一、沥青混合料内部结构分析——旨在提高对Superpave现场旋转压实状况的模拟程度(论文文献综述)
朱洪洲,谭祺琦,范世平,万国琪[1](2021)在《基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展》文中提出基于数字图像处理技术来研究沥青混合料的细观结构,回顾沥青混合料细观结构静态及动态识别的研究进展,其后列出一幅数字图像处理技术流程图并对获取沥青混合料内部结构图像方法(X-ray CT技术)进行了详细介绍;对通过图像处理技术来描述混合料内部结构特征,即集料形状及分布、接触特性和空隙分布规律等方面的研究进展情况进行论述,介绍了运用有限元、离散元和边界元这3种数值模拟方法及有关沥青混合料细观力学特征的虚拟试验。研究表明:X-ray CT无损伤扫描技术能较好识别沥青混合料内部细观结构特征;数值模拟结合有限元、离散元或边界元法能将沥青混合料内部细观结构与其宏观性能之间建立有机联系;虚拟试验应用能很好帮助理解宏观试验结果。在集料形状与分布研究中,尚未形成统一的评价指标,且不同研究人员采用不同的评价指标; X-ray CT技术精度问题和适用范围还需进一步改善;集料、沥青胶浆和空隙这3者之间还未建立有效的区分方法。通过总结数字图像处理技术对沥青混合料细观结构的应用,以期为后续关于沥青混合料宏观-细观-微观研究提供参考。
孙涵庚[2](2021)在《基于复合试件的沥青罩面加筋层抗反射裂缝性能试验方法开发及裂缝扩展机理研究》文中研究指明公路养护过程中,采用沥青罩面能够改善旧沥青路面的路用性能,随着使用时间的延长,旧路面的接缝、裂缝处的水平位移会不断扩展,但由于罩面层与旧路面间的粘结作用,使得罩面层的水平位移受阻而在罩面层中产生拉应力,当该拉应力超过混合料的抗拉强度时,罩面层中将出现反射裂缝。反射裂缝作为罩面层的主要破坏形式,会大大降低其使用寿命并增加道路养护成本。由于玻璃纤维格栅具有高模量、高强度、耐高温及耐腐蚀等优点而被广泛应用于沥青罩面层中,用来减缓或抑制反射裂缝。目前,国内外评价反射裂缝室内试验有很多,但是都存在以下两方面问题,首先,试件的几何尺寸偏大,可操作性差,疲劳试验结果的离散性大,其次,采用单调荷载不能模拟真实的交通状况且评价指标单一,基于上述室内试验存在的不足,本文设计一种评价玻璃纤维抗反射裂缝性能的试验方法,利用该试验方法合理选择玻纤格栅、揭示玻纤格栅罩面层的反射裂缝扩展过程、采用新的指标—“破坏速率”评价玻纤格栅抗反射裂缝性能、玻纤格栅在反射裂缝扩展过程中所起的作用及裂缝的扩展机理有重要指导意义。本文首先采用Superpave旋转压实方法测量混合料体积参数,以4%孔隙率作为控制指标,计算出设计孔隙率体积参数,得到试验所需的最佳沥青用量。随后,使用沥青混合料多功能试验机UTM-30进行沥青混合料间接拉伸强度、回弹模量、蠕变试验,并最终测量出沥青混合料强度、回弹模量、蠕变柔量、8)、1值,为后续理论研究和实验分析做准备。基于室内试验评价抗反射裂缝试件几何尺寸大、可操作性差、试件制备困难,因此采用Superpave旋转压实成型复合形试件,试件最大方向的几何尺寸为150mm。其次,通过了复合形小梁试件弯曲试验、疲劳试验,研究横截面积一致尺寸不同的玻璃纤维格栅抗反射裂缝性能影响,结果表明,玻璃纤维格栅横截面积一致时,格栅网孔越密,其跨中挠度、极限破坏荷载、弯曲劲度模量及疲劳次数越高,且几种尺寸格栅都高于控制试件(无格栅)。另外,提出新的评价指标—“破坏速率”表征疲劳试验过程中复合形试件破坏的累计速率,用来评价玻璃纤维格栅抗反射裂缝的作用,且破坏速率越小,玻纤格栅抗反射裂缝性能越好。最后,为了降低疲劳试验结果离散性而开发的CSIC(Composite Specimen Interface Cracking)试件,该方法能有效的降低疲劳试验结果离散性,为评价格栅抗反射裂缝性能及理论研究提供支撑。为了深入了解反射裂缝扩展过程中玻纤格栅所起的作用及格栅与罩面层的断裂顺序,本研究采用HMA断裂力学对裂缝扩展过程进行分析,其假定为:材料的损伤破坏是由材料中所累积的耗散能引起的;并且裂纹的扩展是一个阶梯式过程;通过计算分析,沥青罩面层是先于格栅破坏,其次建立了荷载循环次数和裂缝扩展长度的关系,阐述了反射裂缝扩展全过程。最后,采用ABAQUS有限元软件对室内试验及HMA断裂力学计算结果模拟验证,通过建立模型、选取参数、划分网格、判据损伤、设置格栅及交通荷载,从有限元计算结果和应力云图中得出,罩面层先于格栅断裂;格栅网孔尺寸越小、模量越高抗反射裂缝性能越好;模型破坏全过程与室内试验的结论有良好的一致性;建立荷载循环次数和裂缝扩展长度的关系,并和HMA计算结果对比分析,其误差在可控范围内。因此,在模型参数、网格划分、边界条件等合理选择时,有限元能够对抗反射裂缝性能可靠预估。
马宝君[3](2020)在《山区高速公路沥青混凝土桥面铺装质量的控制技术研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着社会和国民经济的快速发展,交通需求量不断增加,高速公路桥梁等项目日渐增多、建设进程快、发展迅猛成为目前交通行业发展的主要特点。而随着交通行业的不断发展,高速公路桥梁持续进行大力的开发建设,并不断地投入生产运营,导致前期建成的高速公路桥梁势必会出现各种不同的病害。高速公路的桥梁是建设的难点和重点,其中桥面作为病害集中暴发区,总是会成为问题的焦点。高速公路桥面铺装病害的发生很大程度上增加了高速公路的运营成本,更是影响到行车的安全,故需从工程建设的质量进行控制,研究高速公路桥面铺装质量的控制技术,从根本上降低病害的发生,提高高速公路桥梁等的服役时间,降低其工程项目的全寿命周期的造价,并且减少工程养护成本支出,从整体上提升高速公路桥梁等在运营过程中的经济效益。本文以渭武高速公路陇南段的建设为研究背景,研究沥青混凝土桥面铺装层的混合料配合比和组合结构的物理性能指标。首先针对沥青混凝土桥面铺装结构早期损伤及病害成因进行调查研究,分析发现,路面在施工和使用初期,主要有材料原因相关的病害有路面的表层裂缝、面层变形、铺装层表面损坏、层间的粘结防水损坏等。其次分析病害原因,从材料的物理力学性能入手探讨路面铺装层结构,发现初期病害的成因主要有桥面铺装层受力工况和材料的力学性能不相适应、荷载的计算不完全、铺装层间粘结的粘结度不够、原材料质量控制不足等。结果表明:防水层的粘结强度对路面主体结构的整体受力变形影响显着,防水粘结层的质量直接决定公路桥面铺装结构强度和耐久性能;沥青混凝土桥面铺装结构层上面层粗集料宜采用石灰岩及玄武岩等碱性有机制砂,下面层粗集料宜采用石灰岩碎石;细集料宜采用碱性石灰岩机制砂;上面层沥青宜采用SBS改性沥青,基质沥青为70#石油沥青,改性剂掺量为4%;下面层沥青宜采用70#石油改性沥青;沥青混合料矿粉宜采用洁净的优质石灰岩粉为原材料等。最后研究了铺装施工原材料性能的技术性能要求,研究了铺装沥青混合料的配合比设计,总结了沥青施工各环节的控制要点。结果表明:上面层为满足良好的抗车辙、抗滑和抗渗性能,宜采用具有较好的抗疲劳和低温缩裂性能的SMA-13沥青混合料,空隙率控制在3-4.5%之间;下面层采用高温稳定性较好的SUP-20沥青混合料,空隙率控制在4%;为提高路面防水粘结材料的抗剪和抗拉的性能,采用抗渗性能为承受0.05MPa的SBR改性乳化沥青作为桥梁铺装层的主要粘结材料;沥青混凝土桥面铺装层施工质量控制应从混合料的拌和控制、运输控制以及施工控制等各方面进行。
陆鹏程[4](2020)在《混合长度玄武岩纤维沥青混合料性能试验研究》文中进行了进一步梳理高等级公路在我国的综合运输网中发挥着重要的骨干和支柱作用,超载车辆的迅速增加导致公路沥青路面出现早期损坏现象也日趋严重,这一现象在各国高速公路发展阶段都有体现。因此,深入研究混合长度玄武岩纤维沥青混合料的性能,有利于解决沥青路面易产生裂缝等病害问题,对提高路面使用品质、延长沥青路面使用寿命具有较大意义。本文采用 Superpave 设计方法对 Superpave-13、Superpave-20、Superpave-25 进行级配设计,确定这3种级配的矿料组成和最佳油石比,这三种级配对应的最佳油石比分别为4.7%、4.3%、4.1%,掺加玄武岩纤维后的最佳油石比分别为4.8%、4.4%、4.2%。通过室内试验的方式对单掺玄武岩纤维沥青混合料进行常规性能检测,从而确定这三种Superpave级配沥青混合料中玄武岩纤维的最佳单掺长度。试验结果表明:玄武岩纤维的掺入可以明显改善Superpave级配沥青混合料的性能,Superpave-13、20、25级配分别选用6mm,9mm,12mm长度的玄武岩纤维效果较好。采用单掺玄武岩纤维沥青混合料性能试验结果及正交试验方法确定这三种Superpave级配沥青混合料中玄武岩纤维的长度掺配比例,对其进行常规性能检测;通过极差分析确定找出影响指标值主要和次要的因素,选出Superpave级配、不同公称最大粒径的沥青混合料中相对较优的玄武岩纤维掺配比例。试验结果表明:混合长度玄武岩纤维沥青混合料比单掺玄武岩纤维沥青混合料对疲劳性能及IDEAL抗裂性能改善最为明显,其中Superpave-13、20、25所对应的玄武岩纤维最佳掺配比例分别为1:1:1(3mm:6mm:9mm),1:2:2(6mm:9mm:12mm),2:2:1(9mm:12mm:15mm)。使用数字图像处理方法获取混合料内部结构信息并对其进行处理,通过截面空隙率、沥青砂浆主轴长度等指标研究混合长度玄武岩纤维沥青混合料性能与其细观结构特性的关系,研究结果表明:由细观结构分析得到的最佳单掺长度、玄武岩纤维掺配比例,与试验得到的结果相吻合,进而实现沥青混合料宏观性能试验与细观结构的相互验证;配合比设计时2.36mm的筛孔通过率对沥青砂浆的主轴长度有较为显着的影响,初步建立沥青混合料的细观结构特征与级配筛孔通过率的联系。本文研究可以为复掺玄武岩纤维沥青混合料的设计提供技术参考,具有一定的理论意义和应用价值。
薛斌[5](2020)在《沥青混合料细观力学特性与演化行为研究》文中进行了进一步梳理现阶段对沥青混合料的力学行为研究多忽略或简化其微细观结构特性,采用连续介质理论与宏观现象学试验方法建立其力学性能模型,但这些研究方法在建立内部结构、组成与宏观力学性能之间的联系以及揭示由于材料非均质性导致的局部损伤破坏机理方面存在着较大的局限。本文基于沥青混合料的颗粒物质属性和多尺度研究背景,利用颗粒物质力学理论、图像处理技术、随机算法技术、离散元数值模拟方法以及相关室内试验,对沥青混合料集料颗粒堆积特性以及不同温度域下粘弹性、塑性永久变形以及断裂三个重要宏观力学性能进行仿真,在实现对性能有效预测的同时,从无粘结颗粒体系和有粘结颗粒体系的细观颗粒相互作用对沥青混合料细观力学特性与演化行为进行深入研究,初步在非连续介质力学范畴构建了沥青混合料多尺度力学体系。主要工作和得到的主要结论如下:(1)综合采用亮度转换、分水岭分割、形态学运算、Canny边界识别以及像素识别的图像处理技术,建立了沥青混合料真实细观结构模型;基于Monte Carlo理论和随机多面体集料颗粒模型生成方法重构了沥青混合料随机细观结构模型,为其力学仿真提供了全自动的建模方案。(2)研究摩擦、干涉、级配以及振动效应对沥青混合料集料颗粒堆积结构影响后发现:摩擦系数增大,堆积密度和配位数不断减小而后趋于稳定,径向分布函数RDF呈现无序波动特征,RDF第二个峰的峰值与堆积密度有关;二元颗粒堆积密度演化与粒径比和体积分数有关,大小颗粒相互干涉作用在主导体系转换点附近最强;级配堆积体系中接触力链数量、占比、平均力以及关键粒径与级配类型和最大公称粒径有关;提出了一种基于细观强弱力链的沥青混合料骨架评价方法和主骨架颗粒参与率(PRMSP)指标,发现OGFC骨架显着程度要大于SMA和AC,随着公称最大粒径降低,各混合料的PRMSP值均增大;振动的应力幅值和频率综合影响堆积密度变化速度、波动程度以及稳定时的堆积密度,二者应控制在一合理区间。(3)建立以线性模型、伯格斯模型以及修正伯格斯模型分别赋予集料内部接触、砂浆内部接触、集料/砂浆界面接触的沥青混合料细观粘弹性力学模型,有效预测了混合料的动态模量和相位角;常温粘弹态下混合料内部力链发展具有非连续性,集料内部接触力链全为压力链,沥青砂浆内部以及集料/砂浆界面接触力链以压力链为主,但存在部分拉力链;集料单元内部的最大接触力最大,界面次之,而砂浆单元内部最小;集料的细观力学响应速度要大于沥青砂浆的力学响应速度;集料的长径比及取向对混合料动态模量和相位角有综合影响效应;随着针片状集料含量和空隙体积分数增大,沥青混合料动态模量下降。(4)采用集料Clump模型和时温等效原理,建立虚拟蠕变试验和虚拟车辙试验,有效预测了混合料塑性力学性能;虚拟车辙试验过程混合料细观位移场有向水平两侧扩散趋势,荷载作用边缘有明显的颗粒向上运动趋势,砂浆的最大位移均要大于粗集料的最大位移,揭示了车辙局部隆起变形和泛油机制;AC-13颗粒单元水平扩散范围以及最大位移均大于SMA-13;级配骨架主要在荷载作用后期发挥作用;局部车轮荷载作用下混合料内部以压力链为主,拉力链主要集中于边缘区域,试件中部的拉力链主要呈开口向上弧形分布特征;集料颗粒xy、xz、yz平面平移角度α、β、γ主要集中于0~40°、70~90°、以及80~90°区间;集料平均旋转角度与混合料永久变形发展规律基本一致;高温条件下集料颗粒构成混合料传力主骨架;采用多面体粗集料的沥青混合料高温性能优于采用椭球形和球形粗集料的混合料;针片状粗集料含量的增多,混合料动稳定度先增大而后减小。(5)利用SCB试验,提出了基准临界应变能低温抗裂性能评价新指标,发现公称最大粒径对混合料抗裂性能的影响要显着于级配类型的影响,且公称最大粒径越小,混合料的抗裂性能越好;建立了沥青混合料细观开裂力学模型,采用双线性内聚力细观接触模型模拟裂纹的萌生和扩展;SCB试件内部的接触压力链主要集中于试件的顶部和底部,而接触拉力链主要集中于试件切口尖端,拉应力是导致沥青混合料SCB试件开裂的主要原因;微裂纹主要出现在沥青砂浆以及砂浆与集料界面,微裂纹通常沿集料边界发展;部分切口尖端处的集料颗粒单元由于拉应力集中也会发生开裂破坏;随着温度的降低,微裂纹的萌生位置将可能从集料与砂浆界面单元转移到集料单元;粗集料的抗拉强度对混合料峰值荷载和破坏形式均有显着影响。
张垚[6](2020)在《基于多尺度分析的沥青混合料永久变形预估》文中进行了进一步梳理车辙是我国沥青路面的主要病害之一。准确地预估沥青混合料及沥青路面的车辙是指导沥青路面设计的重要依据,也是路面养护和维修的参考依据。现有的两阶段车辙预估模型形式各异,参数不统一,并未考虑材料粘附破坏对永久变形的影响。现有的三阶段车辙预估模型为纯经验性模型,拟合参数与材料参数之间的关系难以确定。因此,有必要提出合理化参数的力学-经验模型用于车辙预估。本文结合离散元和有限元数值模拟方法对沥青混合料永久变形性能进行研究,以突破离散元模拟三维大尺度试验的低效率性和有限元模拟连续性特征的局限性。基于多尺度分析方法研究沥青混合料的动态模量和永久变形特性,验证并修正微观力学动态模量预估公式。提出具有广泛适用性的两阶段和三阶段力学-经验车辙预估模型,揭示沥青混合料永久变形的微观机理,改善沥青混合料高温稳定性能,减少沥青路面车辙病害。主要步骤如下:首先,针对沥青混合料的多尺度研究,建立基于集料级配的力学划分准则。通过每档集料的细观接触力学响应,标定集料对结构承载力和结构稳定性的贡献。划分沥青混合料中四种内部细观结构,确定相应级配的临界分割筛孔尺寸。通过集料颗粒之间的相互嵌锁理论,研究颗粒内部的接触状态。通过比较四种内部结构中的偏应力大小,建立内部结构应力评估方法。采用具有级配特征的多元集料混合物室内及虚拟三轴压缩试验,验证所建立的多尺度力学划分原则。其次,对所建立的多尺度力学划分准则中集料嵌锁部分的理论进行扩展,创建局部检验理论和全局检验理论。根据检验理论确定集料的有效骨架,以及有效骨架以外的部分对有效骨架的干扰程度,提出干扰因子(Disruption Factor)作为评价沥青混合料级配的高温性能指标。将干扰因子计算结果与沥青混合料高温性能试验结果作对比,引入离散元单元法建立虚拟单轴压缩试验做辅助验证。然后,基于多尺度力学划分准则,设计四个尺度下的动态模量试验(沥青DSR、沥青胶浆DSR、沥青砂浆DMA和沥青混合料SPT),研究沥青混合料在不同温度和频率下的动态剪切流变性能。根据试验结果,构建四个尺度下的材料在参考温度下的动态模量和相位角主曲线。然后基于Boltzman叠加原理及多频动态荷载作用下的拉普拉斯变换,将动态模量主曲线与静态粘弹性参数相关联,获取不同温度、不同尺度下的宏观粘弹性参数。采用离散单元法模拟验证四个尺度下的动态模量试验,根据虚拟试验结果研究相邻尺度的微观力学增韧机理。根据增韧机理修正微观力学预测模型,以扩展到精确地预估较低频率、较高温度和较高集料(或矿粉)掺量下多尺度沥青混合料的动态模量。最后,本文针对现有车辙预估模型的不足,提出了基于粘弹性应力、应变响应的两阶段和三阶段力学-经验车辙预估模型。结合沥青混合料汉堡车辙试验结果,对浸水和非浸水条件下的车辙发展规律进行研究,再结合有限元数值模拟结果对提出的车辙预估模型进行验证。将两阶段和三阶段车辙预估模型联合分析,区分由高温水损害引起沥青混合料松散而产生的车辙病害。为了进一步验证所提出的力学-经验车辙预估模型,设计双层结构沥青混合料车辙板立置环道负荷轮试验,对比分析各层混合料对双层结构车辙板抗永久变形性能的贡献。为了消除负荷轮试验中粘弹性能量耗散效应的影响,通过弹性-粘弹性对应原理获得弹塑性解,基于伪应变能理论评估双层结构沥青混合料的抗车辙性能。
田振宏[7](2020)在《冻融循环作用下沥青混合料细观特性与数值模拟研究》文中提出沥青混合料作为最常用的路面材料之一在新建道路和道路养护上每年的消耗量巨大,故而对沥青混合料相关性能的研究一直是国内外研究者的热点问题。但沥青混合料作为一种复杂的混合物,其力学性能十分复杂,也有众多影响其性能发挥的内外因素。但随着新技术的不断开发,可以用于沥青混凝土研究的手段和方法都在不断更新,其中X射线断层扫描技术在材料学领域的应用使得学者们可以在无损状态下对沥青混合料内部结构进行研究,而计算机图像处理技术和有限元分析方法使得沥青混合料的虚拟数值试验成为沥青混合料研究的重要手段。为了研究压实方式和玄武岩纤维对AC-13密级配沥青混合料抗冻性能的影响,并验证基于CT扫描技术的虚拟数值试验的可行性,本文开展了以下研究内容:(1)通过马歇尔击实成型法和Superpave旋转压实成型法分别制备了基质沥青混合料和玄武岩纤维改性沥青混合料,并对其进行了15次的冻融循环试验,通过单轴压缩静载蠕变试验研究了压实方式和玄武岩纤维对抗冻性能的影响。(2)结合CT扫描技术和计算机图像处理技术,对冻融循环过程中的沥青混合料进行了CT断层扫描,获取其内部结构图像,并通过对内部结构图像的处理分割了其中属于孔隙的部分,研究了冻融循环、压实方式和玄武岩纤维对混合料内部孔隙的影响规律。(3)通过图像处理将沥青混合料的CT扫描图像分为孔隙、砂浆和粗集料三组分,重构其可视化模型,进一步的将可视化模型转换为非均质三维有限元模型。通过对砂浆试验获取砂浆组分的粘弹性参数,并转换为有限元模型可识别的Prony级数。对有限元模型赋值后进行单轴压缩静态蠕变试验数值试验,对比数值试验与室内试验的试验结果,验证方法的可行性。
王文盛[8](2020)在《冻融循环条件下玄武岩纤维增强沥青混合料的损伤特性及细观机理研究》文中研究说明沥青路面在长期的服役过程中,由于服役环境的复杂多样以及交通量荷载的日益增加,出现了越来越多的路面病害现象,大大缩短了服役寿命,特别是在我国北方等季节冰冻区,气候变化严峻,伴随着交通量、冻融循环及水温耦合等作用,沥青路面会出现严重的损伤且呈加速破坏趋势。沥青路面损伤不仅严重影响其服役性能,缩短服役寿命,还会增加路面维护成本,这将给人们的生活带来种种不便,并造成社会经济损失。因此,有必要改善沥青混合料的抗冻融性能,从宏细观角度明确冻融循环作用下沥青混合料性能衰减规律冻融损伤机理,同时探讨沥青混合料粘弹特性为实际工程中玄武岩纤维增强沥青路面的评估与养护进行指导。本文依托国家自然科学基金“季冻区沥青混凝土冻融循环损伤模型及细观特性研究”,首先基于响应曲面设计方法与旋转压实成型方式制备玄武岩纤维增强沥青混合料试件,开展了玄武岩纤维增强沥青混合料抗冻融性能研究;接着,通过宏观力学性能、声学特性以及细观特征,由宏观唯象到细观机理系统地分析沥青混合料冻融损伤特性及衰减规律;同时,采用静态蠕变及动态模量试验研究沥青混合料的静动态粘弹性力学响应并探讨其冻融损伤影响。本文开展的具体研究工作如下:1、基于响应曲面设计方法优化玄武岩纤维增强沥青混合料试件的制备参数,采用旋转压实成型方式制备玄武岩纤维增强沥青混合料试件;根据冻融循环作用下玄武岩纤维增强沥青混合料SGC试件的宏观力学性能试验来评价玄武岩纤维的改善效果,同时明晰沥青混合料在冻融循环作用下宏观力学性能衰减规律;此外,将声发射技术应用于沥青混合料内部损伤分析中,来表征冻融循环作用下沥青混合料SGC试件的断裂特征。2、借助X-ray CT断层扫描技术获取了冻融循环作用下玄武岩纤维增强沥青混合料SGC试件的细观图像,基于数字图像处理技术提取试件CT图像的细观特征参数,从细观尺度上对玄武岩纤维增强沥青混合料的冻融损伤进行分析;接着,采用灰色关联分析理论探讨了沥青混合料的细观特征参数对其宏观力学性能的影响程度并明确冻融损伤机理。3、基于粘弹性力学基本理论,分别采用单轴压缩静态蠕变试验与动态模量试验对玄武岩纤维增强沥青混合料的静动态粘弹性力学响应进行了研究,通过Burgers模型、广义Maxwell模型、广义Kelvin模型等表征沥青混合料的蠕变与松弛特性,广义Kelvin模型及广义Maxwell模型可以较好地反映沥青混合料粘弹特性并描述其蠕变及松弛行为。利用动态模量、相位角、储能模量与损耗模量及其主曲线,分析其动态粘弹性力学响应。采用广义西格摩德模型绘制了沥青混合料储能模量与损耗模量主曲线,在广泛的时温范围内研究了沥青混合料的弹性及粘性力学行为。4、采用单轴压缩静态蠕变试验对冻融循环作用下玄武岩纤维增强沥青混合料的静态粘弹力学响应进行了分析,通过粘弹性模型模拟其蠕变及松弛特性。借助蠕变柔量Burgers模型的瞬时弹性模量E1、瞬时粘性系数η1、延迟弹性模量E2以及延迟粘性系数η2探讨了沥青混合料随冻融循环作用下抗变形能力的变化。同时,基于Laplace域内蠕变与松弛关系可以得到冻融循环作用下沥青混合料松弛模量变化结果。5、采用动态模量试验对冻融循环作用下玄武岩纤维增强沥青混合料的动态粘弹力学响应进行了分析,基于沥青混合料动态模量与相位角数据进一步得到了储能模量与损耗模量,从而分析了冻融循环作用下沥青混合料粘弹塑性行为的具体表现。通过建立主曲线模型分析了沥青混合料在模拟实际服役情况下的力学性能随冻融循环作用的变化规律,探讨了交通荷载及路面温度对沥青混合料力学性能的影响,从而对道路设计及养护过程给出相应的指导与建议。
詹程阳[9](2020)在《温拌透水沥青混合料性能研究》文中研究说明透水沥青路面多采用高粘沥青,高粘沥青的粘度极高,且对温度非常敏感,这使得透水沥青路面的拌和、摊铺和碾压的温度及时间相比传统路面更加难以把控。尤其是在寒冷地区以及夜间施工等条件下,由于施工环境温度偏低、施工时运输距离过长等因素使得混合料的温度下降很快,从而导致拌合与摊铺难度增加、沥青与矿料不易充分裹覆、施工压实度不足、孔隙率偏大等,最终影响透水沥青混合料的长期性能,严重制约了透水沥青路面的应用与发展。温拌技术的目的是通过降低沥青混合料的拌合与压实温度,同时保证温拌沥青混合料具有与热拌沥青混合料相同的使用性能和施工和易性,从而拓宽拌和、摊铺以及压实温度区间,延长施工季节,保证路面的良好使用性能。基于以上背景,本文对透水沥青混合料的温拌技术和性能进行了研究。首先,对透水沥青混合料组成材料的基本性能进行了测定,包括高粘沥青、集料、矿粉和纤维。其次以20%作为目标空隙率进行了透水沥青混合料配合比设计,发现透水沥青混合料为间断级配的骨架嵌挤结构,具有空隙率大、粗集料比重高的特点,集料间多为点-点接触,2.36mm筛孔通过率是控制目标空隙率的关键,析漏试验和飞散试验可用来确定沥青用量的上下限。基于表面活性温拌剂的作用机理,在沥青胶结料和沥青-矿粉体系中研究了温拌剂对透水沥青混合料基本性能的影响。首先基于比表面积的换算,结合表面活性温拌剂作用机理,提出将透水沥青混合料中的粗细集料替换为拥有相同总表面积的矿粉,得到一组新的粉胶比。之后对沥青胶结料、实际粉胶比下胶浆和换算后粉胶比下胶浆的性能分别进行了测定,包括:粘温特性,抵抗剪切变形能力、高温变形能力以及低温性能等。结果表明,沥青-矿粉体系更符合混合料整体的特性,可以更加精准的表征表面活性温拌剂在混合料中的实际作用效果。根据流变学原理对温拌高粘沥青及沥青胶浆的力学特性进行了研究。采用温度扫描,以复数剪切模量G*和相位角θ为指标分析了温拌高粘沥青及沥青胶浆的感温性能,并采用车辙因子G*/sinθ研究了温拌高粘沥青及沥青胶浆的抵抗变形能力。开展MSDR试验进一步探讨了温拌高粘沥青及沥青胶浆的力学特性,首先分析了不同应力下的1s初始加载特性。之后研究了不同温拌剂掺量下的重复蠕变恢复曲线规律以及累计应变值,最后以不可回复蠕变柔量评价了抵抗变形能力,以及不可回复蠕变柔量差-来评价了应力敏感性。结果表明,温拌剂可以提高沥青的力学特性,但掺量不宜过高。对温拌透水沥青混合料的宏观性能和效益进行了研究。首先以VV,VMA以及VFA为参数,分析了温拌剂对透水沥青混合料整体结构特性的影响。其次对温拌透水沥青混合料的关键使用性能,包括高温稳定性、水稳定性以及抗飞散性进行了研究。最后,分析了温拌透水沥青混合料的经济效益和节能减排效益。结果表明,温拌剂提高了混合料的高温性能,降低了水稳定性,对抗飞散性影响不大,温拌透水沥青混合料的综合效益较好。
赵轩[10](2020)在《改性乳化沥青就地冷再生技术在高速公路中面层的应用研究》文中研究指明乳化沥青就地冷再生技术因为其100%利用旧料、低碳环保等技术优势,和室内研究的大量开展、施工工艺的成熟等条件,近些年开始在高等级公路的下面层和基层大规模使用,但设计方法的不足和材料本身的性能限制其在高速公路中面层的应用推广。因此,本文从改性乳化沥青的性能提升和配比设计的关键因素研究出发,对比冷热混合料的路用性能,并开展实体工程研究,分析改性乳化沥青就地冷再生技术在高速公路中面层的适用性。首先,对比了改性乳化沥青的制备方法,确定了室内试验和工程生产的制备工艺;通过对不同胶乳掺量的改性乳化沥青残留物进行常规物理性能、Superpave体系流变性能和微观形态研究,结合评价指标分析,综合考虑经济性和改性效率,确定胶乳最佳掺量。其次,通过乳化沥青冷再生混合料的级配设计和最佳含水率研究,确定了施工时冷再生机械的铣刨速度,建立了最佳含水量与温度的线性拟合方程;基于压实特性分析,确定室内冷再生混合料的压实次数,得到了施工时再生和摊铺机组的最佳间距;对比了不同成型方式和养生温度,为乳化沥青冷再生混合料施工质量检验的成型方法提供参考;对乳化沥青冷再生混合料进行了配合比设计,确定了两种冷再生混合料水泥和乳化沥青的最佳掺量。然后,基于comsol有限元软件,分析了汾灌高速冷再生路面结构冬夏两季路面温度场的变化规律,确定了与实际更为贴近的冷再生混合料高温蠕变和低温断裂的试验温度;通过多序列重复分层蠕变和全厚式蠕变试验对比了四种冷热混合料和七种整体路面结构的高温蠕变性能;采用半圆弯曲断裂试验,比较了两种乳化沥青冷再生混合料在中低温条件下的抗裂性能,分析了不同加载速率下的断裂参数变化规律;通过半圆弯曲疲劳试验,建立了基于应力比和应力幅值的疲劳方程,并从能量角度评价四种混合料的疲劳性能。最后,通过汾灌高速改性乳化沥青就地冷再生项目,将研究成果应用于实体工程,通过路面结构验算、试验段性能跟踪观测等进一步验证了该技术在高速公路中面层的适用性,并结合经济环境效益定量分析了汾灌高速冷再生项目减少的资金成本和能源消耗。本文的研究成果对改性乳化沥青就地冷再生技术在高速公路养护工程中的大规模应用奠定了坚实基础,为我国高速公路沥青路面的结构性修复提供了新的工程实践案例。
二、沥青混合料内部结构分析——旨在提高对Superpave现场旋转压实状况的模拟程度(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、沥青混合料内部结构分析——旨在提高对Superpave现场旋转压实状况的模拟程度(论文提纲范文)
(1)基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展(论文提纲范文)
0 引言 |
1 数字图像处理技术 |
2 沥青混合料细观结构研究 |
2.1 集料形状与分布 |
2.2 空隙研究 |
2.3 集料接触特性 |
3 沥青混合料数值模拟与虚拟试验 |
3.1 数值模拟 |
3.1.1 有限元法 |
3.1.2 离散元法 |
3.1.3 边界元法 |
3.2 虚拟试验 |
3.2.1 沥青混合料体积组成 |
3.2.2 沥青混合料数值试样虚拟制作 |
3.2.3 沥青混合料力学性能虚拟试验 |
4 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
(2)基于复合试件的沥青罩面加筋层抗反射裂缝性能试验方法开发及裂缝扩展机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 玻璃纤维格栅防治反射裂缝国内外研究 |
1.2.2 反射裂缝评价方法研究现状 |
1.2.3 扩展有限元在路面抗反射裂缝应用研究现状 |
1.3 国内外研究现状评述 |
1.4 本文主要研究内容及技术路线图 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线图 |
第二章 基于SUPERPAVE的沥青混合料设计及基础参数确定 |
2.1 原材料及矿料级配设计 |
2.1.1 原材料及技术指标 |
2.1.2 矿料级配设计 |
2.1.3 沥青混合料制备及和最大理论密度测试 |
2.2 基于SUPERPAVE方法的沥青混合料设计 |
2.3 基于不同试验方法的基础参数确定 |
2.3.1 间接拉伸蠕变 |
2.3.2 间接拉伸强度试验 |
2.3.3 间接拉伸回弹模量 |
2.4 本章小结 |
第三章 玻璃纤维格栅抗反射裂缝性能评价 |
3.1 基于小梁弯曲试验的最大破坏荷载确定 |
3.1.1 复合形小梁试件制作 |
3.1.2 极限破坏荷载及结果分析 |
3.2 玻纤格栅对沥青混合料疲劳开裂性能影响 |
3.2.1 疲劳试验方案 |
3.2.2 疲劳试验方案设计 |
3.2.3 疲劳试验结果分析 |
3.3 基于破坏速率的沥青混合料抗反射裂缝性能评价 |
3.3.1 试件损伤破坏 |
3.3.2 采用破坏速率评价抗反射裂缝性能 |
3.4 基于改进型疲劳试验的抗反射裂缝性能评价 |
3.4.1 CSIC试件制作方法 |
3.4.2 试验方案 |
3.4.3 试验结果及分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于断裂力学的裂缝扩展规律研究 |
4.1 基于断裂力学的裂纹扩展分析 |
4.1.1 疲劳裂缝扩展基本原理 |
4.1.2 裂缝扩展表征 |
4.2 基于断裂力学的裂纹扩展模型及计算结果分析 |
4.2.1 未加玻纤格栅裂缝的扩展长度 |
4.2.2 加入玻纤格栅的裂缝扩展长度 |
4.2.3 玻纤格栅对沥青罩面层开裂的影响 |
4.3 本章小结 |
第五章 反射裂缝扩展有限元数值模拟 |
5.1 ABAQUS概述 |
5.1.1 ABAQUS与路面结构分析 |
5.1.2 扩展有限元(XFEM)理论 |
5.2 扩展有限元计算模型建立及参数的选取 |
5.2.1 有限元模拟玻纤格栅方法 |
5.2.2 有限元模型建立 |
5.2.3 玻璃纤维格栅设置 |
5.2.4 网格划分和XFEM裂缝设置 |
5.2.5 荷载模式设置 |
5.2.6 试件破坏状态的确定 |
5.3 有限元计算结果及分析 |
5.3.1 格栅和罩面层破坏顺序以及格栅在裂缝扩展中所起的作用 |
5.3.2 复合型小梁试件破坏过程分析 |
5.3.3 玻璃格栅抗反射裂缝性能分析 |
5.3.4 格栅参数对反射裂缝的抑制作用 |
5.4 有限元模拟结果验证 |
5.4.1 疲劳破坏结果对比分析 |
5.4.2 疲劳寿命验证分析 |
5.4.3 有限元模拟与HMA断裂力计算的疲劳裂缝长度对比 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
本文的主要结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附录 |
(3)山区高速公路沥青混凝土桥面铺装质量的控制技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 国内外研究概况 |
1.2.1 桥面铺装结构设计概况 |
1.2.2 桥面铺装材料发展概况 |
1.2.3 桥面铺装防水粘结层发展概况 |
1.3 主要研究内容 |
1.3.1 选题目的 |
1.3.2 本文主要研究内容 |
第二章 桥面铺装层病害分析及质量控制 |
2.1 工程实例介绍 |
2.2 桥面铺装层病害调查 |
2.3 桥面铺装层病害原因分析 |
2.3.1 结构理论与设计的影响 |
2.3.2 水的影响 |
2.3.3 温度的影响 |
2.3.4 施工工艺的影响 |
2.3.5 桥面防水粘结层的影响 |
2.3.6 桥面铺装层结构受力的影响 |
2.4 桥面铺装受力情况分析 |
2.4.1 沥青混凝土桥面铺装层的受力特点 |
2.4.2 沥青混凝土桥面铺装层结构受力分析 |
2.4.3 桥面铺装受力分析结论 |
2.5 材料质量控制 |
2.5.1 集料的质量控制 |
2.5.2 沥青质量控制 |
2.5.3 填料质量控制 |
2.5.4 纤维的质量控制 |
2.5.5 混合料的质量控制及要求 |
2.6 本章小结 |
第三章 桥面铺装桥面防水粘层材料及性能研究 |
3.1 桥面铺装防水粘层材料应具备的功能 |
3.2 本文研究的防水粘层材料和铺装层结构型式 |
3.2.1 本文研究的防水粘层材料 |
3.2.2 研究的桥面结构型式 |
3.3 不同防水粘层材料的层间抗剪性能 |
3.4 不同粘层材料的层间抗拉性能 |
3.5 不同粘层材料的层间抗渗性能 |
3.5.1 加压渗水试件的制备 |
3.5.2 加压渗水装置的开发与加压渗水试验 |
3.5.3 加压渗水试验结果分析 |
3.6官亭1#特大桥公路桥面铺装工程验证 |
3.7 本章小结 |
第四章 桥面铺装沥青混合料配合比设计方法研究 |
4.1 铺装层沥青混合料级配确定 |
4.1.1 铺装上层沥青混合料级配的确定 |
4.1.2 铺装下层沥青混合料级配的确定 |
4.2 铺装上层沥青混合料组成设计研究 |
4.2.1 沥青混合料配合比设计 |
4.2.2 确定最佳油石比 |
4.3 铺装上层沥青混合料组成设计性能验证 |
4.3.1 谢伦堡析漏试验检验(烧杯法) |
4.3.2 肯塔堡飞散试验检验 |
4.3.3 沥青混合料抗水损害试验检验 |
4.3.4 动稳定度试验检验 |
4.3.5 低温抗裂性检验 |
4.4 铺装下层沥青混合料组成设计研究 |
4.4.1 初选级配 |
4.4.2 沥青用量的估计 |
4.4.3 试验级配的评价 |
4.4.4 选择设计级配的沥青用量 |
4.4.5 最大次数验证 |
4.4.6 设计结论 |
4.5 铺装下层沥青混合料组成设计性能验证 |
4.5.1 水稳定性检验 |
4.5.2 高温稳定性检验 |
4.6 本章小结 |
第五章 沥青混凝土桥面铺装层施工质量控制 |
5.1 沥青混合料拌合质量控制 |
5.1.1 矿料级配的控制 |
5.1.2 拌合温度的控制 |
5.1.3 油石比的控制 |
5.2 防水粘结层施工质量控制 |
5.2.1 桥面板的准备工作 |
5.2.2 机械设备要求 |
5.2.3 防水粘层材料施工质量控制 |
5.3 沥青混合料摊铺质量控制 |
5.4 桥面铺装压实质量控制 |
5.4.1 合理的碾压温度 |
5.4.2 合理的压实速度与遍数 |
5.4.3 压实中的其他问题 |
5.4.4 沥青混合料碾压工程实例 |
5.5 本章小结 |
第六章渭武高速公路官亭1#特大桥桥面铺装工程性能检测 |
6.1 检测指标要求 |
6.2 检测结果 |
6.3 本章小结 |
第七章 主要结论及建议 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 进一步研究建议 |
参考文献 |
致谢 |
(4)混合长度玄武岩纤维沥青混合料性能试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 玄武岩纤维在沥青混合料中的应用研究现状 |
1.2.2 沥青混合料细观结构及其表征方法研究现状 |
1.3 主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 原材料及配合比设计 |
2.1 原材料 |
2.1.1 矿料 |
2.1.2 沥青 |
2.1.3 纤维稳定剂 |
2.2 配合比设计 |
2.2.1 Superpave-13配合比设计 |
2.2.2 Superpave-20配合比设计 |
2.2.3 Superpave-25配合比设计 |
2.3 本章小结 |
第3章 单掺玄武岩纤维沥青混合料性能试验研究 |
3.1 高温稳定性能 |
3.1.1 高温车辙试验 |
3.1.2 单轴贯入试验 |
3.2 低温抗裂性能 |
3.3 水稳定性能 |
3.4 抗疲劳性能 |
3.5 抗裂性能 |
3.6 本章小结 |
第4章 混合长度玄武岩纤维沥青混合料性能试验研究 |
4.1 正交试验的设计 |
4.1.1 试验目的及评价指标 |
4.1.2 影响因素的选取 |
4.1.3 正交试验设计表 |
4.2 高温稳定性能 |
4.2.1 高温车辙试验 |
4.2.2 单轴贯入试验 |
4.3 低温抗裂性能 |
4.4 水稳定性能 |
4.5 抗疲劳性能 |
4.6 抗裂性能 |
4.7 极差分析 |
4.8 本章小结 |
第5章 沥青混合料细观结构特性研究 |
5.1 数字图像处理 |
5.1.1 数字图像预处理 |
5.1.2 图像增强 |
5.1.3 图像分割 |
5.1.4 图像测量 |
5.2 沥青混合料切面图像特征研究 |
5.2.1 沥青砂浆主轴长度 |
5.2.2 截面空隙率 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
致谢 |
(5)沥青混合料细观力学特性与演化行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究的背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 沥青混合料细观结构研究进展 |
1.2.2 沥青混合料细观解析力学研究进展 |
1.2.3 沥青混合料细观数值模拟研究进展 |
1.3 现有研究存在的问题 |
1.4 主要研究内容及技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 沥青混合料细观模型的重构 |
2.1 基于图像处理技术的真实沥青混合料细观模型重构 |
2.1.1 数字图像及图像处理技术 |
2.1.2 图像增强、分割与识别 |
2.1.3 集料形态、分布与级配检测 |
2.1.4 真实沥青混合料细观模型的重构 |
2.2 基于Monte Carlo方法的二维随机沥青混合料细观模型重构 |
2.2.1 Monte Carlo方法与随机数 |
2.2.2 集料颗粒级配确定方法及几何参数表达 |
2.2.3 随机集料分布模型的生成与程序设计 |
2.2.4 二维随机沥青混合料细观模型的重构 |
2.3 三维集料颗粒生成与三维随机沥青混合料细观模型重构 |
2.3.1 三维集料颗粒模型生成 |
2.3.2 三维随机沥青混合料细观模型的重构 |
2.4 本章小结 |
第三章 沥青混合料细观颗粒堆积结构与骨架传荷特性研究 |
3.1 颗粒堆积模拟方法与参数 |
3.1.1 堆积模型 |
3.1.2 接触本构模型与参数 |
3.2 细观堆积结构评价指标 |
3.2.1 堆积密度 |
3.2.2 配位数 |
3.2.3 径向分布函数 |
3.2.4 接触力链 |
3.3 理想堆积模型的颗粒摩擦与干涉效应研究 |
3.3.1 摩擦效应对堆积密度的影响 |
3.3.2 摩擦效应对配位数的影响 |
3.3.3 摩擦效应对径向分布函数RDF的影响 |
3.3.4 摩擦效应对力链的影响 |
3.3.5 干涉效应对堆积密度的影响 |
3.3.6 干涉效应对力链的影响 |
3.4 沥青混合料堆积模型的级配效应与骨架传荷特性 |
3.4.1 混合料级配 |
3.4.2 级配效应对堆积密度的影响 |
3.4.3 级配效应对力链的影响 |
3.4.4 基于强弱力链的混合料骨架分析 |
3.4.5 压碎试验验证 |
3.5 振动压实对堆积结构的激励效应研究 |
3.5.1 振幅对堆积结构的影响 |
3.5.2 振动频率对堆积结构的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 常温下沥青混合料细观粘弹性力学特性与演化行为研究 |
4.1 沥青混合料细观粘弹性本构模型及参数 |
4.1.1 细观粘弹性本构模型 |
4.1.2 细、宏观参数对应关系 |
4.1.3 材料宏观参数的确定方法 |
4.2 沥青砂浆及混合料动态模量室内试验 |
4.2.1 原材料及配合比设计 |
4.2.2 试验方法与结果分析 |
4.2.3 动态模量主曲线研究 |
4.3 动态模量虚拟仿真试验研究 |
4.3.1 动态模量仿真模型边界与加载条件 |
4.3.2 模拟结果与试验结果对比 |
4.4 细观粘弹性力学特性与演化行为研究 |
4.4.1 细观颗粒接触力链场演化 |
4.4.2 细观颗粒速度场演化 |
4.5 细观参数对粘弹性力学特性的影响分析 |
4.5.1 集料取向与长径比的影响 |
4.5.2 集料针片状含量的影响 |
4.5.3 空隙体积分数的影响 |
4.6 本章小结 |
第五章 高温下沥青混合料细观塑性力学特性与演化行为研究 |
5.1 模拟沥青混合料塑性变形的细观本构模型及参数 |
5.1.1 采用集料clump模型的沥青混合料细观本构模型 |
5.1.2 静态蠕变荷载作用下沥青砂浆粘弹性参数的确定方法 |
5.1.3 基于时-温等效原理的计算时间缩减方法 |
5.1.4 蠕变模型与参数可靠性验证 |
5.2 车辙虚拟仿真试验研究 |
5.2.1 虚拟车辙试验加载方法 |
5.2.2 虚拟车辙试验与室内试验对比结果 |
5.3 车辙试验过程细观塑性变形力学特性与演化行为研究 |
5.3.1 细观颗粒位移场演化 |
5.3.2 细观颗粒接触力链场演化 |
5.3.3 细观颗粒转动演化 |
5.4 细观参数对沥青混合料永久变形的影响 |
5.4.1 粗集料形状对永久变形的影响 |
5.4.2 粗集料针片状含量对永久变形的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 低温下沥青混合料细观断裂力学特性与演化行为研究 |
6.1 SCB室内试验与结果分析 |
6.1.1 试验材料 |
6.1.2 试验方法与设计 |
6.1.3 试验结果分析 |
6.2 SCB虚拟仿真试验研究 |
6.2.1 SCB仿真模型 |
6.2.2 细观开裂本构模型 |
6.2.3 参数的确定 |
6.2.4 仿真试验结果验证 |
6.3 细观断裂力学特性与演化行为分析 |
6.3.1 细观接触力链场演化分析 |
6.3.2 细观颗粒界面微裂纹演化分析 |
6.4 细观参数对混合料断裂力学行为的影响 |
6.4.1 粗集料强度对荷载位移的影响 |
6.4.2 粗集料强度对微裂纹扩展的影响 |
6.5 本章小结 |
主要结论与建议 |
1.主要研究结论 |
2.主要创新点 |
3.进一步研究建议 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(6)基于多尺度分析的沥青混合料永久变形预估(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沥青路面永久变形影响因素分析 |
1.2.2 数值模拟在车辙预估中的应用 |
1.2.3 沥青路面多尺度分析概念与筛孔划分 |
1.2.4 沥青混合料多尺度动态模量试验研究 |
1.2.5 沥青混合料车辙预估模型研究 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 沥青混合料多尺度力学划分准则建立 |
2.1 多尺度力学划分准则的理论模型 |
2.1.1 筛孔尺寸的多尺度划分 |
2.1.2 相邻两档集料的嵌锁检验 |
2.1.3 内部结构的应力状态评估 |
2.2 三轴压缩试验模拟与验证 |
2.2.1 试验材料和性质 |
2.2.2 室内三轴试验 |
2.2.3 离散元模型输入参数 |
2.2.4 虚拟三轴试验的验证 |
2.3 多尺度划分准则的力学验证 |
2.3.1 筛孔的主分类系统分析 |
2.3.2 筛孔的次分类系统分析 |
2.3.3 集料嵌锁检测与内部结构应力评估分析 |
2.4 小结 |
第三章 基于多尺度划分准则评价沥青混合料的高温性能 |
3.1 多尺度划分准则的扩展 |
3.1.1 局部检验理论 |
3.1.2 全局检验理论 |
3.2 虚拟单轴压缩试验 |
3.2.1 集料级配和材料性质 |
3.2.2 虚拟压缩试验建模 |
3.2.3 应力-应变曲线结果分析 |
3.3 局部与全局检验理论的验证 |
3.3.1 接触力提取分析 |
3.3.2 配位数提取分析 |
3.3.3 理论与模拟结果综合分析 |
3.4 小结 |
第四章 沥青混合料多尺度界面接触参数获取 |
4.1 沥青混合料多尺度动态模量试验 |
4.1.1 多尺度试验设计 |
4.1.2 沥青及沥青胶浆DSR试验 |
4.1.3 沥青砂浆DMA试验 |
4.1.4 沥青混合料SPT试验 |
4.2 多尺度动态模量主曲线解析 |
4.2.1 多尺度动态模量主曲线拟合方程 |
4.2.2 Boltzman叠加原理及拉普拉斯变换 |
4.2.3 多频动态荷载作用下的拉普拉斯变换 |
4.2.4 动态模量曲线与静态粘弹性参数的转换 |
4.3 沥青混合料多尺度界面接触参数获取 |
4.3.1 相同界面的细观接触参数获取 |
4.3.2 不同界面的细观接触参数获取 |
4.3.3 多尺度界面接触参数转换结果 |
4.4 小结 |
第五章 沥青混合料多尺度动态模量增韧机理研究 |
5.1 沥青的虚拟DSR试验解析 |
5.1.1 沥青的虚拟DSR试验验证 |
5.1.2 虚拟DSR试验的内部接触力分析 |
5.2 沥青胶浆动态剪切模量的增韧机理 |
5.2.1 沥青胶浆虚拟DSR试验解析 |
5.2.2 沥青胶浆的体积-填充增韧机理 |
5.2.3 沥青胶浆的物理-化学增韧机理 |
5.2.4 沥青胶浆的颗粒-接触增韧机理 |
5.2.5 沥青胶浆微观力学预测模型与数据补充验证 |
5.3 沥青砂浆(FAM)动态剪切模量增韧机理 |
5.3.1 沥青砂浆虚拟DMA试验解析 |
5.3.2 虚拟DMA试验影响因素敏感性分析 |
5.3.3 沥青砂浆动态剪切模量预估模型 |
5.4 沥青混合料的动态模量增韧机理 |
5.4.1 沥青混合料虚拟动态模量试验解析 |
5.4.2 虚拟SPT试验影响因素敏感性分析 |
5.4.3 沥青混合料动态模量预估模型 |
5.5 小结 |
第六章 沥青混合料力学-经验车辙预测模型研究 |
6.1 力学-经验车辙预测模型的建立 |
6.1.1 基于应力-应变的两阶段车辙预估模型 |
6.1.2 基于粘弹性回弹应变的三阶段车辙预估模型 |
6.2 浸水和非浸水汉堡车辙试验(HWTD)与数值模拟 |
6.2.1 室内汉堡车辙试验及结果 |
6.2.2 汉堡车辙试验有限元数值模拟 |
6.3 力学-经验车辙预测模型验证与解析 |
6.3.1 车辙预估模型的验证 |
6.3.2 车辙预估模型联合分析 |
6.3.3 车辙预估模型评价指标提取 |
6.4 小结 |
第七章 负荷轮双层结构沥青混合料永久变形预估 |
7.1 立置环道负荷轮加载试验 |
7.1.1 立置环道负荷轮加载试验装置 |
7.1.2 负荷轮双层结构沥青混合料材料设计 |
7.1.3 负荷轮双层结构沥青混合料环道试验结果 |
7.2 负荷轮加载试验数值模拟 |
7.2.1 半弧形车辙试件有限元建模 |
7.2.2 移动荷载作用下的应力-应变响应 |
7.3 双层结构力学-经验车辙模型验证与敏感性分析 |
7.3.1 模型验证与适用性评估 |
7.3.2 荷载条件敏感性分析 |
7.3.3 结构厚度敏感性分析 |
7.3.4 温度敏感性分析 |
7.4 基于伪应变能理论的双层结构抗车辙性能分析 |
7.4.1 双层结构车辙试验伪应变分析 |
7.4.2 双层结构车辙试验伪应变率分析 |
7.4.3 双层结构车辙试验伪应变耗散能分析 |
7.4.4 双层结构抗车辙性能评价指标对比 |
7.5 小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 主要研究结论 |
8.2 主要创新点 |
8.3 进一步研究建议 |
致谢 |
参考文献 |
作者简介 |
(7)冻融循环作用下沥青混合料细观特性与数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 主要研究目标及技术路线 |
1.3.1 主要研究目标 |
1.3.2 技术路线 |
第2章 冻融循环作用下沥青混合料蠕变试验研究 |
2.1 沥青混合料试件的制备 |
2.1.1 原材料性能 |
2.1.2 沥青混合料配合比 |
2.1.3 试件制备 |
2.2 沥青混合料冻融循环试验及单轴压缩静态蠕变试验 |
2.2.1 冻融循环试验 |
2.2.2 单轴压缩静态蠕变试验 |
2.3 本章小结 |
第3章 基于CT技术的沥青混合料三维孔隙研究 |
3.1 CT断层扫描技术 |
3.1.1 CT技术发展过程 |
3.1.2 CT技术原理 |
3.2 图像处理技术 |
3.2.1 图像处理技术概述 |
3.2.2 图像处理技术过程 |
3.3 沥青混合料三维孔隙分析 |
3.3.1 三维孔隙统计方法 |
3.3.2 冻融循环作用下孔隙演化 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于CT技术的沥青混合料三维重构研究 |
4.1 三维重构的理论与技术 |
4.1.1 体数据可视化 |
4.1.2 三维重构方法 |
4.1.3 FEA有限元模型的构建 |
4.2 沥青混合料的三维重构 |
4.2.1 沥青混合料可视化模型的建立 |
4.2.2 有限元模型构建 |
4.3 本章小结 |
第5章 粘弹性本构模型与沥青混合料数值试验 |
5.1 粘弹性本构模型的选择 |
5.1.1 粘弹性本构基本模型 |
5.1.2 黏弹性本构组合模型 |
5.2 沥青砂浆试验及参数转换 |
5.2.1 沥青砂浆试验 |
5.2.2 Burgers本构模型参数拟合 |
5.2.3 粘弹性参数转换 |
5.3 单轴压缩静态蠕变数值试验 |
5.3.1 数值试验步骤 |
5.3.2 数值试验结果分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及科研成果 |
(8)冻融循环条件下玄武岩纤维增强沥青混合料的损伤特性及细观机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 玄武岩纤维增强沥青混合料的国内外现状 |
1.2.2 冻融条件下沥青混合料的性能损伤及衰变机理研究 |
1.2.3 沥青混合料的粘弹性表征方法 |
1.3 本文的研究内容 |
第2章 玄武岩纤维增强沥青混合料的宏观唯象冻融损伤特性研究 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料与试件制备 |
2.2.1 原材料 |
2.2.2 矿料级配 |
2.2.3 玄武岩纤维增强沥青混合料试件的制备 |
2.3 冻融作用下玄武岩纤维增强沥青混合料宏观力学性能衰变规律 |
2.3.1 单轴压缩试验 |
2.3.2 低温劈裂试验 |
2.3.3 动态间接拉伸劲度模量试验 |
2.4 冻融作用下玄武岩纤维增强沥青混合料断裂过程的声学特性表征 |
2.4.1 声发射技术及参数 |
2.4.2 压缩作用下玄武岩纤维增强沥青混合料断裂特征 |
2.4.3 劈裂作用下玄武岩纤维增强沥青混合料断裂特征 |
2.5 本章小结 |
第3章 玄武岩纤维增强沥青混合料冻融损伤细观特征及机理研究 |
3.1 引言 |
3.2 沥青混合料X-ray CT断层扫描技术 |
3.2.1 X-ray CT断层扫描技术 |
3.2.2 沥青混合料X-ray CT图像采集 |
3.2.3 沥青混合料X-ray CT图像处理 |
3.3 冻融循环作用下玄武岩纤维增强沥青混合料的细观特征分析 |
3.3.1 沥青混合料内部结构的细观特征参数 |
3.3.2 孔隙率 |
3.3.3 连通孔隙率 |
3.3.4 孔隙数目 |
3.3.5 平均孔隙直径 |
3.4 基于灰色关联理论分析玄武岩纤维增强沥青混合料宏细观冻融损伤 |
3.4.1 灰色关联分析理论 |
3.4.2 沥青混合料宏观力学损伤与细观特征参数之间的关联度分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于动静态试验的玄武岩纤维增强沥青混合料粘弹特性表征分析 |
4.1 引言 |
4.2 沥青混合料粘弹性力学的基本理论 |
4.2.1 基本粘弹性模型理论 |
4.2.2 广义Maxwell模型与广义Kelvin模型 |
4.2.3 蠕变柔量与松弛模量之间的相互转换 |
4.2.4 粘弹性材料的动态力学响应 |
4.2.5 时间-温度等效原理 |
4.3 利用单轴压缩蠕变试验表征玄武岩纤维增强沥青混合料粘弹性行为 |
4.3.1 玄武岩纤维增强沥青混合料的单轴压缩蠕变试验 |
4.3.2 玄武岩纤维增强沥青混合料的蠕变特性分析 |
4.3.3 玄武岩纤维增强沥青混合料的松弛特性分析 |
4.4 利用动态模量试验表征玄武岩纤维增强沥青混合料粘弹性行为 |
4.4.1 玄武岩纤维增强沥青混合料的动态模量试验 |
4.4.2 玄武岩纤维增强沥青混合料动态模量及相位角的确定 |
4.4.3 玄武岩纤维增强沥青混合料储能模量及损耗模量的确定 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于静态蠕变试验评价玄武岩纤维增强沥青混合料在冻融作用下的粘弹特性变化 |
5.1 引言 |
5.2 冻融作用下玄武岩纤维增强沥青混合料的蠕变特性变化 |
5.2.1 冻融作用下玄武岩纤维增强沥青混合料的蠕变柔量曲线 |
5.2.2 冻融作用对玄武岩纤维增强沥青混合料的蠕变特性影响分析 |
5.3 冻融作用下玄武岩纤维增强沥青混合料的松弛特性变化 |
5.3.1 冻融作用下玄武岩纤维增强沥青混合料的松弛模量曲线 |
5.3.2 冻融作用对玄武岩纤维增强沥青混合料的松弛特性影响分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 基于动态模量试验评价玄武岩纤维增强沥青混合料在冻融作用下的动态粘弹性力学响应 |
6.1 引言 |
6.2 冻融作用对沥青混合料动态模量及相位角的影响分析 |
6.2.1 冻融作用下玄武岩纤维沥青混合料的动态模量与相位角参数 |
6.2.2 冻融作用下玄武岩纤维沥青混合料动态模量与相位角主曲线 |
6.2.3 冻融作用下玄武岩纤维沥青混合料的动态模量比 |
6.3 冻融作用对玄武岩纤维增强沥青混合料储能及损耗模量的影响分析 |
6.3.1 冻融作用下玄武岩纤维增强沥青混合料的储能模量 |
6.3.2 冻融作用下玄武岩纤维增强沥青混合料的损耗模量 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(9)温拌透水沥青混合料性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 透水沥青混合料研究现状 |
1.2.2 温拌沥青混合料研究现状 |
1.3 主要研究内容和技术路线 |
第二章 透水沥青路面原材料性能及配合比设计 |
2.1 原材料性能 |
2.1.1 高粘沥青 |
2.1.2 粗集料 |
2.1.3 细集料 |
2.1.4 填料 |
2.1.5 纤维稳定剂 |
2.2 透水沥青路面目标配合比设计 |
2.2.1 目标空隙率的确定 |
2.2.2 初选级配确定 |
2.2.3 初选级配油石比确定 |
2.2.4 谢伦堡析漏试验 |
2.2.5 肯塔堡飞散试验 |
2.2.6 最佳油石比确定 |
2.3 目标配合比的路用性能验证 |
2.4 试验段施工指标验证 |
2.4.1 路面钻芯指标 |
2.4.2 室内飞散试验 |
2.5 本章小结 |
第三章 温拌高粘沥青及沥青胶浆和易性研究 |
3.1 温拌沥青及沥青胶浆的制备 |
3.1.1 原材料性能 |
3.1.2 粉胶比的确定 |
3.1.3 基于比表面积的矿粉-集料用量换算 |
3.1.4 温拌沥青及沥青胶浆的制备 |
3.2 温拌高粘沥青粘温特性 |
3.2.1 温度区间的确定 |
3.2.2 不同温度下温拌高粘沥青的粘度规律 |
3.3 温拌高粘沥青胶浆粘温特性 |
3.3.1 实际粉胶比下的沥青胶浆 |
3.3.2 基于比表面积换算的粉胶比下的胶浆 |
3.4 温拌高粘沥青基本指标研究 |
3.4.1 针入度 |
3.4.2 软化点 |
3.4.3 弹性恢复 |
3.4.4 低温延度 |
3.5 温拌高粘沥青胶浆基本指标研究 |
3.5.1 实际粉胶比下沥青胶浆的性能 |
3.5.2 换算后粉胶比下沥青胶浆的性能 |
3.6 本章小结 |
第四章 温拌高粘沥青及沥青胶浆力学特性和体积参数研究 |
4.1 动态剪切流变仪试验原理及步骤 |
4.1.1 动态剪切流变仪试验原理 |
4.1.2 动态剪切流变仪试验步骤 |
4.2 温度扫描 |
4.2.1 温拌高粘沥青感温性 |
4.2.2 温拌高粘沥青胶浆感温性 |
4.2.3 温拌高粘沥青及沥青胶浆车辙因子 |
4.3 多应力重复蠕变回复 |
4.3.1 温拌高粘沥青 |
4.3.2 温拌高粘沥青胶浆 |
4.3.3 不可恢复柔量及柔量差 |
4.4 温拌透水沥青混合料体积参数研究 |
4.4.1 空隙率(VV) |
4.4.2 矿料间隙率(VMA) |
4.4.3 沥青饱和度(VFA) |
4.5 本章小结 |
第五章 温拌透水沥青混合料路用性能 |
5.1 高温稳定性 |
5.2 水稳定性 |
5.3 抗飞散性 |
5.4 最佳温拌剂用量分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 温拌透水沥青混合料效益分析 |
6.1 减排分析 |
6.2 节能分析 |
6.3 经济分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
在学期间发表的论文和取得的学术成果 |
(10)改性乳化沥青就地冷再生技术在高速公路中面层的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 冷再生国内外发展概况 |
1.2.2 改性乳化沥青国内外研究现状 |
1.2.3 乳化沥青冷再生混合料国内外研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 改性乳化沥青的制备及性能研究 |
1.3.2 改性乳化沥青冷再生混合料配比设计关键因素研究 |
1.3.3 改性乳化沥青冷再生混合料路用性能室内研究 |
1.3.4 改性乳化沥青就地冷再生实体工程应用 |
1.4 研究技术路线 |
第二章 改性乳化沥青的制备及性能研究 |
2.1 原材料 |
2.1.1 基质沥青 |
2.1.2 丁苯橡胶乳液 |
2.1.3 乳化剂 |
2.2 SBR改性乳化沥青的制备 |
2.2.1 制备方式 |
2.2.2 SBR改性乳化沥青实验室制备 |
2.3 SBR改性乳化沥青物理性能研究 |
2.3.1 乳化沥青蒸发残留物获取方法 |
2.3.2 软化点 |
2.3.3 针入度 |
2.3.4 延度 |
2.3.5 乳化沥青筛上剩余量试验 |
2.3.6 乳化沥青储存稳定性试验 |
2.4 SBR改性乳化沥青流变性能研究 |
2.4.1 试验设备及准备工作 |
2.4.2 温度扫描试验 |
2.4.3 多应力重复蠕变恢复试验 |
2.4.4 低温弯曲梁流变试验 |
2.4.5 线性振幅扫描试验 |
2.5 SBR改性乳化沥青微观形态研究 |
2.6 SBR改性乳化沥青最佳掺量 |
2.7 本章小结 |
第三章 改性乳化沥青冷再生混合料配比设计关键因素研究 |
3.1 原材料与级配设计 |
3.1.1 原材料 |
3.1.2 级配设计 |
3.2 最佳含水率 |
3.2.1 不同材料掺量下的最佳含水率 |
3.2.2 不同温度下的最佳含水率 |
3.3 压实特性 |
3.3.1 压实曲线 |
3.3.2 压实参数 |
3.3.3 试验结果分析 |
3.4 成型方式 |
3.5 养生条件 |
3.6 最佳乳化沥青和水泥用量 |
3.7 配合比设计性能验证 |
3.7.1 冻融劈裂试验 |
3.7.2 车辙试验 |
3.8 本章小结 |
第四章 改性乳化沥青冷再生混合料路用性能室内研究 |
4.1 混合料试件制备 |
4.1.1 冷再生混合料试件制备 |
4.1.2 热拌沥青混合料试件制备 |
4.2 温度场模拟 |
4.3 高温性能 |
4.3.1 多序列重复加载动态蠕变试验 |
4.3.2 试验结果分析 |
4.4 中低温抗裂性能 |
4.4.1 半圆弯曲断裂试验 |
4.4.2 试验结果分析 |
4.5 疲劳性能 |
4.5.1 半圆弯曲强度试验 |
4.5.2 半圆弯曲疲劳试验 |
4.6 本章小结 |
第五章 改性乳化沥青就地冷再生实体工程应用 |
5.1 工程概况 |
5.2 旧路评价 |
5.2.1 交通状况 |
5.2.2 路面性能状况 |
5.2.3 芯样评价 |
5.3 路面结构验算 |
5.3.1 路面结构设计指标及材料参数 |
5.3.2 交通荷载参数 |
5.3.3 沥青混合料永久变形验算 |
5.3.4 无机结合料层疲劳开裂验算 |
5.3.5 验算结果 |
5.4 施工工艺及试验段性能检测 |
5.4.1 冷再生施工工艺 |
5.4.2 试验段性能检测 |
5.5 经济环境效益分析 |
5.5.1 经济性分析 |
5.5.2 环境效益分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要研究结论 |
6.2 创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 A |
四、沥青混合料内部结构分析——旨在提高对Superpave现场旋转压实状况的模拟程度(论文参考文献)
- [1]基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展[J]. 朱洪洲,谭祺琦,范世平,万国琪. 重庆交通大学学报(自然科学版), 2021(10)
- [2]基于复合试件的沥青罩面加筋层抗反射裂缝性能试验方法开发及裂缝扩展机理研究[D]. 孙涵庚. 长安大学, 2021(02)
- [3]山区高速公路沥青混凝土桥面铺装质量的控制技术研究[D]. 马宝君. 长安大学, 2020(06)
- [4]混合长度玄武岩纤维沥青混合料性能试验研究[D]. 陆鹏程. 扬州大学, 2020(04)
- [5]沥青混合料细观力学特性与演化行为研究[D]. 薛斌. 长安大学, 2020(06)
- [6]基于多尺度分析的沥青混合料永久变形预估[D]. 张垚. 东南大学, 2020(01)
- [7]冻融循环作用下沥青混合料细观特性与数值模拟研究[D]. 田振宏. 吉林大学, 2020(08)
- [8]冻融循环条件下玄武岩纤维增强沥青混合料的损伤特性及细观机理研究[D]. 王文盛. 吉林大学, 2020(08)
- [9]温拌透水沥青混合料性能研究[D]. 詹程阳. 重庆交通大学, 2020(01)
- [10]改性乳化沥青就地冷再生技术在高速公路中面层的应用研究[D]. 赵轩. 东南大学, 2020(01)