TAF-10环氧沥青混合料动态弹性模量及路用性能试验研究

近些年来,环氧沥青混合料以其耐久性好、强度高、冲击韧性优越等特点,广泛地应用于大型桥梁桥面铺装之中.以TAF-10型环氧沥青混合料为研究对象,对其进行不同温度与频率下的动态模量试验,结合时温等效原理,通过Origin数学计算软件,采用西格摩德(Sigmoidal)模型对试验结果进行非线性拟合;并通过高温车辙试验、小梁弯曲试验及冻融劈裂试验,对其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等路用性能进行检测.结果表明:随着加载频率的增大,TAF-10环氧沥青混合料的动态模量不断增大,而随试验温度的升高其值不断减小;拟合所得到的主曲线方程,可以对任何给定温度与加载频率下该种混合料的动态模量进行有效预估;TAF-10环氧沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等性能均超出规范要求,满足桥面铺装要求.研究成果可以为TAF-10环氧沥青混合料桥面铺装的动态设计提供参考.     

沥青道路再生技术现状与发展

我国公路建设已进入大修期,为减少筑路材料的开采及对环境的破坏,再生技术的研究及发展迫在眉睫。本文就目前沥青道路再生利用技术进行了简单评述,针对甘肃地区分析适用的再生方法,并对再生的使用情况、各类再生方法优缺点及效果进行总结,提出目前道路再生存在的问题及未来的发展建议。     

基于分形理论的沥青路面层间机械摩阻强度行为

为沥青路面层间抗剪切设计及施工提供参考,针对现有沥青路面的结构层组合形式,研究了不同级配结构层组合类型沥青路面层间机械摩阻强度。首先,基于分形理论建立沥青路面层间机械摩阻强度理论模型,并分析了不同级配结构层组合形式的沥青路面机械摩阻强度特性;其次,为验证该理论模型的可靠性,进行了不同级配结构层组合类型的沥青路面剪切试验。结果表明:层间接触表面形态受沥青混合料级配影响较大,其中,级配组合类型为AC-13/AC-16的接触面积最大,然后依次为AC-13/AC-20、AC-16/AC-20;在相同荷载作用下,层间机械摩阻强度受上、下层级配结构层组合类型影响较大,级配结构层组合类型为AC-13/AC-20时,层间机械摩阻强度最大,然后依次为AC-16/AC-20、AC-13/AC-16;在温度为20℃时,层间机械摩阻强度理论值与试验值较接近,表明在该条件下沥青路面层间机械摩阻强度理论模型具有一定的可靠性与适用性。     

基于动水冲刷作用的沥青混合料短期水损害特性

针对车辆荷载引起的动水冲刷作用,设计开发了一种模拟动水冲刷的试验装置,结合冻融循环试验,对动水冲刷与静态浸水模式下沥青混合料的空隙率、吸水率以及劈裂强度等技术指标进行测试,并借助CT扫描试验,从微观的角度探讨动水冲刷作用下沥青混合料的短期水损害机理。试验结果表明:随着冻融循环次数的递增,动态冲刷浸水模式和静态浸水模式作用下的沥青混合料试件空隙率增幅分别为47.62%和22.5%;吸水率增幅分别为263.2%和86.4%,冻融劈裂强度比(TSR)降幅分别为34.0%和24.9%,动水冲刷作用会加剧沥青混合料物理和力学性能的衰退。CT图像分析表明:随着冻融循环次数的增加,混合料试件的内部产生了新的空隙,试件外缘集料存在不同程度的剥落现象;动水冲刷作用会加剧水体对沥青薄膜的机械侵蚀速率,加速沥青的剥离和细集料的流失,导致原有空隙体积的进一步增大,混合料抗水损害性能下降更为显著。     

自然暴露与盐雾加速环境下钢筋混凝土劣化规律及等效关系

针对西部盐渍土地区病害严重的问题,选取西部盐渍土地区典型环境开展钢筋混凝土自然暴露试验,同时模拟当地腐蚀环境设计室内盐雾干湿循环加速试验;采用钢筋腐蚀电流和混凝土损伤度表征钢筋混凝土内部钢筋及保护层的劣化规律;基于Weibull分布函数建立两种环境下钢筋混凝土的劣化模型,并进行竞争失效分析;利用可靠度等价条件,结合当量概念,建立两种环境下的等效关系。结果表明：钢筋混凝土在室内加速与自然暴露环境下的劣化规律相似,其规律均是强化效应和劣化效应相互作用的结果;Weibull分布函数可以有效地描述钢筋混凝土在室内加速与自然暴露环境下的性能劣化过程;内部钢筋劣化至中位寿命的时间略早于混凝土保护层;室内盐雾干湿循环加速劣化钢筋混凝土1 d可模拟盐渍土地区自然暴露劣化12.7 d。     

季节性冻土区沥青路面融雪剂凝冰点测试

我国西北大部分地区在公路自然区划中属于季节性冻土区,由于冬季气温较低,雨雪天极易造成沥青路面积雪凝冰,路面积雪凝冰严重威胁着行车安全,研究如何快速高效地融雪除冰对于提高冬季路面行车安全有较高的社会实用价值.通过自行设计的融雪剂凝冰点测试装置,首先对自来水和蒸馏水的凝冰点进行测试以验证试验方案的可行性;其次,采用双通道数字测温仪对四种不同浓度(5％,10％,15％和20％)下常用的氯盐类和非氯盐类融雪剂的凝冰点进行测试,并与根据稀溶液依数性规律对浓度为5％时的单一型融雪剂计算的理论凝冰点进行对比;最后基于单一型融雪剂的凝冰点测试结果配制了三种不同掺配比例(3:7,4:6,5:5)下的六种新型复配型融雪剂,并对其凝冰点进行了测试.研究结果表明:浓度为5％时的单一型融雪剂的实测凝冰点数据与计算的理论凝冰点数据相符;氯盐类融雪剂和非氯盐类融雪剂以及复配型融雪剂的凝冰点降低均符合稀溶液依数性规律;八种单一型融雪剂的凝冰点较低的为氯化钠和氯化钙,表明氯盐类融雪剂的融雪除冰效果整体优于非氯盐类融雪剂;复配型融雪剂的凝冰点大小顺序为:氯化钠-乙二醇<氯化钠-1,2-丙二醇<氯化钙-乙二醇<氯化钠-尿素<氯化钙和1,2-丙二醇<氯化钙和尿素.综合考虑融雪剂的凝冰点、经济性和环保性,建议选用氯化钠-乙二醇复配型融雪剂作为季节性冻土区低温期沥青路面融雪除冰用融雪剂.     

考虑水-温循环的SBS改性沥青复数剪切模量预估模型

为探寻季节性冻土区多次水-温循环后沥青胶结料特征官能团变化与复数剪切模量之间的关系,联合FTIR和动态剪切流变（DSR）试验,对经0、3、6、9、12、15和18次水-温循环后的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青进行测试,探明了多次水-温循环下SBS改性沥青复数剪切模量和特征官能团的变化规律;采用灰色关联熵分析理论数学模型,明确了复数剪切模量与特征官能团含量变化的关联程度;基于麦夸特法和通用全局优化算法对不同温度和频率下DSR测试的SBS改性沥青复数剪切模量G*及FTIR测试官能团变化指数进行多元统计回归分析,提出了SBS改性沥青复数剪切模量的预估模型。结果表明:多次水-温循环使沥青发生了水-温老化,但SBS改性剂对沥青水-温老化具有抑制作用;随着水-温循环次数的增加,沥青FTIR图谱中亚砜基与羰基呈现出明显的增大趋势;SBS改性沥青特征官能团变化对复数剪切模量影响程度由大到小的排序为脂肪族化物 > 非对称脂肪族化物 > 芳香族化合物 > SBS含量（苯乙烯+丁二烯） > 亚砜基 > 羰基;多次水-温循环后SBS改性沥青复数剪切模量随着特征官能团含量变化呈现出多元线性关系。