基于BP神经网络路用聚合物纤维沥青混凝土性能

首先探讨了纤维加入沥青混凝土的方法,其次分别对普通沥青混凝土、不同类型的聚合物纤维沥青混凝土进行了高温稳定性试验,对试验结果进行了对比,并分析了纤维作用机理。

第25卷　第12期 2003年12月 武　汉　理　工　大　学　学　报 journalofwuhanuniversityoftechnology vol.25　no.12 　dec.2003 聚合物纤维改性沥青混凝土的研究 吴少鹏,薛永杰,张登峰 (武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉430070) 摘　要:　路用纤维作为沥青混凝土的添加材料,近年来在我国的高级沥青路面得到了广泛应用。通过添加聚合物纤维 来对普通沥青混凝土进行改性,研究了混合料掺纤维后的马歇尔稳定度、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性及耐疲劳性 能,并与普通密集配沥青混凝土进行了路用性能的对比分析。依据分析的结果,简述了纤维改善沥青混凝土的强度形成 机理。 关键词:　纤维;　沥青混合料;　改性;　路用性能 中图分类号:　tu528

加入不同类型的聚合物纤维后,沥青混凝土的沥青膜增厚,混合料的粘聚力得到了提高,从而不同程度提高沥青混凝土水稳定性能。

沥青混凝土中掺加聚合物纤维能显著提高沥青混合料的路用性能、路面的抗水侵害能力、路面的高温稳定性,减少路面的反射裂缝。试验结果表明,掺加纤维后,沥青混合料的稳定度约提高20%左右,动稳定度提高170%左右。而掺加聚丙烯腈纤维的性能又略优于掺加聚酯纤维,是提高沥青混凝土路面性能比较有效的措施。

沥青混凝土中掺加聚合物纤维能显著提高沥青混合料的路用性能，提高路面的抗水侵害能力和路面的高温稳定性。

将工程案例、工程实验数据和相关理论相结合,对聚合物纤维沥青混凝土在公路路面工程中的设计应用进行了论述。

随着国民经济和交通运输事业的迅速发展,行车荷载的作用次数及轴载大大增加,部分新建道路在开放交通一、二年内就出现了坑槽、开裂、车辙等病害,寿命较短、修复次数多,不仅会造成较大的经济损失,而且还会产生不良的社会影响。因此,改善沥青路面的使用品质,提高沥青路面耐久性、强度、高温、及水低温稳定性,延长路面使用寿命是当前我国道路工作者面临的重要课题。

沥青混凝土加筋技术是一项能较好改善沥青混凝土路面质量县经济实用的高新技术。文章从中山市小榄镇民安路改造工程实例出发,结合工程实验数据和相关理论研究结果对聚合物纤维沥青混凝土在市政道路工程中的设计应用进行了论述。在此项工程中特别运用了德兰尼特沥青道路专用纤维作为稳定、增强添加剂用于沥青路面,取得了很好的效果。

聚合物纤维混凝土试验

使用偏高岭土、硅粉和碱激发剂制备土壤聚合物混凝土,研究其物理力学性能、干缩和耐久性能。结果表明,土壤聚合物混凝土具有比普通混凝土更高的抗压强度、抗拉强度和极限拉伸值;土壤聚合物砂浆的干缩显著小于普通水泥砂浆;3%硫酸钠溶液中的土壤聚合物砂浆没有产生任何膨胀,具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能。含碱量即使高达12.1%,土壤聚合物也不会产生危害性的碱-硅酸反应;土壤聚合物混凝土的氯离子有效扩散系数为1.03×10-12m2/s,抗氯离子侵蚀性能优良。

研究了聚合物对轻集料混凝土性能的影响。试验结果表明,当eva乳液掺量5%￣15%时,轻集料水泥混凝土的抗压强度和抗折强度有较大的提高,当掺量为10%时,抗压强度达到28.87mpa,比空白样提高了70.83%;当掺量为15%时,抗折强度达到6.33mpa,比空白样提高了79.32%。在轻集料水泥混凝土中掺入聚合物,大大提高了轻集料混凝土的折压比,脆性减小,改善了轻集料混凝土的韧性。聚合物轻集料水泥混凝土的抗渗性、抗冻性显著提高。

超吸水聚合物混凝土具有高吸水性和保湿性,在水资源短缺的干旱地区,对提高混凝土的抗冻性和抗渗透性有很大作用。通过调整高吸水聚合物、粉煤灰、煤矸石等材料的掺量,对混凝土的物理力学性能进行试验,配置出高性能的超吸水聚合物混凝土,并对超吸水聚合物混凝土的抗冻性和抗渗透性进行研究,得出提高其抗冻性能和抗渗透性能的配合比方法,对改善混凝土耐久性有一定的实际意义。

分析了纤维在沥青混凝土中的吸附、稳定和阻滞作用,并指出纤维沥青混凝土对裂缝扩展的影响,阐述了其抗疲劳性能、高温稳定性能和低温抗裂性能方面的作用,以延长沥青路面的使用寿命。

影响混凝土结构抗裂性能的一重要因素是原材料,本文基于bp神经网络模型和matlab软件,建立了原材料对混凝土抗裂性能影响的神经网络预测模型,结果表明bp神经网络能很好地预测混凝土抗裂性能,模型预测精度高达99.95%.

针对水利工程的特点,采用掺入不同品种和不同掺量聚合物纤维试验方案,采用自行设计的试验方法(约束法)测定混凝土抗裂性能,对聚合物纤维混凝土的配合比和性能进行研究。研究结果表明,聚合物纤维混凝土的抗裂性能、抗渗性能、变形性能和力学性能等比普通混凝土显著提高。

以dolanitas(德兰尼特)聚丙烯腈纤维为例,通过对沥青混合料中掺加聚合物纤维后的路用性能试验,分析了聚合物纤维在沥青胶浆中的作用机理和聚合物纤维对沥青混合料路用性能的影响。

在mts上采用应变控制模式和中点加载方式的小梁弯曲疲劳试验方法,研究了不同沥青用量、纤维掺量和应变水平条件下聚合物纤维加筋沥青混合料的弯曲疲劳特性及其变化规律;根据试验结果提出了基于疲劳寿命下的最佳聚合物纤维掺量,建立了以拉应变、混合料的初始劲度、体积参数vfa和纤维掺量为参数的聚合物纤维加筋沥青混合料疲劳性能模型。结果表明,沥青混合料的疲劳寿命随着聚合物纤维掺量的增加而延长,但当掺量过大时疲劳寿命反而可能有所下降。通过多元线性回归分析表明,含纤维掺量参数的新模型的精度比其他疲劳模型得到了明显提高。

聚合物纤维加筋沥青砼是一种新型的高等级公路道面材料.本文从理论和实践出发,论述了聚合物加筋材料的作用机理,聚合物加筋沥青砼的配合比设计及施工工艺等相关技术问题.

通过研究普通及纤维沥青混合料的各项路用性能及力学性能,表明添加纤维能明显改善沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性能,并且能有效增加混合料的整体性及柔韧性,适于作为特殊路段的铺筑材料,同时针对207国道衙道—道宝河段二级公路表面层沥青混凝土铺装,详细介绍了纤维沥青混凝土在山西公路建设中的应用。

对在河南小刘桥桥面施工中应用的纤维沥青混凝土进行了路用性能的试验分析研究,从而得到了聚酯纤维在不同纤维掺量条件下和在掺加混合纤维条件下的各项路用性能指标的变化规律。研究表明,掺加上述纤维后沥青混合料表现出优良的路用性能。

通过研究普通及纤维沥青混合料的各项路用性能及力学性能，表明添加纤维能明显改善沥青混合料的高温稳定性，低温抗裂性及水稳定性能，并且能有效增加混合料的整体性及柔韧性，适于作为特殊路段的铺筑材料。同时针对109国道棋盘井-石嘴山段一级公路表面层沥青混凝土铺装，详细介绍了纤维沥青混凝土在内蒙古公路建设中的应用。

使用粉煤灰和碱激发剂制备粉煤灰基土壤聚合物混凝土,并系统研究其物理力学性能、干缩和耐久性能。粉煤灰基土壤聚合物混凝土早期强度相对较低,后期增长明显。粉煤灰基土壤聚合物砂浆的干缩主要发生在早期,14d龄期后的干缩率均显著小于普通水泥砂浆,在150d龄期时为普通水泥砂浆的71.8%。硫酸盐侵蚀试验表明:在3%硫酸钠溶液中,粉煤灰基土壤聚合物砂浆没有产生任何膨胀,具有优良的抗硫酸盐侵蚀性能。即使粉煤灰基土壤聚合物含碱量高达10.6%,也不会产生危害性的碱-硅酸反应。粉煤灰基土壤聚合物混凝土快速碳化28d的碳化深度为14.0mm,抗冻等级在f100以上。自然浸泡法试验表明:粉煤灰基土壤聚合物混凝土的水溶性氯离子有效扩散系数为1.79×10-12m2/s,是混凝土的30.5%,具有比普通混凝土更好的抗氯离子侵蚀性能。粉煤灰基土壤聚合物混凝土具有适用的物理力学性能,较低的干缩,优良的耐久性能,是一种新型的结构材料。