乳化沥青残留物疲劳特性评价的影响因素与机理分析

基于简化黏弹性连续介质损伤(S-VECD)理论研究了乳化沥青残留物应力应变响应特征、疲劳损伤特性与疲劳寿命预估,通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等微观手段分析了乳化沥青残留物相态结构、共混改性以及疲劳损伤的影响机理。研究结果表明：普通乳化沥青残留物的损伤曲线存在交错现象,添加改性剂使得损伤曲线不再产生交错,提升了乳化沥青残留物的疲劳性能,SBR改性剂的改善效果更为显著;改性乳化沥青残留物在EN、ASTM蒸发方式下的损伤曲线较DHM蒸发方式下更平缓,表现出EN、ASTM蒸发方式下的残留物抵抗损伤能力更强;从疲劳寿命提升幅度上看,不同蒸发方式制备的普通乳化沥青残留物的最大疲劳寿命较最小疲劳寿命提升56.9%,而SBS、SBR改性乳化沥青残留物分别提升179.1%和67.8%,表明蒸发方式对改性乳化沥青残留物的巨大影响,且DHM蒸发方式下改性乳化沥青残留物的疲劳寿命均最小;添加改性剂和改变蒸发方式会引起官能团含量、胶体结构和微观粗糙度的变化;DHM蒸发方式更易使得改性乳化沥青残留物发生氧化作用,并且促使更多的沥青质的产生,使得胶团的胶溶性降低,凝胶化增强,导致乳化沥青残留物的疲劳性能降低,影响疲劳性能的评估结果;原子力显微镜试验表明通过DHM蒸发方法制备的改性乳化沥青残留物,分子结构中O^2-和H⁺发生了交换缩合反应,可能产生了化学胶结结构,进而影响了乳化沥青残留物疲劳性能的准确表征与评价。     

掺玄武岩集料沥青混合料施工性能影响研究

为改善沥青路面材料在道路长期使用过程中的使用性能,本文选用玄武岩集料代替部分石灰岩集料,探究40%掺量玄武岩集料沥青混合料对改善路面抗滑性能和水稳定性的影响。结果表明,当采用AC-16型级配设计、最佳油石比为4.6%时;沥青混合料残留稳定度和冻融劈裂强度比均大于90%以上,摆值和构造深度满足抗滑性能要求,具有较好的水稳定性和抗滑性能。最后对施工工艺进行研究,有效提高公路施工效率和质量。     

GAC-16C改性沥青混合料在市政工程中的应用

沥青混合料在公路施工中应用广泛,其中GAC-16C改性混合料具有极好的平整度、抗老化、抗滑性等优良特性。本文结合市政工程路面施工中采用GAC-16C改性混合料的实例,对原材料选择和配合比进行优化设计,研究GAC-16C改性沥青混合料路用性能,对混合料的施工质量、运输、摊铺、碾压、施工缝等进行技术分析,并对摊铺路段混合料的各项指标进行检测。结果显示,GAC-16C改性沥青混合料的最佳油石比为4.7%,且具有极好的高温稳定性、水稳定性等路用性能。本文还提出在市政施工中的关键应用技术,可供相关工程施工作参考。     

新型沥青混合料掺加料玉米秸秆纤维的制备工艺及改性方法

为扩大改性玉米秸秆纤维在沥青路面施工中的应用,采用机械剪切方式湿法制备玉米秸秆纤维,并采用NaOH溶液对其改性,通过酸碱度、吸油性、耐热性、灰分含量及吸持性试验分析改性玉米秸秆纤维的路用性能。结果表明：玉米秸秆纤维的最佳改性工艺为在质量分数为5%的NaOH溶液中浸润30 min;改性后玉米秸秆纤维呈弱碱性,与沥青的黏附性增强,吸油性和耐热性明显提高,抗拉强度略有减小,与沥青的相容性提高约10%。改性后玉米秸秆纤维的路用性能得到提升,与木质素纤维相近,可替代木质素纤维作为沥青混合料的掺加料,降低工程成本。     

基于扩展有限元的钢-STC组合桥面开裂性能研究

采用H型钢-超高韧性混凝土(STC)板的组合结构形式可有效改善传统正交异性钢桥面-超高韧性混凝土组合桥面结构中存在的结构疲劳开裂问题。为了研究不同结构参数对H型钢-STC组合桥面结构开裂性能的影响规律,基于ABAQUS以及扩展有限元方法(XFEM)建立了考虑裂纹扩展的组合梁有限元模型,对不同桥面板厚度、配筋率条件下开裂性能以及延性的变化规律开展了有限元模拟研究。研究结果表明,与采用普通混凝土(C50)相比,不同混凝土板厚度条件下,采用STC对开裂强度与延性的提升效果最大分别为175.0%与446.3%,而不同配筋率条件下的提升效果最大可达205.1%与1 330.3%。为H型钢-STC组合桥面结构在实际桥梁工程中的应用提供相应的技术支撑与建议。     

不同矿料骨架干法橡胶沥青混合料的胶粉分布特征与级配适应性

为了探究符合干法橡胶沥青技术特点的混合料级配,从混合料微观结构和宏观性能上验证设计级配特点。根据胶粉变化和贝雷法设计原理分别设计AC-13C、SMA-13、SAC-13和AR-AC-13S四种级配类型,运用X-ray CT微观试验方法和图像处理技术,从微观结构层次研究四类级配类型的区别和优劣,分析得出在橡胶粉各断面胶粉数量和含量的空间分布上,AC-13C和SAC-13类型的级配胶粉含量值离散和变异程度最小,分布更为均匀,SMA-13次之,AR-AC-13S最差,从胶粉分布的角度看,AC-13C更适合干法橡胶沥青混合料;通过室内混合料路面性能试验,对连续与间断级配的沥青混合料的高低温稳定性能及水稳定性能进行了分析论证,进一步验证了微观试验结果。微观和宏观试验均表明,连续级配在干法橡胶沥青混合料中更加适用,工程实践应优先选择。     

膨胀剂与纤维增强混凝土抗裂性的研究

通过掺加钙镁膨胀剂和玄武岩纤维,采用单轴拉伸试验研究了混凝土的应力应变,探究了不同组分、掺量和水胶比对混凝土抗裂性的影响,确定了掺膨胀剂和纤维抗裂混凝土轴向拉伸应力-应变曲线数学表达式。研究表明：添加膨胀剂和玄武岩纤维可提高混凝土的抗拉强度和韧性,纤维和膨胀剂掺量为1%和7%,水胶比为0.42,混凝土抗裂性能较好,得到的本构方程与试验结果基本吻合,可为抗裂混凝土的研究和应用提供了理论依据。     

冻融循环条件下沥青混合料性能研究

为对沥青混合料在冻融循环作用下其性能衰变规律进行研究,通过采集实测温度,设计冻融循环试验,对辽宁省公路沥青路面常见沥青混合料类型进行不同冻融循环次数下的劈裂试验、动态模量试验、疲劳试验和冻断试验,进而分析沥青混合料在冻融循环作用下不同性能的变化特点。     

硅烷偶联剂对半柔性路面材料性能增强机理研究

为研究掺加硅烷偶联剂对半柔性路面材料的性能影响规律及作用机理,采用马歇尔稳定度、车辙、低温弯曲、冻融劈裂等试验,测试了添加不同掺量硅烷偶联剂的半柔性路面材料的力学性能与路用性能,并确定硅烷偶联剂的最佳掺量,采用高拍仪等仪器观察硅烷偶联剂基于界面改性原理的微观改性机理。结果表明：随着硅烷偶联剂掺量的增加,半柔性路面的高温性能、低温性能和水稳定性能均发生了不同程度的提高,同时其掺量对性能的影响存在峰值,马歇尔稳定度、动稳定度、弯拉应变与冻融劈裂强度比均在掺量为0.5%左右处达到峰值,超过峰值后性能随掺量增加而下降,最终确定硅烷偶联剂的最佳掺量为0.5%。通过测定连通空隙率和灌注率的变化定量反映界面紧密度,通过对比观察普通半柔性路面材料与硅烷偶联剂最佳掺量下的半柔性路面材料的水泥-沥青界面可明显发现,硅烷偶联剂能够在水泥基灌浆材料与沥青混合料之间发生一系列化学反应,从而通过改变水泥-沥青界面的形态,有效改善水泥-沥青界面稳定度并减少水泥-沥青界面裂缝,结合性能试验,硅烷偶联剂可通过界面优化改善半柔性路面的力学及路用性能。     

钢桁腹组合梁桥静载试验分析

为检验某钢桁腹预应力混凝土组合梁桥的承载能力是否满足正常使用状况的要求,对该桥在静载作用下的挠度、应力进行试验分析.研究结果表明,该桥的受力性能和正常使用状态极限承栽力均满足设计要求,结构工作状况良好.