厌氧消化污泥深度生物干化试验研究

将厌氧消化污泥与返混料、麸皮按一定比例混合,采用自制的生物干化反应器研究了厌氧消化污泥的水分去除和减量化效果。经过18 d的生物干化试验后,累积去除水分达764.2 g/kg初始水分重量,厌氧消化污泥堆体的含水率从55.1%降至27.0%,其中含水率降至30%以下所需的时间仅为7~12 d。同时,堆体的重量和体积分别减少48.7%和35.6%,减量化效果明显。有机质降解产生的热量中有85.94%用于堆料水分的蒸发去除,热量利用效率较高,整个试验过程中,堆体的平均温度大于60℃的时间达6 d,大于55℃的时间达10 d。生物干化产物有机质和养分含量分别为58.8%和17.82%,具有土地利用的潜能,且可达到单独焚烧用泥质(GB/T 24602-2009)的要求。     

基于振动搅拌的水泥稳定碎石的路用性能

为了验证振动搅拌机生产的水泥稳定碎石的性能,结合工程实践测定了水泥稳定碎石室外钻芯取样的无侧限抗压强度、室内静压试件的无侧限抗压强度、劈裂强度和干缩系数。试验结果表明:相比于普通搅拌机,振动搅拌机生产的水泥稳定碎石的室外无侧限抗压强度可提高27.1%~29.1%,室内无侧限抗压强度可提高37.7%~72.6%,劈裂强度可提高17.4%~40%,总干缩量降低了16.8%。     

干湿循环下压实红黏土三轴试验

以余庆-凯里高速公路12标土样为研究对象,采用三轴试验研究了两种干湿循环方式(先干后湿和先湿后干)对压实红黏土抗剪强度指标的变化规律,并对干湿循环下边坡稳定性计算参数进行了探讨。研究结果表明,干湿循环作用显著降低了压实红黏土的抗剪强度指标,其中第一次衰减幅度很大,但经过一定次数的干湿循环作用后,强度指标趋于稳定状态。干湿循环对压实红黏土黏聚力的影响比内摩擦角影响要大。不同的干湿循环路径对压实红黏土抗剪强度指标影响的规律基本一致,但是先湿后干条件下压实红黏土抗剪强度指标比先干后湿要大。干湿循环下边坡稳定性计算参数取值建议采用长期强度指标值,黏聚力稳定值未经循环值的45%~55%,内摩擦角稳定值为未经循环值的45%~65%。研究结果更好地为红黏土地区工程建设提供技术依据。     

增粘剂对大流动性轻骨料混凝土性能影响研究

增粘剂的采用是保证大流动性轻骨料混凝土具有优良性能的关键。针对不同增粘剂掺量对大流动性轻骨料混凝土性能的不同影响,采用改进L-800混凝土拌和物流变性能测定仪和自行设计的圆筒法研究了不同增粘剂掺量对混凝土工作性能的影响;按照普通混凝土力学和耐久性能试验方法,测定了不同增粘剂掺量对混凝土力学性能和干缩性能的影响。结果表明,掺入0.02%~0.03%的增粘剂,在不减少混凝土拌和物流动性的前提下,增大其塑性粘度,改善混凝土的工作性能,保证拌和物匀质成型;掺量为0.02%~0.03%,所测混凝土力学指标值不同程度增大,掺量大于0.04%,各指标值下降;增粘剂用量为0.03%时,混凝土干缩值最小,相同增粘剂掺量的混凝土初期干缩先变小后变大,后期增大。     

沥青混合料离析处治材料与工艺优化

为了优化沥青混合料离析处治材料与工艺,研究了6种不同配比处治材料及3种处治工艺对不同离析程度的处治效果。结果表明:水性环氧乳化沥青处治离析试件后,防水性能大幅提高,2次涂刷对试件路用性能影响显著,第3次涂刷后增强不明显;当水性环氧树脂乳液掺量为30%~40%时,轻度离析试件涂刷1次、中度和重度离析试件涂刷2次后力学性能分别提高2%~5%、10%~12%、10%~13%,水稳定性能分别提高8%~13%、17%~21%、24%~31%,高温性能提高9%~14%、10%~14%、26%~30%。     

新型生态渗滤系统处治道路径流污染试验研究

为分析处治城市道路径流污染的浅层渗滤净化系统,选取陶粒、沸石和卵砾石,设计4种配置组合的渗滤系统,通过水质试验研究其对污染物的净化效果。结果表明:系统对污染物的净化率受水力负荷、进水水质、入流时间、植被等影响;植草型陶粒沸石渗滤系统对SS、COD、TP、Pb、Zn、TN、氨氮的净化率分别为89%~98%、55%~85%、70%~90%、65%~91%、50%~79%、34%~60%、25%~51%;系统中植被及微生物生长环境与净化材料协同作用增强径流中氮化物的控制稳定性;道路径流中相同赋存状态污染物去除率波动范围SS、TP为5%~8%和8%~12%,Pb、COD、Zn为11%~27%,TN、氨氮为13%~26%,悬浮态污染物较溶解态净化稳定性高。     

基于焦炉气的HCNG发动机稀燃特性研究

在能源稀缺和环境保护双重制约的今天,研究开发新型车用石油替代燃料尤为重要和紧迫。将焦炉煤气作为发动机燃料,不仅可以大幅度提高焦炉煤气的附加值,缓解能源压力,还可降低排放,具有重要的经济效益和环境效益。本文以焦炉煤气作为HCNG燃料的工业来源,在经过甲烷化与适当的提纯后,将其视为体积掺氢比为55%的HCNG燃料在6缸增压火花点火发动机试验台架上进行了稀燃特性研究,并与天然气发动机和30%低掺氢比HCNG燃料稀燃特性进行了对比。从而获得掺氢比55%的HCNG发动机的稀燃极限和动力性、经济性规律。     

路邦EN-1固化剂稳定土路用性能试验研究

针对黑龙江省齐齐哈尔地区讷河一带砂石材料匮乏这一问题,采用粘土作为基层材料,用美国路邦EN-1固化剂进行加固,并对加固土的路用性能进行对比研究。在分析原材料物理性质基础上,对石灰剂量为3%~9%范围内不同配比的石灰粘土和掺入0.018%路邦EN-1的石灰粘土进行无侧限抗压强度试验,根据强度变化规律确定固化剂稳定土的最佳石灰用量为5%。在此基础上对5%石灰稳定土、9%石灰稳定土和5%石灰固化剂稳定土进行水稳定性试验、抗冻性试验、干缩和温缩试验,计算出干缩抗裂系数和温缩抗裂系数,并利用干缩抗裂系数和温缩抗裂系数对上述3种材料进行了抗裂性能评价。研究结果表明:5%石灰固化剂稳定土的稳定性和疲劳抗裂性能明显优于5%石灰稳定土和9%石灰稳定土,可以用作寒区道路基层材料。     

RAP特性对冷再生沥青混合料性能影响研究

以AC-16C为研究基础,以RAP使用年限、沥青品种、结构层位为研究切入点进行室内试验分析,研究RAP特性对冷再生沥青混合料性能的影响。结果表明,RAP使用年限增加,冷再生混合料最佳乳化沥青用量及用水量年递增0.06%~0.08%,动稳定度年递减40~80次/mm,劈裂强度变化不大,水稳定性有所下降;使用年限和沥青标号一定时,同种结构层位、不同RAP可交叉使用;乳化沥青和水的掺量与RAP层位深度成反比,高低温性能均与RAP层位深度成正比,其中乳化沥青和水掺量变化0.1%~0.3%,动稳定度变化200~300次/mm,中、下面层水稳定性优于上面层4%~5%。     

玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及抗裂性能

为研究玄武岩纤维对沥青混合料路用性能和断裂性能的影响,基于马歇尔试验确定了不同玄武岩纤维掺量下的最佳油石比,并基于此分析纤维掺量对路用性能、老化性能、抗断裂性能的影响规律及其改善效果。结果表明：（1）玄武岩纤维掺量将影响最佳沥青用量,需同时考虑纤维掺量以确定最佳油石比;（2）纤维质量掺量为0.1%时,具有最佳的改善效果,最大可将高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提升31.5%~38.4%、24.4%~37.3%、1.2%~5.5%。纤维对老化沥青混合料的高温稳定性的改善程度最佳,尤其是动稳定度,改善程度是其他性能的1.28~15.0倍;其次是低温抗裂性;水稳定性的改善效果最弱。纤维可通过增加沥青混合料的延性,以提高峰值荷载对应的裂纹张开位移,且玄武岩纤维在中温情况下对沥青混合料的抗断裂性能改善效果要高于低温条件,最大可提升21.64%的断裂韧性。     

接地特性参数对轮胎抓地性能的影响研究

为从轮胎接地特性的角度来评价轮胎干-湿抓地性能,以10条不同厂家生产的205/55R16型子午线轮胎作为研究对象,将轮胎总体接地区域划分为胎肩区、过渡区和中心区3个分区,通过轮胎接地试验获取其接地特性参数,并采用相关分析法筛选出与干-湿抓地性能相关性较高的接地特性参数,再利用主成分法揭示了各接地参数与干-湿抓地性能之间的定量关系。结果表明,基于轮胎接地特性参数表征干-湿抓地性能的回归方程拟合效果良好,研究结果对高性能轮胎结构设计具有良好的指导作用。     

汽油机掺烧甲醇裂解气试验研究

在1台电喷汽油机上进行了掺烧甲醇裂解气试验研究,设计了甲醇裂解系统,利用发动机高温排气裂解甲醇,并将裂解气送入气缸燃烧,研究了掺烧甲醇裂解气对发动机经济性和动力性的影响.试验结果表明:在管式裂解器中,甲醇裂解的主要产物是H2和CO,体积分数分别为60.7%~64.8%,19.1%~23.1%;汽油掺烧甲醇裂解气会导致发动机输出扭矩降低,发动机当量燃料消耗率下降,热效率增加,甲醇替代比为20%时,不同负荷下当量燃料消耗率均下降6%以上,最大可降低8.8%,有效热效率由原机32.47%提高到35.57%;原机和掺烧裂解气发动机的有效热效率均随过量空气系数的增加而增加,相同过量空气系数条件下,掺烧裂解气发动机热效率比原机高.     

聚酯纤维和TB胶粉对高RAP掺量沥青混合料路用性能和自愈合性能的影响

为改善高比例RAP掺量(RAP掺量≥25%)热再生混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,研究了不同TB胶粉掺量(14%、18%、22%)和聚酯掺量(0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)条件下纤维TB胶粉复合改性高RAP掺量热再生混合料的路用性能、抗疲劳耐久性能和自愈合性能。结果表明,SBS改性沥青热再生混合料在水温耦合作用下并未呈现出较好的抗车辙性能和水稳定性,热再生混合料的路用性能不仅取决于沥青、集料的性能,也受新旧料交融程度及新沥青与老化沥青的配伍性。掺加聚酯纤维与TB胶粉复合改性剂可显著提高热再生混合料的高低温性能、水稳定性,在0.3%~0.4%聚酯纤维和18%~22%TB胶粉掺量时高RAP掺量热再生混合料高低温性能达到最优。0.3%~0.4%聚酯纤维与18%~22%TB胶粉复合改性方案下热再生混合料低温弯曲应变可达到3 500~4 200με,克服了高RAP掺量热再生混合料低温性能差的技术缺陷。证明了TB胶粉对热再生混合料自愈合性能的改善效果,在14%~18%TB胶粉掺量范围内,热再生混合料的劲度模量恢复率可达67.6%~76.9%,疲劳寿命恢复率可达57.6%~74.3%,劲度模量恢复率为基质沥青、SBS改性沥青热再生混合料的2.9~3.1倍、1.9~2.2倍。     

压实度对MgO碳化土加固效果的影响及其机理研究

活性MgO是一种用于软土加固的新型材料,与土体拌和并经CO₂气体碳化后可使固化土强度在数小时内显著提高。在已有研究的基础上,通过静压法制取86%、87%、89%、91%和92%五种不同初始压实度下活性MgO固化土试样,并对固化土试样进行室内碳化试验。对碳化前后的MgO固化试样进行了含水率、干密度和无侧限抗压强度测试,以研究压实度对MgO碳化土含水率、干密度和无侧限抗压强度的影响规律;最后从无侧限抗压破坏的试样中选取典型样品进行X射线衍射、热重、扫描电镜和压汞试验,根据碳化产物和孔隙特征2个方面分析MgO碳化固化土的微观特征。结果表明：MgO固化土碳化过程中消耗了大量CO₂和水分,生成的主要碳化产物为棒状三水菱镁石和片状水碳镁石/球碳镁石,这些碳化产物具有显著的胶结和填充作用,使氧化镁固化土试样的干密度和强度明显增加;固化土的初始压实度对碳化效果有较大影响,随着初始压实度的增加,碳化试样的含水率呈先减小后增加趋势,而无侧限抗压强度呈先增大后减小趋势;当固化土试样的初始压实度为中等压实度89%时,碳化后试样含水率最低,生成的碳化产物最多,碳化试样的无侧限抗压强度最大,孔隙率最小,说明该压实度为最佳初始压实度,最有利于氧化镁固化土的碳化加固。     

废旧油脂生物油改性水泥稳定碎石性能研究

将生物油用于道路工程建设是一种有效对废弃物回收利用的方法,已有研究表明生物油能够有效提高沥青高温性能和抗老化性。为研究废旧油脂生物油对水泥稳定碎石力学及其路用性能的影响,采用掺量为3%、5%、7%的生物油分别涂覆在粗集料上,对改性后的水泥稳定碎石进行了无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、干缩试验和四点弯曲疲劳试验。试验结果表明:与未改性水泥稳定碎石相比,生物油改性水泥稳定碎石早期抗压强度和劈裂强度均有所降低,随着龄期的增长,其强度接近于未改性水泥稳定碎石;废旧油脂生物油可以有效降低水泥稳定碎石的干缩系数,生物油改性水泥稳定碎石的疲劳寿命对应力水平的敏感性更小,且有效地减少了干缩裂缝的产生。将废旧油脂生物油用于改性水泥稳定碎石,增加了水泥稳定碎石的抗裂性,符合绿色、经济、环保发展要求。     

水泥对乳化沥青冷再生材料性能影响的宏微观分析

为了研究水泥对乳化沥青冷再生材料性能的作用机理和确定水泥掺量的最佳范围,本研究对不同水泥掺量(0%~5%)的乳化沥青冷再生材料进行了微观形貌观测和化学成分分析,并对乳化沥青混合料性能进行宏观力学测试。通过扫描电镜测试和电子能谱分析表明:(1)扫描电镜观测到的纤维状晶体确实为水泥与混合料中的水相发生水化反应生成的水化产物,这些水泥水化产物和沥青形成的胶浆复合物在空间中呈立体网格结构;(2)水泥掺量为1%~2%时,水泥水化后的产物没有形成棱角分明的纤维晶体,呈圆柱状,纤维较短(10μm),大多分布在5μm左右,当水泥掺量大于3%时,水化后的晶体分布致密,呈针状,纤维较长(部分水泥水化产物晶体长度 20μm);(3)这些水泥水化产物对乳化沥青冷再生混合料具有"加筋"作用,能够提高乳化沥青冷再生混合料的早期强度。通过高温车辙试验、小梁低温弯曲试验及抗水损害试验研究发现:(1)乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和水稳定性随着水泥掺量的增加而提高;(2)低温性能随着水泥掺量的增加呈现先升高后降低的变化特性,当水泥掺量在1%~2%范围内,乳化沥青厂拌冷再生混合料性能最佳。     

水泥乳化沥青混凝土路用性能研究

为研究水泥乳化沥青混凝土的路用性能。本文对不同水泥掺量的乳化沥青混凝土高温性能、低温性能、水稳性能和抗渗性能进行了试验研究。结果表明:将1%~4%的水泥添加到乳化沥青混凝土中后,其高温稳定性、水稳定性和抗渗性能都得到了较大的提升,而低温性能变化不大;水泥水化产物对乳化沥青混凝土内部微小空隙的填充作用及水泥水化产物和乳化沥青胶浆相互穿插对胶结料与集料界面粘结的改善作用是其上述性能得到改善的主要原因。     

碳纤维水泥基复合材料加固节理岩体试验（双语出版）

为了研究碳纤维水泥基复合材料对节理岩体的加固效果、加固机理及最优碳纤维掺量值,在超细水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰等修复材料中,考虑0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%这5种不同的碳纤维掺量,对加固前、后节理岩样分别进行了直剪试验。研究结果表明：加固前、后节理岩样的剪切力-剪切位移曲线变化特征明显,由无峰值强度曲线转变为有峰值强度曲线,并出现明显的应变软化阶段和残余强度阶段;碳纤维掺量（质量分数）从0增加到1.00%时,节理岩样的峰值抗剪强度、残余抗剪强度在5种法向应力下分别提高13.0%~54.1%和0.61%~44.7%,剪切刚度增大32.4%~216.8%,黏聚力和摩擦角分别增大127.3%~266.5%和4.3%~20.4%;当碳纤维掺量为0.75%左右时,节理岩样加固后抗剪性能的综合增强效果最为明显;结合节理面形貌特征和加固后剪切破坏面特征分析发现,水泥浆复合材料对节理面具有较好的充填作用和胶结作用;在水泥基材中掺入碳纤维时,一方面类似于“加筋”材料,可在纯水泥浆的基础上进一步提高浆体的强度和整体性,限制节理面剪切过程中微裂纹的开展,另一方面碳纤维对受剪浆体提供了较好的“锚固”作用,进一步增加浆体与节理面的粘结性能,使得浆体本身、浆体与节理面之间胶结面的抗剪性能明显增强,从而显著提升加固后节理岩体的综合抗剪性能。     

简易机场水泥稳定细粒土基层抗裂特性研究

通过分析不同龄期时平均温(干)缩系数占极限拉应变的比值,讨论了水泥稳定细粒土抗裂特性;依托室内外足尺试验段,观测了环境因素影响下水泥稳定细粒土基层裂缝发生发展过程。试验显示,28 d龄期内,分别在15℃至10℃降温过程中,干燥失水11%~13%时,材料的温缩、干缩变化最为显著。试验结果表明,在自然条件下短期使用,水泥稳定细粒土基层的抗裂特性可满足简易机场的使用要求。     

水泥稳定煤矸石抗裂性能的研究

为了确定出抗裂性能较好的水泥稳定煤矸石混合料配合比,在集料级配不变的前提下,研究了不同水泥剂量对水泥稳定煤矸石抗裂性能的影响,并对4种配合比试验路的裂缝进行了观测。结果表明:水泥稳定煤矸石的温缩抗裂系数和干缩抗裂系数均随水泥剂量的增加近似呈抛物线规律变化,6%水泥稳定煤矸石的温缩抗裂性能最优,5%水泥稳定煤矸石的干缩抗裂性能最好。综合考虑抗裂性能和路用性能,水泥稳定煤矸石中水泥的合理剂量为5%~6%。