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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。
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    铝酸锶长余辉发光材料在交通标线中的应用研究进展

    何锐梁映平解瑞松鲁孝松...
    1-13页
    查看更多>>摘要：为促进长余辉发光材料在交通标线中的应用与研究,进一步提高交通标线雨夜视认性,梳理了国内外现有研究与应用成果,阐述了长余辉发光材料的分类及发光机理,总结其制备方法,并探讨了交通标线中掺杂稀土元素铕、镝的铝酸锶(SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+)发光材料关键性能评价方法,为进一步完善其技术标准奠定基础.针对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+发光材料存在易水解、有机相容性差等问题,探讨了表面改性技术和配方优化对提高其耐水性和有机相容性的效果.结果表明:交通标线中的长余辉发光材料主要包括硫化物、铝酸盐和硅酸盐系列,其中SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+具有余辉时间长、余辉强度高等优点,在交通标线中运用最广泛;当该类长余辉发光材料掺量(质量分数)在30％～40％,粒径在25～48 μm时,其在交通标线中的使用效果最佳;复合表面改性技术能同时提高铝酸锶发光材料的耐水性和有机相容性.

    道路工程交通标线铝酸锶长余辉发光材料发光机理性能评价表面改性

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    电热型融雪路面技术研究综述

    刘状壮张有为季鹏宇郝亚真...
    14-25页
    查看更多>>摘要：电热型融雪路面作为一种主动型路面冰雪控制技术,能够在冬季寒冷环境下高效、智能地实现路表抗滑安全供给,是多学科深度交叉融合的全新领域,也是近年来智能路面方向的研究热点之一.为了总结其现有研究的不足、进一步推进道路除冰雪技术发展,系统总结了国内外电热型融雪路面技术研究现状,对电热型融雪路面技术工作原理、系统组成以及相关技术问题进行对比分析.首先,阐述电热型融雪路面的工作原理和道路结构传热机制,总结路面传热模型建立方法和基本传热方程,讨论电热型融雪路面传热模型中的冰-雪-水相变、多场耦合以及实际工况问题.然后,基于电热型融雪路面传热原理及传热过程,将电热型融雪路面分成发热系统和导热系统两部分,梳理和总结了路面发热系统设计参数以及各设计参数(发热材料、埋设深度、布设间距以及输入功率等)对路面发热和融雪效果的影响.最后,对路面导热系统道路材料组成设计、导热性能评价和层位结构组合影响进行了分析,并对电热型融雪路面技术融雪效果评价方法局限性进行了分析.结果表明:电热型融雪路面技术当前研究的重点多集中于导热材料、系统参数研究及环境因素影响,未来应从融雪效果评价、耗能评价及路用性能等方面开展研究.

    道路工程路面冰雪防控融雪路面融雪传热模型发热系统路面导热

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    中国路用水性环氧材料工作性能研究与应用进展

    陈谦王朝辉周璐傅豪...
    26-40页
    查看更多>>摘要：针对目前中国路用水性环氧材料种类繁杂、评价指标各异等问题,为进一步明确路用水性环氧材料关键性能及其指标的合理阈值,系统梳理了国内外路/桥用黏结材料相关规范,对比评价了水性环氧树脂及其改性乳化沥青各项评价指标的阈值差异,全面调查了中国路用水性环氧材料研究与应用进展,总结并评述了水性环氧树脂及其改性乳化沥青的工作性能,并在此基础上,综合考虑调查结果与数理统计原理,明确了路用水性环氧树脂关键工作性能主要包括力学性能与固化时间,水性环氧乳化沥青关键工作性能主要包括耐热、防水、低温柔韧、施工存储、黏结与固化时间,提出了路用水性环氧树脂及乳化沥青各关键工作性能的评价指标及其要求建议值,并展望了路用水性环氧材料未来需要进一步重点关注的研究方向.研究成果可为路用水性环氧材料相关规范的修订和完善提供有益参考.结果表明:路用水性环氧树脂关键工作性能主要包括力学性能与固化时间,要求达到:拉伸强度≥8 MPa、断裂伸长率≥10％、表干时间≤4 h及实干时间≤8 h;水性环氧乳化沥青关键工作性能主要包括耐热、防水、低温柔韧、施工存储、黏结与固化时间,要求达到160℃条件下无滑动、流淌、滴落等情形,0.3 MPa条件下薄膜60 min内不透水,-25℃无裂纹;黏度30～50 s;表干时间≤4 h及实干时间≤8 h.黏结性能主要指标为层间拉拔强度,可划分为4个等级:优秀[1.1,+∞)、良好[1.0,1.1)、一般[0.5,1.0)、较差[0,0.5).

    道路工程水性环氧树脂乳化沥青工作性能评价指标等级划分

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    沥青混合料疲劳自愈合研究综述

    张阳齐浩男马涛张伟光...
    41-51页
    查看更多>>摘要：针对长期以来,沥青混合料的寿命预估过程中忽略自愈合特性的积极影响而低估其使用寿命问题,从愈合机理,疲劳愈合影响因素,疲劳愈合指标以及考虑愈合的疲劳寿命计算方法4个维度总结现有研究成果.从微观尺度出发解释了愈合的原理,从宏观尺度列举了五大疲劳愈合指标以及影响疲劳愈合的因素,并总结了常用的疲劳愈合试验方法.黏弹性连续损伤力学是研究沥青混合料疲劳性能的理想方法,因此,重点介绍了基于该力学框架下计算考虑愈合的疲劳寿命预估的2种方法,为后续定量预估考虑愈合的疲劳寿命奠定基础.研究结果表明:目前的研究多停留在定性分析,缺乏对愈合效应的定量评价.当下的疲劳愈合试验和实际路面主要为块休息间歇加载模式,虽节省时间,但和实际路面加载加载模式不符.因此,未来需建立试验和实际路面加载的联系,此外,由实验室材料的疲劳愈合预估转向路面的疲劳愈合预估将是未来研究的重点.

    道路工程沥青混合料愈合黏弹性连续损伤力学疲劳预估自愈合

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    集料理化特性对沥青-集料界面黏附性能的影响

    汪海年许卉王江峰应军志...
    52-61页
    查看更多>>摘要：为了深入探究集料理化特性对沥青-集料界面黏附性能的影响,以石灰岩、玄武岩、砂岩和花岗岩4种集料为研究对象,基于表面能理论,采用躺滴法测定集料和沥青的表面能参数,建立无水和有水条件下集料与沥青的界面破坏模型,进而提出黏附性(ER)指标以定量评价沥青-集料界面破坏机理.基于分子动力学(MD)模拟,建立集料氧化物与沥青及水的界面模型,提出集料氧化物相对分子质量比(OR)表征氧化物与沥青的黏附性能,并验证其与ER的相关性.以4种集料成型沥青混合料试件,进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和浸水车辙试验,验证ER和OR与水稳定性评价指标的判定关系.结果表明:集料的表面能大小与沥青-集料的黏结强度相反.沥青-集料的黏附功与沥青的黏聚功之差为润湿功,沥青在有水条件下,因静电引力使得其抵抗自身变形的能力更强,进而因润湿功降低影响了其与集料的黏附性能;沥青与集料的黏附功因水的存在转变为负的剥落功,剥落功的绝对值越小,沥青与集料的黏结性能越好.提出的ER与润湿功成正比,与沥青-集料界面的剥落功成反比,可以从表面能理论角度更全面的评价沥青与集料的黏附性能.MD模拟进一步验证了沥青-集料黏结性能的规律,ER与OR呈正相关,且二者与沥青混合料水稳定性评价指标的判定系数均达到了 0.8以上,能有效表征不同集料与沥青的黏附性,并判断其对沥青混合料抗水损害性能的影响.

    道路工程黏附性表面能分子动力学水稳定性

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    SBS和SBR胶乳对彩色乳化沥青蒸发残留物性能的影响

    陈华鑫操霞芳徐鹏吴永畅...
    62-70页
    查看更多>>摘要：为研究聚合物胶乳对彩色乳化沥青的改性效果,采用先乳化后改性工艺制备了不同掺量的SBS和SBR胶乳改性彩色乳化沥青(MEA).通过测试不同掺量下改性彩色乳化沥青的针入度、软化点和测力延度,研究了不同胶乳对彩色乳化沥青蒸发残留物性能的影响.基于动态剪切流变(DSR)试验测试不同温度下的复数模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sin(δ)等指标,分析各掺量水平下彩色乳化沥青蒸发残留物的中高温流变特性.以车辙因子和测力延度为主要指标,研究了蒸发残留物在不同掺量下的抗高温变形能力、弹性恢复能力和低温黏韧性;结合红外光谱,分析了SBS和SBR胶乳对彩色乳化沥青的改性作用机理.结果表明:当胶乳掺量(质量分数3％,下同)较低时,对彩色乳化沥青性能的影响不明显,随着胶乳掺量增加,改性彩色乳化沥青黏韧性明显提高;相同掺量下,SBR胶乳比SBS胶乳改性彩色乳化沥青延度提升15％～17％,软化点提高约5％.随着温度升高、胶乳掺量增加,改性彩色乳化沥青中的弹性成分提高,相位角下降,C9石油树脂百分量减小,复数模量和车辙因子减小.结合官能团分析,SBS和SBR胶乳对彩色乳化沥青的改性作用以物理改性为主,相对而言,SBR胶乳对彩色乳化沥青具有更好的改性效果.当用于彩色微表处时,SBR胶乳掺量为9％较适宜.

    道路工程彩色乳化沥青SBS胶乳SBR胶乳流变性能

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    粉末固废应用于透水沥青路面的浸出污染

    刘佳雯李辉张恒基付凯敏...
    71-78页
    查看更多>>摘要：为了评估透水路面材料在雨水淋沥作用下是否存在自身材料成分浸出及其潜在污染风险,将目前常用的粉煤灰、硅藻土、赤泥3种粉末固废材料应用于透水沥青路面,通过静态碱浸出试验与室内模拟降雨渗流试验,分别测试材料浸出液pH及污染物浸出浓度,并通过急性生物毒性试验测试了透水沥青混合料浸出液对水生生物斑马鱼的影响.进一步结合材料宏观、微观孔隙特征测试,分析填料种类、透水沥青混合料孔隙特征及浸出污染物的关系.结果表明:透水沥青混合料浸出液的pH值在8.2～8.3,OH-大部分来自填料与集料,且硅藻土与赤泥作为替代填料时碱浸出程度稍强;当粉煤灰与赤泥应用于透水沥青混合料时,其内部含有的金属成分如Al、Fe随雨水渗出微弱;但透水沥青路面材料渗滤液总氮(TN)和总磷(TP)含量较大,进行水资源就地回收利用时需谨慎;透水沥青材料浸出液中斑马鱼胚胎的存活率为92％,未对水生生物产生显著影响;填料种类的改变对透水沥青路面材料总孔隙率等宏观孔隙特征参数影响较小,而多孔填料明显改善了透水沥青混合料内部的微观孔隙.总体而言,考虑到自然环境的汇水与稀释作用,当固废材料作为填料应用于透水沥青混合料时,自身浸出污染风险较小.

    道路工程透水路面浸出污染测试透水沥青混合料固废材料

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    路面复合结构荧光涂层中发光层材料制备及性能

    胡力群赵莉莎杨政
    79-89页
    查看更多>>摘要：为了研究发光材料在公路工程领域应用的可行性及其发光性能优劣,以耐水性包覆后的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+为发光材料,水溶性丙烯酸树脂为基料等物质混合制备一种长余辉发光材料用于道路荧光涂层中的发光层,通过余辉性能试验分析颜基比(即发光颜料与水溶性丙烯酸树脂的质量比)与发光层发光性能之间的关系,并通过试验分析了固化剂用量及涂膜厚度对发光层性能的影响规律,从而得出发光层材料的最佳配合比.参考复合式超疏水抗凝冰涂层的设计思路、层铺法的施工方式,设计了一种专用于公路工程的复合结构荧光涂层,根据不同条件下的试验现象和试验结果,参考规范以表面硬度、耐磨性、附着力、耐水性、耐热性等指标评价荧光涂层的基本性能,在不同天气状况下进行余辉性能试验,并考察了涂层的抗滑性能和层间黏结性能,以探究复合结构荧光涂层在荧光道路中的可行性.研究结果表明:当颜基比为1∶1、固化剂质量与发光层材料总质量比为1∶4时,发光层材料发光性能、物理机械性能良好;增加发光层涂膜厚度可以在一定程度上提高发光层的余辉性能,发光均匀性也得到改善,但提升效果有限;综合考虑材料的基本性能和发光性能,确定发光层材料的最佳配合比.以此制备的复合结构荧光涂层在表面硬度、耐磨性、附着力、耐水性、耐热性等方面均符合规范要求,发光时长可达7 h以上,抗滑性能和层间黏结性能也满足标准要求.该路面复合结构以SrAl2O4∶(Eu2+,Dy3+)为发光材料制备的发光层应用于道路中,兼具环境效益和社会效益,验证了其在道路建设中的可行性.

    道路工程荧光涂层余辉性能发光材料颜基比路面复合结构

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    应用于光伏道路的透光混凝土适用性

    李岩张久鹏黄果敬何印章...
    90-98页
    查看更多>>摘要：为研究以废旧钢化玻璃为集料、环氧树脂为胶结料的透光混凝土在光伏道路路面层结构中应用的可行性,首先通过层间剪切试验与拉拔试验确定透光混凝土层与水泥混凝土层的层间黏结状况;其次,成型不同厚度的透光混凝土试件进行透光率试验,探究不同厚度对面层结构透光率的影响;最后,对设计的光伏发电结构进行实际发电量测试,验证其实际应用价值并通过拟合方程确定最佳发电效率和负载.结果表明:水泥混凝土层养护7 d后再进行透光混凝土面层的制备,可以达到普通沥青混凝土路面层间黏结的效果,黏结特性符合规范要求,且水泥混凝土层养护7 d后的拉拔强度和抗剪强度较养护3 d的增长率分别为32.8％和28.2％;透光混凝土面层透光率与其厚度呈现负相关,并可根据拟合公式反算目标透光率得到所需透光混凝土面层的厚度;结合1 d中西安市太阳光辐射照度情况,确定了薄膜太阳能电池板的最佳负载为30 Ω,并测得每天可产生的电量为0.203 kW·h/m2,经性能优化后可进行路用实践.上述研究结果验证了透光混凝土在光伏道路中具有良好的层间黏结特性及可观的发电量,可为透光混凝土在光伏道路上的多场景应用提供科学依据和理论支撑.

    道路工程透光混凝土光伏道路层间特性黏结性能发电效率

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    碱激发固废道路补强材料的制备与性能

    冀欣王振军赵昕余振发...
    99-111页
    查看更多>>摘要：针对传统无机类道路补强材料存在造价昂贵、碳排放和耗能大,亟需研发新型绿色环保道路补强材料的问题,考虑碱激发固废补强材料性能方面产生的协同效应,以水玻璃和氢氧化钠为激发剂,低钙粉煤灰为基础粉料,探讨了高炉矿渣粉和钢渣微粉作为复合粉料共同制备无机路面修补料的可能性.通过室内试验研究了复合粉料掺量(质量分数,下同)分别为50％和70％时,对标准养护净浆试样凝结时间、流动度、黏度、抗压强度和抗折强度的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜和红外光谱分析了硬化浆体的凝胶产物、微观结构和键合类型.结果表明:与纯水泥净浆相比,各配比下粉煤灰基复合浆体凝结时间明显增加;钢渣可改善浆体的流动性能,但过多高炉矿渣的掺加会因早期水化产物增多而影响浆体的流动性能;复合浆体的黏度与流动性能具有较强的相关性.力学性能方面,高炉矿渣对硬化浆体的早期强度起着决定性作用.钢渣活性虽然较低,但可以发挥物理填充作用,当钢渣掺量为10％时,硬化浆体的力学性能最优.在水化过程中,钢渣所起的化学作用小于矿渣和粉煤灰,随着钢渣掺量的增大、矿渣掺量的减小,浆体力学强度下降,但钢渣在后期的反应活性较高.高钢渣掺量的硬化浆体表面松散且孔隙结构较大,而高掺量高炉矿渣硬化浆体表面致密且均一,板状和三维网状的凝胶产物填充了孔隙并促进了致密微观结构的形成.

    道路工程道路补强材料碱激发工业废渣路用性能高炉矿渣钢渣

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