试用流体力学方法分析沥青混合料摊铺中三速度的协调关系

提出用流体力学的研究方法来探讨沥青混合料在摊铺阶段的粒料运动,进而分析了沥青混合料摊铺中三速度的协调关系,进一步寻求改善沥青混合料离析、提高沥青路面摊铺质量的方法。同时,说明了筑路机械设计者应该以混合料为立足点,从保证混合料流稳定的角度来设计摊铺机等筑路机械。     

摊铺机布料槽中沥青混合料粒料的运动机理分析

针对摊铺机螺旋布料器中粒料运动形态的不确定性,运用理论力学和流体力学的基本概念,通过对沥青混合料粒料在摊铺机布料槽中的受力与运动分析,揭示了混合料粒料在布料槽中的运动机理。     

沥青混合料流在路面铺装各工艺环节中的粒料运动分析

运用粒料运动与流体力学的基本概念,探讨了沥青混合料粒料在路面铺装各工艺环节中的具体运动情况,得出了机械的作业方式与粒料运动的关系：通过对沥青混合料流在各个工艺环节层流与紊流情况的分析,以及引用沥青混合料的内外部流概念,得出了摊铺机布料槽内的机械结构对粒料运动影响的关系。通过这2种关系,解释了集料在粒料运动中发生离析的原因,为控制混合料摊铺前集料离析与温度离析提供了理论基础。     

混合料粒料速度特性与摊铺机布料器结构和转速规律研究

为使沥青混合料流在布料槽中形成不完整螺旋流,改善其均匀性,运用理论力学和流体力学的基本概念,对沥青混合料粒料在摊铺机布料槽中运动的速度特性进行了分析,提出了在布料槽中形成理想混合料流,螺旋布料器所应具备的结构和转速,以及充盈参数等技术条件。     

废旧电路板粒料对沥青混合料性能影响研究

研究采用废旧电路板碎片替代部分天然集料配置沥青混合料的可行性及其性能影响，采用废旧电路板非金属粉末全部替代天然矿粉，采用马歇尔试验方法设计AC-13沥青混合料；基于浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和车辙试验分别评价电路板粒料混合料的水稳定性能与高温稳定性能。结果表明：电路板碎片替换掉2.36 mm及以下粒径的细集料使得混合料的密度降低了14.5%,且强度都能满足规范要求；性能方面，呈碱性的电路板碎片能与沥青胶结料更牢固地黏结，使得电路板粒料混合料的水稳性能相比传统石料混合料有一定程度的提高。硅烷偶联剂的加入使得电路板粒料混合料的各方面性能进一步提高。在环保层面，沥青对电路板碎片的包裹固化作用可显著降低其有害可溶物质的溶出量，客观上起到了绿色环保作用。     

橡胶沥青混合料吸声特性的研究

拌制密级配、多孔隙、沥青玛蹄脂碎石及开级配等橡胶沥青混合料(对照组)试件及一般沥青混合料(控制组)试件,探讨试件厚度、粒料级配、粒料粒径、孔隙率及表面纹理等对其吸声特性的影响。研究结果表明,橡胶沥青混合料及一般沥青混合料具有相同的吸声特性,孔隙率越大者其吸声效果越佳,但粒径大小对吸声效果影响不大。路面纹理深度会影响到吸声效果,纹理越深者吸声能力越好。吸声系数峰值的频率与试件厚度有关,当试件厚度越厚时吸声系数峰值的频率越低。就整体而言,橡胶沥青混合料的吸声特性优于一般沥青混合料。     

考虑材料非线性性能的沥青路面位移与应力分析

笔者通过重复荷载的三轴试验，足尺试验等手段建立了土基、粒料结构层和沥青混合料的非线性模型，并编制了可同时考虑土基、粒料和沥青混合料非线性的多层体系增量有限元分析程序。     

掺加旧水泥混凝土再生粒料的沥青混合料路用性能评价

废弃的旧水泥混凝土板块再生利用于沥青路面工程既环保又经济.通过大量试验,着重评价了旧水泥混凝土路面改造工程中,混凝土板块破碎加工成的再生粒料拌制的沥青混合料的路用性能.首先,通过车辙试验和高温蠕变试验,评价了混合料的高温性能;其次,通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价了混合料的水稳定性;最后通过低温弯曲试验,采用应变能密度临界值指标评价了混合料的低温抗裂性能.试验结果表明,再生粒料拌制的沥青混合料的性能优良,再生粒料的掺量对混合料性能的影响较小.因此,建议在沥青路面工程中大规模的推广应用旧水泥混凝土再生粒料.     

不同级配类型沥青混合料最优尺度选取研究

为研究不同级配类型沥青混合料最优尺度,本文选取三种级配不同的沥青混合料进行多尺度分析。根据多尺度方法,建立反映三种沥青混合料级配材料(AC-5、AC-13、AC-25)的粒料分布模型。通过利用划分的五个尺度区域(2 mm×2 mm,10 mm×10 mm,30 mm×30 mm,60 mm×60 mm,80 mm×80 mm),将3种不同级配沥青混合料从小尺度至大尺度的顺序求算反映材料基本属性的弹性模量E。分析尺度变化对不同级配变化规律,选取适合每种级配类型的最优尺度,并通过试验验证最优尺度方法的合理性。结果表明:随着计算尺度增大,每类级配的沥青混合料弹性模量均增大然后达到稳定,沥青混合料的最优尺度介于该类粒径的2倍公称最大粒径与2倍最大粒径之间。该方法可推广到沥青混合料疲劳损伤过程的力学衰减规律中。     

间断密级配沥青混合料配合比设计方法

从沥青混合料的结构形态入手，利用均匀设计法对骨架密实结构类型沥青混合料的级配进行了系统的研究，提出了基于体积法的间断级配沥青混合料配合比设计方法和推荐级配。经室内路用性能试验验证，有本方法设计的沥青混合料具有优良的抗滑、防渗、抗车辙以及耐低温和疲劳的性能。     

粗橡胶粒沥青玛蹄脂混合料SMA-R路面性能研究

针对粗橡胶粒SMA沥青混凝土的力学性能进行了室内的试验研究,分别对混合料的疲劳性能、回弹模量和变形性能进行了不同橡胶粒掺量的影响分析,并据此提出了具有良好路用性能的橡胶粒掺量。同时还发现,掺加一定量的岩沥青,可以有效提高混合料的性能,建议在橡胶粒沥青混合料中掺加适量的岩沥青。     

以剪切模量为控制指标的级配设计方法

通过对散体力学剪切模量公式的分析,提出以剪切模量为控制指标的沥青混合料级配设计方法,在设计步骤中充分考虑粗集料的剪切模量而不是以最小间隙率为控制指标,提高了沥青混合料的抗剪切性能,解决了沥青混合料出现高温稳定性不足易发生车辙病害的问题。新方法设计出的级配以粗集料形成抗剪骨架,细集料充分填充,最终形成骨架抗剪密实结构。通过室内试验比较分析,其高温稳定性和水稳定性优于比较级配,低温抗裂性满足规范要求,证明了以剪切模量为控制指标的级配设计方法,可以提高沥青混合料料的高温稳定性,减少高速公路车辙病害的发生。     

SMA路面的油斑病害初探及预防措施

该文从SMA沥青混合料的拌和、施工等环节,提出了SMA路面的离析性油斑和迁移性油斑概念。结合深圳深南路路面修缮及交通改造等工程,运用Weissenberg效应理论和粘弹性力学及材料学原理,对SMA沥青路面的油斑病害做了初步分析,并提出了相应的预防措施。     

基于MTS压缩试验的热态沥青混合料黏弹塑性模型

利用MTS810材料试验系统,对松散热态SBS改性沥青混合料进行压缩试验,结合现场路面压路机的作用时间,建立了一种热态沥青混合料黏弹塑性本构模型;根据MTS压缩试验的循环试验结果,确定了不同荷载循环过程下沥青混合料的黏弹塑性参数,分析了热态沥青混合料的变形特性。结果表明:MTS压缩试验正确地反映了热态沥青混合料的应力响应特征,为深入研究沥青混合料的热流变性能提供了新的途径。     

再生沥青混合料节能与减碳效益研究

为了解再生沥青混合料的使用是否确实为路面工程中节能与减碳的有效方法,研究使用美国再生材料资源中心所开发的路面环境影响试算表（PaLATE）,配合国内沥青厂提供的工艺耗能信息,比较有添加旧料的再生沥青混合料和全新材料的一般热拌沥青混合料的生命周期排碳量与工艺耗能,从节能减碳的角度对使用再生沥青混合料的效益进行评估,并以不同的性能情形进行敏感度分析。尽管大多数学术研究均认为再生沥青混合料的性能并不劣于新料沥青混合料,但仍有文献指出实际经验中再生沥青混合料的耐久性较差,由分析结果也可发现再生沥青混合料工艺的能耗量并不一定会较新料拌制的传统沥青混合料的要低。然而,因为使用旧料能够较少天然资源的使用,可减少生产天然材料的耗能与排碳量,敏感度分析表明,含30%旧料的再生沥青混合料若可达到新料沥青混合料寿命的83.7%和79.53%以上,则可有正面的节能和减碳效益。若沥青拌合厂可有效执行废热回收等节能减碳措施,更能进一步降低拌制再生沥青混合料的耗能与排碳量。     

橡胶屑粒在稀浆封层和改性稀浆封层中的应用

阐述了橡胶粒特点及使用方法，通过实验证明在稀浆封层或改性稀浆封层中掺和橡胶粒料可增加骨料的耐磨性，粘附性及材料的抗裂性，实现了废旧轮胎的再利用价值。     

浅谈水泥乳化沥青半柔性混合料的应用

水泥乳化沥青材料是一种介于水泥混凝土和沥青混凝土之间的新型材料.以上海市蒸俞公路水泥乳化沥青路面就地冷再生工程为例,介绍了水泥乳化沥青技术的设计及施工工艺。室内试验及试验路功能检测表明,该新技术是一种修复破损路面效果较好的方法。     

多级矿料-沥青体系的颗粒特性、界面效应及迁移行为研究进展

沥青混合料是多级多相颗粒性材料,其复杂的颗粒特征、界面效应和迁移行为决定了离析特性、压实效果与力学响应。为了解析沥青混合料的微细观作用机理,为混合料组成优化设计、施工控制及性能预测提供理论基础,进而提升沥青路面的耐久性,综述了国内外学者在矿料-沥青体系的研究成果,并将摊铺、压实、服役阶段的沥青混合料分别看作不同状态及迁移自由度的矿料-沥青体系。首先,针对矿料体系的颗粒特性,分析了颗粒几何形态以及尺寸效应对沥青混合料性能的影响,给出了多级矿料复合几何特征表征方法。其次,针对松散态的矿料-沥青体系,梳理了矿料颗粒体系的接触摩擦特性、界面交互作用等细观特征,介绍了沥青混合料的离析行为评价方法,分析了颗粒迁移行为对离析倾向的影响,并讨论了离析形成机理;针对沥青混合料的压实过程,描述了动态压实特性与颗粒的迁移行为,分析了矿料几何特征、矿料-沥青界面效应对颗粒迁移行为的影响,从内部颗粒迁移角度讨论了沥青混合料的压实过程;针对压实成型的沥青混合料,介绍了矿料-沥青体系的颗粒迁移行为,并分析了颗粒微迁移特性对沥青混合料力学强度的影响。最后,将运输摊铺过程的松散态、压实过程中的错动态、服役过程中的成型态...     

沥青混合料疲劳-蠕变交互作用损伤模型

为了研究沥青混合料在重复荷载作用下的疲劳特性并描述疲劳-蠕变损伤效应共同作用的过程,考虑沥青混合料具有的动态性质,从粘弹性损伤力学基本理论出发,基于应变等效假设,采用复数模量定义了损伤变量。通过分析沥青混合料在周期荷载作用下的损伤变化规律,运用疲劳-蠕变耦合损伤理论,建立了疲劳-蠕变损伤效应共同作用时的损伤演化方程,提出了体现温度及应力影响的损伤模型和疲劳寿命预测模型,并对损伤模型进行了分析。研究结果表明:构建的损伤模型满足热力学准则和物理条件;沥青混合料疲劳失效是由疲劳-蠕变损伤效应共同影响所致;利用提出的疲劳模型可以更好地预测不同温度和应力条件下的沥青混合料疲劳寿命。     

轮胎压路机压实沥青混合料原理分析

沥青混合料的压实是影响沥青路面性能的重要因素之一。根据轮胎压路机的压实过程,结合有效应力和固结原理并结合力学原理,分析轮胎压路机的压实机理及揉搓作用,提出轮胎压路机在对沥青混合料压实中的使用注意事项。