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期刊信息/Journal information
长安大学学报（自然科学版）
长安大学学报（自然科学版）

马建

双月刊

1671-8879

xuebao@chd.edu.cn

029-82334383

710064

西安市南二环路中段

长安大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Chang'an University(Natural Science Edition)CSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊系中华人民共和国教育部主管，长安大学主办的学术性双月刊，她在中国乃至世界范围内的公路交流科技领域具有广泛的影响，她是中国期刊方阵“双效”期刊，国务院学位委员会、国家教育学位与研究生教育中文重要期刊，《中国核心期刊要目总览》（第三版）鉴定的中国公路运输类核心期刊，EI(Page One数据库)固定刊源，国际道路科研信息（IRRD）书目文献数据库固定刊源，中国道路文献服务中心（CRDS）核心报道期刊，自1981年创刊以来多次获国家交通部和陕西省奖励。本刊以繁荣公路交通科技为己任，促进公路交通科技交流和转化。她主要刊载道路工程、桥梁工程、交通工程、隧道工程、汽车工程、筑路机械、交通控制、交通运输管理、国土资源与环境、建筑工程、基础学科等具有国内先进水平的论文、同时刊载公路交通科技动态方面的简要评述和通讯。主要读者对象为大专院校师生、公路交通科研人员、公路交通管理决策人员、公路交通领域的勘测、设计和施工单位的技术人员，国土资源与环境、建筑工程等领域的科研及工程设计人员。
正式出版
收录年代

    高模量沥青混凝土研究进展

    王朝辉舒诚韩冰傅一...
    1-15页
    查看更多>>摘要：为进一步提升路面结构与材料的耐久性,促进高模量沥青混凝土(high modulus asphalt concrete,HMAC)的研究与应用,系统梳理了国内外现有研究与应用成果,对比法国、欧洲及中国HMAC相关规范与评价指标,总结分析国内外试件成型方式及技术指标差异;全面调查了国内外HAMC相关研究动态,总结了各国高模量技术体系转换成果,对比评价了中国采用低标号(硬质)沥青、自调和沥青、添加聚烯烃类物质(外掺剂)3种方法制备的HMAC力学性能及路用性能,并针对其低温性能缺点提出了改善建议.结果 表明:国内外HMAC相关规范对动态模量均要求大于14 GPa,部分国家引入高模量技术后结合本国实情对技术体系进行了转换,导致不同地区试件成型方法与性能验证试验呈差异化;国外制备的HMAC高温性能多采用动态模量、动稳定度及车辙深度等指标评价,均值分别可达15 836 MPa、7 393次/mm、2.34 mm;中国则主要考虑动态模量与动稳定度等指标,其中采用低标号沥青时动态模量最高,均值可达20 827 MPa,采用外掺剂时动稳定度、疲劳寿命最优,均值分别可达11 640次/mm、146 173次(应变400×10-6),使用不同种类外掺剂的混合料路用性能差距明显;HMAC低温抗裂性能普遍较差,可掺入胶粉、聚乙烯等助剂予以提升.鉴于中国低标号沥青发展的局限,合理优选性能稳定的外掺剂并改善混合料低温性能是促进HMAC发展的基础.

    道路工程高模量沥青混凝土性能评价力学性能路用性能

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    太阳能路面研究现状及展望

    胡恒武查旭东岑晏青蒋海峰...
    16-29页
    查看更多>>摘要：为了促进太阳能光伏发电路面的研究与应用,通过搜集整理国内外相关文献资料,总结分析了太阳能路面的结构组成、工作原理与研究进展,以及目前各种结构模型的特点和存在问题,对比评价了几种典型的太阳能路面试验工程,据此对太阳能路面未来所面临的挑战和发展趋势进行了分析与展望.研究结果表明:太阳能路面主要由透光抗滑表层、光伏电池中层和隔水保护底层3层组成,能同时满足交通运输和清洁发电的功能要求;其结构型式总体可分为实体板块和空心板块两类,前者具有良好的承载能力和稳定性,但无法兼顾中层电池板的压裂失效和摆放角度等问题,而后者则可有效避免这些问题,但要做好密水或防排水措施;因结构和材料不同,导致国内外太阳能路面试验工程在板块单元尺寸、路面铺设方式、表层抗滑纹理、中层太阳能电池选型及造价等方面存在差异,且在重载交通、材料性能退化、假设条件理想化和自然环境等因素的影响下,使得实际发电效能和使用寿命等均未能达到预期效果.未来研究应主要对结构设计理论与方法、各结构层的设计与制备、性能测试与评价标准、整体结构制备与施工工艺、养护与维修、发电系统组装与智慧道路系统集成、多元化设计及性价比等基础问题进行突破,从而建立一套可靠完整的太阳能路面建管养体系.

    道路工程太阳能路面综述光伏发电智慧交通

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    热拌与温拌沥青路面生产施工排放物对比

    邱延峻罗浩原张家康冷慧康...
    30-39页
    查看更多>>摘要：为量化温拌剂的减排效果,对热拌与温拌沥青路面的生产和施工展开实地调研.选取排放问题较典型的拌和站出料、露天一般路面摊铺、隧道路面摊铺3个测试环境进行空气采样,选取采集空气样本中的CO、CO2、H2S、SO2、NOx 、PM2.5、PM10、苯并(a)芘(BaP,挥发性有机物,一级致癌物质)、沥青烟(致癌物)9种物质作为特征排放物进行定量分析,并将分析结果与有害浓度限制值以及相关研究结果进行了对比.研究结果表明:相较热拌工艺,选用的温拌剂可有效降低混合料的拌和与压实温度,降低了20℃,与此同时,在上述3个测试环境中,掺入温拌剂使9种排放物的浓度平均降低了28.6％、20.8％和26.4％,并可将热拌工艺下拌和站出料测试环境中超标的CO和隧道路面摊铺环境中超标的沥青烟浓度控制至限制值以内;温拌剂对致癌物BaP(降低40％以上)和沥青烟(降低30％以上)的减排效果最好,气态排放物CO、CO2、SO2、NOx次之,但H2S、PM2.5、PM10没有观察到具有统计意义的减排效果;与同类研究结果的对比表明,CO、CO2的减排效果与温度降幅的相关性最高,SO2的排放量除了与温度有关还与集料的酸碱性有关,NOx的减排效果主要来自用于加热的燃料节约,加热温度的降低也使BaP的挥发变弱.温拌剂可以有效降低沥青混合料施工生产中的排放.

    道路工程沥青路面温拌剂减排施工温度施工排放物

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    氧化石墨烯改性沥青性能评价及其OGFC混合料路用性能

    刘克非朱俊材张雪飞李泉...
    40-48页
    查看更多>>摘要：为制备氧化石墨烯(GO)高黏改性沥青,采用GO和SBS粒子为复配改性剂对70 #基质沥青进行复合改性.通过沥青结合料常规性能、流变性能和黏附性能测试对GO改性沥青性能进行表征;采用3种高黏沥青(GO改性基质沥青、GO/SBS改性沥青和壳牌高黏沥青)制备开级配磨耗层(OGFC-13)混合料并评价其路用性能,考察GO改性沥青应用于OGFC混合料的适用性.结果 表明.GO可显著提升沥青的黏度、稠度、刚度、韧性、抗永久变形能力、热储存稳定性和黏附性能,而对沥青低温抗裂性能影响并不显著,GO对基质沥青的改性效果优于改性沥青;GO改性沥青具有较好的固态交联网络,在高温(60℃)下可抑制胶体结构的破坏并提高沥青的弹性恢复功能;GO的加入可提高沥青的色散分量和极性分量,并提高沥青的表面自由能,进而提升沥青的黏附性能;GO可有效减缓沥青老化过程中轻质组分的挥发,从而降低老化对OGFC混合料劲度和弹塑性能的影响,在全面提高混合料老化性能的同时延长路面使用寿命;与壳牌高黏沥青结(混)合料相比,GO/SBS改性沥青结(混)合料具有优良的高温稳定性、施工和易性、水稳定性、低温抗裂性和抗老化性能,是一种具有高性能的高黏改性沥青结(混)合料.未来可尝试采用加入芳烃油、木质素纤维等方法进一步改善GO改性沥青结(混)合料的低温抗裂性和耐久性.

    道路工程高黏改性沥青性能评价氧化石墨烯透水沥青路面黏附性能

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    UHPC-沥青薄面层环氧界面剂黏结性能试验

    李嘉董亮张坚袁鹏...
    49-57页
    查看更多>>摘要：为确保超高性能混凝土(UHPC)-沥青薄面层之间黏结牢固,避免产生开裂、拥包、滑移、掀起等早期破坏,并以降低施工成本为重要目标,开展环氧界面黏结剂技术性能研究.超高性能轻型组合桥面体系由钢面板-(35～50 mm) UHPC-沥青薄面层组成.选择进口环氧界面剂202及中国产环氧界面剂2766开展室内试验,对比分析两者的界面力学性能及耐久性.通过常温、高温条件下UHPC-SMA复合试件层间斜剪试验、拉伸试验和界面附着力拉拔试验,探讨环氧界面剂202及2766层间黏结性能;经过多次冻融循环和氯盐高温环境模拟,掌握环氧界面剂在受到水损害和氯盐侵蚀后力学性能的劣化规律.试验结果表明:环氧界面剂2766和202具有很高的黏结强度;常温下,环氧界面剂2766与202抗剪强度相当,拉拔强度前者低于后者18％;高温下,环氧界面剂2766与202黏结性能下降,但仍明显优于沥青类黏结层材料,与环氧界面剂202相比,界面剂2766的抗剪强度和拉拔强度分别提高131％、109％,其高温稳定性更好;在浸水损害和氯盐侵蚀不利自然环境下,环氧界面剂2766和界面剂202劣化规律相似,但劣化程度存在差异;环氧界面剂2766的耐久性能明显优于界面剂202;冻融循环的影响大于氯盐高温循环.中国产环氧界面剂2766的综合单价比进口环氧界面剂202低约40％,且材料来源广泛,施工工艺简单,用量控制准确,可以替代进口产品.

    道路工程环氧界面剂黏结性能超高性能混凝土组合桥面

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    干法环氧沥青固化行为及其混合料性能评价

    李悦张艳君曹东伟贾晓鹏...
    58-67,76页
    查看更多>>摘要：为了解决传统环氧沥青稳定性差、易离析、需现场制备、应用要求严格以及应用工序复杂等问题,对一种自制干法环氧材料及其混合料性能进行研究评价.采用光学显微镜观察干法环氧材料与沥青比例分别为1∶2、1∶3、1∶4时的分散性,并观察最优比例下干法环氧沥青的固化状态;采用非等温差示扫描量热(DSC)试验分析其固化行为,以及不同固化时间材料的固化程度,应用DoseResp模型拟合出固化程度与时间的关系曲线;通过固化行为分析,初步确定混合料养生温度及时间,并对混合料性能进行研究.研究结果表明:当干法环氧材料与沥青比例为1∶3时,其分散密集且无明显结团现象,在150℃条件下随着时间增长,逐渐形成稳定的网状交联结构;不同升温速率条件下,升温速率越高,固化热越小,固化反应越不充分;通过Kissinger方程和Ozawa方程计算该干法环氧材料的固化反应近似1级反应,反应放热集中且容易进行;DoseResp模型对干法环氧材料固化反应转化百分率的拟合精度较高,在实际应用中可以通过该拟合模型初步判断其固化程度,对研究和应用中时间控制有较好的指导作用;干法环氧沥青混合料马歇尔稳定度可达53.34kN;60℃车辙动稳定度可达42 000次,70℃车辙动稳定度可达25 200次;冻融劈裂强度比大于100％;浸水残留稳定度大于90％;低温弯曲性能满足要求.

    道路工程固化行为混合料性能差示扫描量热室内试验干法环氧

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    复配型水性环氧乳化沥青微表处耐久性

    郑木莲范贤鹏刘富强李洪印...
    68-76页
    查看更多>>摘要：为解决沥青路面微表处早期病害多发问题,使用水性环氧树脂(waterborne epoxy resin, WER)配合丁苯橡胶(styrene butadiene rubber,SBR)对乳化沥青进行复合改性,制备复合改性水性环氧乳化沥青微表处,通过三大指标及黏附性能验证沥青改性效果.以混合料的水稳定性、耐磨耗性及抗滑性作为评价标准,分别采用长期浸水湿轮磨耗试验、多次冻融循环湿轮磨耗试验和四轮加速磨耗试验,对不同水性环氧树脂掺量下的微表处混合料的耐久性进行评价,同时与不掺加水性环氧树脂的SBR改性乳化沥青微表处进行对比.研究结果表明:在复合改性作用下,乳化沥青的高低温性能及黏附性能均得到较大提升,微表处混合料相较普通的SBR改性乳化沥青微表处表现出更为优异的耐久性能,其湿轮磨耗值(wet track abrasion test,WTAT)在长时间浸水与多次冻融循环的条件下不会出现大幅度增长,具有较好的水稳定性能;在15 000次加速磨耗过程中的耐磨耗性能可以维持在较高的水平,且抗滑性能衰减速率较SBR微表处有所下降;水性环氧树脂掺量(质量分数,下同)逐渐增加至8％的过程中,微表处的耐久性可以持续提升,即各项性能在试验过程中的衰减速率逐渐放缓,在超过8％的掺量之后,对微表处的耐久性提升不再明显,所以建议较为经济的水性环氧树脂掺量不宜超过8％.

    道路工程耐久性水性环氧乳化沥青加速磨耗复合改性微表处

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    基于聚辛烯/硫磺的橡胶沥青性能提升技术

    熊剑平刘聪张明月周智密...
    77-86页
    查看更多>>摘要：为了解掺入聚辛烯与硫磺对橡胶沥青性能的提升效果,以橡胶沥青的抗车辙因子G*/sin(δ)、软化点及5℃延度值作为评价指标,基于四因素三水平正交试验探究剪切速率、胶粉掺量、剪切时间和剪切温度对沥青高低温性能的影响,并采用优化的工艺参数制备不同掺量(质量分数,下同)聚辛烯(0.5％、1.0％、1.5％)与硫磺(0.1％、0.5％)的橡胶沥青.通过软化点、动态剪切流变(58℃)、动力黏度(60℃)等指标评价其高温性能;开展不同温度下的弯曲梁流变试验研究其低温性能;通过弹性恢复及离析试验分析其弹性恢复能力与储存稳定性,并综合相关性能试验结果推荐聚辛烯与硫磺的最佳掺量.研究结果表明:胶粉掺量的增加可改善沥青高低温性能,剪切时间的延长与剪切温度的增加对橡胶沥青高低温性能影响不显著,剪切速率的加快会降低沥青低温性能,故制备工艺选取胶粉掺量为20％,剪切时间为60 min,剪切温度为180℃,剪切速率为1 000r/min;单独掺入硫磺对橡胶沥青的高温性能、弹性恢复能力几乎没有影响,与聚辛烯双掺改性则可以改善橡胶沥青的性能,且掺量越高其性能改善效果越显著;不同掺量的聚辛烯与0.1％硫磺双掺可改善橡胶沥青低温性能,同时提升其储存稳定性,在聚辛烯掺量为1.0％条件下效果最优.因此,建议使用0.1％的硫磺和1.0％的聚辛烯制备复合改性橡胶沥青.

    道路工程橡胶沥青聚辛烯硫磺制备工艺性能评价

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    导光混凝土太阳能路面空心板块模拟与制备

    查旭东王子威胡恒武张铖坚...
    87-96页
    查看更多>>摘要：为探索合理的太阳能路面结构型式,提出一种内设拱室、导光体与太阳能电池的矩形导光混凝土空心板块结构,其中每个导光体是由平凸透镜、圆台形棱镜和圆柱形导光光纤复合而成的整体构造,平凸透镜作为进光端等间距布设于空心板块表面,导光光纤底面作为出光端汇集于拱室拱顶处,从而可将路表光能汇聚传导并投射至内置太阳能电池上进行光伏发电.首先,通过三维有限元建模模拟了空心板块路面结构的受力特点,确定满足承载能力要求的空心板决适宜长、宽、高分别为50、50、17 cm,拱宽、底厚、拱高、顶厚分别为26、5、5、7 cm;其次,采用光线追踪法仿真导光体的光路传播规律,并根据导光性能和经济性优选了导光体的设计参数,即导光光纤的半径和折射率分别为3.5 mm和1.6,平凸透镜的半径和厚度分别为10.5、4.2 mm,棱镜的高度和表面反射率分别为31.1 mm和1.0;然后,提出了导光混凝土太阳能路面空心板块模型的制备工艺,并采用自密实防水混凝土和有机玻璃导光体制备了相应的空心板块试件,测试了其力学性能和发电效能.研究结果表明:空心板块路面结构的最大拉应力和最大竖向位移随着拱宽的增加而显著增加,而随着底厚、拱高和顶厚的增加而逐渐减小,且空心板块试件的最大竖向变形小,力学强度高;导光光纤半径和平凸透镜半径对导光体单日透射的总太阳能影响显著,而平凸透镜厚度、棱镜的高度和表面反射率及导光光纤折射率的影响较小,且空心板块试件的导光体数量越多,工作电压和最大输出功率越高,相应的导光和聚光效果越好,但为保证空心板块混凝土的可模性和整体强度,导光体数量宜选用81个;空心板块试件每平米的年发电量为50～90 kW·h,其增加成本可在5～10年内回收,总体经济性较好,且具有良好的社会和环境效益.因此,该结构可满足行车和发电的双重功能要求,可为太阳能路面的研究和应用提供一种可行方案.

    道路工程导光混凝土机理模拟太阳能路面空心板块模型制备性能测试

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    基于老化的石墨烯/橡胶粉复合改性沥青蠕变特性及微观结构分析

    武红娟王选仓王睿张微...
    97-106,115页
    查看更多>>摘要：为了分析石墨烯掺量以及老化对石墨烯/橡胶粉复合改性沥青蠕变-恢复性能、蠕变参数以及蠕变中瞬时弹性变形、延迟弹性变形以及不可恢复黏性变形等各组成部分相对比例的影响,以不同石墨烯掺量的橡胶沥青为研究对象,采用60℃蠕变-恢复试验,分析其旋转薄膜烘箱(RTFOT)老化和压力(PAV)老化蠕变-恢复性能.首先,基于Burgers模型拟合沥青蠕变变形,为了减少Burgers模型拟合误差,利用蠕变柔量与时间的关系,预估Burgers模型的瞬时弹性模量,进而拟合模型剩余参数;其次,计算各类变形占总体蠕变变形比例,分析石墨烯掺量对不同老化阶段橡胶沥青蠕变变形的影响规律;最后,采用扫描电镜(SEM)观测不同老化程度的橡胶沥青、石墨烯/橡胶粉复合改性沥青微观结构.研究结果表明:RTFOT老化后橡胶沥青的蠕变值显著大于原样沥青,而经历PAV老化后,其蠕变值减小;石墨烯的掺加使得老化对橡胶沥青蠕变值的影响减小;RT-FOT和PAV老化后,橡胶沥青及复合改性沥青的瞬时弹性变形所占比例、总体变形比例均有一定程度的减小;RTFOT老化后其延迟弹性变形所占比例显著减小,而黏性变形所占比例增加;PAV老化后其延迟弹性变形所占比例有一定程度的上升;SEM显示,原样橡胶沥青呈现明显的非均质性,老化后橡胶粉颗粒减少,橡胶颗粒呈现溶胀状态;原样石墨烯/橡胶粉复合改性沥青与橡胶沥青微观结构相似,老化后复合改性沥青中出现较大面积的团聚物.

    道路工程蠕变Burgers模型石墨烯/橡胶粉复合改性沥青微观结构

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