自修复微胶囊在沥青混合料中的应用

为探讨含再生剂的微胶囊在沥青混合料中应用的可行性,该文对不同沥青种类、不同温度水平、不同老化程度、不同微胶囊掺量条件下的沥青结合料的延度恢复及模量恢复效果进行量化表征。然后结合光纤测裂缝技术,对比微胶囊在沥青混合料中的修复效果。为模拟自然环境及荷载作用下自修复微胶囊对混合料裂缝的修复作用,分别对不同加速加载次数、不同冻融作用次数、不同温差作用次数、不同紫外线照射时长下混合料的平均裂缝宽度进行测量。结果表明:微胶囊对沥青延度的恢复初期幅度较大,后期保持稳定;不同老化程度的沥青结合料,微胶囊对其修复效果有所差异;随着微胶囊掺量的增加,裂缝的愈合速率有所提高。而DSR试验结果与延度试验结果有较好的一致性。不同环境及荷载作用下微胶囊对沥青混合料的修复效果有所不同,微胶囊的掺加可以有效地对路面早期微小裂缝进行修复,从而防止微小裂纹迅速演化扩展。     

旧水泥混凝土路面加铺层中裂缝缓解层的有限元力学分析

旧水泥混凝土路面加铺改造后主要破坏来自于旧水泥混凝土路面的反射裂缝,如何防止反射裂缝的发生也是旧水泥混凝土路面加铺改造的难点.为此,研究采用大碎石沥青混合料作为裂缝缓解层,对比分析了大碎石沥青混合料、密级配AC-20混合料、级配碎石与水泥稳定碎石4种不同加铺层的结构应力,采用有限元分析方法分析了在最不利荷载作用下,温度应力、荷载与温度应力耦合作用下以及加铺材料中的孔洞对加铺层底应力的影响,发现大碎石沥青混合料裂缝缓解层对防止反射裂缝的发生具有良好的作用.     

三维应力状态下沥青混合料动态模量归一化

沥青混合料的动态模量是路面力学响应分析和结构设计的重要参数之一。为客观表征不同应力状态、试验温度及加载频率等试验条件对沥青混合料动态模量的影响规律，建立复杂服役条件下沥青混合料的动态模量预估模型，揭示沥青混合料动态模量的服役状态相关性。首先开展了不同温度、不同加载速率下沥青混合料的单轴压缩、间接拉伸及直接拉伸强度试验，揭示了不同温度下沥青混合料强度随加载速率的幂函数变化规律，为模量试验应力比的确定提供了依据。进而据此开展了不同温度与不同加载频率下沥青混合料的单轴压缩、间接拉伸及直接拉伸动态模量试验，提出了以等效应力比表征三维应力状态下模量试验应力比的沥青混合料动态模量分析方法，并基于时-温等效原理，采用Sigmoidal函数，建立了基于三维应力状态下等效应力比的动态模量归一化预估模型，实现了不同试验方法下沥青混合料动态模量的统一表征。研究结果表明：不同试验温度与应力状态下沥青混合料的强度均随加载速率的增大而增大，基于等效应力比表征的三维应力状态下模量试验应力比可实现不同试验条件下沥青混合料动态模量的统一表征，避免了路面结构设计时人为选取材料模量设计参数导致的设计结果不确定性。研究可为提...     

环氧沥青混合料疲劳衰变特性试验

为获取钢桥面铺装环氧沥青混合料的疲劳衰变特性,首先基于正交异性桥面板-铺装层组成的复合结构模型,计算出标准胎压、超载50％以及超载100％胎压作用下铺装层的最大拉应变,作为疲劳试验应变水平的选取标准;然后,采用小梁四点弯曲疲劳试验对3组不同温度和不同应变条件下的环氧沥青混合料疲劳性能进行测试;最后,利用威布尔公式对不同温度与应变条件下的环氧沥青混合料疲劳寿命与疲劳裂纹扩展时的作用次数进行预测.结果表明:环氧沥青混合料初始模量大小仅与温度相关,与应变水平无关;在10℃和20℃时,1.38 MPa以下胎压以及30℃时0.7 MPa胎压作用500万次均不发生疲劳破坏;30℃时,1.1 MPa和1.38 MPa胎压分别作用66 833次和35 480次出现疲劳损坏现象;相同应变作用下,试验温度越低,小梁疲劳破坏越快;环氧沥青混合料疲劳曲线可明显分为试验设备稳定、疲劳裂缝启裂、疲劳裂缝扩展3个阶段.研究结果可为环氧沥青混合料铺装疲劳寿命预估以及预防性养护提供理论依据.     

沥青路面老化与温度场引起的模量梯度研究

由沥青路面老化与温度引起的模量梯度是造成路面Top-Down裂缝的主要原因,为对Top-Down裂缝进行开裂预估,本文通过计算路面不同深度的平均温度得出路面的温度场分布,研究沥青路面老化随龄期、温度、空隙率和深度的发展变化规律,建立老化预估模型。根据老化预估模型中沥青粘度与沥青混合料动态模量的关系,得到沥青混合料随老化时间、温度、深度、空隙率变化的梯度模量。研究结果表明:通过全寿命沥青路面结构的老化预测模型、沥青粘度与沥青混合料动态模量的关系式,可建立不同老化程度和动态模量之间的关系。     

温缩型反射裂缝的热是性有限元分析

考虑了沥青混合料的热粘弹特性，运用增量迭代有限元方法，计算了在持续大幅度温条件下，开裂水泥混凝土路面上沥青罩面层内温度应力场，同时探讨了土工格栅加筋位置，裂缝宽度、沥青层厚、降温速度、起始温度对应力的影响。     

反射裂缝路面体在变温作用下的静态效应

本文采用平面应变有限元单元法分析温度变化对基层含有初始反裂缝路面体的静态效应，鉴于沥青混合料受温度的影响比较大，故分析时考虑了温度变化和沥青混合料劲度模量的耦合效应，从而使结果更符合实际。     

硅藻土复配SBR改性沥青混合料的疲劳性能试验研究

为研究硅藻土复配SBR改性沥青的疲劳性能，制备了连续级配和间断级配硅藻土复配SBR改性沥青混合料，对多种类型硅藻土复配SBR改性沥青混合料展开间接拉伸疲劳性能试验，得到不同类型沥青混合料在不同温度下的疲劳方程。研究表明：混合料的类型、试验温度、硅藻土及SBR均对沥青混合料的疲劳寿命有影响；相同温度及混合料类型条件下，间断级配的疲劳寿命高于连续级配；相同级配及沥青混合料条件下，5℃条件下的疲劳寿命高于25℃的疲劳寿命；相同温度及级配条件下，硅藻土、SBR均可提高基质沥青混合料的疲劳寿命，表现为疲劳方程的K值增大，n值减小，且硅藻土对疲劳方程系数的影响程度大于SBR，即硅藻土复配SBR改性沥青混合料疲劳寿命的提高主要取决于硅藻土。     

不同温度下沥青混合料的抗剪性能及其评价指标

为了分析不同温度下沥青混合料的抗剪性能,选用了SMA-16、Superpave-16、AC-16及AC-13这4种不同的沥青混合料,分别进行不同温度下的单轴贯入实验、APA车辙实验及单轴贯入疲劳试验,采用3种抗剪性能评价指标评价了这4种沥青混合料不同温度下的抗剪性能,同时对沥青混合料的抗剪评价指标的相关性进行了分析。分析结果表明:温度对沥青混合料的抗剪性能影响很大,对沥青混合料进行抗剪性能评价时应充分考虑其温度特性;抗剪强度、APA车辙深度及剪切模量具有很好的相关性。     

半刚性基层沥青路面反射裂缝足尺试验研究

通过反射裂缝足尺试验来评价纤维增强沥青混合料和玻璃纤维土工格栅对抑制反射裂缝的效果，对抑制机理作了分析。试验证明，在普通沥青混合料中加入聚酯纤维以及使用改性沥青可使脆化点温度降低，增强低温抗裂性，加入聚酯纤维和在基层与面层之间铺设玻璃纤维格栅可有效抑制反射裂缝。     

不同沥青体分比环氧树脂沥青混合料的断裂性能

采用0.250、0.400、0.500、0.571四种不同沥青体分比的环氧树脂沥青及AH-70普通沥青、SBS改性沥青制成混合料试件模型,进行-25℃、-15℃、-5℃和5℃温度下的半圆形直裂缝试件三点弯曲对比试验,并通过扫描电镜进行环氧树脂沥青固化物微观结构形态分析。研究结果表明:3种沥青混合料的断裂性能与锯缝深度关系呈现相同的趋势;沥青体分比大于0.400时,环氧树脂沥青混合料断裂性能随着沥青体分比的提高而大幅度降低,但均高于AH-70普通沥青混合料;SBS改性沥青混合料的断裂性能基本与沥青体分比为0.500的环氧树脂沥青混合料相当;沥青体分比为0.571时,环氧树脂沥青混合料断裂性能与温度的关系表现和AH-70普通沥青混合料相似;扫描电镜及断裂机理分析显示,环氧树脂沥青的相逆转临界沥青体分比为0.500。     

沥青再生过程中界面新旧沥青混溶成效对混合料疲劳性能的影响

为研究相同级配、不同拌和因素下再生沥青混合料界面新旧沥青混溶成效对混合料疲劳性能的影响，基于红外光谱法将再生过程中新旧沥青“部分混溶”的定性问题转向定量，建立了再生沥青混合料混溶成效量化评价方案，研究了不同RAP掺量、拌和温度和干拌时间因素下界面新旧沥青混溶成效与再生料疲劳寿命的联系，进而优选了拌和方案。结果显示：不同拌和因素下，混合料疲劳性能随着界面新旧沥青混溶成效变化而变化，优选拌和方案为40%RAP掺量、165℃拌和温度和90 s干拌时间。     

沥青稳定碎石基层抗反射裂缝能力评价方法

通过模拟沥青稳定碎石基层实际受力情况,开发了简单易行的沥青稳定碎石基层抗反射裂缝能力试验方法;对6种沥青稳定碎石基层混合料进行抗反射裂缝试验研究,提出采用终裂寿命作为沥青稳定碎石基层混合料抗反射裂缝能力的评价指标。结果表明:沥青稳定碎石基层混合料的油石比越大或温度变形越小,则抗反射裂缝能力越好;6种沥青稳定碎石基层混合料的抗反射裂缝能力从优到劣依次为ATB30、BLF30、SUP30、CAVF30、SACPB30、ATPB30;沥青稳定碎石基层混合料的抗反射裂缝能力与其抗弯拉强度和空隙率有较好的相关关系。     

沥青混合料永久变形黏弹性力学模型通用性研究

为了拓展沥青混合料永久变形黏弹性力学模型的适用宽度,满足不同温度区间和应力水平的要求,实现在全温域条件下沥青混合料永久变形预估,对6种典型沥青混合料进行了三轴重复荷载蠕变试验,研究不同温度和不同应力水平下的永久变形规律;构建了考虑行车荷载存在间隙期的重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型;建立了温度、偏应力与重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型参数关系方程并进行了修正。研究结果表明:沥青混合料在低温、中温、高温不同阶段表现出不同的永久变形特性,从全温域角度考虑沥青混合料永久变形发展规律更加符合实际状况;温度、轴载大小和荷载作用次数对沥青混合料的永久变形均有着较大的影响,且三者存在着等效关系;重复荷载作用下沥青混合料永久变形黏弹性力学模型参数拟合及参数与温度、偏应力的关系方程拟合的效果良好,均大于90%以上,提高了沥青混合料永久变形黏弹性力学模型的通用性。同时,确定了不同温度的平均修正系数,使永久应变计算结果更加准确。     

沥青混合料合理开放交通温度研究

沥青混合料的开放交通温度对路面大修工程交通保畅与安全以及沥青混凝土路面的稳定性都至关重要.通过4种沥青混合料不同温度下的车辙动稳定度试验,分析了温度对沥青混合料高温变形能力的影响,依据车辙深度与温度的关系,得出了不同沥青混合料适宜的开放交通温度:普通基质沥青混合料适宜的开放交通温度最好不高于50℃,改性沥青可放宽到60℃,一般SMA和OGFC混合料可放宽到70℃.     

沥青混合料的"软化点"与抗车辙能力关系分析

采用不同软化点的沥青,在不同温度下进行了沥青混合料的车辙试验,分析了不同沥青混合料的抗车辙能力随温度而变化的规律,首次提出了沥青混合料的“软化点”,即抗车辙临界温度的概念,并建立了该温度与沥青软化点的关系,为沥青混合料的选择及路用性能评价提供了一种新的途径。     

动稳定度分布特征及影响因素分析

为了评价动稳定度与试验温度的相关性,选用2种沥青、3种矿料级配,分析了在不同试验温度下,不同类型沥青混合料动稳定度的变化规律;采用几何算法推导不同温度下沥青混合料动稳定度计算公式。试验结果表明:在良好的级配组成条件下,大粒径矿料级配高温稳定性较好;在相同温度条件下,SBS改性沥青混合料动稳定度值远远大于基质沥青混合料;沥青不同,动稳定度减小规律也不尽相同,基质沥青呈现3段式,改性沥青则为2段式;动稳定度随温度变化而减小的突变节点出现在软化点附近3~6℃。     

沥青混合料动稳定度温度特性分析

为了分析沥青混合料动稳定度的温度特性,对选用的2种沥青、3种矿料级配的沥青混合料进行不同试验温度条件下的车辙试验,并利用给出的Boltzmann S形成长曲线模型,量化分析沥青混合料动稳定度变化规律,提高了传统的60℃动稳定度的适用性。试验结果表明:沥青混合料"动稳定度-试验温度"试验结果与Boltzmann S形成长曲线有良好的相关性,不同沥青种类及混合料类型条件下曲线拟合的相关系数均在0.97以上;沥青混合料动稳定度随温度变化而产生突变的温度节点出现在软化点附近0~5℃,并且在选用的温度范围内,改性沥青混合料对环境温度的敏感程度整体上要大于基质沥青混合料。     

钢渣沥青混合料碾压温度场

为研究钢渣沥青混合料在碾压过程中的温度散失规律,采用数值方法建立了松铺和密实2种状态下钢渣沥青混合料碾压温度场分析模型,研究了初始温度、铺层厚度以及不同环境条件下钢渣沥青混合料碾压温度随时间的变化规律,并计算钢渣沥青混合料的最短和最长有效压实时间。结果表明:掺有钢渣的沥青混合料对施工温度变化的影响不大;有效压实时间随着风速的降低以及初始温度、铺层厚度、大气温度或太阳辐射强度的增加而延长,而松铺沥青混合料碾压初期降温速率快于密实沥青混合料。     

普通沥青及改性沥青混合料抗变形能力的对比分析

通过对普通沥青混合料和改性沥青混合料在不同温度、不同压力及不同试件厚度条件下所进行的车辙试验,对比分析了沥青类型对沥青混合料抗车辙能力所产生的不同影响,为工程中沥青的选择及混合料设计提供依据。