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期刊信息/Journal information
长沙理工大学学报（自然科学版）
长沙理工大学
长沙理工大学学报（自然科学版）

长沙理工大学

童小娇

季刊

1672-9331

lgdxxb2010@126.com

0731-82617276

410076

湖南省长沙市赤岭路45号长沙理工大学图书馆B馆3楼

长沙理工大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Changsha University of Science and Technology(Natural Science)CSTPCD
查看更多>>本刊是长沙理工大学主办的以公路、交通、电力、动力、信息、机械、数学、化学等专业学科为主的综合性学术期刊。
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    SMC再生SBS沥青的流变性能和微观特性研究

    吕松涛杨硕范涛丁沙...
    1-11页
    查看更多>>摘要：[目的]探究新型温拌再生剂甲基苯乙烯共聚物(styreneic methyl copolymer,SMC)对老化苯乙烯系热塑性弹性体(styrene butadiene styrene,SBS)改性沥青的再生效果和再生机理.[方法]首先,在室内制备不同老化程度的沥青.然后,采用SMC再生剂对不同老化程度的SBS改性沥青进行再生.接着,对再生后的SBS改性沥青进行动态剪切流变和低温弯曲蠕变试验,以评价其流变性能.最后,开展红外光谱试验以揭示其作用机理,进行电镜扫描试验以验证SMC再生剂的再生效果.[结果]SMC再生剂会降低老化SBS改性沥青的车辙因子,降低老化SBS改性沥青的恢复率,同时会使老化SBS改性沥青的低温性能得到极大提升.SMC再生剂未与SBS改性沥青发生化学反应,两者仅为物理共混.同时,SMC再生剂能够弥补沥青因老化产生的裂缝.[结论]SMC再生剂对老化SBS改性沥青具有较好的修复效果,能够为沥青的再生提供一种新的途径.

    道路工程温拌再生剂SMCSBS改性沥青不同老化程度流变性能微观特性

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    基于CT扫描技术的不同压实度下沥青混合料细观空隙特性研究

    徐杰任东亚李振李学友...
    12-21页
    查看更多>>摘要：[目的]深入了解压实不足对沥青混合料内部空隙细观结构的影响.[方法]以SMA-13试件为对象,通过调整压实次数制备不同压实度的试件.采用计算机断层扫描和图像识别技术精确识别空隙,探究不同压实度下的沥青混合料空隙细观结构特性,包括空隙数量、体积、主轴方向角和配位数.[结果]在沥青混合料成型过程中,受到外部击实功的影响,内部空隙的主轴方向逐渐趋向于稳定状态.此外,随着压实次数的增加,沥青混合料内的大部分空隙逐渐减小,但也存在一些相邻的开口空隙在逐渐结合后形成更大的开口空隙.最终,随着压实程度的提高,空隙的平均配位数减小,导致空隙连通性下降,整体空隙网络的复杂度逐渐减小.[结论]本研究旨在更好地理解不同压实度下沥青混合料空隙结构的细观差异,为沥青混合料的设计、评价和维护提供更为科学的依据.

    道路工程沥青混合料压实度计算机断层扫描技术空隙空间分布空隙细观特性

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    路面人造纹理定向设计及其抗滑性能研究

    陈灿赵玥张艺锋刘西胤...
    22-29,99页
    查看更多>>摘要：[目的]研究路面表面人造纹理与抗滑性能之间的关系.[方法]利用3D打印技术定向设计并制备不同形状的人造纹理试件(包含三角形纹理、矩形纹理和半圆形纹理3种形状和纹理高度为1、2、3、4、5 mm的5种纹理),并以4 mm高的三角形纹理设置了一组磨耗纹理试件,采用摆式摩擦试验、构造深度试验以及提取纹理顶部接触区域对各个试件的抗滑性能进行评价.[结果]2 mm高的三角形纹理和3 mm高的矩形纹理的抗滑性能最好,摆值均可达到107.在构造深度和摆值两个方面,三角形纹理和矩形纹理的抗滑性能相近,且均明显大于半圆形纹理的抗滑性能.随着磨损率的增大,摩擦接触面积增大,但纹理表面粗糙程度降低,导致抗滑性能逐渐衰减.[结论]纹理的抗滑性能主要取决于纹理的粗糙程度,而接触面积的影响相对较小.本文提供了一种定向纹理设计方法,为深入理解路面表面纹理与抗滑性能之间的关系提供借鉴与指导.

    路面抗滑性能人造纹理定向设计3D打印磨损率

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    上面层改性沥青混合料低温性能综合对比评价

    查旭东谭仕杰邹博王旭东...
    30-38页
    查看更多>>摘要：[目的]分析足尺路面试验环道所用7种上面层细粒式改性沥青混合料的低温性能.[方法]通过小梁低温弯曲、中梁线收缩系数和法国M2F梯形梁动态模量3种室内试验开展研究及相关性分析,并应用多指标试验结果的无量纲归一化赋权求和法进行综合对比评价.[结果]最大弯拉应变、应变能密度、线收缩系数、复模量和相位角均可作为改性沥青混合料低温性能的合理评价指标;对比改性沥青类型,采用低温延性强的SBS改性沥青制备的混合料低温性能最优,橡胶沥青混合料的次之,掺抗车辙剂能增强SBS改性AC类混合料的低温性能;对比矿料合成级配,SMA类的低温性能最优,SBS改性AC类中粗集料含量越低,其低温性能越好;多孔排水式高黏SBS改性PAC类具有优良的黏弹性和低温收缩性能.[结论]评价结果可为环道沥青路面低温性能长期监测对比提供参考.

    道路工程上面层改性沥青混合料低温性能评价指标

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    SBR与生物油恢复老化SBS改性沥青性能及机理研究

    蔡邦邓亚军朱兴龙葛冬冬...
    39-49页
    查看更多>>摘要：[目的]苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer,SBS)改性沥青老化后存在基质沥青硬化、脆化及SBS聚合物有所降解的问题,用传统再生方式难以有效恢复老化SBS改性沥青的性能.为有效恢复老化SBS改性沥青的路用性能,采用丁苯橡胶(styrene-butadiene rubber,SBR)与生物油对老化SBS改性沥青进行复合再生.[方法]首先,通过室内模拟老化试验制备得到了老化SBS改性沥青,采用高速剪切仪在老化SBS改性沥青中掺入SBR和生物油,得到复合再生沥青;然后,对再生后的沥青进行三大指标测试及高低温流变性能测试;最后,通过红外光谱、原子力显微镜和荧光显微镜试验探究SBR和生物油再生沥青的机理.[结果]SBR和生物油复掺后得到的再生沥青的综合性能更优,再生沥青的复数剪切模量G*随再生剂掺量的增加呈降低趋势.再生后沥青的刚度大幅减小,老化沥青的柔韧性得到恢复,应力耗散能力得到提升,脆性得到降低,低温性能得以显著改善.SBR和生物油复合再生可以补充老化SBS改性沥青的轻质组分,混掺SBR和生物油后沥青质和胶质的比例有所降低,轻质组分对蜂状结构的蜡结晶有抑制作用.再生沥青的荧光物质大幅增加,且分布更密集,老化SBS改性沥青的韧性和黏度得到显著恢复.[结论]恢复老化SBS改性沥青性能的SBR与生物油的推荐掺量分别为6％、5％.该研究为老化SBS改性沥青混合料的再生提供了理论依据.

    SBS改性沥青老化沥青再生流变性能红外光谱原子力显微镜荧光显微镜

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    基于拉压差异的沥青混合料强度与疲劳特性

    陈柏丹孙杰潘勤学吕晨...
    50-58,109页
    查看更多>>摘要：[目的]探究沥青混合料的拉压差异力学特性.[方法]开展了典型沥青混合料直接拉伸和四点弯曲强度及疲劳试验,基于材料拉压模量差异特性推导并得到了区别于传统四点弯曲梁的真实四点弯曲强度计算公式,分析了传统四点弯曲、真实四点弯曲及直接拉伸应力状态下强度、疲劳寿命及模量衰变规律.[结果]真实四点弯曲强度约为传统四点弯曲强度的80％,在相同加载速率下,不同应力状态强度中直接拉伸强度最小,且其对加载速率的敏感性亦最低;在相同应力水平下,直接拉伸疲劳寿命最小,但在相同真实应力比下直接拉伸疲劳寿命最大,真实四点弯曲疲劳寿命约为传统四点弯曲疲劳寿命的46％;真实四点弯曲疲劳试验的模量衰变速率远小于直接拉伸模量衰变速率,且破坏时前者的模量衰减幅度更小.[结论]材料的拉压差异特性对其力学参数的测试结果及变化规律影响显著,研究成果可为考虑拉压差异的沥青路面结构设计参数取值提供参考.

    道路工程沥青混合料拉压差异强度疲劳特性

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    公路路基工程智能建养关键技术研究与展望

    刘李彦杨豪张军辉郭凯丽...
    59-87页
    查看更多>>摘要：路基是公路的主要承重结构.随着我国公路建设由高速发展转向高质量发展,数字化施工技术、智能化建设以及信息化管控成为路基工程中的核心技术手段.本文综述了路基工程智能建养关键技术的研究现状,并主要从建筑信息模型(building information modeling,BIM)技术、路基智能压实技术、路基健康监测与评价技术以及路基智能注浆加固技术4个方面进行分析.目前存在问题如下:BIM技术在路基工程领域中的应用还处于起步阶段,缺少合理的施工质量量化指标以及成本估算方法;智能压实技术理论研究薄弱,质量均匀性评价研究较少;现有路基监测与评价技术的测量方法易受到其他因素影响,人工干预较大;注浆加固技术没有统一的质量评价指标,大多还是凭借工程经验和理论分析来评价.因此,未来需要针对提出的问题对各项关键技术开展智能化理论与应用研究,为路基工程智能化建养提供指引.

    公路路基建筑信息模型技术智能压实注浆加固智能监测与评价

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    黏土路基回弹模量预测及贝叶斯模型选择研究

    宋超赵腾远
    88-99页
    查看更多>>摘要：[目的]确定黏土路基回弹模量的最优估计模型,实现黏土路基回弹模量的准确预测.[方法]采用贝叶斯高斯过程回归方法,建立了路基土的围压、偏应力、含水率以及干重度与路基回弹模量之间的定量关系,实现了高斯过程回归参数的准确估计与最优影响因子组合的客观选择,在模型的复杂度与拟合程度之间达到了自动平衡.[结果]基于所提出的贝叶斯高斯过程回归方法可准确预测路基的回弹模量,所选最优模型的决定系数(R2)和平均绝对百分误差(RMAPE)分别达到了0.99和1.51％,与全变量模型的预测性能几乎相同.在100次随机试验中,最优模型被选择的比率达到了88％.[结论]所提出的贝叶斯高斯过程回归方法不仅可以通过路基土相关物理力学参数准确预测路基的回弹模量,还可以有效剔除冗余输入变量,在保证模型拟合程度的情况下,降低了模型的复杂度,这对模型的应用与推广具有重要意义.

    路基工程高斯过程回归数据驱动非参模型贝叶斯理论

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    地震和降雨共同作用下植生混凝土生态护坡稳定性分析

    付亚伟
    100-109页
    查看更多>>摘要：[目的]探究地震和降雨共同作用下公路植生混凝土生态护坡的防护效果.[方法]以广西壮族自治区河池-都安高速公路某植生混凝土生态边坡为研究对象,基于颗粒流模拟软件(2-dimensional particle flow code,PFC2D)分析大变形和实时追踪裂隙的优势,通过PFC2D建立了植生混凝土生态护坡数值模型,并以动力学边界条件和颗粒流流固耦合原理来实现地震和降雨工况,以探究植生混凝土在不同工况下对边坡的加固作用.[结果]在地震单独作用下,有、无生态护坡的边坡都出现裂隙贯通坡体的现象.但值得注意的是,前者仅在中部和底部出现小规模危岩体,而后者形成了大规模的危岩体.在地震和降雨的共同作用下,前者在坡脚处出现浅层失稳,边坡整体稳定性较好,后者在坡顶出现了局部失稳,最终导致整体失稳.[结论]植生混凝土生态护坡可以有效降低坡面在地震和降雨作用下的破坏程度,保护坡体不出现大规模的失稳,但坡体在坡脚处会出现局部破碎和滑移,因此在此处须加强防护.

    植生混凝土生态护坡边坡稳定性颗粒流模拟地震降雨

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    改扩建工程路基差异沉降研究综述

    莫娅婵张军辉杨豪周梦绮...
    110-132页
    查看更多>>摘要：随着我国经济社会的快速发展及交通量的持续增长,早期建成的高速公路已经开始出现通行能力差、服务水平低等问题.为了解决这一问题,我国在近年来积极开展了高速公路的改扩建工作,目前已完成了多条高速公路的改扩建工程并投入运营,取得了显著成效.然而,高速公路的改扩建与新建公路有所不同,高速公路在改扩建过程中涉及新老路基拼接、变形协调等问题,特别是新老路基拼接引起的差异沉降,对路基路面结构危害巨大.为此,国内外学者致力于对减小新老路基差异沉降进行研究,探索了许多新的理念和技术.从差异沉降的理论、影响因素以及路基拼接处的处治措施3方面对现有研究成果进行了回顾和梳理,发现对减小新老路基差异沉降的措施,尤其是对加筋结构的布置、路基内部排水结构的研究还比较缺乏.建议开展此类研究,并从理论和影响因素上对差异沉降进行分析,提出适用于多种工况的拼接措施,从而起到控制差异沉降的作用,旨在为实际工程项目提供理论和实际指导.

    路基工程改扩建工程差异沉降变形协调处治技术

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