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基质势芯吸驱动下的粉质黏土路基水分迁移控制效果研究
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作者 蒋红光 冯豪杰 +4 位作者 马川义 张圣涛 张宁 刘侠 姚占勇 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期152-162,共11页
道路结构的长期服役性能与路基湿化状态密切相关.本文针对降雨入渗下的细粒土路基水分迁移控制效果,选取我国黄河中下游流域典型粉质黏土路基填料,基于压力板仪试验获得了粉质黏土和芯吸土工布的水力学特性,构建了芯吸土工布加筋粉质黏... 道路结构的长期服役性能与路基湿化状态密切相关.本文针对降雨入渗下的细粒土路基水分迁移控制效果,选取我国黄河中下游流域典型粉质黏土路基填料,基于压力板仪试验获得了粉质黏土和芯吸土工布的水力学特性,构建了芯吸土工布加筋粉质黏土物理模型,开展了不同降雨强度下粉质黏土填料的水分迁移试验研究,探究了有无芯吸土工布作用下的粉质黏土路基含水率和基质吸力的演化规律.结果表明:芯吸土工布具有较高的水平渗透系数(2.2 cm/s)、较低的持水性和进气值(2.8 kPa),可在较低的基质吸力作用下实现水分的横向导排;降雨入渗下的土体内部水分迁移受重力势和基质势的共同作用,芯吸土工布的存在可使土层的基质吸力提高5.1~34 kPa,土工布上方土体受重力势和基质势共同驱动,水分由上向下迁移,但土工布下方的土体,基质势需要克服重力势作用,驱动水分从下向上迁移;芯吸土工布加筋土体的含水率由对照组的13.8%(小雨)~17.2%(大雨)降低至12.6%(小雨)~14.0%(大雨),可有效控制土体含水率在ω_(opt)+2%以内,这对于保障路基路面的长期服役寿命具有重要的实践价值. 展开更多
关键词 粉质黏土路基 降雨入渗 湿度控制 芯吸土工布 基质势
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基于模糊推理系统的稀释沥青黏度预测模型
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作者 田镍 郑木莲 刘侠 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期212-220,共9页
为探究不同溶剂对沥青黏度的影响规律,采用碳氢溶剂(HS)和乙酸乙酯(EA)制备了单、复掺型稀释沥青,进行了布氏旋转黏度试验,分析了两种溶剂的降黏效果.基于模糊推理系统(FIS),建立了沥青黏度预测模型,并将预测值与试验测得的实际值作了... 为探究不同溶剂对沥青黏度的影响规律,采用碳氢溶剂(HS)和乙酸乙酯(EA)制备了单、复掺型稀释沥青,进行了布氏旋转黏度试验,分析了两种溶剂的降黏效果.基于模糊推理系统(FIS),建立了沥青黏度预测模型,并将预测值与试验测得的实际值作了误差分析.结果表明:单掺HS的降黏曲线呈指数函数倒数形式分布,且单掺的HS质量分数为10%~30%时,降黏曲线急速下降段的沥青黏度从88 000 mPa·s下降到5 800 mPa·s;复掺的HS和EA质量分数分别为10%和25%时,沥青黏度分别小于3 500 mPa·s和150 mPa·s,复掺HS和EA对沥青降黏效果较好,且EA降黏更高效;预测值与试验值的误差项MAE、MAPE、RMSE、R^(2)和配对t检验p值分别为12.216 7、0.068 5、18.159 4、0.999 3和0.667,表明预测模型能真实反映实际效果,建立的复掺溶剂型沥青黏度预测模型的精度较高,形成的交互式黏度计算窗口具有实用便捷性. 展开更多
关键词 黏度 稀释沥青 模糊推理系统 碳氢溶剂 乙酸乙酯
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WER-SBR复合改性活性乳化沥青性能研究 被引量:4
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作者 郑木莲 马赛 +2 位作者 王可 刘侠 丁晓岩 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第3期1085-1093,共9页
丁苯橡胶(SBR)活性乳化沥青可以活化旧路面的老化沥青,但是存在高温稳定性差以及黏附性不足等问题。为解决SBR活性乳化沥青性能上的不足,使用水性环氧树脂(WER)对其进行复合改性,通过修正低温蒸发法获取蒸发残留物,分析不同掺量WER对SB... 丁苯橡胶(SBR)活性乳化沥青可以活化旧路面的老化沥青,但是存在高温稳定性差以及黏附性不足等问题。为解决SBR活性乳化沥青性能上的不足,使用水性环氧树脂(WER)对其进行复合改性,通过修正低温蒸发法获取蒸发残留物,分析不同掺量WER对SBR活性乳化沥青基本物理性能、黏附性、流变性能、低温蠕变性能以及还原性的影响。结果表明:掺入WER之后,SBR活性乳化沥青的针入度大幅下降,软化点显著提高,延度下降;WER能够显著提高SBR活性乳化沥青的高温稳定性,但对其低温延展性有负面影响;SBR活性乳化沥青的黏附性显著增强;复合剪切模量(G^(*);)、车辙因子(G^(*);/sin δ)随WER掺量的增加不断提高,相位角(δ)随WER掺量的增加不断下降,表明高温抗车辙性能得到改善;劲度模量(S)和蠕变速率(M)则随着WER掺量增加分别呈增大和降低趋势;WER的掺入不影响SBR活性乳化沥青的还原性。根据试验数据,WER掺量应控制在10%~15%(质量分数)。 展开更多
关键词 改性乳化沥青 水性环氧树脂 流变性能 蠕变性能 还原性 黏附性
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溶剂型冷补沥青的开发及性能评价 被引量:10
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作者 郑木莲 金佳宏 +3 位作者 刘侠 鞠健 董长江 闫春梅 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2022年第1期342-353,共12页
针对溶剂型冷补沥青性能不足及其技术指标评价方法不完善的问题,本文优选冷补沥青的材料组成,通过试验确定了冷补沥青的最佳制备工艺。采用正交试验设计方法研制一种性能优良的溶剂型冷补沥青,并对冷补沥青的性能评价方法进行了优化,通... 针对溶剂型冷补沥青性能不足及其技术指标评价方法不完善的问题,本文优选冷补沥青的材料组成,通过试验确定了冷补沥青的最佳制备工艺。采用正交试验设计方法研制一种性能优良的溶剂型冷补沥青,并对冷补沥青的性能评价方法进行了优化,通过对比试验对其路用性能进行了验证。研究结果表明,研发的溶剂型冷补沥青最佳配合比为m(基质沥青)∶m(稀释剂)∶m(增黏剂)∶m(表面活性剂)∶m(补强剂)∶m(抗剥落剂)=100∶(20~25)∶4∶1∶5∶0.2。确定了溶剂型冷补沥青的最佳制备工艺,在110℃热熔融沥青中加入定量稀释剂,用高速剪切机搅拌10 min,其次加入定量增黏剂、补强剂和表面活性剂的混合物,持续搅拌10 min,最后加入定量抗剥落剂搅拌10 min。综合考虑各因素,经优化后的性能评价方法能较好地反映冷补沥青的路用性能。基于正交试验设计方法和最佳制备工艺制备的溶剂型冷补沥青性能优于选择的成品冷补沥青,并且能够拌制出性能优良的混合料。 展开更多
关键词 冷补沥青 外加剂 正交试验 制备工艺 性能评价 技术指标
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Terminal Blend胶粉纳米改性沥青的动态剪切模量和黏度特性 被引量:4
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作者 韩丽丽 刘侠 +2 位作者 程勇 王可 郑木莲 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期647-651,共5页
为评价Terminal Blend胶粉纳米改性沥青的动态剪切流变特性,借助频率扫描试验测定了Terminal Blend胶粉纳米改性沥青60℃贮能模量、损耗模量、相位角及动态黏度随频率变化曲线,评价了纳米材料对流变特性的影响。研究结果表明:掺加纳米材... 为评价Terminal Blend胶粉纳米改性沥青的动态剪切流变特性,借助频率扫描试验测定了Terminal Blend胶粉纳米改性沥青60℃贮能模量、损耗模量、相位角及动态黏度随频率变化曲线,评价了纳米材料对流变特性的影响。研究结果表明:掺加纳米材料1(一种预先分散于聚合物基体的碳纳米材料)可显著增大低频域(ω≤10 rad/s)的贮能模量、降低相位角,有助于改善沥青弹性,但对损耗模量作用有限。在高频域(ω>10 rad/s),纳米改性剂对模量及相位角影响不明显。黏度数据表明,胶粉纳米改性沥青的动态黏度随加载频率增加而降低,表现出动态剪切稀化效应;纳米材料1能显著增加Terminal Blend沥青60℃动态黏度,有助于提高混合料抗车辙能力。数据拟合发现:利用Carreau模型表征胶粉纳米改性沥青的假塑性行为是可行的,且掺加纳米材料1后,零剪切粘度大于其他两组沥青。 展开更多
关键词 路面 Terminal Blend胶粉改性沥青 纳米 流变特性 剪切
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水性环氧树脂-丁苯橡胶复合改性乳化沥青高温性能 被引量:16
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作者 王可 刘富强 +3 位作者 孙天一 郑木莲 董长江 范贤鹏 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第1期359-366,共8页
为了改善普通乳化沥青的高温性能,选择水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)和丁苯橡胶(styrene butadiene rubber,SBR)两种改性剂制备WER-SBR复合改性乳化沥青(WER-SBR composite modified emulsified asphalt,WER-SCMEA),通过动... 为了改善普通乳化沥青的高温性能,选择水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)和丁苯橡胶(styrene butadiene rubber,SBR)两种改性剂制备WER-SBR复合改性乳化沥青(WER-SBR composite modified emulsified asphalt,WER-SCMEA),通过动态剪切流变和同步热分析试验对WER-SCMEA的高温性能进行研究。结果表明:当WER掺量较小时,各温度条件下WER-SCMEA的高温流变性能不及SBR改性乳化沥青,但随着水性环氧树脂掺量(≥6%)的增加,各温度条件下WER-SCMEA蒸发残留物的复数模量和车辙因子逐渐增大,乳化沥青的高温流变性能得到显著改善,其中52℃和9%WER掺量下其分别增大16.1%和19.0%,相位角减小4.9%;差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)曲线所反映的沥青蒸发残留物的吸热量明显减小,同时吸热峰所处的温度区间变窄,WER-SCMEA的失重温度均高于基质沥青;可见WER和SBR两种改性剂配合使用可显著改善普通乳化沥青的高温性能。 展开更多
关键词 沥青 改性乳化沥青 水性环氧树脂 丁苯橡胶(SBR) 高温性能
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溶剂型冷补沥青研制及其混合料性能评价方法 被引量:6
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作者 刘侠 郑木莲 +2 位作者 鞠健 金佳宏 董长江 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第10期4384-4391,共8页
为弥补溶剂型冷补沥青混合料性能评价方法上存在的不足,并对其进一步研究,首先采用正交试验自行研制一种溶剂型冷补沥青,然后分析冷补料不同的制备工艺,提出并优化冷补料的性能评价方法,最后将自研的冷补沥青拌制成冷补料,与市场在售的... 为弥补溶剂型冷补沥青混合料性能评价方法上存在的不足,并对其进一步研究,首先采用正交试验自行研制一种溶剂型冷补沥青,然后分析冷补料不同的制备工艺,提出并优化冷补料的性能评价方法,最后将自研的冷补沥青拌制成冷补料,与市场在售的3种冷补料进行性能对比并验证。研究结果表明:冷补料最佳制备工艺为将集料、冷补沥青及拌锅均加热至60℃后再拌和;自研冷补沥青拌制成的冷补料低温施工和易性优良、初始强度高、抗水损害能力强。提出的评价方法能够较好地评价冷补料的路用性能。同时完善冷补料的性能评价体系,能够较好地指导其试验设计和施工。 展开更多
关键词 冷补沥青 冷补料 路用性能 评价方法 技术指标
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溶剂型冷补沥青混合料低温施工和易性定量评价方法 被引量:7
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作者 杨威 金佳宏 +3 位作者 产启刚 郑木莲 刘国强 闫春梅 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第3期1226-1232,共7页
针对目前溶剂型冷补沥青混合料低温施工和易性定量评价方法欠缺的问题,设计了“等效圆法”,以散落面积S作为评价指标,对CA、LB、XR型冷补料及对照组进行低温施工和易性定量评价。研究结果表明散落面积S作为“等效圆法”的定量评价指标,... 针对目前溶剂型冷补沥青混合料低温施工和易性定量评价方法欠缺的问题,设计了“等效圆法”,以散落面积S作为评价指标,对CA、LB、XR型冷补料及对照组进行低温施工和易性定量评价。研究结果表明散落面积S作为“等效圆法”的定量评价指标,不仅试验操作简单,而且与经验法所得出的低温施工和易性等级之间具有较好的相关性,显著提高了试验结果的客观性与可靠性;通过“等效圆法”得出,四种冷补料低温施工和易性依次为:对照组>CA>XR>LB;马歇尔稳定度试验表明,四种冷补料初始强度依次为:LB>CA>XR>对照组。结合试验结果,推荐冷补料性能评价指标为:散落面积S≥44πcm^(2),初始强度≥2.4 kN。 展开更多
关键词 低温施工和易性 冷补料 力学强度 评价方法 技术指标
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胶粉表面氧化机理及对改性沥青储存稳定性的影响 被引量:4
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作者 程勇 刘玉梅 +3 位作者 鞠健 郑木莲 潘希峰 朱月明 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第12期4178-4186,共9页
为了增强胶粉表面活性,改善胶粉改性沥青的储存稳定性,分别采用H_(2)O_(2)溶液和NaClO溶液对废旧胶粉进行表面氧化处理,并考察了FeSO_(4)·7H_(2)O对H_(2)O_(2)溶液氧化过程的催化作用。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(S... 为了增强胶粉表面活性,改善胶粉改性沥青的储存稳定性,分别采用H_(2)O_(2)溶液和NaClO溶液对废旧胶粉进行表面氧化处理,并考察了FeSO_(4)·7H_(2)O对H_(2)O_(2)溶液氧化过程的催化作用。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)以及电子能谱(EDS)研究了胶粉氧化前后的微观结构,并采用48 h离析试验对胶粉氧化前后改性沥青的储存稳定性进行了表征。试验结果表明:在两种氧化剂的作用下,胶粉表面活性含氧基团增加,微观形貌发生改变;胶粉氧化前后的主要元素均为C、O、S,且氧化胶粉表面O元素的相对含量显著增加;此外,H_(2)O_(2)-FeSO_(4)溶液氧化的胶粉改性沥青储存稳定性显著提高,满足了我国对聚合物改性沥青的要求。 展开更多
关键词 氧化处理 胶粉 NACLO H_(2)O_(2) 微观结构 胶粉改性沥青 储存稳定性
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