基于间接拉伸试验模式的沥青混合料动态模量研究

鉴于间接拉伸模式决定沥青混合料动态模量的重要意义,基于间接拉伸试验模式,采用目前我国常用的2种沥青混合料,发展沥青混合料间接拉伸试验动态模量的测定和分析方法。基于GPM测试模式,通过修正参数,修正二维平面应力假设和试件膨胀的影响,根据修正的应力和应变决定沥青混合料的间接拉伸动态模量。根据时-温转换原则,基于Hirsch模型估算混合料模量极大值,分别采用Global Aging模型和Arrhenius模型获得移位因子,通过数值优化建立了参考温度为20℃的2种常用沥青混合料动态模量主曲,得出了主曲线的Sigmoidal数学模型。根据对2种混合料的动态模量主曲线比较分析表明AC-20型沥青混合料对加载频率和对温度的依赖性都较低于AC-13C型混合料,尤其在低频段表现更为明显。     

硫磺改性沥青混合料间接拉伸模量的试验研究

为了探究硫磺改性沥青路面温度敏感性较小的原因,采用不同试验温度下的间接拉伸劲度模量指标来分析混合料的感温性,并用车辙试验和低温约束温度应力试验来验证劲度模量的变化规律.试验结果证明硫磺改性技术可以有效地增大沥青混合料在高温下的劲度模量,而低温下的劲度模量基本不变,从而改善了路面的综合性能.     

沥青混合料单轴贯入数值试验方法

基于二维颗粒流软件PFC2D构建了沥青混合料单轴贯入数值试验方法;研究了试件尺寸、加载速率、计算时步值等条件对单轴贯入数值试验结果的影响;确定了数值试验的标准条件,评价了单轴贯入数值试验方法的可靠性;分析了单轴贯入试验的细观机制。结果表明:试件尺寸为Φ101. 6 mm×h63. 5 mm、加载速率为1 mm·min-1、计算时步为1×10-3s·step-1时,数值试验可取得稳定结果;贯入强度实测曲线与模拟曲线基本吻合,单轴贯入数值试验误差在4%以内;随着荷载贯入,应变也随之增大,细观接触力越来越密集且作用力越来越大,并逐渐向试件底部扩展;随着贯入量的增加,试件两侧接触力逐渐密集,但无显著的集中现象;接触力网络的纵向变化亦明显于横向变化。     

发展沥青混合料间接拉伸动态模量及其主曲线

沥青混合料的动态模量是沥青路面设计的重要参数,间接拉伸试验的优势决定了在该试验模式下测定沥青混合料动态模量的重要意义。采用我国3种典型的沥青混合料,在间接拉伸试验模式下,基于GPM测试模式,通过修正的二轴方向的应力和应变决定沥青混合料的动态模量。根据时间-温度转换原则,通过Hirsch模型估算混合料模量极大值,分别采用Global Aging模型和Arrhenius模型获得移位因子,通过数值优化发展了参考温度为20℃的3种典型沥青混合料动态模量及相位角主曲线,得出了主曲线的Sigmoidal数学模型,拟合的相关系数R^2均在0．99以上,表明模型拟合效果非常好。     

间接拉伸试验条件下沥青混合料变形特性

为分析沥青混合料的劈裂拉伸性能,采用数字图像测量方法,实现了试样表面轴向变形和径向变形的同步测定,得到了粗骨料沥青混合料和细骨料沥青混合料在不同温度下的宏观力学性能及应力-应变关系.结果表明:粗骨料沥青混凝土呈脆性破坏趋势,细骨料沥青混凝土在破坏前进入塑性屈服阶段;材料的弹性压缩和剪切膨胀与载荷历史紧密相连,反映了材料的结构性变形过程.该成果对沥青路面的拉伸开裂研究具有一定的参考价值.     

圆环试样用于岩石间接拉伸强度测试的数值试验

用岩石破坏过程分析数值软件(RFRA)对圆环试样用于岩石间接抗拉强度的测试过程进行数值试验·探讨了圆环内孔直径对于试样破裂模式及其强度测试结果的影响,阐明了不同内孔直径时岩石试样的破裂机制,并对该方法在实际应用中存在的问题进行了解释·数值试验得到的破裂模式和峰值强度与试验结果表现出较好的一致性·基于以上数值试验结果,提出了用开裂载荷来计算岩石间接抗拉强度的新的试验方案·     

运用重正化群方法对沥青混合料渗透性研究

利用重正化群方法对沥青混合料的渗透性进行研究，求出沥青混合料渗透的理论临界孔隙率．根据试验结果分析，求出四种沥青混合料渗透的临界孔隙率．理论值和实际值的分别给出，一定程度上解决了道路工程中沥青混合料渗水问题，是这一问题的进展．     

表面层沥青混合料水损害试验研究

虽然不少高等级公路沥青路面的压实度都达到了要求,可路面仍出现早期损坏的现象;大多数水损坏是从表面层开始的。本文主要研究表面层常用的AC-13C(改性)其水稳定性,试验结果表明,冻融劈裂试验的试验原理、试件孔隙率和试验过程都能较好地模拟水损坏条件。     

路用沥青混合料中矿粉亚甲蓝试验

应用相关性检验分析沥青混合料中矿粉的性能控制指标,研究了国内外亚甲蓝试验操作方法,测试不同类型矿粉的亚甲蓝值以及胶浆性能,分析了矿粉亚甲蓝值与沥青胶浆性能的相关性。发现搅拌速度、测试温度等因素对亚甲蓝试验结果有明显影响,并根据试验结果修正了规范(JTGE42-2005)的细集料亚甲蓝试验。结果表明:矿粉类型对胶浆性能具有显著作用;而矿粉亚甲蓝值与胶浆低温性能具有密切联系,可以作为矿粉的低温性能控制指标。     

硬质沥青及其混合料路用性能的试验研究

硬质沥青是低标号基质沥青,具有针人度小、粘稠度大、软化点高、延度小的特点,其高温性能优良,温度敏感性较好,但低温性能略差.针对硬质沥青及其混合料的性能指标,尤其是高、低温性能,水稳定性能和疲劳性能,同时与石油沥青Ah-70#、SBS改性沥青进行对比试验研究,以全面了解硬质沥青的使用性能.研究结果为夏季炎热地区、重载交通和长大纵坡路段应用硬质沥青提供了参考.     

基于沥青混合料三维数值试样的非均匀性分析

为了从三维细观尺度评价沥青混合料在荷载作用下的非均匀性,利用X-ray CT扫描沥青混合料试样,获取试样内部的精确三维细观结构,根据三维重构原理开发程序并建立了与混合料试样内部空间实际分布形态一致的三维数值试样,分别赋予集料、砂胶和空隙不同的材料属性,进行低温、快速加载条件下的间接拉伸虚拟仿真．结果表明：与基于三维均质体试样的数值模拟相比,三维数值试样内部的应力和应变分布都完全呈现不均匀状态,与实际试验状态更一致;有空隙时的平均应力集中因子（2．78）明显大于无空隙时的平均应力集中因子（1．42）,表明空隙的存在明显增加了试样受荷载作用下的应力集中,该方法克服了传统数值模拟无法考虑各因素空间分布影响的局限性．     

沥青混合料微观力学分析综述

针对当前沥青混合科研究方法的局限性，分析了国内外该领域的研究现状与存在问题。介绍了沥青混合料数字化方法及常用的力学分析方法。给出了运用微观力学方法研究沥青混合料的基本思路，即以二维和三维混合料数字图像为基础，数字重构沥青混合料微观结构，研究基于微观力学的沥青混合料集料接触模型，建立基于离散元的混合料微观空间结构的力学模型，应用离散元方法和微观力学理论分析该模型在劲度模量试验中的力学行为，进行沥青混合料劲度模量的虚拟试验。通过试验检验与校准，得出具有高可靠性、高精确度的劲度模量力学预估方法。     

基于CT技术和有限元方法的沥青混合料虚拟劈裂试验研究

为弄清劈裂荷载条件下,沥青混合料试件内部的应力分布状态,基于X-ray CT技术、数字图像处理技术和有限元方法建立二维非均质数值模型,分析通过试件中心的垂直方向与水平方向路径条件下不同位置截面的内部应力分布情况,并与均质模型内部应力进行比较.结果表明,与均质模型不同,不同位置截面的非均质模型内部应力峰值没有出现在模型中心处,而是分布在试件中部呈现多峰值状态且较好地反应各个组分的力学行为;在分析路径上,不同位置截面的非均质模型应力分布趋势相同,但应力峰值出现的位置以及应力最大值均存在差异,说明试验截面的选取对二维虚拟试验结果影响较大.     

沥青混合料水损害试验方法探究

详细研究了国内外沥青混凝土水损害试验的不同方法和原理，提出各试验方法所反映出的水损害的主要影响因素及各试验方法存在的问题，为路面工程建设提供了有效的、能避免或减少沥青路面水损害的分析．     

玄武岩纤维在沥青混合料中的作用机理

玄武岩纤维具有较高的强度和弹性模量,与沥青和集料有较好的亲和力,在混合料中分散性好。为分析其在沥青混合料中的作用机理,对玄武岩纤维沥青胶结料进行动态剪切流变（DSR）试验和表观粘度试验,并利用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果,采用动态蠕变试验及车辙试验研究纤维对混合料高温抗剪切性能的提高作用。试验结果表明：在SBS原沥青中加入玄武岩纤维后,纤维胶浆的抗车辙因子值得到显著提高,其表观粘度曲线随着玄武岩纤维掺量的增加呈上升趋势;玄武岩纤维沥青混合料的稳定度和浸水马歇尔稳定度值明显增大,且随着纤维掺量的增加而递增;玄武岩纤维的加入显著提高了动态蠕变试验沥青混合料的流变次数,其对混合料动稳定度有明显的增强作用。     

测试方法对沥青混合料抗压回弹模量的影响

沥青混合料回弹模量是路面结构设计中一个重要的参数。针对常见的AC-16I、AC-20I两种沥青混合料，在大型精密设备一材料试验系统（MTS）上对其回弹模量进行了试验与分析。试验在0．1～0．7MPa单位压力下，分别用“顶面法”与“侧面法”测试了竖向位移，顶面法中又采用了MTS机架位移传感器和线性位移传感器两种方法，侧面法用了应变规引伸仪测试竖向应变。结果表明，在0．7MPa单位压力下，侧面法比顶面法的回弹模量更接近部颁规范推荐值。同时测出了不同温度下沥青混合料回弹模量，建立了回弹模量与温度之间的关系，为合理确定沥青路面的设计参数提供依据。     

纤维沥青混合料马歇尔试验

近年来 ,纤维沥青路面得到了广泛应用 ,但在设计与施工中却存在许多问题 ,对其推广应用不便。为了便于设计与施工控制 ,通过对不同纤维类型、纤维长度、细度及纤维用量的沥青混合料马歇尔试验研究 ,分析了纤维对沥青混合料马歇尔试验结果影响的原因 ,从而得到了纤维沥青混合料马歇尔指标的变化规律 ,为纤维沥青混合料设计与施工提供了依据 ,为大面积使用该路面结构提供了便利条件。