橡胶粉与SBS复合改性沥青黏弹性性能试验研究

通过制备废旧橡胶粉与SBS复合改性沥青,采用常规物理力学试验、老化试验、高低温流变试验,研究其与SBS改性沥青、橡胶改性沥青的性能差异。试验研究表明,废旧橡胶粉与SBS复合改性沥青在常规技术指标方面较普通橡胶改性沥青有全面提升,仍不及SBS改性沥青;但复合改性沥青长期老化后技术指标衰减幅度明显小于SBS改性沥青,掺入胶粉后老化性能得以提升;虽然常规软化点偏低,但中高温区域的抗变形能力较SBS改性沥青有明显提升;并且低温状况下的劲度模量相对较低,蠕变速率较高,具有较好的抗裂性能。     

SBS掺量对改性沥青及其混合料低温性能影响

针对高寒区沥青路面容易出现低温开裂的问题,从SBS改性沥青技术着手对其进行改善。首先,对70#基质沥青及3种不同SBS掺量的改性沥青进行BBR试验,然后,对其沥青混合料进行TSRST试验,建立两者之间的相关性及评价SBS改性沥青混合料低温性能。结果表明:掺加SBS的沥青材料的劲度模量降低、蠕变速率提高,高掺量时在-46℃以下时的低温性能也满足要求。其沥青混合料开裂时温度应力无明显差别,但应力增长速率明显放缓,开裂温度显著降低,即低温性能得到了改善。通过相关性分析表明,沥青材料与其混合料低温性能线性相关性良好,R2为0.93,即SBS材料通过改善沥青材料的劲度模量及蠕变速率来改善其混合料低温性能。     

温拌胶粉改性沥青低温性能研究

为深入研究温拌胶粉改性沥青的低温性能,采用低温弯曲梁流变仪(BBR),测试不同类型温拌胶粉改性沥青的劲度模量和蠕变速率等低温性能评价指标,系统分析了胶粉细度、胶粉掺量以及温拌剂掺量等3个因素对温拌胶粉改性沥青低温性能的影响规律。试验结果表明,胶粉掺量是影响温拌胶粉改性沥青低温性能的最主要影响因素,其次是胶粉细度和温拌剂掺量,但胶粉掺量与胶粉细度的影响作用差距不大。温拌胶粉改性沥青的低温性能随胶粉细度和胶粉掺量的增加而提高,随温拌剂掺量的增加而降低。综合考虑,采用胶粉细度60目,胶粉掺量20%,温拌剂掺量3%制备的温拌胶粉改性沥青的低温性能最佳。     

中东岩沥青复合改性沥青低温性能研究

为了研究中东岩沥青作为改性剂对于改性沥青低温性能的影响,采用BBR试验方法,对不同掺量下的岩沥青改性沥青、TB+岩沥青复合改性和TB+SBS+岩沥青复合改性沥青的劲度模量和蠕变曲线斜率进行试验,结果表明岩沥青掺量小于4%时对于改性沥青低温性能有利,大于8%时大幅降低改性沥青低温性能;高掺量的TB加入能够在一定程度弥补岩沥青对低温性能造成的不利影响;SBS对于低温性能有利,但影响不大。     

脱硫橡胶沥青改性剂制备及改性沥青性能研究

采用双螺杆挤出法对胶粉进行脱硫降解,通过正交试验得到脱硫橡胶改性沥青改性剂制备工艺关键参数;通过三大指标及高温剪切流变试验,分析脱硫橡胶改性沥青高低温性能;并掺加SBS探究其对脱硫橡胶改性沥青性能的影响。结果表明:改性剂制备工艺参数为裂解催化剂2.6 %、酸化油30.0 %、挤出温度290 ℃;脱硫橡胶沥青改性剂掺量对改性沥青高低温性能影响显著,最优掺量为20.0 %时,改性沥青软化点及5 ℃延度均显著增大,同时黏度较低,工作性能良好;脱硫橡胶可提高改性沥青的复数模量和车辙因子,降低相位角,改善沥青的高温抗变形能力;SBS的掺入提高了脱硫橡胶改性沥青的软化点和延度,改善了改性沥青的短期抗老化性能和弹性恢复性能。     

胶粉与SBS复合改性沥青制备与性能研究

为优化胶粉与SBS复合改性沥青制备参数,通过正交试验探讨SBS嵌段比、胶粉目数、SBS掺量及胶粉掺量对复合改性沥青高、低温性能及黏度的影响,进行影响因素与沥青性能Pearson相关性分析,最后采用傅里叶变换红外光谱分析仪研究改性机理。结果表明,高嵌段比SBS与高胶粉掺量会提升复合改性沥青的高温性能,但不利于复合改性沥青的低温性能;提高胶粉目数可降低复合改性沥青的黏度,提高SBS掺量对改善复合改性沥青的高、低温性能均能起到积极作用;SBS嵌段比对复合改性沥青的高温性能影响显著,胶粉掺量对沥青黏度影响显著;胶粉与SBS对沥青的改性过程主要为物理改性。     

基于流变的复合增强剂改性沥青高低温性能影响

为改善沥青的高温性能,充分发挥各材料特性,按比例复掺两种改性剂(热塑性高聚物、木质纤维素),得到一种复合增强剂用于沥青的双掺改性,通过动态剪切流变试验(DSR)对复合增强剂改性沥青高温稳定性进行评价,基于时温等效原理构建复数模量主曲线观察沥青黏弹转化规律;并采用弯曲流变梁试验(BBR)评价复合增强剂的低温改性效果。试验结果表明,复合增强剂改性沥青的感温性优于SBS改性沥青(SBS含量为5%)和基质沥青;且可以显著改善沥青的高温性能,改善效果随着复合增强剂掺量的增加而提高,但随温度上升而减弱;掺加复合增强剂后,疲劳因子G*·sinδ相较于基质沥青降低,表现出较差的抗疲劳性;观察沥青蠕变劲度s和蠕变速率m的变化情况,发现复合增强剂低温改性效果欠佳。     

胶粉及PE复合改性沥青混合料路用性能试验研究

为改善沥青混合料的路用性能,采用胶粉、聚乙烯(PE)对沥青混合料进行改性,对比分析了胶粉改性沥青混合料与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料高、低温性能、水稳定性能,并研究了PE掺量对胶粉复合改性沥青混合料性能的影响,并将此技术应用到河南省机西高速公路二期路面工程中。研究表明:随着胶粉掺量的增加,改性沥青混合料动稳定度不断增大,胶粉掺量为20%时改性沥青混合料与SBS掺量为4.5%的改性沥青混合料高温性能相当,而低温性能、水稳定性能均优于SBS改性沥青混合料;随着PE掺量增加,复合改性沥青混合料的高温抗车辙性能及水稳定性能不断提高,低温性能有所降低,但仍高于基质沥青混合料。     

高掺量橡胶改性沥青性能研究及优选

橡胶沥青的掺量大小对沥青的性能和使用成本都有显著的影响。为了提高橡胶改性沥青掺量的同时兼顾其性能,本研究选择20%、30%、40%、50%4种掺量的橡胶改性沥青,通过温度扫描试验和弯曲梁流变试验评价不同掺量的橡胶改性沥青的高温性能与低温性能,并根据规范要求确定PG分级。通过拟合半对数坐标下车辙因子-温度曲线,对比了老化前后各个沥青的感温性。结果表明：高温流变性能方面,老化前后车辙因子大小均表现为40%RA>30%RA>50%RA>20%RA,当胶粉掺量超过40%以后,高温性能显著下降。随着胶粉掺量的提高,胶粉改性沥青的高温性能先上升后下降,考虑高温性能,则胶粉掺量不宜超过40%。从半对数坐标的拟合结果来看,掺量在20%～40%之间时,胶粉能提高沥青的温度稳定性。低温性能方面,随着胶粉掺量的提高,胶粉改性沥青的低温变形能力和应力松弛能力逐渐增强。综合温度扫描试验和BBR试验的结果,得到4种胶粉改性沥青的PG分级结果：20%RA为PG82-22,30%RA/40%RA为PG88-28,50%RA为PG82-34。综合考虑性能和经济性,在实际工程中较为推荐30%掺量和40%...     

SBS/橡胶粉复合改性SH型混合生物沥青工艺及机理

为探究复合改性技术提升混合生物沥青路用性能的工艺及机理,针对特定来源的SH型生物沥青,将其与石油沥青共混制备混合生物沥青后进行SBS/橡胶粉复合改性,研究改性顺序及改性剂掺量对复合改性沥青常规路用性能的影响、生物沥青掺量对改性剂溶胀特性与复合改性沥青高温及低温性能的影响,由此确定混合生物沥青复合改性工艺;利用多应力重复蠕变恢复（MSCR）、弯曲梁流变（BBR）和频率扫描（FS）试验评价复合改性沥青的流变特性;借助红外光谱（IR）化学官能团分析以及荧光显微镜（FM）和原子力显微镜（AFM）微观形貌观测分析揭示混合生物沥青复合改性机理。研究结果表明：SBS掺量为2.5%,橡胶粉掺量为18%（内掺）时,按照先SBS改性后橡胶粉改性的顺序制备的复合改性沥青的常规路用性能均较优;生物沥青掺量为15%时改性剂溶胀特性与复合改性沥青的高温及低温性能均较佳;SBS/橡胶粉复合改性在显著提升混合生物沥青弹性恢复率与m值的同时还降低了其不可恢复柔量与劲度模量,即改善了混合生物沥青的高温稳定性与低温抗裂性,且此结果与FS复数模量主曲线结果相一致;生物沥青可有效增溶聚合物改性剂并增强聚合物相网络结构,从而显著提升沥青复合改性效果;对混合生物沥青进行SBS/橡胶粉复合改性后未出现新的特征吸收峰,此复合改性过程属于物理变化;沥青厂生产的复合改性沥青性能优于实验室水平制备的复合改性沥青。     

公路大跨度桥梁建设期抗震设防标准研究

针对桥梁结构建设期间的抗震性能存在较大风险、国内公路桥梁在建设期一般没有考虑地震作用影响的问题,基于现行桥梁抗震设计规范重要性系数的概念,根据设计基准期、烈度、超越概率及地震重现期关系,研究了公路大跨度桥梁建设期的设防标准和抗震重要性系数,通过数值模拟,采用所推荐标准与抗震重要性系数评估了西部高烈度区一座T形刚构桥在建...     

反应加速度法在地下结构抗震分析中的应用

反应位移法和反应加速度法作为地下结构抗震分析的基本方法均写入了我国规范,但其在实际使用中仍存在一些不确定性。在反应加速度法基本原理的基础上,给出了反应加速度法的计算步骤,并以某典型地下结构为对象,采用该法计算了地震响应的受力特征,并与反应位移法进行了简单比较。结果表明:反应加速度法因能考虑土-结构相互作用,在理论上更为合理,具有更广的适用范围。     

基于能力谱的高架车站地震易损性分析

地震易损性分析是一种评估震害损失的方法。采用Pushover能力谱分析法对高架车站结构进行抗震性能研究,考察了层间位移角和塑性铰的出现机制,得到了易损性曲线和易损性矩阵。结果表明,高架车站结构实例在各级地震作用下主要发生轻微损坏或较小概率的中等程度损坏,层间位移角符合性能设计要求。分析所用的方法简易可行,结果可供参考。     

城市地下综合管廊建设管理模式及关键技术

城市地下综合管廊对于城市建设具有重要意义,可以防止管线破裂,杜绝反复开挖路面,有效缓解交通拥堵。在对国内外城市地下综合管廊调研的基础上,通过对国内外城市地下综合管廊建设管理模式的对比分析,总结我国综合管廊建设存在的问题,提出通过PPP模式投资建设综合管廊并建立公司化运作、物业化管理的运营管理模式的建议。同时根据新、老城区的特点,在规划、设计和施工等方面提出相应的建议,重点分析城市地下综合管廊在管线收容、埋深、横断面、交叉节点、抗震等方面的设计问题,并对城市地下综合管廊与其他城市地下空间一体化设计进行分析,从规划、设计、施工等方面为城市地下综合管廊的建设和推广提供参考。     

考虑减隔震设计的弯桥地震响应分析

为充分了解山区高墩弯桥地震响应特性和抗震性能,以打庆高速打扮1号大桥为工程背景,采用Midas civil软件建立了计算模型并进行时程分析,研究了地震动入射角和摩擦摆支座对墩顶位移和墩底内力的影响。结果表明,随着地震动入射角的变化,墩顶纵向位移和墩底内力均呈现出先增大后减小的变化趋势,且最大纵向位移并未出现在最高墩的墩顶；摩擦摆支座曲面半径和摩擦系数的变化对墩顶最大纵向位移的影响较弱；当曲面半径一定、摩擦系数取为0.01时的墩顶纵向位移和墩底内力均为最大值。     

岩土介质中不良地质体轮廓探测技术研究

为解决埋深较大或地面条件复杂的地下工程开挖前方不良地质体轮廓探测不易从地面展开的难题,利用地震波"角度+位置"偏移的联合体系探测隧道施工前方不良地质体的形状,通过对地面地震波位置偏移法探测三维形状体的研究分析,论述地震波角度偏移在探测地下三维形状体的理论与重要作用,并借用人眼仿生学的原理进一步阐述角度偏移在地下工程前方探测的合理性与可行性。得出以下结论:角度偏移技术不需占用较大空间,非常适合地下工程开挖掌子面有限空间的前方不良地质体轮廓探测,利用"角度+位置"偏移的联合体系探测软弱岩体取得了很好的实际效果。     

简支体系桥梁的震害及抗震设计对策

通过对近年来国内外几次大地震中简支桥梁震害的调查,对简支桥梁震害进行分类并分析原因,对比中外桥梁抗震规范,阐述中国现行桥梁抗震规范的不足,介绍采用减隔震技术的简支体系桥梁在震害中的表现,对地震区简支桥梁抗震设计提出建议.     

桥梁典型减隔震装置性能对比研究

减隔震支座的选择是减隔震设计的关键环节,然而目前研究多针对单一类型减隔震支座而没有对不同类型减隔震支座的适用性进行比较。通过对比几种桥梁典型减隔震支座的减震原理和关键力学性能,提出桥梁典型减隔震支座的适用范围。结合某一工程实例对两种典型减隔震支座的减震效果进行对比。分析结果表明,采用减隔震支座会大大降低传到结构上的地震力,但同时引起较大的震后位移。结论表明结构减隔震设计应合理选择减隔震支座,优化其力学参数,改善结构的自振周期,平衡地震力与地震位移的关系,最终实现结构的抗震设防目标。     

不同火灾规模下地下共用结构安全性研究

为探明在不同火灾规模下地下共用结构的整体安全性，进而为类似地下结构防火设计提供参考依据，以义乌商城大道隧道工程为依托，采用有限元软件ANSYS建立火灾下地下共用结构非线性瞬态热-力耦合分析模型，重点研究地下共用结构在不同火灾规模下的位移、应力变化规律以及结构各截面的安全系数。研究结果表明： 1）隧道内火灾规模的扩大会使混凝土力学性能劣化程度愈加严重，在地层荷载作用下受火结构顶板位移急剧增大，而其相邻水平共用结构顶板位移逐渐减小，进而改变共用结构的整体变形形态；且火灾高温作用会使得隧道共用结构发生应力重分布，其应力变化程度随火灾规模的增大而显著增大。2）隧道内大型客车发生火灾时，受火结构对其相邻的水平共用结构应力及安全性有较大影响，而对竖向共用结构影响较小，但可保证共用结构整体安全。     

跨断层地震动及其对桥梁结构影响研究进展

与常规地震动激励的情况相比，跨断层地震动作用下桥梁结构具有更复杂的动力响应、更大的地震需求以及更严重的地震损伤。伴随着川藏铁路等超级基础工程的开工建设，越来越多的桥梁具有跨越潜在断层的风险，相关研究亟待开展。从跨断层桥梁震害出发，首先阐述了近/跨断层地震动的基本特性并介绍了相关模拟方法，然后综述了跨断层桥梁抗震分析理论、数值模拟和模型试验等研究的相关进展，进而归纳了考虑跨断层地震动作用的应对策略。结果表明：现有的跨断层地震动模拟方法合理可行，但存在一定的应用条件和改进空间；跨断层桥梁研究对象大多为中小跨径梁桥，其地震响应和损伤破坏模式受断层类型、跨越位置、跨越角度、永久位移等多因素影响；针对跨断层桥梁的减隔震和防落梁限位措施等技术得到初步发展。最后展望了未来跨断层桥梁抗震研究的发展方向，主要包括：发展更为精确、高效的跨断层地震动模拟技术；开展大跨径桥梁的跨断层振动台台阵试验及倒塌数值模拟研究；突破跨断层桥梁振动台台阵试验技术瓶颈；明确跨断层地震动参数对不同类型桥梁结构地震损伤机理的影响规律；进一步发展相应的减隔震技术、防落梁措施以及韧性防控技术，并进行试验验证等。