高寒地区沥青混合料的弯拉特性试验研究

研究了高寒地区沥青混合料的弯拉特性。基于AC-13、AC-16、SMA-16这3种级配,通过弯曲试验研究了不同温度下,不同油石比对沥青混合料弯曲特性的影响。研究表明:沥青混合料弯拉特性与试验温度、油石比和级配直接相关,随着试验温度的增加,沥青混合料的弯拉强度先增大后降低,弯拉应变增大,劲度模量降低,在高寒地区沥青混合料路面面层设计时应充分考虑常年低温的气候条件对沥青混合料实际弯拉特性的影响;在马歇尔试验确定最佳油石比条件下适当提高沥青的用量,采用粒径较大的级配有利于提高沥青混合料的低温抗裂能力。     

基于灰关联分析的环氧沥青混合料抗弯拉性能研究

通过对沥青混合料开裂机理的分析,采用能综合反映沥青混合料强度和变形特性的弯曲应变能密度临界值作为环氧沥青混合料抗弯拉性能的评价指标.在M TS810材料试验机上进行不同温度条件下环氧沥青混合料的小梁弯曲试验.采用灰色关联分析法分析了不同温度条件下环氧沥青混合料的弯拉强度、临界弯拉应变及弯曲劲度模量等指标与混合料弯曲应变能密度临界值的相关联程度.研究表明,与弯拉强度、临界弯拉应变相比,弯曲应变能密度临界值能较为科学地评价环氧沥青混合料的抗弯拉性能;弯曲劲度模量与应变能密度临界值指标的关联性较差,因此,弯曲劲度模量作为环氧沥青混合料抗弯拉性能评价指标还有待于进一步研究.     

沥青含量对混合料疲劳极限特性的影响

利用马歇尔试验确定了沥青混合料的最佳沥青含量,采用控制应变的小梁疲劳试验,研究了最佳沥青含量和富沥青含量混合料弯拉劲度模量随应变水平的变化规律,得到了应变水平与荷载作用次数模型,并分析了2种混合料在不同应变水平和轴次下的疲劳特性。分析结果表明:不同应变水平下,2种混合料弯拉劲度模量随荷载作用次数变化规律基本一致,高应变水平下弯拉劲度模量迅速衰减,低应变水平下初始阶段模量明显降低,随后趋于平缓;以弯拉劲度模量降为初始值的一半作为破坏标准,2种混合料疲劳寿命和应变的关系都呈非线性特征,且低应变水平下曲线呈现典型的渐近线趋势,表明2种沥青混合料具有类似的疲劳极限特性;富沥青含量混合料在高应变水平下对疲劳极限特性影响有限,只有当应变水平小于100με时才对疲劳寿命有明显改善;在进行永久性沥青路面沥青层设计时,不能简单通过增加沥青含量减薄沥青层厚度。     

海拉尔寒区SBS改性沥青混合料动态模量分析

为研究内蒙古海拉尔寒区沥青路面面层沥青混合料的力学性能演变规律,对AC-20混合料进行配合比设计,对普通AC-20与SBS改性AC-20沥青混合料进行不同温度和不同加载频率的动态模量试验,分析2种混合料的动态模量随试验温度及加载频率的变化规律,研究时温等效原理下的动态模量及主曲线,建立-10℃动态模量主曲线,预估低温环境下混合料的动态模量。结果表明:AC-20沥青混合料总体动态模量高于SBS改性AC-20沥青混合料,随频率加大,二者的动态模量差增大,-10℃时二者最大模量对数差约为0.390;添加SBS改性沥青混合料较普通AC-20混合料的柔性更佳,低温性能突出,该研究结果可为我国寒区沥青路面设计与应用提供参考。     

寒区沥青混合料弯拉特性研究

结合寒冷地区年平均气温低、大温差等气候特点,采用室内弯曲试验,研究温度、公称最大粒径、沥青种类、油石比对沥青混合料弯拉性能的影响及其作用规律。研究结果表明,在五种试验温度下,抗弯拉强度曲线存在两个关键点温度,-10℃和15℃;在低温情况下,两种公称最大粒径相比,AC-13的劈裂强度较AC-16大;在6.0%～7.0%之间存在对应于抗弯拉强度达到最大值时的油石比;SBR改性沥青混合料低温性能优势明显。     

现场热再生沥青混合料耐久性能试验研究

为了研究热再生沥青混合料的耐久性能,对经不同冻融循环次数、长期老化前后的现场热再生沥青混合料进行劈裂试验和小梁低温弯曲试验,并与新沥青混合料作对比。试验结果表明:随着冻融循环次数的增多,两种沥青混合料的劈裂抗拉强度和劈裂劲度模量都逐渐减小,最后趋于稳定;弯拉强度和弯曲劲度模量都随着冻融循环次数的增多逐渐减小,而最大弯拉应变总体却随冻融循环次数的增多而增大;热再生沥青混合料的劈裂抗拉强度和劈裂劲度模量都小于新沥青混合料,而最大弯拉应变大于新沥青混合料,说明热再生沥青混合料具有较强的低温抗变形能力;老化对热再生沥青混合料的影响大于新沥青混合料。     

分析老化温度、时间对SBS改性沥青混合料路用性能及评价的影响

SBS改性混合料施工温度明显高于普通沥青混合料,为了探究短期老化试验条件对SBS改性沥青混合料路用性能的影响,通过烘箱老化方法在135℃、150℃、165℃温度下分别对SBS改性沥青混合料老化4 h、8 h、12 h后,进行沥青混合料路用性能试验对比研究分析。结果表明,老化试验温度设定在150℃、165℃温度更加适宜SBS改性沥青混合料;与弯拉强度和弯拉应变,劲度模量更适宜SBS改性沥青老化后低温性能的评价;残留稳定度比难以区分SBS改性沥青混合料老化水稳定性的优劣,但可以用冻融劈裂比评价SBS改性沥青混合料老化后的水稳定性。     

热再生沥青混合料低温抗裂性能研究

为了探究热再生沥青混合料的低温抗裂性,通过低温劈裂试验和小梁低温弯曲试验,研究了冻融循环次数对热再生沥青混合料老化前后劈裂抗拉强度、劈裂劲度模量、弯拉强度和弯拉应变等低温抗裂性指标的影响,并与新拌沥青混合料和旧沥青混合料作对比。试验结果表明,热再生沥青混合料和新沥青混合料的低温抗裂性指标都随冻融循环次数的增大逐渐减小。长期老化后,破坏拉伸应变的大小顺序是:旧沥青混合料热再生沥青混合料新沥青混合料,表明热再生使沥青混合料的低温抗裂性得到了一定的改善。     

水温耦合作用下沥青混合料抗剪强度研究

为了明确沥青路面的高温抗变形能力,研究了浸水和高温耦合作用对沥青混合料抗剪强度的劣化作用,借助单轴贯入试验分析了浸水时长（0 h、2 h、5 h、10 h）和高温（40℃、50℃、60℃、70℃）对AC-13沥青混合料试件抗剪强度的影响。结果表明：沥青混合料的抗剪强度均随者浸水时长的增加而降低,浸水后沥青路面的抗变形能力有所下降;抗剪强度均随温度上升而逐渐减低,表现出很强的温度依赖性;在水温耦合作用下,沥青混合料的抗变形能力下降更加明显;SBS改性沥青制备的沥青混合料抗剪强度明显高于70号石油沥青。     

沥青路面力学响应的季节性变化研究

为使对路面结构的分析和设计更加符合实际情况,需要考虑季节性的变化．针对某一柔性基层沥青路面结构进行分析,通过室内试验确定了各层沥青混合料的动态模量主曲线和时间温度换算因子,并确定了路面结构内温度场和动态模量的分布和变化,进而计算了路面结构关键响应随时间的变化情况．分析了路表弯沉、沥青层底拉应变和土基顶面压应变季节性波动情况,并在满足工程精度要求下,确定了响应的关键位置.     

冻融作用下的沥青混合料力学特性

冻融损坏是冰冻地区沥青混合料的主要破坏形式。通过冻融循环作用下的沥青混合料单轴压缩和劈裂强度试验,分析了冻融循环次数、油石比等因素对沥青混合料力学特性的影响。试验得出,冻融循环次数和油石比对混合料的抗压和劈裂抗拉特性均有影响,油石比越小,影响越明显;在最佳油石比5.5%时,混合料的抗冻性能最好;冻融循环次数对沥青混合料力学特性的影响逐渐减弱,在10~12次冻融循环后,沥青混合料冻融后的强度和模量损失率均逐渐趋于稳定。     

水泥（石灰）粉煤灰混合料路面基层研究

介绍了水泥（石灰）粉煤灰混合料中路面基层的抗原，弯拉、劈裂和疲劳等强度特性，及抗压模量，弯拉模量，劈裂模量等结构设计参数和现场试验路的弯沉测试成果。文中数据可供科研，设计和施工参考。     

改性沥青和聚酯纤维对AC低温性能影响研究

通过3种试验方法对Superpave13和Superpave19级配下沥青混凝土的低温抗裂性能进行了研究。结果表明:添加纤维和SBS改性沥青使得沥青混合料出现破坏应变能、破坏应力、应变增长、劲度模量减小的趋势,可以明显提高沥青混合料的低温抗开裂能力,并且各型沥青混合料的劈裂破坏强度在不同的温度范围变化趋势不同,存在一临界温度(-10℃左右)使其出现峰值。3种混合料破坏荷载的大小顺序为:改性沥青>纤维混合料>普通沥青混合料,破坏应变也有同样的规律。由积分应变能试验获得的断裂韧度可以作为评价沥青混合料低温抗裂能力的有效指标。     

铁尾矿沥青混合料动态模量试验研究

根据不同铁尾矿掺量设计了3组AC-13C型沥青混合料,高低温性能试验和浸水汉堡车辙试验表明:铁尾矿沥青混合料高低温性能良好,水稳定性在满足要求的前提下相较于基准组有所降低。采用沥青混合料性能试验机(AMPT Pro)测试了3组混合料的动态模量和相位角,试验结果表明:掺加铁尾矿的沥青混合料随加载频率增大,其动态模量增幅小于普通混合料;相位角在低温和常温下随加载频率的增大而减小,当温度高于35℃时,随加载频率的增大而增大。根据时间-温度等效原理,采用非线性最小二乘法拟合得到参考温度20℃下的动态模量主曲线,通过主曲线可以查找任意频率下的动态模量,进一步获得铁尾矿沥青混合料的动态响应特性。     

高原多年冻土地区沥青劈裂性能研究

结合青藏地区年平均气温低、大温差等气候特点,采用室内劈裂抗拉试验,研究SBR改性沥青与130#重交沥青混合料在不同温度、油石比下的劈裂性能。研究表明,SBR改性沥青与130#重交沥青相比,沥青混合料的劈裂强度和劈裂拉伸应变较大,且随温度降低,优势更加显著,在多年冻土地区有更好的适用性。     

基于间接拉伸试验模式的不同沥青混合料低温回弹模量研究

基于间接拉伸试验模式,研究了AC-13、OGFC-13、SFP(半柔性沥青路面材料)三种不同沥青混合料在动态荷载条件下应力水平和试验温度对低温回弹模量的影响,并与-10℃低温小梁弯曲试验进行对比分析.结果表明:随着温度降低,三种混合料的回弹模量均增大,其中OGFC-13增加最明显,表明其温度敏感性最强.最佳应力水平值AC-13应取0. 4、OGFC-13应取0. 5,SFP应取0. 3.同一温度条件下,回弹模量大小顺序为SFP AC-13 OGFC-13,与-10℃低温小梁弯曲试验得到的弯曲劲度模量大小规律一致.通过该研究为道路工程中用间接拉伸回弹模量试验评价沥青混合料低温性能时的参数选取提供一定的借鉴意义.     

沥青混合料的半圆弯拉与小梁三点弯拉对比试验

通过沥青混合料的半圆弯拉与小梁三点弯拉试验,分别得到了在2种试验方法下的沥青混合料力学强度、断裂韧性和疲劳寿命.结果表明沥青混合料的半圆弯拉强度与小梁三点弯拉强度比近似等于1;半圆弯拉试验得到的断裂韧度和延性断裂韧度比小梁三点弯拉试验得到的都要大;半圆弯拉疲劳试验得到的疲劳寿命比小梁三点弯拉疲劳试验得到的小.同时依据变异系数,表明半圆弯拉试验的变异性最小.因此,用半圆弯拉试验表征沥青混合料的力学特性比小梁三点弯拉试验较优越.     

压实温度变异性对热拌与温拌沥青混合料性能影响分析

施工温度对沥青路面的路用性能影响很大。为模拟施工压实温度变异性对热拌与温拌沥青混合料性能的影响,通过试验分析了不同压实温度下的普通热拌与温拌沥青混合料稳定度、最大弯拉应变、劈裂强度比与疲劳次数的变化。试验证明:压实温度变异性影响对普通热拌沥青混合料的路用性能影响大于温拌沥青混合料。     

SBS改性沥青混合料短期老化参数的优选

为准确对接SBS改性沥青混合料施工时的老化程度，依托山西高平至沁源高速公路建设项目，探索了适用于SBS改性沥青混合料室内模拟短期老化温度和时间。试验结果表明，采用150℃，4 h老化条件对SBS改性沥青混合料进行短期老化，可有效模拟其在实际施工中的短期老化；SBS改性沥青混合料经过短期老化后，动稳定度明显升高，老化温度越高，动稳定度越大；随着老化时间延长，改性沥青混合料的弯拉强度逐渐增加，温度越高，弯拉强度越高，弯拉应变逐渐减小；冻融劈裂强度比随着老化温度升高与老化时间延长而减小。     

沥青冷再生混合材料抗压回弹模量研究

路面弯沉和结构层底拉应力水平是沥青路面设计中的重要参数。研究表明,RAP的含量、水泥含量、沥青稳定剂用量等因素均会影响冷再生混合材料的强度及回弹模量。基于国内外冷再生混合材料的研究现状,首先对山东中海70#沥青进行发泡试验,得出最佳含水量和最优沥青含量。随后采用UTM试验机研究了RAP含量为80%和100%两种情况下的抗压回弹模量,并对比了泡沫沥青和乳化沥青回弹模量的区别。希望对今后沥青冷再生混合材料的疲劳性能研究提供帮助。