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摘要:为研究微波加热对沥青混合料宏观断裂自愈合性能的影响,文章选取70#基质沥青制备AC-13型混合料试件,采用半圆弯曲(semi-circular bending,SCB)试验测试其初始断裂强度,然后采用微波加热促使其自愈合,根据其弯拉强度恢复程度评价其自愈合性能.首先对集料和沥青胶结料微波加热条件下的升温速率进行了对比,然后分析了微波作用时间、微波强度和混合料温度对沥青混合料自愈合性能的影响规律.结果 表明:混合料经微波诱导加热热量分布不完全均匀,微波加热温度不能超过100℃;试件表面温度受微波加热时间与微波强度共同影响,但两影响因素之间交互作用不显著;微波加热时间、微波强度的增长对混合料自愈合有促进作用,但并非加热时间越长、微波强度越大越好;加热后的混合料温度是决定沥青混合料自愈性能的根本原因,最佳温度为80℃....
[期刊论文] 朱洪洲 范世平 袁海 汪浩
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CSTPCD 北大核心
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摘要:采用半圆弯曲(SCB)试验评价了不同级配沥青混合料在低温环境中产生宏观开裂后的自愈合性能.在0℃时将带有切缝的AC-13,SMA-13,AC-20混合料半圆试件进行SCB断裂-愈合-断裂试验.根据试验结果计算获得了半圆试件宏观开裂的临界荷载、临界断裂能和J积分断裂韧度,并将愈合后和愈合前的临界荷载比、临界断裂能比和J积分断裂韧度比定义为沥青混合料自愈合指数,用其量化分析沥青混合料的自愈合性能.研究结果表明:采用SCB试验可以评价沥青混合料的宏观开裂自愈合性能,在0℃时发生宏观开裂的沥青混合料在一定环境中能发生自愈合,如在100℃环境中愈合8h后,愈合指数超过50%;愈合指数随温度和时间的增加而增加,但存在一个有效愈合期,超过该愈合期后,提高温度和延长时间对愈合能力无显著提高,在愈合时间8h时,有效愈合温度宜为60℃,在愈合温度为60℃时,有效愈合时间宜为8h;相同条件下,混合料开裂程度越大,愈合能力越低;沥青混合料自愈合性能除了与沥青用量有关,还受混合料级配矿料粒径大小的影响,本研究中沥青混合料愈合能力大小顺序为:AC-13> SMA-13> AC-20....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了研究老化沥青疲劳性能,以70#基质沥青和SBS改性沥青作为研究对象,以累积耗散能为评价指标,研究了老化对沥青疲劳寿命的影响,建立了老化沥青疲劳寿命预估方程,分析了应力控制和应变控制加载模式下疲劳寿命预估方程的适用性.首先将70#基质沥青和SBS改性沥青进行旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT),使沥青发生老化,然后采用动态剪切流变仪在应力控制和应变控制加载模式下对不同老化程度的沥青进行时间扫描试验,通过耗散能随加载次数变化关系确定沥青疲劳寿命.基于累积耗散能建立应力加载控制模式下沥青疲劳寿命预估方程,并采用预估方程计算应变控制加载模式下的累积耗散能,检验预估方程的适用性.结果表明:累积耗散能随着荷载作用次数增加呈线性积累,当累积超过沥青疲劳破坏阈值时,发生疲劳破坏;经RTFOT老化后的70#基质沥青和SBS改性沥青疲劳寿命与累积耗散能具有较好的双对数线性关系(R>0.8);当采用应力加载模式下获得的沥青疲劳寿命预估模型分析应变加载模式下沥青疲劳性能时,70#基质沥青和SBS改性沥青累积耗散能计算值与实测值之间的误差大多在10%以内,可认为基于累积耗散能建立的沥青疲劳寿命预估方程不受加载模式的影响....
摘要:为评价老化沥青的疲劳性能,采用动态剪切流变仪(DSR),在应力控制模式下对经延时薄膜烘箱加热试验(RTFOT)老化的70#基质沥青和SBS改性沥青进行了重复加载试验,通过复数剪切模量(G)、耗散能变化率(DR)和累计耗散能比(DER)随荷载作用次数的变化,分析了老化沥青疲劳性能演变规律,对比了不同方法确定的老化沥青疲劳寿命.结果表明:通过G、DR、DER随加载次数变化关系,可将老化沥青疲劳破坏过程分为荷载适应、损伤累积和加速破坏3个阶段,3种方法确定的沥青疲劳寿命相差不大;沥青老化后G增大,老化对70#基质沥青的影响大于SBS改性沥青,不同老化程度下,70#基质沥青耗散能变化规律相同,SBS改性沥青耗散能变化与沥青老化程度有关.短期老化条件下,沥青老化程度越深,在应力控制模式下疲劳寿命越长....
[期刊论文] 王浩 何丽红 杨帆 朱洪洲
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CSTPCD 北大核心
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摘要:以聚乙二醇(PEG)作为相变工作物质,以具有优异导热性能的石墨烯纳米片(GNPs)作为导热填料,通过熔融共混法制备出一系列不同GNPs含量的PEG/GNPs复合相变材料.采用激光导热仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪等测试PEG/GNPs复合相变材料的导热性能、热物性、微观形貌、结晶性能及化学组成.结果表明,GNPs均匀分散于PEG基体中,形成能够加快热量传递的导热通路,复合材料体系的导热系数得以显著提高,而相变焓仅仅略微下降,当GNPs含量为2%时,复合材料体系的导热系数是PEG的249.7%,而相变焓损失率却仅为3.9%;PEG与GNPs二者间仅是物理吸附,并未发生化学反应,复合材料体系的结晶性能良好;PEG与GNPs复合相变材料的热响应速度更快,能源利用率因而更高....
摘要:沥青稳定碎石基层疲劳性能直接影响柔性路面的使用寿命.为分析集料级配对沥青稳定碎石疲劳性能的影响,基于ATB-25和ATB-30两种类型的9种不同级配的沥青稳定碎石疲劳试验数据,利用灰关联分析方法分析了不同集料级配参数对沥青稳定碎石疲劳性能影响的显著程度.通过回归分析的统计学方法,分别建立灰关联分析方法得到的关键因素与沥青稳定碎石疲劳性能代表值之间的回归曲线关系.结果表明:在最佳沥青用量条件下,沥青稳定碎石混合料的2.36 mm筛孔通过率、4.75 mm筛孔通过率、0.30~1.18 mm及0~0.30 mm筛孔区间集料质量分数是影响沥青稳定碎石疲劳性能的4个关键因素,当2.36 mm筛孔通过率为27%,4.75 mm筛孔通过率为34%,0~0.30 mm筛孔区间集料质量分数为11%,0.30~1.18 mm筛孔区间集料质量分数为9%时,沥青稳定碎石混合料疲劳性能最佳....
摘要:为研究路面离析对密级配沥青混合料渗透性能的影响,通过自制变水头渗透仪对AC-13、AC-20和ATB-25这3种密级配沥青混合料在不同级配离析状态下的渗透参数进行测定,并将试验结果结合现行规范沥青混合料临界渗透系数进行分析.研究结果表明:密级配沥青混合料随着离析程度的增大,渗透性能增大,且增大速率越来越快;空隙率和最大粒径相同时,发生级配离析较温度离析渗透性能更好;空隙率相同时,对于最大粒径不同的密级配混合料,发生级配离析较温度离析所造成的渗透性能差异更大;建议将7%现场空隙率与0.001 cm/s渗透系数组成双重标准用于路面设计与施工质量控制;密级配沥青混合料压实温度应不低于130℃,温度变化应控制在10℃以内,施工时应控制在轻度离析范围以内....
摘要:为研究生物重油对老化沥青再生的可行性,选取3种生物重油进行试验.对3种生物重油进行比重、黏度、水分含量、元素分析、红外光谱等理化性能测试;将3种生物重油按照2%、4%、6%、8%的比例掺配至经室内模拟老化后的70#沥青中,通过针入度、延度、软化点、黏度试验,对比分析3种生物重油对70#老化沥青再生效果的差异性;参照沥青混合料最佳沥青用量的方法确定生物重油的最佳掺量.结果表明:随生物重油掺量的增加,老化沥青软化点和黏度呈下降趋势,针入度和延度呈上升趋势;生物重油再生性能存在一定的差异性,生物重油A和B再生性能较好,生物重油C再生性能稍差;生物重油A、B、C最佳掺量分别为3.9%、4.6%、6.4%....
摘要:为研究锶渣作为水泥砂浆细集料的可行性,分析了击实试验前后锶渣的颗粒级配,对比分析了锶渣和机制砂密度、孔隙率、吸水性与压碎值的差异,研究了不同锶渣代砂率对 M10与 M15砂浆稠度、力学性能及抗冻性能的影响,并对其水化硬化机理进行了探讨.试验结果表明:锶渣的级配良好,击实前后锶渣级配曲线分别处于砂颗粒级配区域II与区域III内;锶渣的密度比机制砂低,孔隙率和吸水性较机制砂大,强度不如机制砂;M10与M15砂浆稠度随锶渣代砂率的增加而增大,且当锶渣代砂率为60%时,锶渣对 M15砂浆稠度影响比 M10大;两种砂浆的强度均随锶渣代砂率的增加而下降,锶渣代砂率在40%以内时强度满足规范要求;锶渣提高了砂浆的抗冻性,其中 M15砂浆抗冻性优于 M10砂浆....
[期刊论文] 何丽红 王浩 杨帆 朱洪洲
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CSTPCD 北大核心
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摘要:采用步冷曲线法和差示扫描量热法考察不同分子量聚乙二醇(PEG)及其二元相变体系的相变特性.结果表明,PEG分子质量和组分质量比对相变体系的相变温度和相变潜热有较大的影响,随着PEG分子量的增大,相变起始温度和相变峰温均呈升高趋势,相变潜热先升后降;二元相变体系PEG2000/PEG4000不同质量比步冷曲线均有明显的温度平台,结晶温度38.4~43.2 ℃,且变化趋势相近;DSC分析PEG2000/PEG4000相变温度和相变潜热均处于PEG2000和PEG4000单一组分范围之间,不同质量比时升温过程中双组分单独作用出现双峰,降温过程中双组分协同作用出现单峰.因此,将不同分子量PEG按一定质量比例共混可实现温度调控的相变材料....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了分析水泥锶渣混凝土用于低交通量道路路面的可行性,采用正交方法分析了水泥用量、用水量(坍落度)、砂率、碎石级配等因素对水泥锶渣混凝土抗压强度和抗折强度的影响规律,优选出合理的材料配合比;试验对不同水泥用量的水泥锶渣混凝土的力学性能、干缩性能、温缩性能和抗冻性能进行了系统评价.结果表明:水泥锶渣混凝土强度低于普通C30混凝土,但“折压比”高,弹性模量小,具有较好的抗裂性能;于缩系数比普通混凝土低20%,温缩系数为普通混凝土的53%,具有优良的抗收缩性能;抗冻性能低于普通混凝土;水泥锶渣混凝土可用于非冰冻地区低交通量道路路面....
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CSTPCD 北大核心
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摘要:利用多孔二氧化硅的良好吸附性,将不同计量的聚乙二醇在硅溶胶胶凝过程中吸附于硅凝胶的孔隙结构中制备聚乙二醇/二氧化硅定形相变材料(PEG/SiO2SSPCM);并将其与熔融沥青共混获得不同聚乙二醇含量的沥青-定形相变材料(Asphalt-SSPCM).借助孔径分析仪和扫描电镜(SEM)表征了载体二氧化硅孔结构和PEG/SiO2SSPCM的表观形貌;通过X射线衍射仪(XRD)、综合热分析仪(DSC/TG)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)考察了沥青中 PEG/SiO2SSPCM 的晶体结构、储热性能、热稳定性及化学兼容性;通过本文作者课题组研发的温度模拟试验箱测试了Asphalt -SSPCM的降温效果.结果表明,二氧化硅凝胶具有丰富的孔结构并能将聚乙二醇吸附于其介孔结构中;沥青中 PEG/SiO2SSPCM 仍含有聚乙二醇晶体,其储热能力随聚乙二醇含量的增加而增大,当聚乙二醇含量为76.1%时,相变焓高达117.5J/g,且不同聚乙二醇含量的沥青-定形相变材料均表现出良好的热稳定性;PEG/SiO2SSPCM与沥青的化学兼容性良好,二者之间仅是物理作用;Asphalt-SSPCM的降温效果显著,可有效改善沥青路面的高温性能;并基于相变理论,分析了沥青-定形相变材料的相变储热原理....
摘要:为了研究沥青疲劳特性在常应变模式下的演化规律,采用动态剪切流变仪(DSR),在应变控制模式下对70#基质沥青和SBS改性沥青进行连续加载疲劳试验,获得基于复数剪切模量(G*)、耗散能变化率(DR)和累计耗散能比(DER)三种物理指标对应的疲劳曲线,并通过疲劳曲线分析沥青疲劳破坏过程.试验结果表明:70#基质沥青的疲劳曲线变化有规律,能较好的表征沥青疲劳破坏过程,确定沥青疲劳寿命;耗散能变化率无法用于表征SBS改性沥青疲劳破坏规律;在相同分析方法中,SBS改性沥青疲劳寿命优于70#基质沥青;随着应变增加,两种沥青疲劳寿命均下降....
[期刊论文] 朱洪洲 范世平 李正浩
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:为了研究沥青混合料宏观断裂的自愈合性能,采用半圆弯曲(semi-circular bending,SCB)试验对70 #基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行了断裂-愈合-断裂试验,并将愈合前后加载试验的强度恢复率定义为愈合指数(healing index,HI),分析了愈合时间、愈合温度和压力对混合料自愈合性能的影响.结果表明:发生宏观断裂的沥青混合料在一定环境中愈合后,强度恢复率最高可达45%;温度升高、时间增长和施加压力对沥青混合料宏观可见裂缝的愈合具有一定促进作用,但并非温度越高、时间越长,其自愈合性能越好;最佳愈合温度与沥青软化点和沥青混合料种类有关;当温度不大于60℃时,施加外部压力对沥青混合料裂缝愈合具有显著改善作用,有围压试件获得的HI值最高可达无围压试件HI值的4.5倍;60℃时SBS改性沥青混合料的HI值是70#基质沥青混合料HI值的4倍;超过60℃后,施加压力对沥青混合料自愈合性能无显著改善,且不同沥青混合料愈合性能也无明显差异....
[期刊论文] 朱洪洲 范世平 卢章天
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了研究沥青疲劳特性在常应力模式下的演变规律,采用动态剪切流变仪(Dynamic Shear Rheometer,DSR),在应力控制模式下对70#基质沥青和SBS改性沥青进行时间扫描试验,获得复数剪切模量(G?)、 耗散能变化率(DR)和累计耗散能比(DER)3种物理指标随荷载作用次数的变化曲线,通过分析3种曲线变化规律确定沥青疲劳寿命:(1)G?值下降到初始值50%时对应的荷载作用次数(NG?);(2)DR-N曲线转折点对应的加载次数(NDR);(3)DER-N曲线转折点(70#基质沥青)和曲线偏离DER=N直线20%时(SBS改性沥青)对应的加载次数(NDER),并建立沥青疲劳破坏方程.结果表明:NG?处于复数剪切模量加速下降阶段,而NDR和NDER处于沥青缓慢破坏和加速破坏转折阶段,NG?是根据经验所确定,而NDR和NDER是根据曲线转折点定义,物理意义明确;70#基质沥青和SBS改性沥青疲劳寿命(NG?、NDR和NDER)与应力在双对数坐标中表现出良好的线性关系;70#基质沥青疲劳破坏规律性强,疲劳曲线有明显的转折点,能明确定义沥青疲劳寿命;而改性沥青由于改性剂的作用,沥青弹性恢复能力增强,沥青疲劳曲线变化规律不明显;相同分析方法下,SBS改性沥青疲劳寿命明显优于70#基质沥青;随着加载应力提高,两种沥青的疲劳寿命均下降....
摘要:研究了磨细锶渣掺量与水泥胶砂强度的关系,对比分析了基准水泥胶砂与常温磨细锶渣水泥胶砂、800℃煅烧磨细锶渣水泥胶砂抗冻性差异,探讨了三种养护条件下常温磨细锶渣与800℃煅烧磨细锶渣对胶砂强度及干缩性能的影响.结果表明,随磨细锶渣掺量的增加,胶砂强度逐渐降低;磨细锶渣对胶砂的抗冻性不利,但经800℃煅烧处理后磨细锶渣抗冻性得到提高,且满足抗冻性要求;水中养护与空气中标准养护有利于磨细锶渣水泥胶砂强度形成,磨细锶渣对胶砂的后期强度形成有利,且提高了水泥胶砂的干缩性能....
摘要:采用溶胶凝胶法制备不同SiO2摩尔含量的TiO2/SiO2复合光催化剂,以亚甲基蓝(MB)的物理吸附降解与光催化降解为探针反应,分别评价了TiO2/SiO2复合光催化剂的物理吸附性能和光催化性能,并采用XRD、BET对样品结果进行了表征.结果表明,适量的SiO2引入可改善光催化剂的孔结构,一定程度上提高材料物理吸附能力,有效提高光催化性能,对亚甲基蓝的光降解率可达76%;而过高的SiO2引入可显著提高材料的比表面积,平均孔径相对较小,但抑制TiO2的结晶,晶型表现为无定型结构,对亚甲基蓝的降解主要表现为物理吸附降解而无光催化作用....
摘要:根据海南区域地质构造及火山系统的分布特点,熔岩流及其形成的不良地质空间分布对公路工程的影响程度,结合GIS地理信息系统,在1:50万的地理底图基础上,建立了海南火山熔岩不良地质分布的公路单项自然区划.研究结果表明:火山作用地质特征及熔岩流向与区域断裂带和火山系统分布空间位置有关,熔岩流向在空间分布及熔岩隧洞等不良地质体的发育具有一定的规律性,但在较小范围的特定区内,其出现有着随机性.以各主要火山系统或火山群为中心,其半径为0 ~10 km划分为Ⅰ类影响区,半径为10 ~ 20 km划分为Ⅱ类影响区,琼北其它熔岩地区划分为Ⅲ类区,全岛剩余地区划分为Ⅳ类区....
[期刊论文] 高放 王腾 朱洪洲 陈亮
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北大核心 CSTPCD
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摘要:为研究填料与地面结合方式对路基变形、稳定性及挡土墙推力的影响,对高路堤原地面做台阶处理并用Ansys软件对5种不同台阶宽度的斜坡高路堤进行数值模拟,分析了台阶宽度对高路堤变形、稳定性及挡土墙推力的影响,重点研究了不同台阶宽度影响下的路基变形规律.研究结果表明:台阶宽度对路基变形影响不明显,但有助于提高路基稳定性、减小挡土墙水平推力;最后基于不同台阶宽度对路基变形、稳定性、挡土墙推力的影响提出合理的台阶宽度为2~3 m....
摘要:利用相变材料物相转变时吸收或释放大量热量而本身温度保持不变的特性,用溶胶-凝胶法制备PEG/SiO2相变颗粒,并将其以等体积替代法替代粒径小于0.6 mm的细集料应用于沥青混合料中.考察了PEG/SiO2相变颗粒对4种不同级配的沥青混合料温度敏感性及高温稳定性的影响.结果表明,PEG/SiO2相变颗粒的掺入可降低沥青混合料的温度敏感性,并且掺量越大效果越明显,当其掺量达到5%时,可在自然光照条件下降温5℃以上,而级配对沥青混合料的温度敏感性影响不明显.PEG/SiO2相变颗粒对沥青混合料的高温稳定性影响与相变颗粒的掺量及沥青混合料的级配类型有关.相变颗粒的掺入在降低沥青混合料最高温度的同时,可降低沥青混合料发生高温车辙病害的可能性....
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