基于正交试验的SMA混合料组成设计与分析

以SMA-16混合料为例,利用正交试验结果分析了油石比、纤石比与粉石比3个材料因素对混合料马歇尔指标、析漏损失与飞散损失指标的影响.结果表明:除了粉石比对稳定度影响不显著之外,这3个因素对混合料的各项指标都有显著的影响.SMA混合料组成设计及施工质量控制时,主要应控制好油石比和纤石比；并验证了基于正交试验法确定的SMA混合料组成.研究结果对解析影响SMA混合料性能的因素和提高SMA路面质量具有参考价值.     

沥青混合料高温及水稳定性影响分析

通过正交试验详细分析了粗型AC-16沥青混合料高温及水稳定性指标车辙动稳定度、冻融劈裂强度比与沥青混合料级配各筛孔通过百分率、油石比之间的影响关系。分析表明,对车辙动稳定度指标影响最为显著的因素为油石比;对冻融劈裂强度比指标影响最为显著的因素为4.75 mm筛孔通过百分率。     

VMA对SMA沥青玛蹄脂碎石路用性能的影响研究

针对SMA沥青玛蹄脂碎石,通过变化吸水率、纤维类型、4.75mm通过率和油石比4项因素来分析VMA变化对混合料路用性能的影响。结果表明:VMA值对SMA路用性能影响显著,当VMA值在16.7%以上时,SMA混合料体现出的高低温性能和水稳定性均较好。试验结果可为工程试验人员提供一定的借鉴。     

沥青混合料剪切强度显著影响因素研究

为了研究沥青混合料剪切强度的显著影响因素,通过正交试验对沥青类型、矿料级配、油石比、粗集料针片状含量和细集料棱角性五个影响因素进行分析。结果表明,在相同条件下,影响沥青混合料剪切强度程度最大的因素是矿料级配,其余依次分别是沥青类型、细集料棱角性、油石比和粗集料针片状含量。     

AC-25C沥青混合料级配正交优化试验研究

考虑南方湿热地区沥青路面的使用要求,选取了19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm和0.075 mm筛孔的通过率和油石比六种因素及相应的五个水平,采用正交表试验表L25(56)进行了优化试验,通过极差分析法和趋势图分析了各因素和各水平对各马歇尔指标的影响程度和规律,分析提出了满足各沥青混合料指标要求的AC-25C沥青混合料的矿料级配和油石比范围.     

鳞片状石墨对SMA混合料设计参数的影响研究

以沥青混合料空隙率(VV),矿料间隙率(VMA),沥青饱和度(VFA),混合料粗集料间隙率(VCA_(mix))等体积参数和马歇尔稳定度(MS)、流值(FL)等强度参数作为混合料配合比设计的关键控制指标,设计由玄武岩粗集料、石灰岩细集料、石灰岩矿粉、SBS改性沥青和纤维稳定剂组成的SMA-13混合料。按10%、20%、30%和40%比例将设计级配中的矿粉替换为等体积鳞片状石墨,测定不同石墨掺量时混合料的体积和强度参数,分析鳞片状石墨对设计参数的影响及相关机理。试验结果表明:石墨会增加混合料的压实难度,并对骨架嵌锁结构存在不利影响;随着石墨掺量提高,SMA混合料体积参数偏离设计要求,强度和抗变形性能也呈现加速下降趋势;增加混合料油石比仅能部分消除石墨对SMA体积参数和集料骨架结构的不利影响,因此对于含石墨的SMA混合料,除应适当提高设计油石比,也应控制石墨取代率不超过20%～30%。     

基于灰色关联分析的微表处水稳定性能研究

微表处湿轮磨耗试验是评价微表处混合料抗水损害性能的主要技术指标,文中采用灰色关联分析法分析了不同油石比条件下微表处混合料的砂当量、亚甲蓝值、比表面积SA及粉胶比FB与微表处混合料湿轮磨耗值的相关联程度.结果表明,在较低油石比状况下对微表处湿轮磨耗试验中60 min水稳定性影响最大的因素是合成矿料的比表面积SA与亚甲蓝值,在较高油石比时最大的影响因素是合成矿料的比表面积SA.     

SMA高温稳定性研究

为了研究沥青玛蹄脂碎石(SMA)高温稳定性的影响因素,以车辙试验结果为判据,对不同粗集料含量、粗集料级配、沥青种类、混合料密度、粉油比的SMA混合料进行了高温稳定性系统研究,对采用旋转试验机(GTM)优化设计的SMA的抗车辙性能作了全面对比,对AC和AK系列混合料也做了车辙性能对比。研究表明:粉油比、沥青性质对SMA抗车辙能力的影响比级配更显著;GTM设计的SMA较马歇尔方法具有更为优良的抗车辙性能;恰能形成骨架密实结构的SMA具有最优的高温稳定性;GTM设计的AK 16A较SMA更具优势。     

沥青混合料高温性能影响因素研究

以AC-16改性沥青混合料为基础,在级配、油石比、粉油比变化的条件下,分别对混合料进行车辙试验。试验结果表明,对于沥青混合料的高温稳定性,4.75 mm通过率、油石比、粉油比均存在一最佳值。在油石比因素分析中引入GTM参数与动稳定度和车辙变形速率建立关系,确认GTM方法是一种抗车辙的设计方法。通过对加入水泥、消石灰等外掺剂后的沥青胶泥性质研究,认为加入消石灰替代部分矿粉可明显改善混合料的高温稳定性和水稳定性。进一步的车辙成因分析表明,沥青混合料的设计和施工对沥青混凝土路面的抗车辙性能均较重要。研究结论对道路工作人员进行沥青混合料配合比设计和施工控制有一定参考价值。     

AC一25C沥青混合料级配正交优化试验研究

考虑南方湿热地区沥青路面的使用要求,选取了19mm、9．5mm、4．75mm、2．36mm和0．075mm筛孔的通过率和油石比六种因素及相应的五个水平,采用正交表试验表L25（5^6）进行了优化试验,通过极差分析法和趋势图分析了各因素和各水平对各马歇尔指标的影响程度和规律,分析提出了满足各沥青混合料指标要求的AC-25C沥青混合料的矿料级配和油石比范围。     

HMA和SMA最佳油石比快速确定法

以何种分析方法，揭示了热拌沥青碎石混合料（HMA）和沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）的最佳油石比与合成集料毛何种相对密度Gsb、表观相对密度Gsa及沥青相对密度Gb间的内在关系。从而当集料配比组成确定，有了Gsb、Gsa、Gb后，在未做沥青混合料试验之前，即可求得最佳油石比。进而计算最大理论密度Gmm。并可分别求得有效沥青油石比，集料吸入沥青油石比。经多项工程初中检验，证明可行。     

磁铁矿粉对沥青混合料路用性能的影响研究

为更好地促进磁铁矿粉在沥青混合料中的工程化应用，使用等体积替代方法将磁铁矿粉代替石灰岩矿粉掺入沥青混合料；借助车辙试验、小梁弯曲试验与冻融劈裂试验分析掺加磁铁矿粉对沥青混合料最佳油石比、高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性的影响；并掺入消石灰改善其水稳定性。结果表明：沥青混合料的最佳油石比随磁铁矿粉掺量的增加而降低；适当的磁铁矿粉掺量有助于提升沥青混合料的高温稳定性与低温抗裂性，但会降低其水稳定性。综合考虑沥青混合料的路用性能，提出合理的填料改性沥青混合料方案为：80%磁铁矿粉+20%消石灰等体积替代石灰岩矿粉掺入沥青混合料中，相应的最佳油石比为4.47%。     

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。     

仁博高速公路SMA-13沥青混凝土性能评价及施工技术

结合仁博高速公路工程应用,首先对上面层SMA-13级配沥青混合料的配合比及最佳油石比进行设计,然后对其高温抗车辙性能、低温抗裂性能、抗水损坏性能进行评价,同时通过谢伦堡沥青析漏试验、肯德堡飞散试验对沥青混合料合理的沥青用量进行评价,最后总结了SMA沥青混合料的施工工艺和关键控制要点。结果表明,该配合比设计合理,油石比控制适宜,沥青混合料性能优良,为SMA-13沥青混合料的应用、推广提供借鉴和参考。     

利用冻融飞散试验进行沥青混合料抗冻性能评价

通过冻融循环过程沥青混合料水中质量变化及冻融前后混合料飞散质量损失进行沥青混合料的抗冻性能研究,并从机理上对循环冻融过程中沥青混合料质量变化及强度降低进行了分析。试验结果表明,冻融前后混合料水中质量变化确定的最佳沥青含量为6.0%~6.5%,冻融前后混合料质量飞散损失确定的最佳抗冻沥青含量为6.5%,结合上述两结果,提出寒区沥青混合料最佳油石比为6.3%,这一结果和青藏公路使用的现场最佳油石比比较接近。     

不同参数对沥青混合料抗剪性能的影响

为评价沥青混合料抗剪性能的主要影响因素以及不同因素的交互作用对混合料抗剪性能的综合影响,对集料类型、沥青种类、油石比、设计压实功、压实度5个参数展开了研究。选取了3种集料类型(辉绿岩、玄武岩、砂岩),两种沥青类型(70~#基质沥青和SBS改性沥青)、4个油石比(OAC-0.4,OAC,OAC+0.4,OAC+0.8)、3个设计压实功水平(旋转次数为75,100,125次)、4个压实度水平(93%Gmm,94.5%Gmm,96%Gmm,97.5%Gmm)来进行室内试验,制备不同因素组合下的共54种沥青混合料类型。使用单轴贯入试验来测试沥青混合料的抗剪性能,并采用灰色关联分析方法和方差分析方法来分析试验结果。灰色关联分析结果表明:不同参数与抗剪性能之间的关联度由大到小依次为沥青种类、压实度、设计压实功、油石比和集料种类;方差分析结果表明,选取的5个参数之间存在着复杂的交互作用,集料类型、油石比和设计压实功只有在一定条件下才表现出对抗剪性能的显著影响,沥青种类和压实度则总是表现出显著影响。因此,沥青种类和压实度是影响沥青混合料抗剪性能的较主要因素,而且在分析不同参数对混合料抗剪性能的影响时,决不能忽略不同因素之间的交互作用。     

玄武岩纤维最佳掺量和对SMA沥青混合料的路用性能的影响

玄武岩纤维近年来被作为SMA沥青混合料中的纤维稳定剂,具有突出优势。本文通过玄武岩纤维不同掺量对SMA沥青混合料的性能试验分析比对,确定玄武岩纤维在SMA沥青混合料中的最佳掺量,以及通过相同掺量的玄武岩纤维和木质素纤维对其在最佳油石比的SMA沥青混合料中的路用性能的试验对比分析,总结出各纤维在SMA沥青混合料各种性能的优势,为工程需要提供依据。     

油石比对多年冻土区沥青混合料强度特性的影响分析

青藏高原海拔高、昼夜温差大、冻融循环频繁等各种不利条件对沥青混合料强度特性影响显著。通过沥青混合料劈裂试验、弯拉试验与单轴抗压试验,研究油石比对沥青混合料强度特性的影响。借助方差分析方法研究油石比对沥青混合料劈裂抗拉强度、抗弯拉强度与抗压强度的影响程度。研究结果表明:SBR-AC-13和SBRAC-16沥青混合料的最佳油石比为6.5%,130号沥青混合料最佳油石比为6.0%。油石比对沥青混合料的抗弯拉强度及单轴抗压强度影响显著,在沥青混合料油石比6.0%~7.0%的基础上适当增加沥青用量,有利于提高沥青混合料的低温性能。     

矿渣粉作为填料的沥青混合料性能试验

用磨细矿渣粉等量代替常用的石灰石粉作为沥青混合料的填料,以AC-16Ⅰ沥青混合料规范级配中值为研究对象,提出了3种试验方案。在这3种试验方案最佳油石比的基础上对沥青混合料的路用性能指标进行了试验分析;测试了石灰石粉与矿渣磨细粉的粒度分布;按照沥青材料试验方法对两种矿粉与沥青胶浆做了检验。结果表明:用矿渣粉全部或部分代替石灰石粉不仅可以将AC-16Ⅰ沥青混合料的最佳油石比分别减小0.9%、0.5%,而且提高了动稳定度,残留稳定度保持不变,低温弯曲应变几乎不受影响。从微观上分析两种矿粉的结构差别,进一步说明用矿渣粉代替石灰石粉不仅利用了工业废渣,使生态环境得到保护,而且在结构级配与性能上是更优选择。     

化学类抑制冻结沥青混合料配合比设计研究

采用填料体积等效置换方法对化学类抑制冻结沥青混合料进行配合比设计,通过马歇尔试验方法检验盐化物添加量对马歇尔试件体积指标、油石比及混合料路用性能的影响。试验结果表明,在相同矿料级配条件下,盐化物添加量对沥青混合料马歇尔试件体积指标及油石比影响不大;通过控制盐化物添加量,盐化物沥青混合料路用性能能够满足规范要求。