集料化学成分特性对沥青-集料界面粘结作用的影响研究

为研究集料化学成分特性对沥青-集料界面粘结作用的影响,分别采用5种氧化物粉末(MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、SiO₂)与克拉玛依70^#沥青混合并制备成沥青胶浆,利用动态剪切流变仪(DSR)测试沥青胶浆的相位角,并以K.Ziegel-B参数表征沥青-集料界面粘结作用。试验结果为：1) 45℃时,5种氧化物与沥青的K.Ziegel-B比值为15.0∶6.9∶5.7∶4.6∶1;2) 55℃时,K.Ziegel-B比值为9.1∶9.5∶6.5∶3.9∶1;3) 65℃时,K.Ziegel-B比值为5.3∶6.0∶3.3∶1.2∶1。研究结果表明：1)温度和荷载频率越高,沥青-集料界面粘结作用越弱;2)在同一温度或同一荷载频率作用下,MgO和Fe₂O₃是影响沥青-集料界面粘结作用最重要的2种氧化物;3)(MgO+Fe₂O₃)含量可作为路用集料优选的重要指标之一。     

施工过程中沥青混合料温度衰减分析

为研究施工过程中沥青混合料温度衰减对沥青混合料性能的影响,以实际工程项目为依托,对影响沥青混合料温度的3种外部情况进行了试验检测及分析,分别为长距离运输途中温度衰减分析、短距离运输及碾压过程温度衰减分析、风速对温度衰减分析,同时提出了相应的改善措施,取得比较好的保温效果,从而有效控制沥青路面施工过程中沥青混合料的温度。     

沥青与集料界面相互作用的研究

文章介绍了沥青与集料界面接触时,除有润湿作用发生外,还会在固液界面上产生吸附作用,用微量热法研究集料-沥青的相互作用。最后分析了矿粉在沥青混合料中的作用及其添加工艺对沥青混凝土强度及水稳定性的影响。     

温度及荷载频率对沥青-集料交互作用能力的影响

以参数B为表征沥青-集料交互作用能力的评价指标,利用动态剪切流变仪对2种沥青与4种集料在不同粉胶比条件下相互作用后的沥青胶浆进行了流变性能研究,分析了沥青-集料交互作用能力随温度及荷载频率的变化规律,确定了评价沥青-集料交互作用能力的外部条件。结果表明：随着温度的升高,沥青-集料交互作用能力的增大幅度呈现先小后大的特点;高温和低温下,加载频率对沥青-集料交互作用能力的影响恰好相反。     

长期浸水对沥青和集料-沥青界面性能损伤的试验研究

将空隙率为7%左右的AC-13沥青混合料试件放置于25℃的水中达60d,定期观测试件的质量吸水率,并采用肯塔堡飞散试验测定其质量损失率。结果表明:沥青混合料试件的饱水特征曲线存在两个阶段:第一阶段自由水迅速填充大孔隙,吸水率快速增加;第二阶段水分向微孔隙渗流并向沥青胶结料扩散,吸水率趋于某平衡上限,且长期作用下水分可能扩散到集料-沥青膜界面处,导致沥青胶结料内聚力和集料-沥青膜间粘结力下降,飞散质量损失率增大。     

沥青混凝土温度应力影响因素分析

通过试验路观测沥青道路结构内实际温度值,总结道路结构内实际温度分布情况及变化规律。在此基础上建立低温下沥青混凝土道路热—结构耦合三维有限元模型,分析降温幅度、沥青面层及基层参数对沥青混凝土路面温度应力的影响规律。此外,还考虑了沥青面层与基层间的接触状况对温度应力的影响。结果表明:降温幅度的变化对道路结构内所引起的温度应力产生的影响最大;沥青面层模量及面层温缩系数的变化对结构内的温度应力影响较大;而沥青面层厚度、基层厚度及基层模量的变化对结构内的温度应力影响都有限,当这些参数值发生变化时,温度应力基本保持不变;层间接触状态的变化对路面结构的力学响应有一定的影响,特别是层间接触状态不同的接触界面。     

公路隧道复合衬砌温度应力数值模拟

隧道混凝土衬砌开裂是工程中普遍存在的问题,根据浙江省某隧道各项监控量测数据和隧道实际地质情况,建立了基于弹簧-接触的隧道复合衬砌有限元模型,对隧道衬砌内部的环向应力进行分析,讨论了围岩均布荷载,变温,围岩偏载等条件对衬砌内部环向应力的影响,结果表明,偏压荷载和变温均对衬砌结构受力影响较大。     

热氧老化对沥青与集料界面黏附性的影响

为了探索热氧老化对沥青与集料界面黏附性的影响程度,分别对常用的基质沥青、SBS改性沥青、橡胶粉改性沥青进行短期老化和压力老化试验,通过红外光谱分析不同沥青老化过程中化学结构的变化,以光电比色法和拉拔试验探究不同老化状态下沥青与不同岩性集料界面黏附性的演变趋势。试验结果表明：老化导致了沥青中不饱和化学键断裂和极性含氧官能团生成,提升了沥青中极性组分与水分子的缔合能力;热氧老化导致沥青与集料之间的黏附性下降,对改性沥青影响更为明显;经长期老化后,沥青与集料之间的黏附性大幅降低,对石灰岩集料与沥青的黏附性影响较敏感。     

应用拉拔试验评价集料温度对沥青与集料粘附性的影响

集料和沥青之间的粘附性能的好坏是评价沥青混合料抗水损害能力的重要指标,也是沥青混合料形成强度的基础。通过改进的拉拔试验方法,以拉拔力损失率和剥落率两个指标进行粘附性评价,并与沥青混合料残余稳定度建立联系。结果表明改进的拉拔试验能够有效的评价沥青和石料之间的粘附性,同时石灰岩较花岗岩与沥青之间有更好的粘结性能和水稳定性,并随着石料温度的增加,集料吸附沥青效果更好,这对提高沥青和石料粘附性、增强抗水损害能力具有一定的指导意义。     

温度循环作用下的沥青路面温度应力有限元数值模拟

利用ANSYS有限元软件中热-结构耦合单元,对沥青路面温度应力进行数值模拟。结果表明:沥青面层厚度对面层层底最大温度应力的影响要大于其对路表温度应力的影响;沥青路面路表和面层底的最大温度应力均随着沥青混合料的温缩系数、沥青面层模量和日温差的增大而增大,但路表的最大温度应力随着这3个参数的变化更加明显;半刚性基层的厚度和模量对沥青路面路表和面层底的最大温度应力的影响均有限。     

不同岩性集料与沥青界面黏附机理研究

沥青-集料界面黏附性是保证沥青混合料力学性能的前提,而不同岩性集料与沥青的界面黏附性差异较大,在一定程度上限制了集料的选择范围。选用较为常见的6种不同岩性集料(石灰岩、安山岩、玄武岩、辉绿岩、片麻岩及花岗岩),采用水煮法分别评价了各集料与石油沥青的界面黏附性;利用XRD衍射试验定量表征各集料的化学成分,进一步分析了集料中化学成分与沥青-集料界面黏附性的关系;最后基于分子动力学模拟技术,计算了集料中不同氧化物与沥青界面的黏附功。本研究有助于深入认识不同岩性集料与沥青界面黏附性差异的本质原因,为路面工程中集料的优选提供参考。     

盐浸和冻融循环作用下沥青-集料界面黏结性能研究

为研究在盐浸和冻融循环影响下的沥青-集料界面性质,根据路面所处环境,考虑盐的质量分数、浸泡时间、冻融循环循环3个因素对集料-沥青界面拉拔强度和拉拔强度损失率的影响。在室内制备含沥青-集料界面的花岗岩黏合试件,采用万能试验机进行拉拔试验。利用数字图像处理技术对沥青-集料界面的失效模式进行分析。结果表明,盐的质量分数、浸泡时间、冻融循环3个因素对吸湿率和拉拔强度有显著影响。在低、中、高温处理后试件的吸湿率和拉拔强度均有所下降。在经过盐溶液浸泡和冻融循环后,试件的拉拔强度损失率均高于纯水浸泡后试件的结果。通过图像识别分析得到盐溶液浸泡和冻融循环耦合作用会引起界面失效模式的变化。在低盐的质量分数(5%～10%)和冻融循环条件下,低温下试件的沥青-集料界面容易发生黏附失效。高盐的质量分数(15%～20%)溶液下的腐蚀效应使得中、高温下试件的沥青-集料界面易发生黏性失效。     

地下风机房施工过程中应力应变模拟分析

隧道通风问题是长大隧道建设和运营中亟待解决的重要问题之一。在实际工程中,长大隧道通常采用地下风机房作为辅助通风巷道。以山西省和榆高速公路云山隧道为背景,利用大型有限元分析软件模拟地下风机房在不同工况下斜井进入主洞的施工过程,分析研究不同工况下主洞与斜井交叉部位的围岩位移场和应力场的变化,揭示了不同工况下隧道洞周围岩的位移和应力变化规律,提出了采用台阶法开挖隧道的根据,指出了斜井两侧的主洞采用两个工作面同时开挖与分别开挖对交叉部位的围岩位移和应力的影响,为优化施工工法提供了依据,可为类似工程设计和施工提供参考依据。     

轻集料混凝土施工集料预处理及模拟试验

在综合国内外轻集料混凝土施工轻集料预处理方法的基础上,通过试验模拟了各种轻集料施工预处理方法,研究了轻集料施工预处理方法对高强轻集料预湿程度及所拌混凝土施工性能的影响。结果表明:较之目前国内常用的浸水预湿法,采用真空预湿法、加压预湿法可更为有效地提高高强轻集料的预湿程度及所拌混凝土的流动性,对施工有利,但应控制轻集料在新拌混凝土中的上浮问题。     

乳化沥青-集料黏附性研究进展综述

乳化沥青-集料黏附性是影响乳化沥青混合料抗水损坏性能的主要因素,显著影响路面使用性能与长期性能变化.分析了乳化沥青-集料黏附性的机理、性能及提升等方面的最新研究,并基于目前的研究提出黏附性提升的建议与展望.     

沥青混凝土温度应力试验研究

沥青混凝土路面的低温开裂问题一直是道路工程界人士研究的一个热点问题，美国公路发展战略（SHRP）综合分析了以前各种用于分析、研究沥青混凝土温度开裂问题的试验方法后，认为只有约束试件温度应力试验（TSRST）能正确的模拟路面的现场情况，提出采用约束试件温度应力试验（TSRST）来研究沥青路面的低温开裂问题，还提出了相应的试验标准，对试验数据的分析、处理等也提出了一整套方法，笔者在采用TSRST进行大量试验的基础上，指出SHRP提出的温度应力典型曲线的不足，提出了完整的温度应力曲线规律，最后探讨了初始温度降温速率等对温度应力的影响。     

沥青混合料施工过程温度离析及改善措施

为了分析改性沥青混合料在装料、运输、摊铺和碾压等施工过程中温度离析,本文使用红外热像仪检测材料温度分布。结果表明:拌和过程中存在不同批次改性沥青混合料的温度离析;运输中的温度离析集中在与环境接触的沥青混合料表面;摊铺机的螺旋布料器中间吊架后存在一个温度较低的带状区域;压实过程中温度离析可分为点分布和带状分布,离析程度随料温降低而逐渐减小。综合以上温度离析分析结果,本文提出了改善沥青混合料温度离析的措施。     

SMA粗集料结构的数值模拟

针对沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）特有的骨架结构特点，采用蒙特卡罗方法随机生成集料颗粒，并按相容条件进行混合料骨架集成。根据此原理，以VC＋＋为平台，开发出离散球体堆积计算程序，并将该程序应用于SMA16骨架微观结构模拟分析，同时就骨架间隙率、配位数对结构边界约束条件及混合料级配的敏感性问题进行了讨论。结果表明：由计算机模拟的SMA骨架结构与实际情况接近，对集料配合比设计具有参考价值。     

沥青混合料的温度应力试验

本文介绍目前国际上评价沥青混合料低温抗裂性能很有成效的温度应力试验，以及我国在“八五”国家科技攻关专题中进行此项试验的研究成果。