纳米ZnO改性沥青分子动力学模拟研究

为揭示纳米ZnO改性剂对沥青物理性能改善的机理,采用分子动力学模拟技术对纳米ZnO改性沥青进行模 拟研究.借助沥青四组分代表性化合物,结合沥青的元素含量、四组分相对含量试验结果构建了沥青分子模型.根据纳米ZnO形貌特点,构建了不同粒径的纳米ZnO簇团模型及纳米ZnO/沥青共混体系模型.采用分子动力学方法计算了纳米ZnO与沥青分子间的相互作用,分析了纳米ZnO在沥青中的扩散性能,研究了纳米ZnO对沥青物理模量及沥青分子结构的影响,根据分子动力学模拟结果揭示了纳米ZnO改性沥青的改性机理.研究结果表明:模拟温度为150℃左右时,纳米ZnO/沥青共混体系的范德华相互作用和非键接相互作用达到最大值,体系结构最稳定;纳米ZnO颗粒增大了沥青体系的体积模量、剪切模量和弹性模量,改善了沥青的高温性能,从而提高了沥青的抗剪切能力;同时,纳米ZnO增大了沥青质与胶质体系分子间的芳环质心距离,减缓了强极性组分的堆积,加强了支链在分子间的延展性,增加了沥青结构的致密性,从而促使沥青具有更稳定的胶体结构、更好的物理性能.     

碎石化结构层的室内物理力学性能研究

以国道324线罗梅公路的水泥混凝土路面大修工程为依托,将碎石化后的结构层移至室内进行筛分、抗压强度、抗压回弹模量、水稳定性以及冲刷、排水等一系列的物理力学性能试验研究。结果表明:碎石化后混凝土结构层的饱水试件抗压回弹模量为134.8 MPa,标准差7.46,变异系数0.06,冲刷系数为0.0277 m~3/(m~2·万次),渗透系数为2.34 cm/s。     

沥青路面翻修时机与判断方法

根据与荷载有关的病害严重程度确定翻修时机，提出按动弯沉反算路面各结构层动模量、静弯沉反算路面各结构层静模量、路面现场取样目测和试验三种方法，判断各结构层是否需要更换。     

移动荷载作用下桥头搭板动力响应分析

将桥头搭板视作粘弹性地基上四边简支的各向同性矩形板,用变分法对移动车辆荷载作用下搭板的动力响应进行了分析,并讨论了荷载的载重、荷载的横向位置、车速以及搭板的长度、宽度、厚度对板顶位移和板底最大弯拉应力的影响.     

路桥过渡段容许台阶高度确定的参数影响

采用5自由度车辆模型,考虑上桥和下桥两个方向以及车路耦合的影响,给出了车辆通过不设搭板的路桥过渡段进行动力响应分析所需的振动方程、初始条件和前后轮下路面位移,并提出以人的振动频率和最大瞬态振动值作为容许台阶高度确定的控制指标。在动力响应分析的基础上,详细分析了行进方向、车速、车辆载重等参数对容许台阶高度的影响。     

黄土路基压实标准研究

为从理论上确定黄土路基的压实标准,首先确定以路表弯沉和路基顶面压应变作为受路基压实标准影响的沥青路面设计指标,根据半刚性基层沥青路面力学分析获得的路基内部压应变分布以及在试验路测得的行车荷载作用下路基内部的压应力分布将整个路基分为距路基顶面0-80 cm的路床和路床下路基两部分,通过分析路基回弹模量对于路面结构层厚度的影响确定了路基不同深度处的回弹模量要求,并试验研究了压实度对于压实黄土的回弹模量和浸水后附加压缩变形的影响。最后,结合路基不同压实区域划分、路基回弹模量的要求、压实度对于黄土力学性质的影响提出以回弹模量和压实度双控的黄土路基压实标准。     

改性沥青中SBS剂量检测方法

对3种基质沥青在不同SBS剂量下的性能指标进行了测试, 运用灰色关联分析法, 以SBS剂量作为参考数列, 以改性沥青的性能指标针入度、软化点、延度、弹性恢复、135℃运动粘度作为比较数列, 计算了SBS剂量与主要性能指标的关联度, 并对关联度进行排序。通过对关联度系数进行归一化处理, 计算得到各项性能指标所占的权重, 建立了SBS剂量与常规性能指标的关系式, 提出了基于多指标的SBS剂量检测方法, 并采用已知SBS剂量的样品组对方法进行了验证。分析结果表明: 与SBS剂量关联度显著的主要性能指标分别为软化点、弹性恢复、135℃运动粘度; 对3种改性沥青采用该方法确定的SBS剂量绝对偏差均在0.15%以内, 可见, 检测方法可靠。     

基于人-车-路五自由度振动模型的路面平整度评价方法

为了准确评价路面的行车舒适性, 以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标, 采用五自由度振动模型, 考虑车路耦合, 用传递矩阵法进行了人-车-路相互作用分析, 研究了车速、车架转动惯量、座椅刚度系数和阻尼系数以及轮胎的刚度系数对加权加速度均方根值的影响, 并建立了基于人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。算例结果表明: A、B、C、D四个等级路面的加权加速度均方根值分别为0.3812、0.7963、1.2320和2.9706 m.s^-2, 舒适性评价分级与路面分级时的主观评价分级相一致; 相对于现有方法, 该方法考虑了不同路面类型和行车速度的影响, 体现了车辆的转动, 可评价货车行驶的舒适性。     

重复荷载作用下砂土永久变形预估模型

为预估路基的永久变形, 在万能材料试验机上对砂土进行了重复加载动三轴试验, 得到了砂土永久变形的发展曲线, 建立了塑性应变和荷载作用次数之间的关系式, 使用最小二乘法拟合出该式中的系数与含水量和回弹模量之间的回归公式, 并对回归公式进行了可靠性分析。当荷载作用次数为10000次时, 现有路基土永久变形模型预估结果与试验结果相对误差最小为52%, 最大高达376%;而系数与含水量和回弹模量之间的回归公式相关系数最小值为0.31, 平均值为0.41, 大于临界值0.28, 试验曲线与理论曲线相关系数大于0.99。分析结果表明: 建立的砂土永久变形预估公式可靠性较高, 而现有预估模型不适用于砂土。