再生剂扩散机理研究

选用F ick定律作为描述再生剂扩散的数学模型,并采用Stoke-E inste in公式描述再生剂的扩散系数,分析认为温度、再生剂性质和沥青性质是影响再生剂扩散能力的重要因素,反映在微观分子运动中表现为扩散系数与给定状态下再生剂分子在沥青中运动的平均摩擦力成反比,而在宏观性能指标方面,扩散系数随着界面温度的升高、介质粘度及其粒子的减小而增大。由此得出,在再生沥青混合料拌和工艺中,拌和温度,拌和时间以及再生剂的选择,会对新旧沥青相互间的渗透、扩散产生重要影响。选用简化的再生剂扩散模型并设计进行了室内模拟试验对理论分析进行验证。     

再生剂与沥青的扩散研究

该文结合影响再生剂扩散的因素,根据Crack扩散模型提出相应的试验方法,分析扩散温度、沥青与再生剂的种类对扩散的影响。通过对试验结果的有交互作用的正交分析得出:提高扩散温度、降低再生剂的粘度能显著提高再生剂的扩散系数和扩散量。     

基于表面润湿理论的再生剂-老化沥青界面扩散行为评价

为研究再生剂-老化沥青界面扩散行为及其影响因素,采用Wilhelmy吊片法测试了不同温度下再生剂的表面张力及其与老化沥青间的接触角,计算得到润湿过程中的热力学参数浸润功和动力学参数润湿速度（润湿时间）,研究了再生剂自身性质、环境温度及沥青老化程度对界面扩散行为的影响。结果表明：环氧大豆油（ESO）的掺入降低了再生剂的接触角,增大了浸润功,加快了润湿速度,缩短了润湿时间,提升了再生剂的润湿性能,促进了再生剂-老化沥青的界面扩散,而十二烷基苯磺酸（DBSA）的掺入则对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响;温度对再生剂-老化沥青界面扩散行为影响显著,随着温度升高,再生剂的黏度降低,接触角减小,润湿速度加快,再生剂在较短时间内即可充分包裹老化沥青表面;再生剂表面张力越大,其在老化沥青表面浸润功越大,界面扩散动力越大,扩散过程更易自发进行;再生剂在老化沥青表面的接触角越小,其在老化沥青表面的润湿速度越快,再生剂液滴更容易形成包裹老化沥青表面的再生剂膜;再生剂的黏度越低,流动性越好,其在老化沥青表面的润湿速度越快,有利于再生剂-老化沥青界面的扩散;沥青的老化对再生剂-老化沥青的界面扩散有不利影响,随沥青老化程度的加深,再生剂在其表面的润湿性能下降,界面扩散程度降低。故为保证再生剂对老化沥青的再生效果,在再生剂选择及研发时,应优先选用表面张力更大、黏度更低且与老化沥青间接触角更小的再生剂。     

渗透性沥青再生剂及再生沥青性能研究

再生剂的渗透能力对废旧沥青混合料(RAP)表层老化沥青的再生程度至关重要。为了提高再生剂的渗透性能,改善老化沥青的再生效果。基于组分调节理论和相容性理论,确定了渗透性沥青再生剂的基本组分,通过设计正交试验分析了渗透性沥青再生剂的基本组分搭配比例和混合温度对老化沥青针入度值和延度的影响,检测了渗透性沥青再生剂的基本性能指标及再生沥青的耐久性,研究了再生剂在老化沥青中的扩散进程、再生沥青胶浆的高温稳定性及再生沥青的低温抗裂性。试验结果表明:渗透性沥青再生剂的基本性能、再生沥青的耐老化性能均能符合现有规范要求;渗透性沥青再生剂作用下的沥青25℃针入度差值更大,其渗透能力优于普通沥青再生剂;通过掺入渗透性沥青再生剂对老化沥青进行再生,制备得到的再生沥青的高温稳定性及低温抗裂性与基质沥青相当。     

沥青热再生中老化沥青的转移规律分析

沥青热再生技术在国内得到越来越多的重视,但是对于热再生过程中旧沥青结合料转移情况的认识还很不够,本研究针对不同的再生条件,即旧料的预热温度、是否掺加再生剂、再生剂的品种和旧料的沥青膜厚,进行初步的旧沥青转移模拟试验研究,以帮助深入理解沥青热再生技术.     

沥青热再生中老化沥青的转移规律分析

沥青热再生技术在国内得到越来越多的重视,但是对于热再生过程中旧沥青结合料转移情况的认识还很不够,本研究针对不同的再生条件,即旧料的预热温度、是否掺加再生剂、再生剂的品种和旧料的沥青膜厚,进行初步的旧沥青转移模拟试验研究,以帮助深入理解沥青热再生技术.     

温拌再生沥青混合料与沥青性能研究

研究了掺入旧沥青的改性沥青的性能,确定了混融再生沥青的变化趋势。实验研究了再生剂和表面活性剂型温拌剂的掺入对于混融再生沥青的影响。分析了温拌再生沥青混合料的马歇尔试验特性。试验表明:温拌剂可以显著降低搅拌压实温度;同时再生剂可以很好地提高混融再生沥青的针入度和延度指标;在40%的旧料掺量下,温拌再生沥青混合料的压实特性不随旧料的提高而变化。     

高芳香分含量沥青路面热再生剂再生效果评价研究

介绍了制备高芳香分含量的热再生剂,并通过新、旧集料区分拌和法研究了热再生剂对回收沥青路面材料中旧沥青的再生效果。试验结果表明,高芳香分含量再生剂的再生效果显著,在回收沥青路面材料中添加旧沥青数量的15%时能较好地恢复旧沥青的性能。添加再生剂区分拌和后,新集料表面转移得到较多的再生沥青,再生沥青在新、旧料表面分布均匀。首次对区分后的新、旧集料表面沥青采用四组分法进行分析,结果表明新、旧集料表面的四组分构成相近,说明在拌和过程中热再生剂充分发挥了再生、重新分布旧沥青的作用。     

基于对流传质理论的沥青膜转移机理研究

基于对流传质理论研究了沥青路面现场热再生混合料中老化沥青膜在新旧集料之间的转移机理,分析认为旧料的含油量较大、预热旧沥青料(降低旧沥青粘结剂粘度)、提前喷洒粘度较低的再生剂、适当延长拌和时间等措施有利于旧沥青向新骨料的转移,有利于再生沥青粘结剂的形成。基于理论的定性分析,针对不同的再生条件,即旧料的预热温度、新旧料的拌和时间、是否掺加再生剂、再生剂的品种和旧料的沥青膜厚,进行初步的室内老化沥青膜转移的模拟试验研究,定量地描述了各种条件对老化沥青膜转移规律的影响,以帮助深入理解沥青路面现场热再生技术机理。     

沥青再生扩散模型及再生效果评价方法分析和改进

扩散程度是反映老化沥青再生进程的重要指标,而扩散模型可以更加直观地对回收沥青路面材料(RAP)再生进行描述。对比分析现有用于描述沥青扩散的模型、扩散理论、扩散效果评价手段及再生剂再生效果,总结不同模型、理论、试验条件间的差异,认为应进一步寻找一种更接近实际状态的RAP老化沥青膜,并加强评价方法的可行性研究。提出可通过模拟再生RAP老化沥青膜的试验方法,运用核磁共振(HNMR)与红外(IR)相结合的手段,观察再生进程并用沥青胶体结构的电导率方法对再生效果进行表征。     

引气粉煤灰混凝土的氯离子扩散系数

基于盐碱寒冷地区的工程环境与混凝土的配制特点,模拟配制了SA溶液,采用正交方案试验研究了水灰比、含气量和粉煤灰掺量3个参数对引气粉煤灰混凝土氯离子扩散系数的影响,建立了氯离子扩散系数计算模型,并采用游程检验法对计算模型进行了检验,结果表明该模型表征的相关关系显著,预测值与实测值无显著差异。     

机动车尾气排放和扩散研究综述

随着社会经济和城市建设的迅速发展,机动车保有量急剧增加,造成交通拥堵问题日益严重,同时也导致了更为严重的交通污染问题。随着机动车尾气排放污染的日益加剧,对其研究也越来越广泛和深入。关于尾气排放的研究大致可以分为2个方面:(1)机动车尾气排放研究,从微观层面、中观层面、宏观层面对其进行研究,包括尾气排放获取数据的方法、机动车行驶周期及尾气排放模型的研究。(2)机动车尾气扩散研究,主要是其扩散模型的研究。此外排放控制策略研究也越来越受到重视,其研究趋势逐步由针对发动机改进等降低单个车辆的排放发展到整个路网的排放量改善的交通控制管理措施。     

城市主干路常发性拥挤扩散规律的模拟研究

通过Vissim模拟方法，对常发性拥挤的扩散规律进行研究。得出拥挤扩散时的波动性、延滞性、传递性等特点，对相邻检测站间的排队车辆数和排队长度拥挤指标进行量化。采用变换后的累计流量曲线（Ⅳ曲线）对拥挤持续时间进行预测，并与真实值进行比较分析，验证了该预测方法的有效性。     

溶液型浆体在岩溶裂隙中运移的动力学研究

从浆液扩散理论的基本假设出发,综合考虑岩溶区被注介质和浆液扩散特征,在总结前人研究成果的基础上,推导出浆液在贯通岩溶裂隙或者管道中扩散时所须满足的动力学通用控制方程。在考虑溶液型浆体特性、被注介质特征和扩散过程的前提下,对通用动力学控制方程进行合理简化,获得适用于溶液型浆体在岩溶裂隙和管道网络中扩散的动力学控制方程。基于有限体积法理论,借助于HQUICK、Central Difference、Crank-Nicolson和Adams-Bashforth等离散格式对控制方程完成数值离散工作,然后采用压力泊松方程法对其完成数值求解工作,从而为研究岩溶区浆液扩散过程的软件开发和数值模拟工作提供理论基础,开创采用计算流体动力学理论方法对溶液型浆液在岩溶裂隙和管道介质中的扩散研究的新途径。     

水体在有压扩散段内的流动特性研究

有压泄水隧洞的出水口处一般都是渐扩段。由于水流在扩散前流速较大,而扩散后流速较小,水流流速在短时间内发生了较大变化,因此会产生多种复杂的水流现象——流动分离、回流或漩涡等。主要针对对称渐扩段内的水流流态情况,利用Fluent软件,采用大涡模拟法得到特定雷诺数情况下,扩散角大于或等于7°时,对称扩散段内会发生主流来回摆动现象;当扩散角为特定角度时,在一定的雷诺数范围内,扩散段内主流来回摆动的起始时间随雷诺数增大提前,主流摆动的振幅随雷诺数增大而增大。     

岩体裂隙开度变化对浆液扩散规律的影响分析

研究岩体裂隙开度变化对浆液扩散规律的影响。将单一裂隙形状简化为椭圆形和矩形,利用广义柱面坐标、牛顿内摩擦定律、达西定律、渗流微分方程、纳维—斯托克斯(Navier-Stokes)方程和边界条件下的连续性方程,推导牛顿液体在两种裂隙形状中渗透注浆的参数关系,对比研究了裂隙开度不变和变化两种情况下浆液的扩散规律。结果表明,开度变化对扩散距离有较大影响。因此,在进行注浆理论研究中,应该建立反映开度变化的裂隙模型,并研究裂隙开度变化对渗透注浆的影响规律。     

盾构隧道壁后注浆试验与浆液扩散机理研究进展

盾构隧道壁后注浆具有控制地层变形、确保管片受力均匀等作用,但壁后注浆施工中也常出现隧道上浮、管片破损、螺栓剪断等现象,壁后注浆效果与注浆施工参数的控制密切相关。为达到预期注浆效果,深入研究壁后注浆过程中浆液的扩散机理,提出合理的壁后注浆施工控制策略具有重要现实意义。基于目前国内外学者在盾构隧道壁后注浆浆液扩散机理方面所开展的工作,从现场实测、模型试验、理论分析3个方面进行梳理总结,分析现有研究的进展和不足。在现场实测方面,目前常用的监测手段是探地雷达无损检测法和埋设仪器法;室内模型试验包括整体模型试验和局部模型试验,整体模型试验主要用于模拟盾构掘进过程中的同步注浆施工,局部模型试验主要用于分析浆液固结变形以及压力消散过程;在理论分析方面,当前主要从盾尾间隙特征、浆液流体特性以及浆液-土体相互作用机理研究浆液扩散过程,浆液扩散过程可概括为充填、渗透、压密和劈裂4个阶段,充填注浆浆液的扩散模型主要是环形充填扩散和扇形充填扩散,渗透注浆浆液的扩散模型有球面渗透扩散和柱面渗透扩散,压密注浆浆液的扩散模型有球形压密扩散和柱形压密扩散,劈裂注浆过程很少考虑;在数值计算方面主要侧重于研究盾构壁后注浆对管片受力和地表沉降的影响。最后,分别从盾构隧道断面形式、理论模型的地层适应性、统一扩散理论模型、浆液扩散微观机理等方面展望了盾构隧道壁后注浆浆液扩散机理研究的发展趋势。     

城市交通污染扩散高分辨率数值模拟研究

以三维对流．扩散方程为模型，采用50m网格的高分辨率对城市中汽车尾气排放所造成的污染分布宏观状况进行模拟，建立了一个高分辨率城市交通污染数值仿真系统。采用该系统对广州市的一个区域进行了模拟计算，并与实际污染分布情况进行比较，结果表明系统的模拟效果良好。     

基于吞吐量的集装箱码头卡车污染扩散研究

作为港口码头货物的主要陆上运输工具和能源消耗设备,集装箱卡车是港口区域大气环境污染的主要来源之一.从港口大气环境安全出发,分析环保部公布排放因子的局限性,综合考虑集装箱卡车保有量、发动机状态、运行工况、燃料使用和道路条件等复杂因素,通过功率法确定集装箱卡车尾气中CO ,SO2和NO2的平均排放因子.以长江某内河港口为案例计算得到该地区2016年全年各类污染的总排放量,并利用灰色预测估计未来10年该港区集装箱吞吐量的变化,与实际数据对比发现,模型精度达到了95% 以上,预测结果良好.借助高斯模型建立港区大气污染物风险扩散模型并计算未来几年集装箱卡车尾气排放对周围居民的影响.结果表明,2016年该地区4月日平均CO的浓度达到250 ug/m3;SO2浓度为57 ug/m3;NO2浓度为1 100 ug/m3.大气污染排放中NO2占比最大,分担率超过80% .各类尾气污染物24 h平均浓度已远超国家标准,港口区域集卡尾气污染对港口周边工作人员健康和港口所在城市大气环境安全威胁极大.      

冻融循环对沥青混合料内水气扩散的影响

水气是沥青混合料水损害的重要来源之一,沥青混合料内部的水气运动不容忽视。大部分沥青路面常年经受冻融循环作用,为探究冻融循环前后沥青混合料内水气运动的变化规律,设计以相对湿度梯度为驱动力的水气扩散试验装置,以密级配沥青混合料AC-20C和开级配沥青混合料OGFC-13为研究对象,测量冻融循环前后沥青混合料水气穿透量随时间的变化情况,并采用菲克第一定律计算水气扩散系数。试验结果表明：5 cm厚OGFC-13试件在常压、20℃、100%~60%湿度差下的水气穿透量与时间呈线性正相关,可获得其扩散系数,而相同条件下的AC-20试件内水气较难穿透,水气穿透量与时间呈不规则变化,无法计算得到扩散系数,OGFC试件水气扩散速率明显大于AC试件,说明空隙结构对混合料水气扩散影响较大,但经历1个冻融循环后2类试件相同时间段内水气穿透量均有显著提高;负压环境下（13.325 kPa）进行试验可以增大AC-20试件的水气扩散速率,使水气穿透量与时间呈线性正相关,从而测量得到冻融循环前后AC试件的扩散系数;经冻融循环作用后,相同时间内2种沥青混合料水气扩散系数均显著增长,OGFC试件连通空隙率明显增大,说明冻融循环作用使沥青混合料内部结构发生变化,水气在沥青混合料内部的运动路径增多,更易进入沥青内部及沥青与集料界面,进一步加速沥青混合料水损害进程。