岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料黏弹特性研究

为研究岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料的黏弹特性,采用沥青混合料性能试验机（asphalt mixture performance testing,AMPT）对不同岩沥青用量的复合改性沥青混合料在不同试验条件下的单轴动态压缩模量和相位角进行了测试,构建了动态模量主曲线,建立了动态模量预测模型。结果表明：当试验温度增大或加载频率降低时,岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料的动态模量逐渐降低;随着岩沥青掺量的增加,AC-20复合改性沥青混合料抗车辙性能提高,疲劳性能降低;测定的复合改性沥青混合料20℃动态模量接近于14 000 MPa,符合高模量沥青混合料的技术要求;经测试,所构建动态模量预测模型的预测精度可达83%。     

胶浆组成对沥青混合料粘弹性响应的影响

为了研究胶浆对沥青混合料粘弹性力学响应的影响,采用沥青混合料性能试验（AMPT）对不同粉胶比、纤维掺量、水泥替代矿粉量的沥青混合料进行力学性能试验研究,分析了粉胶比、纤维、水泥替换量对沥青混合料动态模量和相位角等粘弹性力学参数的影响。结果表明,随着粉胶比和纤维掺量的增加,动态模量均先增大后减小,而且加载频率越高,动态模量差异越显著;低粉胶比的混合料相位角最大,较高粉胶比的沥青混合料的相位角差异较小;掺加纤维沥青混合料相位角的变化与加载频率密切相关,掺加纤维可以显著增强沥青混合料的抗永久变形能力;水泥替代矿粉对沥青混合料的粘弹性影响相对较小,可在一定程度上改善沥青混合料的高温抗变形性能。     

基于CAM模型的沥青混合料粘弹性能研究

为了在全频范围内研究沥青混合料的粘弹特性,采用动态剪切流变仪对沥青混合料进行连续动态频率扫描,得到温度-频率-动态模量的三维关系．利用时温等效原理,将频率扫描试验得到的三维关系进行温-频转换,获得了跨越15个数量级的动态模量随频率变化的二维全频主曲线．基于试验所得到的全频主曲线,利用CAM流变模型对几种沥青混合料的流变性能进行了比较分析．结果表明,动态流变试验是获得沥青混合料全温全频主曲线的有效方法,基于全频域的CAM模型能够很好地描述沥青混合料的粘弹变形特性．     

沥青混凝土四点弯曲动态模量试验方法的探讨

利用实验室现有的闭环控制加载试验机、INV智能信号采集分析处理仪、动态电阻应变仪、电涡流位移传感器等设备和元器件组合设计出一套基于非接触方法的沥青混凝土动态模量的测试系统,并对测试结果的可靠性进行了验证。在测试AC-13C型沥青混凝土小梁四点弯曲动态试验中,由应力-应变波形确定的动态模量和相位角,在测试温度为-15、0、15℃,应力比为0.2、0.3、0.4、0.5以及加载频率为1、5、10 Hz等工况情况下,其动态模量和滞后相位角产生明显的变化:温度越高,加载频率、应力比越小,动态模量值最小只有158 MPa;温度越低,加载频率、应力比越小,滞后相位角最小只有3.2°。反之,温度越低,加载频率、应力比越大,动态模量最大达2 235 MPa;温度越高,加载频率、应力比越大,滞后相位角最大达47.3°。研究成果可以为准备便捷地进行沥青混凝土动态模量试验提供一种有益的手段。     

玄武岩纤维直径对其沥青混合料性能的影响

为研究玄武岩纤维直径对其沥青混合料性能的影响,设计制备掺有7、16、25μm这3种直径玄武岩纤维的AC-13沥青混合料,采用车辙试验、单轴贯入试验、低温小梁试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验测试其路用性能,通过理想开裂试验、动态模量试验测试其力学性能。结果表明：玄武岩纤维直径对沥青混合料各项性能指标的改善效果影响较大,沥青混合料的最佳油石比随着玄武岩纤维直径的减小而略有升高;由于相同纤维掺量和纤维长度条件下,纤维直径越小,其根数越多,在沥青混合料中形成的筋体网络越丰富,故7μm直径玄武岩纤维对沥青混合料的高低频动态模量、中低温抗裂性能以及高温抗变形能力改善效果最为显著。研究结论可为沥青混合料用玄武岩纤维的精细化设计提供参考。     

基于SCB试验的环氧沥青混合料断裂特性评估(英文)

运用J-积分与终极抗拉强度评估了环氧沥青混合料在-10℃和20℃的断裂特性, 共测试了60个不同切口深度的半圆弯曲试件. 结果表明, 环氧沥青混合料的半圆弯曲试验(SCB)结果复现性好; 由非切口试件的半圆弯曲试验与标准间接拉伸试验(IDT)所测得的环氧沥青混合料的抗拉强度, 其比值在1.4～1.7之间, 且SCB抗拉强度与切缝深度指数相关; 在20℃与-10℃试验条件下, 环氧沥青混合料具有比热塑性HMA高得多的临界J-积分值; 当温度由20℃降至-10℃时, 环氧沥青混合料的响应模式由延性变为脆性, 断裂能增加30%, 而临界J-积分值下降15%. 与热塑性HMA相比, 环氧沥青混合料的常温与低温抗裂性更好; 环氧沥青混合料低温起裂需要更高的能量, 但其裂纹扩展速度比常温时更快.     

微波加热-振动搅拌再生沥青混合料性能研究

为提高沥青混合料回收料（reclaimed asphalt pavement,RAP）在沥青厂拌热再生技术中的应用比例和再生沥青混合料耐久性,采用不同加热方式（电热鼓风加热、微波加热）和不同搅拌方式（振动搅拌、传统搅拌）制备再生沥青混合料,并与普通热拌沥青混合料进行对比,通过浸水汉堡车辙试验、半圆弯曲（semi-circular bending,SCB）试验、overlay test (OT)试验、动态模量试验、四点弯曲疲劳试验和CT扫描对RAP掺量为50%的再生沥青混合料进行宏微观性能测试。结果表明：微波加热和振动搅拌能够提高再生沥青混合料的低温、抗反射开裂和抗疲劳性能,但混合料的高温性能和动态模量有所降低;再生沥青混合料的性能与普通热拌沥青混合料的性能仍有一定的差距,通过改变加热方式和搅拌方式能够提高再生沥青混合料的性能,搅拌方式相较于加热方式对再生沥青混合料性能的影响更为显著;微波加热和振动搅拌均能改善再生沥青混合料内部孔隙分布状况,降低混合料内部的孔径;为提高再生沥青混合料的服役性能,可采用微波加热和振动搅拌生产再生沥青混合料。     

冻融作用对环氧沥青混凝土抗裂性能的影响（英文）

根据北京市冬季气温调研,确定室内冻融循环试验周期,分别对7组环氧沥青混凝土试件进行不同次数的冻融循环,通过室内三点弯曲试验得到不同冻融循环次数下环氧沥青混凝土的弯曲劲度模量和断裂能,采用数值模拟方法计算不同冻融循环次数下环氧沥青混凝土的平面应变断裂韧度.研究结果表明:环氧沥青混凝土弯曲劲度模量随冻融循环次数的增加而减小,冻融循环次数为30次时,环氧沥青混凝土弯曲劲度模量的冻融损伤量为60%;环氧沥青混凝土断裂能和平面应变断裂韧度随冻融循环次数的增加呈先减小后增大的趋势,冻融循环为15次时,环氧沥青混凝土断裂能和平面应变断裂韧度达到最小值.     

基于DSR试验的WMA沥青结合料中温流变性能分析（英文）

采用动态剪切流变仪(DSR)在16~40℃中等温度下测试、分析了基质沥青及其温拌沥青的复数剪切模量G*、相位角δ等流变性能,进而建立了疲劳因子G*sinδ与基质沥青性质、试验温度和拌剂掺量的关系模型.结果表明,复数剪切模量G*随温度升高而减小,而相位角δ随温度升高而增大;温拌剂掺量越高,复数剪切模量G*越大,相位角越小;疲劳因子G*sinδ随着温度升高呈指数减少,随温拌剂掺量增加呈线性增大;在较低温度和较高掺量下,疲劳因子的变化幅度更大;基质沥青复数模量越小,温拌剂对温拌沥青流变性能的影响更为显著,而老化对基质沥青性能的影响高于对沥青-温拌剂相互作用的影响;掺量越高的温拌沥青结合料,越容易疲劳开裂.     

江苏地区典型沥青混合料动态模量特性评价（英文）

为了研究2种动态模量预测模型(基于黏度的Witczak 1-37A模型和基于剪切复数模量的Witczak1-40D模型)在江苏地区的适用性及不同混合料设计参数(级配类型、胶结料种类、体积参数)对动态模量的影响,进行了2种典型面层沥青混合料(Sup-13和AC-13)的动态模量试验研究,并将试验数据用于预测模型的分析.对不同沥青的黏度和动态剪切模量进行试验以获取预测模型的参数.试验结果表明:胶结料种类和沥青含量对动态模量有显著影响;2种预测模型与室内试验结果均有较好的相关度,Witczak 1-37A动态模量的预测模型精度更高.试验结果可用于更高精度动态模量预测模型的修正.     

基于细观结构有限元模型的环氧沥青混合料间接拉伸试验研究

运用有限元方法建立环氧沥青混合料细观结构模型,对其间接拉伸试验(IDT)进行数值模拟.首先借助图像处理技术得到由集料和沥青砂浆组成的环氧沥青混合料二相细观结构,并通过蠕变试验获取沥青砂浆常温下的黏弹性材料参数,最后结合有限元手段建立包含集料、砂浆等在内的混合料细观结构有限元模型.数值模拟结果表明,有限元计算的混合料劲度...     

基于振动原理的人造板力学性能无损检测技术的研究

为构建人造板力学性能的无损检测系统,以纤维板为试材,利用振动无损检测法测定纤维板的动弹性模量,并与力学试验机测定的静弹性模量进行比较.结果表明:利用振动法测得纤维板弹性模量的精度好,动弹性模量与静弹性模量密切线性相关.     

在役混凝土拱桥承载能力的鉴定与评估

为检验在役混凝土拱桥的承载能力与动力特性,对某净跨为134.7m的拱桥进行荷载试验。测试结构静态的应变、桥面挠度、拱肋挠度、吊索变形、吊索索力等结构静力反应。同时,测试了结构自振频率、动挠度及加速度等结构动力反应,根据动挠度计算得出冲击系数。将实测值与理论值进行对比分析。结果表明,应变校验系数在0.7～1.0之间,实测的挠度、吊索索力、频率及冲击系数均小于理论值,说明桥梁具有较好承载力和整体竖向刚度较好。试验方法与分析结果为今后评估与鉴定同类型桥梁提供理论依据和技术参考。     

混凝土冻融耐久性的试验研究

以混凝土冻融耐久性为研究内容，用不同种类混凝土的抗压强度、动弹性模量、超声波声速等指标的损失率来表征冻融过程中混凝土的性能劣化状况，并系统比较了不同种类混凝土的抗冻性优劣．通过研究得出：无论是普通混凝土，还是高强混凝土或高性能混凝土，其动弹模损失率、抗压强度损失率、超声波声速损失率均随冻融次数的增加而增大；提高混凝土强度在一定程度上可以提高混凝土抗冻融性能；掺入高效减水剂、优质引气剂和优质掺合料等，高性能混凝土抗冻融性能比对应的基准混凝土性能显著改善，而且通过这样的技术措施，较低强度等级的混凝土也可以获得高抗冻性．鉴于超声波测试方法方便、快捷、准确。而且可以直接用于实际工程的混凝土性能检测，所以，与动弹模测试方法相比，采用超声波测试技术来评价实际工程中混凝土的耐久性劣化程度具有明显的优势．     

Concrete deterioration under the coupling effects of flexural load, cyclic wetting and drying, and sulfate

Our research focused on the analysis of concrete deterioration mechanism under the coupling effects of flexural load, cyclic wetting and drying, and sulfate. The relative dynamic modulus of elasticity of a corroded concrete sample was tested, and scanning electron microscope was used to observe the microstructure of concrete under the coupling effects of flexural load, cyclic wetting and drying, and sulfate. Results manifested that flexural load and cyclic wetting and drying during the concrete service changed the corrosion process of the sulfate medium in concrete and enhanced the deterioration of concrete performance. Furthermore, the influencing patterns of strength grade of concrete, mass concentration of sulfate solution, and mineral admixtures on the degree of concrete deterioration were identified.     

弯曲共振法测量金属材料高温弹性模量探讨

对弯曲共振法测量金属材料高温弹性模量的相关问题进行了探讨。结合铝合金高温弹性模量的测量,分析了弯曲共振法测量高温弹性模量中的各种影响因素对结果的影响;总结了弯曲共振法测量中的难点,列出了多种判别虚假共振峰的方法;采用频谱分析对动态法中判定共振频率的方法进行了改进并结合软件采用扫频技术将弹性模量测量自动化。成功应用于国产6061-T6系列铝合金高温弹性模量的测量。     

立体组装电路模块动态特性的有限元模拟与分析

Based on the modal analysis theory and by using the dynamics finite element analysis model of a three-dimensional assembly circuit module, dynamic characteristics of circuit module have been studied, including both natural characteristics analysis and dynamic responses analysis. Using a subspace method, modal analysis is first carried out. The first 6 orders of natural frequencies and vibration modes are obtained. Influence of the number of the Z-shaped metal slices on dynamic characteristics of the entire structure is also studied.Harmonic response analysis is then conducted. The steady-state response when the circuit module is subjected to harmonic excitation is determined. A curve of the response values against frequencies is obtained. As a result, the optimal number of Z-shaped metal slices can be determined, and it can be assured that the three-dimensional assembly circuit module has good performance in terms of the dynamic characteristics.     

大跨径悬索桥动载试验研究

为检验在役大跨径悬索桥结构的动力性能,对主跨128 m地锚式悬索桥进行动力试验.测试其自振频率、振型和阻尼比;激振试验中,测试桥跨结构在汽车以不同速度通过桥跨和在桥上特定位置跳车时桥跨结构的动应变、动位移、振幅以及加速度等动力响应,计算得出冲击系数.并将实测结果与有限元结果进行对比分析.结果表明,该悬索桥具有较好的竖向刚度、横向刚度;汽车在桥上运行时对桥跨结构有一定的冲击作用但并不明显,有障碍行车舒适度较差.     

基于GPS的叠合梁斜拉桥双层模型修正方法

为了建立实测动响应和桥梁健康状况的实质性联系,提出用双层模型修正方法修正叠合梁斜拉桥理论计算模型.以实测固有频率为第1层修正目标,采用人工调节方法,在可靠范围内变化桥面板质量、网格划分密度、混凝土模量及边跨压重等参数修正模型的动力特性;然后以GPS实测动响应为第2层修正目标,通过逐步减小结构各向刚度EI模拟桥梁整体刚度损伤,采用有限元迭代的方法修正模型的挠度值.以南浦大桥为例,对其进行有限元建模,并利用所提出的方法进行模型修正.分析结果表明,经过第1层模型修正,频率误差的标准偏差小于7%,比初始误差有明显改善;经过第2层模型修正,桥梁跨中挠度误差小于10%,桥梁结构各向刚度EI下降约20%.研究结果表明理论计算结果与实测结果相吻合.     

基于有限元建模的VDT550立式车铣主轴部件模态仿真设计

获取机床结构的动态特性是确保精密加工的重要手段之一.基于有限元分析软件ANSYS Workbench 12.0,在Pro/E软件中建立机床主轴、主轴箱三维模型,进而将其导入ANSYS Workbench 12.0中进行有限元建模和模态分析,获得了固有频率和振型;在此基础上,分析了振型图中的最大变形区域,评价了共振薄弱点并提出了相应的结构修改建议.