公路沥青表层多次罩面抗车辙性能评价

采用动态模量试验和汉堡车辙试验,评价不同加铺罩面形式对沥青混合料抗车辙性能的影响。结果表明:相比于采用传统铣刨回铺方式,多次加铺罩面养护车辙风险更高;相比于非全细粒式罩面,全细粒式加铺罩面车辙风险更高;大粒径混合料作为加铺结构层或调平层可改善沥青面层结构整体抗车辙性能。     

沥青混合料高温性能试验指标的对比分析

为了探究评价沥青混合料高温性能的最佳试验方法以及研究各试验指标之间的相关性,分别采用高温车辙试验、单轴贯入试验、马歇尔稳定度试验、动态模量试验来评价沥青混合料的高温稳定性。同时与沥青PG高温分级试验进行相关性分析。试验结果表明,沥青自身的复剪切模量与大多数指标的相关性都好; SBS-AC混合料具有最好的高温性能;利用车辙试验和高温低频条件下的动态模量能很好的评价沥青混合料的高温性能,且二者的相关性很好;单轴贯入试验得到的指标不能对同级配不同沥青混合料做出较好的区分;因此,在一定程度上,动稳定度和高温低频条件下的动态模量及车辙因子能更好的评价沥青混合料高温稳定性,建议在设计和质量控制中使用该指标。     

中面层沥青混合料低温性能的对比试验评价

为评价中面层沥青混合料的低温性能,对7种AC-20沥青混合料进行M2F梯形梁动态模量试验、小梁低温弯曲试验和中梁线收缩系数试验,分析复模量、相位角、最大弯拉应变、应变能密度和线收缩系数5个试验指标的评价结果及相关性,选出最优的低温性能评价指标。研究结果表明：采用不同的试验方法及评价指标分析各沥青混合料低温性能,结果存在明显差异。在评价指标方面：在-10℃下的相位角是M2F梯形梁动态模量试验的最佳评价指标,最大弯拉应变是小梁低温弯曲试验的最适宜指标,线收缩系数是评价沥青混合料低温性能较为合适的指标。在各沥青混合料低温性能优劣方面：SBS改性沥青混合料的低温性能最优,橡胶沥青和抗车辙剂改性沥青混合料的较为接近,高标号沥青混合料的低温性能比低标号沥青混合料的更好。适当提高粗集料含量可提升沥青混合料的低温性能,热再生沥青混合料的低温性能相对较差。     

应力吸收结构层拉压模量差异对路面力学性能的影响

应力吸收结构层沥青混合料是一种沥青含量较高的热拌沥青混合料,具备较好的弯拉变形性能和抗车辙性能,且其拉伸模量与压缩模量(下文简称“拉压模量”)存在较大的差异。为研究旧水泥路面加铺中该类材料的拉压模量差异对路面结构的影响,针对其不同拉压模量的本构模型,建立32种路面结构模型进行数值模拟,分析材料的模量和厚度对路面力学性能的影响。结果显示:依据以压缩模量模型计算得到的应力吸收结构层材料的层底拉应变结果进行路面设计偏保守;应力吸收结构层材料拉压模量比的降低,对于减小层底拉应变从而降低材料疲劳引起的开裂风险是有利的;应力吸收结构层的层底拉应变与其厚度呈正相关,两种模量模式下计算得到的应变差与厚度呈正相关。     

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。     

基于车辙的路面结构层临界温度评价方法研究

为了确定沥青路面结构层产生车辙的高温临界温度评价方法,在30℃、40℃、50℃、60℃、70℃不同温度条件下,对现场芯样进行马歇尔试验、单轴贯入试验和三轴围压动态模量试验评定沥青混合料高温抗剪性能.试验结果表明:在较高温度范围内(车辙临界温度±10℃),单轴贯入试验的贯入强度可降低50％,而马歇尔试验的稳定度和三轴围压动态模量最多仅降低10％,不符合车辙发生时沥青混合料相应指标突变的属性;单轴贯入试验评价路面结构层临界温度适用性更强,为确定车辙临界温度和预防车辙发生提供了可靠依据.     

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.     

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...     

冻融循环对沥青混合料动态模量影响的试验研究

通过室内试验,对普通基质沥青结合料与加入矿质纤维沥青结合料生产的不同级配的沥青混合料试件进行冻融循环试验,之后对经过不同次数冻融循环后的试件进行单轴压缩动态模量试验,并对经过不同冻融循环次数后所测出的动态模量进行比对分析。分析结果表明:随着冻融循环次数的增加,不同温度下的混合料动态模量值均有所下降,加入矿物纤维的不同级配沥青混合料较普通沥青混合料的动态模量损失率小;空隙率大的沥青混合料动态模量受冻融循环影响较大。     

沥青混合料动态模量试验研究

利用Superpave简单性能试验机(SPT)测量了4种沥青混合料在不同温度和荷载作用频率下的动态模量;根据时间-温度置换原理,通过非线性最小二乘拟合,确定了4种沥青混合料的动态模量主曲线;比较了4种混合料不同试验温度、不同加载频率以及不同围压条件下沥青混合料的动态模量;采用车辙性能指标E*/sinΦ对4种沥青混合料的高温稳定性进行了分析,并用回弹模量试验进行了对比研究。结果表明,混合料类型、粉胶比、围压对混合料的高温稳定性有很大的影响。动态模量受混合料类型、围压、试验温度的影响。     

沥青混合料动态模量与动稳定度关系的试验研究

通过室内试验,对4种不同沥青结合料生产的不同级配的沥青混合料进行单轴压缩动态模量试验以及车辙试验,并对不同温度下所测出的动态模量与对应沥青混合料的动稳定度结果进行分析。分析结果表明,加入添加剂的沥青混合料在动态模量提升的同时,动稳定度也有所提高,但是二者并不是线性比例关系。     

沥青混合料松弛模量数值转换方法比较

为了有效获取沥青混合料的松弛模量, 比较了分别由动态模量和蠕变柔量得到松弛模量的数值转换方法, 研究了沥青混合料线性黏弹性参数的转换原理; 对同种沥青混合料分别进行了动态模量和蠕变柔量测试, 拟合了试验数据主曲线, 获得了松弛模量函数, 分析了2种数值转换法存在差异的可能原因; 考虑了不同Maxwell单元数对松弛模量计算结果的影响, 比较了不同沥青混合料的松弛模量, 验证了2种方法对不同沥青混合料的适用性。研究结果表明: 表征沥青混合料松弛模量的Maxwell单元数越少, 其主曲线波动越大, 当单元数大于11时, 主曲线间差异小于5.26%, 建议选择11个单元左右以提高计算效率; 由动态模量和蠕变柔量转换得到的松弛模量符合材料的基本松弛特性, 2条松弛模量主曲线重合度较高, 且相关系数大于0.99;对于不同的沥青混合料, 2种转换方法同样适用, 在线性黏弹性范围内, 二者的差异主要出现在较低时间区域(10-8~10-4 s), 建议实际应用中采用2种方法的平均值以减少同种试验误差的干扰; 添加温拌剂在一定程度上会降低沥青混合料的松弛模量, 相比于普通热拌沥青混合料, 添加发泡温拌剂和Evotherm温拌剂的沥青混合料松弛模量分别降低了14.69%和13.61%, 从对松弛模量的影响程度来看, 2种温拌剂的使用效果相当。      

提高沥青混合料高温模量的方法比较

提高沥青混合料在高温状态时的模量可明显降低结构层中的应变量,从而解决沥青路面高温车辙问题。提高沥青混合料模量的方式分为两类,其一为采用高模量沥青,其二采用混合料外掺剂,通过对SBS改性沥青、低标号沥青、及部分外掺剂进行混合料性能对比,总结出提高沥青混合料高温模量经济科学的方法。     

冻融循环条件下沥青混合料性能研究

为对沥青混合料在冻融循环作用下其性能衰变规律进行研究,通过采集实测温度,设计冻融循环试验,对辽宁省公路沥青路面常见沥青混合料类型进行不同冻融循环次数下的劈裂试验、动态模量试验、疲劳试验和冻断试验,进而分析沥青混合料在冻融循环作用下不同性能的变化特点。     

基于黏弹性的橡胶改性沥青路面抗滑性能研究

为研究橡胶颗粒对沥青路面抗滑性能的影响,基于SMA-13沥青混合料,采用内掺法以橡胶颗粒等量替代相应的集料进行橡胶改性沥青混合料配合比设计,橡胶颗粒掺量R=0%、1%、3%、5%,配制得到4组沥青混合料SMA-13A、SMA-13B、SMA-13C、SMA-13D,分别制备旋转压实试件及车辙板试件,保持试件温度T=10、20、30、40、50℃。采用单轴压缩试验方法进行AMPT简单性能试验,得到动态模量E和相位角φ;利用自主研发的轮胎-路面动态摩擦系数测试系统进行抗滑性能试验,得到动态摩擦系数f。结果表明:沥青混合料的黏弹性能顺序为SMA-13DSMA-13CSMA-13BSMA-13A,说明掺橡胶颗粒后,沥青混合料的黏弹性能得到了提高,且掺量越大,黏弹性能越好;在试件温度T=10、20、30、40、50℃下,沥青混合料的动态摩擦系数f与动态模量E的相关性基本相同,说明沥青混合料试件的温度对f与E相关性的影响不大;在车辆动态荷载作用下,随着橡胶颗粒掺量R的增加,沥青混合料的动态模量E减小,动态摩擦系数f增大,而相位角φ减小,说明橡胶颗粒的掺入提高了沥青路面的黏弹性能,从而提高了沥青路面的抗滑性能。     

基于动态模量的温拌再生沥青混合料性能研究

利用Superpave简单性能试验机（SPT）测定温拌再生沥青混合料在不同围压、温度、荷载作用下的动态模量.分析围压、温度、加载频率对再生沥青混合料动态模量的影响,对比温拌与热拌再生沥青混合料的黏弹性.结果表明,温拌再生混合料的动态模量受温度和加载频率的影响显著,其变化规律与热拌混合料相同;与热再生沥青混合料相比,温拌再生沥青混合料的抗车辙性能更好.     

温拌乳化沥青混合料配合比设计及性能研究

温拌乳化沥青是一种新型的温拌沥青材料,具有节能耗、绿色环保、优异的水稳性能等特点。在对温拌乳化沥青进行研发生产的基础上,对温拌沥青混合料的配合比设计方法进行研究,并对各种沥青混合料的路用性能进行评价,研究结果表明,温拌乳化沥青混合料可以达到降低拌和、压实温度的目的,能够满足城市道路建设和超薄沥青混凝土罩面施工技术的要求。     

高模量沥青混合料的动态模量试验研究

高模量沥青混合料是通过在基质沥青中添加调和硬组分从而提高其模量的。实验对混合料进行了配合比设计,并对其与其它几种混合料在不同温度、不同加载频率条件下进行动态模量对比试验研究。结果显示高模量沥青混合料可以在不降低混合料低温性能的同时,有效提高其高温稳定性,抑制和减少车辙的产生,从而保证道路的良好使用性能。     

旧水泥面板薄层罩面凿毛工艺、材料优选研究

采用斜面剪切试验及拉拔试验研究了旧水泥路面表面最佳凿毛方式，优选了层间黏结材料，采用动态剪切试验，优选了薄层罩面的沥青，最后对比了薄层罩面沥青混合料的性能。结果表明：旧水泥路面表面刻槽对薄层罩面层间抗剪强度提升效果最优，最大可达0.92 MPa；水泥面板表面铣刨构造深度不均匀时，黏层沥青优先选择橡胶沥青,橡胶沥青抗拉强度可达0.73 MPa～0.8 MPa；从车辙因子、相位角、混合料性能方面比较，旧水泥路面薄层罩面优选材料排序为：橡胶改性沥青混合料>橡胶-SBS改性沥青混合料>Novabinder改性沥青混合料>SBS改性沥青混合料。     

硬质沥青高模量混合料研究及应用

为解决重载交通高温条件下路面车辙问题,采用硬质沥青提升路面抗车辙性能,开展硬质沥青高模量混合料设计研究,分别评价沥青混合料动态模量、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性等路用性能,结合实际工程应用和路用性能跟踪观测,深入验证。结果表明:硬质沥青高模量混合料动态模量超过18000MPa,60℃动稳定度达6349次/mm,四点弯曲疲劳寿命(230με)超过90万次,性能显著优于SMA-13,实际工程应用表明该材料具有良好的耐久性。