复合式路面层间剪切性能试验和评价方法

以混凝土为基面的沥青铺装层复合式路面结构的层间力学性能与基面形态、黏层材料、工作环境等因素相关,十分复杂。作为探讨,采用现场批量化制备试样,结合室内剪切试验,对比了基面经喷砂和凿毛处理后,黏层用料、工作温度、成型方法、加载方式、界面污染程度等因素对黏层抗剪强度的影响,证实了剪切试验应用于复合式路面层间抗剪强度评价的合理性,提出了复合试件层间剪切强度试验方法,修正了层间最大剪切强度计算公式,进一步提出了复合式路面层间抗剪强度评价方法,并将研究成果应用于依托工程,验证了该方法的可行性。研究表明:界面糙化方式、温度、试件成型方法、加载速率、层间污染程度等因素对层间黏结性能均具有较大影响,并在最佳的构造深度值下,层间的抗剪强度最大,界面最佳构造深度受防水黏结层种类、界面糙化方式、基面几何特性等因素决定;SBS改性沥青同步碎石封层的层间剪切性能对温度敏感性要大于聚合物反应型防水黏结材料;在最大剪切强度计算公式中引入了温度和特殊路段修正系数,且层间温度40℃时的层间抗剪强度为主要控制指标,试验方法、剪切应力计算结果和评价指标相互协调一致,形成评价层间剪切性能的系统方法,可用于路面结构设计及路面性能评价中。     

不同施工工艺对沥青路面层间抗剪能力的影响分析

近年来沥青路面的层间剪切滑移问题越来越受到人们的关注,据大量调查研究表明,路面的层间结合不良是导致公路出现早期损坏的重要原因之一。本文以此为切入点应用弹性层状体系理论,通过力学计算探讨了随路面结构参数的改变面层与基层间最大剪应力的分布状况及最大剪应力峰值的变化规律,为论证路面产生剪切滑移的可能性提供了理论基础。同时本文详细分析了路面结构层间抗剪能力的影响因素,并通过大量试验比较了不同施工工艺对层间抗剪能力的改善效果,确定了最佳粘层油施工洒布量,以及路面层间抗剪强度与剪切速率的关系,建立了室内试验与实际路面形态的联系,从而指导路面施工。     

复合式路面层间界面力学特性试验研究

为了研究复合式路面层间界面的力学特性,通过自主研发设计的一种原理简单的直接拉伸仪器和层间剪切试验仪,对高黏弹沥青砂与水泥混凝土板复合式路面的层间界面拉伸与剪切特性进行了试验研究。研究结果表明:沥青砂与混凝土界面的抗拉强度随着加载速率的增大而增大,随着温度的升高而降低,从而可知在夏季高温时,沥青砂与混凝土之间的界面容易发生拉伸破坏;结构层间的的抗剪强度随着温度的升高而减小,随着加载速率的增大而增大,随着法向应力增大而增大。文中有关结论可为进一步研究层间界面力学与路用性能的关系、高黏沥青砂应力吸收层的设计与施工提供指导。     

沥青路面层间粘结性能影响因素试验研究

为了研究粘层油种类、竖向荷载、粘层油固含量与层间污染等对沥青面层层间粘结性能的影响,采用室内剪切试验分别对5种粘层材料在不同温度下的层间抗剪强度、不同竖向荷载下不同粘层油洒布量下的抗剪强度、不同固含量与不同污染物对粘层的抗剪强度影响进行了测定。结果表明:Super PCR改性乳化沥青作为粘层材料效果最好、SAMI应力吸收层次之,普通乳化沥青最差;竖向荷载增加到一定程度后,粘层油的洒布量对层间抗剪强度的影响会逐渐减小;随着乳化沥青固含量的增大,粘结层的抗剪强度呈现逐渐上升趋势;同种污染量的油污污染比泥土污染对层间抗剪强度影响更显著。     

3种成型工艺下双层排水路面细观结构

针对3种双层排水路面施工工艺(传统“热+冷”层铺工艺、“热+暖”层铺工艺和“热+热”一体化成型工艺),采用离散元法与室内试验分别成型了板式试件与圆柱形试件,对比了3种施工工艺下双层排水路面的层间形态;基于虚拟剪切试验与室内直接剪切试验,分析了成型工艺、黏层油用量对双层排水路面层间抗剪强度的影响;利用可视化手段,获得试件不同层位空隙率分布规律。结果表明:传统层铺工艺层间界面趋于水平面形态,而另外两种施工工艺层间界面形态呈交错嵌挤状;基于一体化成型工艺的双层排水路面层间界面抗剪强度明显高于两种层铺工艺;3种施工工艺下各分层空隙率基本符合靠近试件中心较小、试件外围较大的分布规律。“热+暖”层铺工艺是当前双层排水路面值得探索的施工方式。     

SBS改性沥青黏层抗剪性能试验研究

摘要：SBS改性沥青黏层是近年来高等级公路沥青混合料层层间结合常用材料。通过室内直剪、斜剪和拉拔试验对几种不同类型的SBS黏层材料的界面黏结性能进行了研究。试验结果显示,随温度升高,黏层抗剪强度降低,在60～70℃区间时直剪试验强度降幅为是斜剪试验的6倍。SBS改性沥青洒布量达1．8～2．0kg／m2时,试验抗剪强度出现峰值。保持沥青用量不变,碎石撒布量在55％时,出现抗剪强度峰值。     

沥青路面微表处抗剪性能试验研究

通过直剪试验并结合理论计算对沥青路面微表处的抗剪性能进行研究,研究表明:夏李高温时,微表处的抗剪强度可以抵抗极端不利条件下的车轮剪切力;在最佳油石比±1％的范围内,微表处抗剪强度不会随油石比的增加而减小;界面污染或界面有水会减小微袁处与旧路面的粘结力.     

空隙率、路面构造深度对超薄磨耗层粘层油洒布量的影响

考虑超薄磨耗层的空隙率以及原路面的构造深度对粘层油洒布量的影响。试验选用SBS乳化改性沥青作为粘结材料,分别制作4种不同空隙率(8%、10%、12%、14%)的UTFC-10混合料试件并在常温下进行剪切试验,研究空隙率与粘层油洒布量的关系。然后采用同样的粘层油,按不同构造深度(0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mm)制作混合料试件,并在常温下进行剪切试验来研究原路面的构造深度与粘层油洒布量的关系。通过试验分析得到超薄磨耗层的空隙率以及原路面的构造深度对粘层油的洒布量具有显著的影响。推荐了空隙率以及粘层油洒布量合理设计范围。     

钢渣沥青混合料路面层间剪切力学性能试验研究

钢渣具有良好的水稳性与抗冻性,使用钢渣代替沥青混凝土路面混合料中的碎石,不但能有效提高路面层间的抗剪强度,而且可以减少天然石料的开采,是一种优良的生态筑路材料。文中采用室内直剪试验,研究了钢渣沥青混合料路面的上面层与下面层、下面层与基层的剪切力学性能。设计钢渣沥青混合料的配合比,在不同竖向荷载的条件下,研究层间黏层油用量和级配类型对层间抗剪强度的影响。通过试验证明,上面层与下面层、下面层与基层的层间抗剪强度均随着竖向荷载的增加而增加;下面层与基层间存在一个最佳黏层油用量,使层间的结合状况达到最佳;钢渣沥青混合料路面的抗剪强度高于传统沥青混合料路面的抗剪强度。     

沥青混凝土路面层间稳定性试验分析

沥青面层之间以及与基层之间的粘结状态对路面力学响应的影响较大。本文通过室内剪切试验和拉拔试验分析胶粉改性沥青、环氧改性沥青和高分子聚合物改性沥青在不同粘层油洒布量下的抗剪强度和拉拔强度,并与B ISAR软件得到的理论计算值进行比较,得到3种粘层油稳定性的差异以及最佳洒布量。     

超薄磨耗层NovaChip~层间抗剪强度试验研究

超薄磨耗层NovaChip是近年发展起来的一种新型预防性养护技术,具有抗滑性能好、表面强度高、行车噪音低、防水性能突出等特点。超薄磨耗层技术使用效果的好坏与其混合料级配、温度、层间粘结材料性能及其洒铺量有着密切的关系。该文以室内模拟试验为基础,以AC-13模拟原路面、NovaChip(C型)混合料作为磨耗层,制作复合型试件,采用多功能层间测试试验仪对试件进行直接剪切试验,研究了乳化沥青洒布量及温度对超薄磨耗层层间粘结能力的影响。结果表明:超薄磨耗层的抗剪强度并不是随着乳化沥青洒布量的增加而增大,而是存在一个最适合的乳化沥青洒布量。不同试验温度下,NovaChip路面结构的最佳乳化沥青洒布量是不一样的,最佳乳化沥青洒布量随着温度的升高而减小,表明超薄磨耗层在常温时需要的最佳层间粘结料(乳化沥青)用量比高温时的最佳用量稍大一些。     

水泥混凝土路面-环氧沥青超薄罩面层间黏结性能试验研究

水泥混凝土路面加铺环氧沥青混凝土超薄罩面,可在相对较低建设成本下,充分发挥环氧沥青混凝土高性能的优势,解决路面行车舒适性、安全性及耐久性问题,同时可结合水泥混凝土路面长寿命结构特点,建造长寿命高性能路面结构。为评价该路面结构的层间黏结性能,采用环氧沥青、SBS改性沥青作为层间黏结材料,利用自行设计加工的斜剪、拉拔夹具,通过斜剪、拉拔试验,研究了洒布量、试验温度、加载速率、界面浸水及老化等因素对该路面结构层间黏结性能的影响。试验结果表明:(1)浸水损害条件对层间黏结性能的影响十分显著,浸水后环氧沥青剪切、拉拔强度分别下降47.4%,30.7%,而SBS改性沥青下降75.1%,30.3%;(2)SBS改性沥青作为层间黏结材料,老化后的层间黏结性能衰减较为突出,剪切、拉拔强度分别下降23.0%,60.5%;(3)针对该路面结构,环氧沥青黏结材料层间黏结性能显著优于SBS改性沥青。     

双层沥青混合料层间抗剪性能研究

为评价不同因素对双层沥青混合料层间抗剪性能的影响,以直接剪切试验抗剪强度为控制指标,采用正交设计方法研究不同车辙压密程度对应的混合料空隙率、黏层油用量、温度对层间抗剪性能的影响。结果表明:随空隙率减小,层间抗剪强度随之增加;黏层油的使用可提高沥青混合料层间抗剪强度,但提高幅度会随温度升高而降低;以常温下有无黏层油时层间抗剪强度为基准值,计算其他温度指标下抗剪强度占基准值的比例,发现层间抗剪强度随温度升高而减弱。     

层间粘结性能对沥青路面抗剪强度的影响

比较了不同改性剂掺量的SBS改性沥青的技术指标,并采用直剪试验和45°斜剪试验比较了其作为层间粘结材料的抗剪强度,提出了抗剪强度高且适于施工的改性剂掺量;同时比较了粘层沥青洒布量为0、1.2、1.5、1.8、2.1kg/m2时的抗剪强度,提出了1.8kg/m2是层间最佳的洒布量。用GTM试验法比较了沥青路面结构在热接、冷接状态时的层间抗剪强度。     

关于沥青路面设计抗剪强度指标的研究及应用

由于高温、重载、车轮水平和垂直荷载的综合作用,导致沥青路面在交叉口等许多特殊路段出现拥抱、推移和车辙等剪切损害。抗剪强度指标的确立和应用具有非常迫切的意义。本文通过分析沥青路面的剪切破坏类型,以及路面结构类型、结构层厚度、温度、水平力系数和重载对沥青层剪应力的影响,给出了抗剪强度指标的设计和应用方法,提出针对不同的破坏模式应通过不同的途径解决路面剪切损坏问题。     

黏层油合理用量试验及其对路面性能影响机理分析

为探讨黏层油合理用量及其对路面性能的影响机理,采用直剪试验、斜剪试验及小梁弯曲试验分别测定了不同黏层油用最的复合圆柱体试件的抗勇强度及复合小梁试件的抗弯拉应变.研究结果表明:(1)在沥青混凝土路面层间喷洒黏层油,可以增强沥青混凝土面层的结构整体性,并且黏层油的喷洒量存在一个最佳值,在此最佳用量下,沥青混凝土面层层间黏结...     

基于直剪试验的黏层黏结效果影响因素研究

为了给沥青路面黏层设计提供依据,揭示黏层黏结效果的影响规律,采用直剪试验方法评价了沥青黏层的黏结效果,针对影响黏层抗剪强度的几个因素,如乳化沥青性质、洒布量、沥青混合料类型、水环境、荷载及老化作用等对黏层黏结效果的影响进行了测试分析.试验结果表明:(1)乳化沥青最佳洒布量在0.4-0.6 kg/m2,此时黏层抗剪强度和...     

基于曲面响应法的沥青混合料层间强度试验研究

为探究温度、沥青洒布量、土污染对层间剪切强度影响的交互作用,采用响应曲面法研究不同温度、不同土污染厚度,以及不同沥青洒布量对沥青混凝土复合试件层间剪切强度的影响.通过方差分析和残差图的诊断评估模型的适用性.由单因素分析得到各因素对层间剪切强度的影响规律,通过交互作用分析得到各影响因素对剪切强度的影响效应的大小为:AB>...     

混凝土桥面防水粘层材料最佳用量与层间抗剪强度分析

为研究混凝土桥面板防水粘结材料最佳用量和层间抗剪强度,选取3种典型的桥面板表面纹理及3种防水粘层材料,通过直接剪切试验分别确定不同防水粘层材料与不同纹理混凝土桥面板组合时的防水粘层材料最佳用量及层间抗剪强度.试验结果表明,防水粘层材料最佳用量随桥面板表面纹理的丰富程度而提高,露石界面的防水粘层材料的最佳用量较大;对于3种类型表面纹理,常温下丙烯酸酯类防水粘层材料的层间抗剪强度大于SBS改性沥青和SBR改性乳化沥青的;对于同种防水粘层材料,露石界面的层间抗剪强度最大;温度对层间抗.剪强度影响显著,当试验温度由25℃上升到60℃时,3种界面的层间抗剪强度均有大幅下降,但露石界面的层间抗剪强度随温度变化的敏感性较小.     

室内沥青混凝土路面层间抗剪强度试验方法研究

半刚性基层沥青混凝土路面结构作为我国最主要的高等级路面结构类型,沥青面层和半刚性基层之间的黏结状态是决定沥青混凝土路面结构耐久性的关键,但目前我国还没有统一的用于评价沥青混凝土路面层间黏结状态的标准试验方法。在借鉴国外剪切试验方法的基础上,借助MTS设备,利用自行设计的直剪试验和45°斜剪试验仪器,通过大量室内试验研究,分析了试验温度、荷载加载速率、试件干湿状态等对沥青面层和半刚性基层之间层间抗剪强度的影响,结合实际试验的可操作性,提出了室内标准直剪和斜剪试验方法,并提出采用考虑95%保证率下的抗剪强度和单位抗剪强度双重指标进行试验数据结果处理的方法,为科学研究和工程检测提供参考。