沥青混合料的抗弯拉性能影响沥青路面的服役质量和寿命，其内部受力决定了抗弯拉性能的优劣。为探究沥青混合料的内部受力特征，采用离散元方法对3点弯曲受力模式下沥青混合料各组分力链进行量化评价。首先，基于图像识别构建了粗集料模板库，实现沥青混合料试件高效离散元3维建模，并提出了3点弯曲仿真方式；然后，可视化表征沥青混合料内部力链分布，提取了各组分力链数据，从组成、强度和角度方面分析了力链特征。结果表明：在3点弯曲受力模式下，沥青混合料的内部力链场表现为拉压分区，粗集料嵌挤仅在受压区生效；SMA13沥青混合料的70.8%内部接触力由沥青砂浆提供，而AC13沥青混合料提供的则为83.2%，粗集料在弯拉受力状态下作用较小，沥青砂浆起主要抵抗外载作用；力链比重随强度的增大而减小，砂浆内部与砂浆-粗集料界面位置的强力链比重基本一致，而粗集料之间受力不均匀，砂浆使沥青混合料内部均匀受力效果明显；粗集料-砂浆界面水平方向的力链强度略高于竖直方向，粗集料力链强度随角度变化的波动起伏大。沥青砂浆在沥青混合料弯拉受力时承担主要荷载，可为沥青混合料的结构设计和性能评价提供参考。

城市生活垃圾炉渣（IBA）随着垃圾的组成、焚烧工艺和贮存条件等不同而产生较大的异质性，一批再生混凝土（砂浆）有效的配合比对另一批可能无效，导致再生混凝土（砂浆）性能产生较大的离散性，使其应用受到限制。为探究不同来源垃圾焚烧炉渣的异质性及再生砂浆的强度变异性，文中收集了不同焚烧厂以及不同月份来源的共计14批次IBA样品，测试了不同来源IBA试样的理化性质以及再生砂浆的工作性能和抗压、劈裂抗拉强度，统计分析了IBA再生砂浆的强度变异性水平。结果表明：IBA的压碎指标、空隙率、硫化物和氯化物含量均超出了规范关于再生细骨料的要求，不同来源的IBA存在明显的异质性；单一焚烧厂不同月份的IBA以50%取代率配制M20强度等级以下的再生水泥砂浆时，强度相较于天然骨料砂浆降低不显著，且强度变异性与普通再生骨料混凝土相当，标准差也低于规范建议值，但用于M20以上再生砂浆时强度降低较多（约23%~32%）；两座不同焚烧厂的IBA再生砂浆的抗压强度变异系数较高，建议不同焚烧厂来源的IBA再生砂浆不混合使用。

钢渣中含有的金属铁及其氧化物是一种高附加值的可再生资源，同时钢渣又可以作为矿物掺合料用在建材行业中。钢渣经不同冷却处理工艺，物相发生演变，从而影响钢渣中铁的回收及尾渣的胶凝活性。为了提高钢渣中铁资源的回收和尾渣的有效利用，文中针对热泼、辊压破碎-有压热闷和辊压破碎-热泼3种不同处理工艺下的钢渣，利用岩相分析、X射线衍射分析仪（XRD）、扫描电子显微镜-能量色散谱仪（SEM-EDS）、化学物相选择溶解等手段对不同处理工艺下钢渣的铁相分布及富集状态进行研究，并测定其磁选粉收得率和铁品位，以及尾渣的胶凝活性。结果表明：热泼工艺下钢渣中金属铁更易富集沉积，铁相主要以FeO均匀分布在RO相和铁酸盐相中，相中Fe占比较少，磁选粉收得率较高，但铁品位较差，分别为32.22%和33.43%；辊压破碎-有压热闷渣中未见明显金属铁粒，但含铁相中Fe占比较多，磁选粉收得率低，但铁品位较高，分别为28.37%和37.12%；辊压破碎-热泼渣中，铁相主要以Fe₂O₃形式存在于铁酸钙相和硅酸盐相，相中Fe占比较多，且含有磁性铁Fe₃O₄，磁选粉收得率高，铁品位也高，分别为37.60%和39.69%。辊压破碎-有压热闷渣中C₂S含量相对更多且发育较好，胶凝活性高，7 d及28 d活性指数分别为78%和92%；辊压破碎-热泼渣的7 d活性指数较低，为66%，但28 d活性指数增长到92%；热泼渣的胶凝活性居中。

为了探究复杂应力状态下岩体内缺陷（裂隙）的扩展与贯通机理，基于三维离散元软件（PFC3D）和改进的平行黏结模型（IPBM），模拟了双轴压缩试验中含双预制裂纹类岩石材料的裂纹扩展过程。通过逼近实验试件抗压强度、抗拉强度和弹性模量的宏观力学参数和裂纹扩展模式，调整数值模型微观参数。针对离散元模拟中的关键预制裂隙参数与围压对裂纹萌生、扩展及贯通过程的影响进行详尽的分析，结果表明：初始裂纹通常为拉伸裂纹，而次生裂纹通常为剪切裂纹，裂隙倾角主要影响初始裂纹位置；围压抑制初始裂纹，但促进次生裂纹发展；预制裂隙间的贯通裂纹与裂隙的参数和围压密切相关；围压σ_c > 0 MPa时，观察到两种新的剪切贯通类型（New1和New2）；数值试样中微裂纹的数量主要受围压影响，与裂隙参数无明显关联；试样的裂纹起始应力、峰值应力与围压和裂隙倾角相关，与岩桥长度和岩桥倾角无关；裂纹的扩展与试样内应力分布密切相关，裂纹最先在裂隙周围的应力集中区产生。结果为后续岩石与类岩石材料的离散元模型参数校准，以及基于离散元的裂纹扩展机理研究提供了可靠参考。

随着电子信息技术的不断发展，电磁污染问题日益严重，高效吸波材料的研究受到越来越多的关注。该文以生物多孔材料细菌纤维素为碳源，采用碳化改性和水热法两步制备了细菌纤维素基CNFs/ZnO复合材料，研究了二水合醋酸锌的浓度对CNFs/ZnO复合材料吸波性能的影响。通过X射线衍射仪（XRD）、冷场发射扫描电子显微镜（FESEM）、矢量网络分析仪（VNA）对复合材料的结构、形貌和吸波性能进行表征。结果表明：CNFs/ZnO复合材料被成功制备，其中碳纳米纤维（CNFs）没有明显的衍射峰，呈无定形状态；碳化和改性CNFs均保持了细菌纤维素三维网络多孔架构的精细纳米纤维微观形貌，但是CNFs变得卷曲且直径明显减小；CNFs/ZnO复合材料中，ZnO被紧密吸引在CNFs表面或随机插入CNFs的空隙中。通过改变二水合醋酸锌的浓度可以控制ZnO在复合材料中的含量，进而调控复合材料的电磁参数，获得良好的阻抗匹配。当二水合醋酸锌的浓度为0.25 mol/L时，ZnO在CNFs上分散得最为均匀，此时CNFs和ZnO的电阻损耗、介电损耗和界面极化等协同作用于三维多孔网络结构上，增加了复合材料对电磁波的多次反射、散射和长程耗散作用。该条件下制备的CNFs/ZnO复合材料，在涂层厚度为2.8 mm、频率为15.1 GHz附近时，其最佳反射损耗为-57.5 dB，有效吸收带宽为7.1 GHz，是一种可靠的复合吸波材料。

为探究温拌橡胶沥青（WAR）的性能影响机理，选取70#基质沥青、2种温拌剂和2种粒径的胶粉，制备了2种橡胶沥青（AR）和4种温拌橡胶沥青。通过固液相分离得到制备沥青样品的液态组分和不溶胶粉，创新性地利用分层剥离法对不溶胶粉混溶区成分进行逐层提取，通过试验研究建立胶粉吸附偏好特性与橡胶沥青高、中温流变性能间的联系，明确温拌橡胶沥青的改性机理。试验结果表明：橡胶沥青高温抗车辙性能和低温抗开裂性能的提升得益于不溶胶粉在沥青中产生的颗粒效应和可溶胶粉成分发挥的改性作用；橡胶沥青中温耐久性能的提高和黏度的增大主要归因于不溶胶粉中产生的颗粒效应；不同类型温拌剂对橡胶沥青流变性能的影响有所区别。有机类温拌剂的加入在提升橡胶沥青的高温抗车辙性能和中温耐久性能方面更为显著；化学类温拌剂的加入则在提升橡胶沥青的低温抗开裂性能方面更为有效；橡胶沥青液态组分中具有较小的相对分子质量的轻质成分更容易被胶粉吸附至其混溶区中；有机类温拌剂对胶粉的吸附偏好性几乎没有明显影响，而化学类温拌剂的加入不仅减少了液态组分中较大相对分子质量成分的比例，还削弱了胶粉的吸附偏好性；胶粉的吸附偏好性有利于提高橡胶沥青的高温性能和耐久性能。

温拌沥青技术可降低沥青混合料生产和施工温度，在节能减碳方面极具应用潜力。泡沫温拌沥青技术成本较低，虽存在改性沥青发泡效果不理想、温拌效果不显著等问题，但具有潜在的推广应用前景。表面活性剂兼具“沥青润滑剂”和“泡沫稳定剂”的作用效能，为改善泡沫温拌沥青发泡特性和温拌效果提供了可能。基于此，本研究采用不同质量分数的表面活性剂水溶液，在不同发泡温度下制备了表面活性泡沫沥青（SAFB6，SAFB8，SAFB10），利用发泡试验、动态剪切流变试验以及弯曲梁流变试验测试了沥青的发泡特性、高温性能、抗疲劳性能和低温性能，并借助傅里叶红外光谱试验分析了作用机理，揭示了表面活性剂与发泡过程对泡沫温拌沥青性能的协同提升作用。试验结果表明：表面活性剂对SBS改性沥青的发泡特性有明显的协同作用，特别是半衰期，最大可达69 s；SAFB沥青最佳发泡条件为发泡温度170 ℃，表面活性剂含量8%；SAFB沥青制备过程中没有发生复杂的化学反应，但是发泡过程导致SBS改性沥青发生了一定程度的氧化作用；表面活性剂和发泡工艺的协同效应提高了SBS改性沥青的高温性能和抗疲劳性能，而低温抗裂性能与SBS改性沥青相当。总体而言，表面活性剂与发泡技术相结合是可行的，提高了SBS改性沥青的发泡效果和路用性能。

在混凝土高碱环境中，为了提高混凝土中钢筋抗氯离子侵蚀能力，采用新型环保型有机阻锈剂——β-甘油磷酸钠保护钢筋，达到延长钢筋混凝土结构整体寿命的目的。本文通过采用电化学方法对该种有机阻锈剂作用下，不同阳离子类型的模拟孔溶液中钢筋性能演变过程进行实时监测，并获取相应的关键参数，探究了钝化时期β-甘油磷酸钠与钢筋钝化膜，以及维钝时期，β-甘油磷酸钠、钢筋钝化膜与氯离子之间的作用关系，揭示了该种有机物的阻锈机制。通过OCP、LPR以及EIS电化学测试方法得到的结果表明：β-甘油磷酸钠与钝化膜中Fe氧化物/氢氧化物通过物理化学作用进行结合，使得钢筋表面形成阻锈能力更强的保护膜，从而提高了钢筋抗氯离子侵蚀能力。4种模拟孔溶液中钢筋抗氯离子侵蚀能力分别为NaOH+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠>饱和澄清Ca（OH）₂>NaOH>饱和澄清Ca（OH）₂+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠；其中，NaOH，NaOH+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠与饱和澄清Ca（OH）₂溶液中钢筋相应的临界氯离子浓度（c_crit）分别为0.02、0.07、0.04 mol/L，而饱和澄清Ca（OH）₂+0.1 mol/L β-甘油磷酸钠中钢筋未生成有效钝化膜。除此之外，β-甘油磷酸钠加入以Na⁺为主的模拟孔溶液中，将促进钢筋表面形成更致密的钝化膜，钝化膜形成速率更快，即在72 h就可形成80%以上钝化膜，阻锈效率则高达99.80%；进一步对比分析Na⁺与Ca²⁺溶液自身对钢筋抗氯离子侵蚀能力的影响可知，Ca²⁺溶液更有利于抵抗氯离子侵蚀能力，阻锈效率达到90%以上。

为减少3D打印混凝土中天然骨料及胶凝材料的用量，本文采用再生混凝土细骨料替代部分天然细骨料，砖粉替代部分水泥，首先开展单掺再生细骨料（取代率为0、25%、50%、75%和100%）、单掺砖粉（取代率为0、5%、10%、15%、20%和30%）和两者双掺的现浇混凝土的流动性和抗压强度试验，以获得再生细骨料和砖粉的适宜取代率；然后探究50%再生细骨料和10%砖粉双掺及配合比调整方式（附加水、提高减水剂用量）对3D打印混凝土拌合物性能及硬化后力学性能的影响。试验结果表明，当再生细骨料的掺量不超过50%时，现浇混凝土抗压强度降低幅度在10%以内；随着砖粉掺量从0增加到30%，现浇混凝土抗压强度总体呈现先增后减、再稍有增加的趋势，当砖粉掺量为10%时，混凝土抗压强度最高；相比于单掺50%再生细骨料的混凝土，50%再生细骨料和10%砖粉双掺时混凝土强度有所增加，而流动性基本不变。对于3D打印混凝土，同时掺入50%再生细骨料和10%砖粉，并采用添加附加水的方式保持3D打印混凝土初始扩展度不变，会使得混凝土的可建造性提高，但坍落度、开放时间、抗压和劈裂抗拉强度降低，强度各向异性加剧；而提高减水剂用量不仅能显著提升3D打印混凝土的流动性能、开放时间和抗压强度，还能降低打印试件的强度各向异性。

TC4凭借比强度高、耐腐蚀性好、质量轻等一系列优点，被广泛应用于航空航天领域，但其摩擦系数大、耐磨性差等缺点极大地限制了其应用范围，针对TC4硬度低、耐磨性差等缺点，采用4 kW大功率Laser4000半导体激光器，选用过渡族难熔碳化物HfC、TaC和ZrC作为增强相，以H13钢基粉末作为基粉，利用激光熔覆技术在TC4表面制备了不同比例的钢基金属 — 陶瓷硬质涂层。之后利用扫描电镜（SEM）、EDS能谱仪、D/max-2500/PC型X射线衍射仪（XDR）等试验手段对不同比例涂层的宏观形貌、显微组织、物相组成和涂层元素分布等进行对比分析，利用Qness型号维氏显微硬度计测试涂层硬度并分析熔覆试样截面微观硬度变化规律，利用MMU-5G型端面摩擦磨损试验机研究了不同材料组分涂层的摩擦磨损性能，研究结果表明：试件熔覆层与基材形成了良好的冶金结合，熔覆层组织形态主要以枝晶组织以及块状组织为主，各熔覆层的主要物相中均含有TiC，随着三元陶瓷粉末含量的增加，MC的含量也随之增加，当碳化物混合粉末添加量为15%（质量分数）时，熔覆层中检测到Hf_0.8Ta_0.2Fe₂三元合金相。当三元陶瓷粉添含量为10%（质量分数）时，熔覆层晶粒最为细小，涂层平均硬度最高，平均硬度约为763.43 HV，是基材硬度的2.29倍，当三元陶瓷粉末含量为5%（质量分数）时涂层的耐磨性最好，相对耐磨性为25%。

氧化淀粉凝胶材料因其具有亲水性和电荷性、易反应与组装等优势，成为近年来食品及生物医药等领域研究和应用的热点材料，但其作为热挤压3D打印凝胶材料时却存在打印成型性较差及凝胶强度较低等缺陷。本研究提出利用壳聚糖与氧化淀粉分子间的非共价及化学交联作用对其进行调控，探究不同壳聚糖添加量对氧化淀粉凝胶材料的流变性能、打印成型性和凝胶强度的影响。结果表明：壳聚糖与氧化淀粉糊特性依然呈现典型的剪切稀化特征，随着壳聚糖添加量增加（0.5%~2%），氧化淀粉-壳聚糖凝胶体系中存在氢键及静电吸引等非共价相互作用导致黏度增大，触变性先提升后下降，流动应力（τ_f）先减小后增大、屈服应力（τ_y）先增大后减小。相比于氧化淀粉凝胶，氧化淀粉-壳聚糖凝胶均具有良好的打印成型性，尤其是当壳聚糖添加量为1%时，复合凝胶触变性最好，流动应力（τ_f）最小、屈服应力（τ_y）最大，因此打印成型性与打印精度最佳。此外，由于壳聚糖与氧化淀粉的非共价相互作用以及希夫碱化学交联作用，使得氧化淀粉凝胶网络结构更加致密，稳定性提升，凝胶强度显著增大，且随壳聚糖添加量增加变化趋势愈加明显。本研究结果可为氧化淀粉凝胶材料的性能改善及适合热挤压3D打印加工需求的氧化淀粉-壳聚糖凝胶材料设计与应用提供理论依据和技术支撑。