝土路面板厚度等因素对沥青加铺层温度应力的影响。结果表明,对破裂后的旧水泥混凝土路面板块,沥青加铺层温度应力随其板块尺寸的减小而大幅度降低,较大的降温幅度对加铺层温度应力的影响远大于车辆荷载产生的应力;而降低沥青加铺层模量,增大加铺层厚度等技术措施可明显改善破裂板接缝处的应力状况,并能有效地防止沥青加铺层反射裂缝的产生。     

钢筋混凝土整体式空心板桥的开裂机理和性能评估方法

研究了整体式空心板桥在服役过程中的裂缝和性能评估方法.通过ANSYS软件建立精细空间实体模型,分析了设计荷载作用下整体式空心板桥开裂的机理;在弹性分析的基础上,考虑材料非线性的影响,对荷载试验的结果进行评估,并与刚接板法和弹性有限元分析结果进行比较;引入钢筋的锈蚀模型,对整体式空心板的时变极限承载力进行分析.研究结果表...