纳米SiO_2改性水泥混凝土优选及疲劳寿命预估

通过熵权法加权的灰靶理论,对5组不同掺量水平的纳米SiO_2改性混凝土综合路用性能进行评价分析,得到最优纳米SiO_2掺量;选择最优组改性混凝土进行弯曲疲劳试验,以弯拉强度及荷载作用次数为参数,建立BP神经网络模型。结果表明:经过纳米SiO_2改性的混凝土其各项路用性能均得到有效提高,其中1.5%掺量水平下,纳米SiO_2改性混凝土路用性能综合评价最高;采用BP神经网络模型预测1.5%掺量水平下纳米SiO_2改性混凝土疲劳寿命可得到较为准确的结果,最大误差小于1%,Levenberg-Marquardt训练算法与另外两种算法相比具有最少的迭代次数及最优的收敛速度和泛化能力,且误差平方和相比之下最低,最大相对误差为0.011%～0.041%。     

基于控制应变周期荷载试验预估沥青混凝土疲劳寿命

疲劳裂缝是路面破坏的一种,为路面受到长期、反复的荷载后,由内部产生的微小破坏开始,渐渐加深、延长,从沥青面层底部由下而上累积成为类似鳄鱼皮般的表面龟裂,进而影响路面的性能。研究的主要目的是探讨沥青混凝土的裂缝生成与疲劳寿命,采用级配类型为AC—20的某高速公路的现场钻芯试件,进行室内控制应变疲劳试验,应用劲度变化曲线的裂缝生成机制,与应力-应变回圈面积的消散能理论,推估沥青混凝土疲劳寿命与临界应变。结果表明,应用劲度变化曲线与消散能理论,所得的疲劳寿命都有一致性,故可判断其都可作为疲劳寿命的定义。其中以劲度变化曲线较为便捷,可以作为推估裂缝生成与疲劳寿命的参考方法。可作为沥青混凝土路面疲劳研究与设计的参考。     

增强沥青混凝土用短切玄武岩纤维优选试验研究

玄武岩纤维作为新型的高效环保的矿物纤维,以其较强的吸附沥青和加筋抗裂能力,在高速公路建设应用中越来越受到重视。文章研究从玄武岩纤维用量对沥青混合料的高低温性能影响特征和技术经济角度出发,得出最佳纤维掺量。在最佳掺量下,对比各种纤维对沥青混合料的高低温增强能力,结合纤维在混合料中的拌和分散性,分析不同生产工艺、尺寸和长径比对纤维增强沥青混凝土作用的影响,对增强沥青混凝土用短切玄武岩纤维的类型进行比选。     

新疆路面沥青混合料疲劳寿命预估分析

通过分析新疆典型沥青面层结构设计,采用BISAR3.0软件仿真模拟试验手段,确定不同沥青面层厚度的室内沥青混合料疲劳破坏加载方式。用预估模型对沥青混合料进行疲劳寿命分析。研究表明:沥青混合料疲劳破坏加载方式选择与沥青面层厚度有关,当面层厚度不大于5 cm和大于16 cm时,沥青混合料疲劳试验加载方式分别采用应力控制模式与应变控制模式;预估模型疲劳寿命与实测值存在一定差异但满足精度要求可为新疆沥青混合料疲劳设计提供借鉴作用。     

水泥混凝土路面疲劳寿命预估研究

本文结合上海水泥混凝土路面的损坏状况,主要对水泥混凝土路面发生频率最高的病害-裂缝进行分析,分析的方法是利用断裂力学的原理,通过对水泥混凝土动态抗压试验的结果进行分析,提出了利用弹性模量来预估水泥混凝土路面的寿命,对水泥混凝土路面的寿命预测,可以针对损坏的情况及时提出修复方案,从而可以对水泥混凝土路面的病害早期养护和修复,防止病害的蔓延和影响道路的正常使用,增加修复难度和修复费用。对水泥混凝土的养护、保养和修补提供理论的依据和实际操作方法。     

玄武岩纤维沥青混合料疲劳特性试验研究

选用3种不同纤维长度及6种不同纤维掺量进行正交组合掺配方案设计,共18组,对Sup-20沥青混合料的路用性能及疲劳性能进行试验研究,并重点研究了混合料的疲劳性能特征并建立了疲劳寿命方程.结果表明:6mm玄武岩纤维对高温稳定性和水稳定性增强效果最优,而9mm玄武岩纤维对低温抗裂性和疲劳寿命增强效果更优;在低应变控制水平下...     

基于损伤力学的沥青混合料疲劳寿命预估

该文根据损伤力学的相关理论,用循环耗散能定义为沥青混合料的损伤变量,在此基础上,根据疲劳试验结果推导出了损伤函数、损伤演化方程,并分析了该损伤模型与经典Miner线性损伤模型的关系,验证了该模型的非线性事实。最后应用该模型对沥青混合料的疲劳寿命进行了预估,计算结果与试验值比较接近,说明了该模型的可行性。     

玄武岩纤维透水沥青混凝土性能试验

为研究玄武岩纤维(Basalt Fiber,简称BF)在各掺量下的透水沥青混凝土(permeable asphalt concrete,简称PAC)性能,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、低温劈裂试验、渗水试验等,得到PAC的最佳BF掺量。结果表明:对于马歇尔试验,当BF掺入量为0.4%时,稳定度最高;而浸水马歇尔试验中,掺加0.5%的BF其残留稳定度和浸水稳定度均为最高;BF掺入量为0.5%时车辙试验中的动稳定度最佳;低温劈裂试验中,残留强度比在BF掺入量为0.4%时取最大值;渗水系数在BF掺加量为0.3%时开始明显减弱。因此,在满足各项路用性能的条件下,BF掺量应控制在0.3%～0.4%,对应最佳沥青掺量为4.3%～4.6%。     

玄武岩纤维沥青混凝土技术性能研究

通过约束应力试验和冲击韧性试验,研究玄武岩纤维增强沥青混凝土的抗裂性能,结果表明:玄武岩纤维加筋沥青混凝土具有极低的冻断温度,在低于沥青硬化温度下仍具有较好的低温柔韧性;相对于正常油石比沥青混凝土,富沥青含量沥青混凝土的冲击韧性提高了11%,玄武岩纤维沥青混凝土的提高幅度约为65%。结合玄武岩纤维室内指标检测和混合料试验,探讨路用玄武岩纤维技术要求。通过室内试验和试验路铺筑,提出掺加玄武岩纤维的沥青混合料的施工工艺和施工注意事项。     

材料粘弹性对沥青混凝土钢桥面铺装结构疲劳寿命预估的影响

为研究材料粘弹性对钢桥面浇注式沥青混凝土铺装结构疲劳寿命预估结果的影响,建立粘弹性有限元模型,分析不同荷载作用次数下铺装结构表面拉应变的变化规律,并基于应变控制的铺装面层混凝土疲劳方程预估铺装的使用寿命。结果表明:由于受材料粘弹性特性影响,随着荷载作用次数增加,钢桥面铺装表面拉应变也随之增大,铺装疲劳寿命降低;荷载作用20 000次前变化更为明显,其后则趋于平缓。     

玄武岩纤维透水沥青混凝土力学性能试验研究

文中以PAC-13混合料为研究对象,采用玄武岩纤维对透水沥青路面的力学性能进行改良,并开展多种室内试验对其影响效果进行分析和评价。结果表明:通过析漏试验确定纤维改良PAC-13混合料的最佳油石比为4.6%;纤维的掺入提高了PAC-13混合料渗水的有效空隙率和渗水系数;推荐采用0.3%的玄武岩纤维掺量,使得PAC-13混合料达到较佳的排水功能和路用性能。     

玄武岩纤维沥青混凝土路用性能研究

为降低路面的初期损害,确保路面的寿命,可在沥青混合料中掺加玄武岩纤维,基于AC-13C型级配,对混合料掺加不同掺量的玄武岩纤维,并采用马歇尔试验找出各个掺量下的最佳油石比,然后进行高温车辙和低温抗裂试验。结果表明,玄武岩纤维最佳掺量为0.3%,且可显著改善混合料的路用性能。     

路面材料疲劳损伤分析及疲劳寿命预估

针对路面结构在车辆荷载作用下的疲劳损伤演化及疲劳寿命,运用损伤力学相关理论建立梁式结构的疲劳损伤演化模型,并结合小梁疲劳试验,分析路面材料小梁试件在重复加载下的疲劳损伤演化规律及疲劳寿命。结果表明,对于沥青混合料、水泥稳定碎石、二灰土3种材料而言,当疲劳损伤演化模型指数p分别取4.0、7.2、6.3时,理论分析得到的小梁跨中挠度和疲劳寿命与试验结果比较接近;对于3种材料的小梁试件,随着荷载循环次数的增加,小梁底缘中点的损伤度逐渐增加,且增加的幅度逐渐增大,体现出非线性变化的规律;随着荷载循环次数的增加,小梁跨中挠度逐渐增加,且增加的幅度逐渐增大,与损伤度的变化规律一致。     

驱动桥半轴疲劳寿命预估

为改善某型驱动桥半轴的售后故障率,对现有产品进行台架试验验证。计算分析半轴的应力情况,按照锻钢的S-N曲线经验公式,预估半轴扭转的疲劳极限,进行半轴改进的设计校核。将改进后的半轴再次进行台架试验验证,改进效果满足预期要求,并使用试验结果修正半轴扭转的S-N曲线使之更加精确。     

水对沥青混凝土路面疲劳寿命影响初探

在无水和有水两种状态下沥青混凝土路面的单轴压缩疲劳试验结果表明,水对沥青混凝土路面的疲劳寿命影响显著,在两种状态下具有不同的破坏形式。在0.7 M Pa压力作用下,有水状态下沥青混凝土路面疲劳寿命只有无水状态下疲劳寿命的18.7%。     

基于耗散能的老化沥青疲劳寿命预估模型分析

为了研究老化沥青疲劳性能,以70~#基质沥青和SBS改性沥青作为研究对象,以累积耗散能为评价指标,研究了老化对沥青疲劳寿命的影响,建立了老化沥青疲劳寿命预估方程,分析了应力控制和应变控制加载模式下疲劳寿命预估方程的适用性。首先将70~#基质沥青和SBS改性沥青进行旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT),使沥青发生老化,然后采用动态剪切流变仪在应力控制和应变控制加载模式下对不同老化程度的沥青进行时间扫描试验,通过耗散能随加载次数变化关系确定沥青疲劳寿命。基于累积耗散能建立应力加载控制模式下沥青疲劳寿命预估方程,并采用预估方程计算应变控制加载模式下的累积耗散能,检验预估方程的适用性。结果表明:累积耗散能随着荷载作用次数增加呈线性积累,当累积超过沥青疲劳破坏阈值时,发生疲劳破坏;经RTFOT老化后的70~#基质沥青和SBS改性沥青疲劳寿命与累积耗散能具有较好的双对数线性关系(R0.8);当采用应力加载模式下获得的沥青疲劳寿命预估模型分析应变加载模式下沥青疲劳性能时,70~#基质沥青和SBS改性沥青累积耗散能计算值与实测值之间的误差大多在10%以内,可认为基于累积耗散能建立的沥青疲劳寿命预估方程不受加载模式的影响。     

沥青混合料离析对沥青混凝土路面疲劳寿命的影响

将沥青混合料离析分为无、轻度和重度3种水平,根据不同程度离析混合料级配、沥青用量与空隙率等关键指标,计算不同季节不同离析程度的沥青混合料动态模量。根据动态模量,进行力学分析,计算得到不同程度离析发生在各个结构层时沥青混凝土层层底拉应变。运用AI疲劳方程,计算各个沥青混凝土层疲劳寿命,结果表明,发生离析层位的疲劳寿命大大减小,同时对其他没有发生离析层位的疲劳寿命也有一定的影响。     

玄武岩纤维与沥青粘结性对沥青混凝土的性能影响研究

玄武岩纤维是一种新型环保型的高性能无机矿物纤维,试验研究表明玄武岩纤维具有较高的吸油率、与沥青的粘结能力强。基于玄武岩纤维掺入沥青混凝土之后对于沥青有较强的吸附稳定、桥接与加筋作用,从添加玄武岩纤维对AC-13、SMA-13不同级配沥青混合料性能的影响来看,玄武岩纤维沥青混凝土具有优良的稳定度、劈裂强度、高温抗车辙能力等性能。     

浸水状态对沥青混凝土疲劳寿命的影响

为了研究无水、静水和循环水3种浸水条件对沥青混凝土间接拉伸疲劳寿命的影响,轮碾成型SMA-13、AC-16和AC-20标准车辙板,空隙率为7%±1%,用钻芯机钻取直径100mm、双面磨成厚度为40~45mm的圆柱形试样;在气动伺服材料试验机上进行在无水、静水和循环水条件下的间接拉伸疲劳试验。试验结果表明,有水显著地缩短了沥青混凝土的疲劳寿命,静水和循环水条件对沥青混合料疲劳寿命的影响无显著区别。