高抗车辙中面层沥青混合料设计及应用研究

集料、沥青、级配、油石比等是影响沥青混合料抗车辙性能的主要因素,其中沥青的粘聚力和矿料颗粒之间的嵌挤力起着决定性作用。文中采用8%的岩沥青和2%的SBS改性剂配置复合改性沥青,借鉴Superpave技术成果,提出高抗车辙沥青混合料的级配范围;采用马歇尔试验方法确定最佳油石比。研究表明,高抗车辙沥青混合料施工质量易于控制,且具有良好的路用性能。     

ARC-13橡胶沥青混合料的配合比设计及路用性能

为提高橡胶沥青混合料的路用性能,应用正交马歇尔试验设计,研究了ARC-13橡胶沥青混合料矿料级配和油石比对马歇尔性能指标的影响,提出了优化的ARC-13矿料级配范围,并对试件性能进行了测试.根据原材料筛分及马歇尔试验结果,确定ARC-13目标配合比最佳油石比为7.0％;ARC-13沥青混合料油石比为7.0％时,其目标配合比试验得到的各项技术指标满足规范要求.     

基于GTM法钢渣沥青混合料矿料级配与性能研究

在分析钢渣集料工程特性的基础上,对不同级配的AC-13细粒式钢渣沥青混合料分别采用GTM法确定其最佳油石比与体积参数,并对其性能进行对比分析,优化得出骨架嵌挤密实型钢渣沥青混合料的矿料级配组成,然后对优化的混合料性能开展系统研究。试验结果表明,与石灰岩沥青混合料相比,骨架嵌挤密实型钢渣沥青混合料膨胀性、高温稳定性及水稳定性更优,具有良好的工程应用前景。     

贝雷法和CAVF法在AK-13A和SMA-13的混合料级配设计中的应用

传统的沥青混合料配合比设计时,通过粗、中、细3种级配试配,然后再进行马歇尔试件的击实,分析体积指标确定级配、油石比,过程复杂,试验人为误差较大,耗时,耗力。通过贝雷法的粗集料选取密度,CAVF法计算粗细集料比例及油石比,对AK-13A和SMA-13的级配和油石比进行优化,并运用贝雷法3个比例参数CA比、FAc比、FAf比对优化后的级配的骨架嵌挤情况进行判别,以评价优化后的级配是否符合贝雷法3个比例参数的要求,旨在严格控制沥青砂浆体积与粗集料间隙率之间的关系,使沥青混合料的骨架嵌挤效果更好,性能更稳定。研究过程中采用GTM方法成型试件,用马歇尔方法进行沥青混合料路用性能验证。结果表明,粗集料的设计密度位于松装密度及干捣实密度之间时可以达到嵌挤状态,对于一般的密级配沥青混合料如AK-13A,粗集料的设计密度选择松装密度,对于SMA选用干捣实密度。采用改进的CAVF法计算粗细集料的比例并优化级配,通过计算得到的油石比与最终实际采用的油石比基本一致。粗型密级配AK-13A混合料的3参数符合贝雷法范围,形成一种嵌挤密实结构;SMA的3参数都不在贝雷法的范围内,其形成的骨架密实结构是独有的。SMA-13的粉胶比较AK-13A大,同时沥青膜厚度小于AK-13A,但2种混合料路用性能经实践证明都是良好的。     

TLA改性沥青BLSMA—16混合料配合比设计及路用性能研究

根据特立尼达湖沥青的性能,并结合广西的气候和交通特点,对33%TLA改性沥青及其混合料BLSMA-16的配合比和路用性能进行了试验研究。首先在矿料级配设计过程中,采用贝雷设计方法对BLSMA—16的矿质混合料进行优化设计,确定出了满足各项技术要求的矿料级配和最佳油石比。然后据此矿料级配和最佳油石比,拌制33%TLA改性沥青混合料和5%SBS改性沥青混合料,对比两种混合料的路用性能,进一步验证了33%TLA改性沥青混合料BLSMA—16的优良路用性能和33%TLA掺量的合理性,为广西地区将TLA改性沥青应用于路面工程提供了技术支持。     

嵌挤骨架型集料级配设计的研究

该文以填充理论和干涉理论为基础,根据集料的填充特性,提出了嵌挤骨架型沥青混合料集料新的临界筛孔的计算系数,从理论上计算出了多级嵌挤骨架型沥青混合料集料中粗、细集料的用量:粗集料占74%,细集料和填料占26%.同时引入了分形理论,根据粗、细集料的架构效应和填充作用的不同,分别提出了粗、细集料级配设计的数学模型.通过计算得出了多级嵌挤骨架型沥青混合料矿料的级配曲线,并用贝霄法对其进行了检验.结果表明,文中提出的矿料级配设计方法有别于以往的级配设计方法,是一种纯理论的设计方法.     

十天高速上面层SMA-13沥青混合料目标配合比设计

以十天高速陕西境汉中—略阳段项目为依托,从原材料选用、沥青混合料的矿料级配设计、SMA混合料最佳油石比的确定、最佳油石比修正以及SMA混合料性能验证等方面对SMA-13沥青混合料的目标配合比设计进行了研究。结果表明:所设计的SMA-13沥青混合料各项性能均符合要求。     

基于改进粗集料空隙填充法的密断级配沥青混合料设计

为准确评价密断级配沥青混合料中粗集料的嵌挤特性,提出了粗集料骨架间隙率最小值的测定方法和密断级配混合料骨架嵌挤的新标准;据此,改进了粗集料空隙填充法,应用于密断级配沥青混合料的设计;并通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验等检测了所设计混合料的路用性能.发现所设计的密断级配沥青混合料中粗集料间隙率比...     

短切纤维沥青混合料配合比优化设计研究

纤维沥青混凝土路面有着高温稳定性、低温抗裂性以及耐久性较好的特点,是一种很有发展前景的路面材料,但有关纤维沥青混合料的配合比设计方面仍没有一种通用的设计方法。基于此,着眼于短切纤维沥青混合料的特点,对混合料配合比优化设计进行了研究:确定了混合料组成结构类型为骨架嵌挤型结构;选用4种短切纤维材料,并同时制备有无纤维及掺配木质素纤维的沥青混合料作为对比项;对纤维沥青的性能进行了分析;确定了矿料的级配并进行检验;依据最紧密骨架原理,进行配合比设计,得到了其最佳油石比和配合比设计结果。研究可为短切纤维沥青混合料的应用提供借鉴。     

高原冻土地区AC-13C沥青混合料配合比设计与试验研究

该文针对高原冻土地区公路路面的主要病害问题,通过马歇尔试验确定AC-13C沥青混合料配合比并对其路用性能进行试验研究.依托国道109线那曲至拉萨公路改建工程,结合AC-13C改性沥青混合料在不同油石比和矿料级配条件下进行了最佳配合比设计;采用浸水马歇尔试验、低温弯曲试验、车辙试验、冻融循环试验等研究了沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性、耐久性及抗渗水性能等路用性能;并铺筑试验路段进行路面厚度、平整度和弯沉检测,验证了使用该配合比厂拌沥青混合料的实际路用性能.结果 表明:II0-A级沥青配合当地集料进行混合料配合比优选设计,得到最佳油石比为5.0％,沥青用量为4.76％,空隙率为4.6％.该配合比下沥青混合料各项技术指标满足规范要求,并在试铺阶段效果良好,满足高原冻土地区公路路面性能要求.     

常温拌合沥青混合料薄层路面技术的应用

为了将常温拌合沥青混合料替代部分热拌沥青混合料应用于路面结构层,从常温沥青混合料的原材料、矿料级配范围、矿料级配设计、常温沥青拌合方法、最佳沥青用量、最佳水泥用量等方面进行配合比设计研究,并对设计的配合比进行性能验证。结果表明,常温拌合沥青混合料有较好的路用性能,同时通过工程应用效果证明了常温拌合沥青混合料作为路面结构层的可行性。     

基于均衡设计法的薄层罩面路用性能研究

为优化薄层罩面沥青混合料的矿料级配，提高薄层罩面的路用性能，采用均衡设计方法合理调控粗集料构成比例，实现沥青混合料密实度与紧密度的平衡，并基于汉堡车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温小梁弯曲试验，研究分析了沥青混合料均衡设计法的应用效果。结果表明：1) 13.2 mm～9.5 mm与9.5 mm～4.75 mm两档粗集料的构成比例为3∶1时，沥青混合料达到最佳紧密状态；2)基于混合料干密度(ρ_d)、矿料间隙率(VMA)和粗集料间隙率(VCA_mix)等体积参数的状态平衡，求得最佳油石比为5.819%;3)应用沥青混合料均衡设计方法，可大幅提高薄层罩面的路用性能，相较于级配均值，均衡设计级配的动稳定度和弯曲破坏应变分别提升了1.36倍和1.17倍，浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂残留强度比分别提高了3.96%和6.98%。     

沥青混合料抗车辙能力优化设计

对沥青混合料的抗车辙性能进行优化设计,设定骨架密实和设计8%空隙率2个优化条件,据此提出新型矿料级配设计方法--分级掺配法.矿料成型采用改进的干捣实方法,根据集料分界点分2步逐级掺配集料,粗集料部分每级集料掺配比例依据骨架判断公式和高斯拟舍结果得出,细集料部分每级掺配比例依据高斯拟合结果得出,进而确定粗细集料各自总的质量百分率,由此得到一条骨架密实型级配曲线,并进一步按照优化务件确定油石比.用成型试件对混合料沥青膜厚度、矿料间隙率、空隙率、动稳定度等各项性能指标进行验证,结果表明沥青混合料抗车辙性能较好,功能化设计方法能有效地改善沥青混合料的性能.     

聚丙烯腈纤维加强沥青混合料路用性能的研究

在选定级配的沥青混合料中掺加不同掺量的聚丙烯腈纤维,通过试验分析纤维掺量对沥青混合料最佳油石比、密度、孔隙率等体积指标,以及高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能指标的影响。结果表明,随着聚丙烯腈纤维掺量的增多,最佳油石比、矿料间隙率和沥青饱和度逐渐增大,而视密度和孔隙率逐渐减小;当掺量小于0.3%时,增加纤维掺量能很好地改善沥青混合料的路用性能,而当纤维掺量大于0.3%时沥青混合料的路用性能反而随纤维掺量的增多而变差。     

橡胶沥青BFSMA设计指标与路用性能研究

玄武岩纤维骨架密实型沥青混合料的矿料级配、体积指标和路用性能与常规的沥青混合料(代表结构SMA)相比均发生了本质变化,特此提出玄武岩纤维骨架密实型路面结构,简称BFSMA。通过对玄武岩纤维束状、絮状和打散等不同状态的吸油率进行分析,说明了不同结构沥青混合料油石比的变化趋势;对橡胶沥青BFSMA混合料配合比设计进行优化,提出BFSMA的体积指标和路用性能指标的技术要求;并通过实体应用路段的修筑、现场试验检测,验证了橡胶沥青BFSMA混合料各项技术指标的合理性和可操作性。其各项技术指标和施工质量满足要求,为BFSMA沥青路面的推广应用提供了有力的技术支持。     

基于贝雷法的SMA配合比设计及路用性能研究

对于SMA混合料,准确地设计矿料级配非常必要.因为其路用性能,尤其是抗车辙能力,主要归功于混合料中粗集料所形成的石-石嵌挤结构.该文论述了一种基于贝雷法的SMA配合比设计过程,研究了16种不同的沥青混合料,包括6个矿料级配和3个沥青用量.通过对成型试件的体积参数进行分析,发现粗集料用量对VCA和VMA两个指标影响较大.当粗集料的设计密度为干捣实密度的95%～105%时,粗集料可以形成很好的石-石嵌挤结构.试验结果表明,SMA混合料具有较好的抗车辙能力;同时车辙试验的动稳定度和蠕变试验的变形应变之间存在密切的联系.     

高原寒冷地区沥青混合料弯拉特性分析

针对青藏高原寒冷地区低温、大温差气候特点,通过沥青混合料弯曲试验,分析了温度、沥青种类、油石比、级配等对混合料弯拉特性的影响。试验得出,沥青混合料弯拉强度随着温度的升高呈上凸抛物线形变化,弯拉应变逐渐增大,劲度模量不断减小;改性沥青和高标号沥青混合料的弯拉强度和弯拉应变较大,劲度模量较小;油石比增加时,沥青混合料弯拉强度先线性增大后减小,弯拉应变增大,劲度模量减小;矿料级配越粗,沥青混合料弯拉强度越大。结果表明,温度对沥青混合料弯拉特性的影响较大,采用改性和高标号沥青,适当增加油石比、采用较粗矿料级配,有利于提高沥青混合料的低温弯曲性能。     

经济型SMA沥青混合料级配优化与路用性能研究

对石灰岩集料的经济型SMA沥青混合料开展矿料级配优化工作,首先根据逐级填充理论和粒子干涉理论确定粗集料最佳组成,以等体积替代方法试验得出细集料各含量最佳组成;然后通过分析粗、细集料含量与路用性能的关系,确定经济型SMA沥青混合料的最佳矿料级配;最后对经济型SMA路用性能与不同集料、级配混合料做了对比分析。结果表明:石灰岩集料级配优化后的经济型SMA混合料的高温性能与玄武岩集料SMA沥青混合料相当,低温性能与水稳定性优于玄武岩集料SMA沥青混合料。     

超薄磨耗层SMA-10在高速公路中的应用

为提高广东惠清高速公路工程路面的使用性能,采用一种间断级配的骨架嵌挤型密实结构的沥青混合料—超薄磨耗层SMA-10,通过材料的比选、配合比设计优化、路用性能验证、实体工程的铺筑及检测,探讨了该超薄磨耗层SMA-10作为上面层铺筑的应用效果。研究中通过选用坚硬、耐磨的辉绿岩集料并进行级配优化设计,确定了油石比为6. 4%的超薄磨耗层最佳配比;经高温性能、水稳定性能以及抗滑性能等试验验证,设计的沥青玛蹄脂碎石(SMA)路面上面层具有较优的路用性能;广东惠清高速公路工程试验段检测结果表明,采用3 cm沥青玛蹄脂碎石上面层SMA-10的路用性能满足规范设计文件的要求,并在全线推广应用。     

浇注式沥青混合料矿料评价法级配优化设计

针对浇注式沥青混合料性能波动范围大和高温性能不足的问题,结合混合料结构组成特点,基于矿料最大密度理论及贝雷理论,初拟10种级配曲线的矿料,通过体积性能、流动性能、嵌挤性能等多个参数的测试评价,提出了浇注式沥青混合料配合比设计过程中矿料评价指标,并制定了优化的级配范围。测试结果表明,所提出矿料级配评价指标及级配范围是合理可行的,级配范围内的浇注式沥青混合料的贯入度及增量波动范围极小,对指导浇注式沥青混合料配合比设计和保障混合料施工质量具有重要作用,但对混合料高温性能的改善非常有限。