基于分形理论的矿料级配对紫外光老化沥青混合料性能研究

为了研究不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响,采用分型级配理论,分别选取AC—13和AC—16各5种级配进行室内试验,分析不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律。试验结果表明:紫外光老化沥青混合料高低温性能与粒径分布分形维数D具有较好的相关性,粒径分布分形维数D越大,沥青混合料的动稳定度降幅越显著;粒径分布分形维数D越小,沥青混合料的低温劈裂强度降幅越小;其中AC—13S5型、AC—16S4型级配具有较好的高温抗紫外光老化性能,AC—13S1型、AC—16S2型级配具有较好的低温抗紫外光老化性能。     

紫外光老化对沥青混合料路用性能的影响

通过对AC-13和AC-16的3种不同级配的沥青混合料进行室内紫外光老化,并通过对老化前后沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和回弹模量进行研究,分析了不同的紫外光照射时间对沥青混合料性能的影响。结果表明:紫外光老化沥青混合料动稳定度在紫外光老化后减小,低温劈裂强度较老化前有所降低,沥青混合料抗压回弹模量经紫外光老化后有所增大。     

沥青混合料路用性能与分维数的关系分析

分形理论在路面级配设计中的应用是近年来兴起的新方向,通过分析不同级配类型的分维数与路用性能指标之间的关系,得出分维数D1=2.30附近时单层车辙动稳定度较高,分维数D1=2.20附近时复合式车辙动稳定度较高,动稳定度下降比较小;分维数D12.40时极限弯拉应变较大;冻融劈裂试验强度比(TSR)与分维数之间没有很好的相关性。     

不同粗集料组成的沥青混合料性能研究

粗集料是沥青混合料骨架结构的重要组成部分,不同种类和性质的粗集料对沥青混合料性能的影响各不相同。选取了7种不同种类和产地的粗集料,进行了基本物理力学性能试验,并以AC-16C粗型密级配为例,考察了不同粗集料对沥青混合料性能的影响。结果表明,粗集料性能对沥青混合料高温稳定性和水稳定性具有显著的影响,对低温抗裂性无影响,在固定其他条件的情况下,粗集料表观密度越小、吸水率越大,其沥青混合料动稳定度D S和劈裂强度比TSR越大。     

基于分形理论的大粒径沥青混合料评价方法研究

首先介绍了分形理论,利用此理论建立大粒径沥青混合料(LSM)集料质量分布与分维数D之间的关系,并给出了集料质量分维的计算方法,得到LSM各级配的质量分维数值.进一步分析LSM不同级配分维数与体积参数、路用性能的关系,从而定量地评价了级配的优劣.通过研究证明利用分形理论研究LSM分维数与路用性能的关系,定量地评价大粒径沥青混合料级配是一种合理且可行的方法.     

密级配钢渣沥青混合料路用性能研究

为明确钢渣沥青混合料在实际路面的使用性能,为其作为路面新型材料提供相关理论支撑,本文制备了三种不同级配的密级配钢渣沥青混合料,分别检测其高温性能、低温性能以及水稳定性能等。试验数据结果表明:AC-13、AC-16、AC-20等不同级配的混合料稳定度、冻融劈裂结果以及浸水残留稳定度等指标均满足规范的要求。随着级配组合、骨料粒径的变大,对应稳定度也会随之变大,且具有相当良好的水稳定性,渗水系数均满足密级配沥青混凝土小于120mL/min的要求。密级配钢渣沥青混合料路用性能良好,可以作为路面材料使用,且与国家倡导的"资源节约型、环境友好型"社会相契合,符合可持续发展战略。     

沥青混合料在高速公路大修中的环境性能优化与质量控制

基于不同级配下沥青混合料,对其在高温多雨地区高速公路大修中的环境性能优化与质量控制进行研究。结果表明,通过分析不同级配对SBS改性沥青混合料路用性能的影响,各级配高温稳定性排序为:AC-2503级配工地级配 AC-2502级配 AC-2501级配。在改善SBS改性沥青混合料高温抗车辙能力时,RA最佳掺量取0. 35%较为合适,同时沥青混合料的浸水强度可得到改善。就冻融劈裂强度和浸水马歇尔稳定度而言,AC-2503 KH-25 Sup-25;就冻融劈裂强度比和残留稳定度而言,KH-25 AC-2503 Sup-25,AC-2503比KH-25更适应恶劣气候条件。同时提出了沥青混合料施工质量控制措施。     

AC型密级配聚氨酯混合料路用性能研究

制作了AC-5,AC-10,AC-13型聚氨酯混合料并与同级配沥青混合料进行力学性能、高温稳定性、水稳定性和抗剥落性能等路用性能的研究对比。试验结果表明聚氨酯混合料的力学强度与聚氨酯含量呈正相关,级配对混合料的力学性能影响不大。聚氨酯混合料的力学强度在压实后0~10 h内增长最快,10 h时达到最终劈裂强度的80%以上。在相同级配下,聚氨酯混合料的劈裂强度和马歇尔稳定度均超过沥青混合料的3倍,高温稳定性优于沥青混合料,动稳定度比沥青混合料高一个数量级。此外,聚氨酯混合料与沥青混合料的冻融劈裂强度比和飞散损失没有显著差异,具有优异的水稳定性和抗剥落性能。综上,AC型聚氨酯混合料具有优异的路用性能,为聚氨酯混合料在路面工程中的应用提供一定的参考。     

SBR改性沥青混合料试验及应用

针对寒冷地区改性沥青的适应性,设计了AC-16与AC-202种级配的SBR沥青混合料配合比,并通过室内开展了其在不同老化阶段的路用性能的研究,对其在我国寒冷地区的实际应用效果通过工程应用实例进行了评价。室内试验结果表明:相比于普通沥青混合料,SBR改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能均有较好的提升,特别是低温抗裂性能提升显著;采用AC-16级配时,相比于AH-110沥青混合料,未老化与短期老化时的SBR沥青混合料动稳定度分别提高了4. 41%、5. 41%;采用AC-20级配时,相比于AH-110沥青混合料,未老化与短期老化时的SBR沥青混合料动稳定度分别提高了5. 26%、0. 79%;未老化与短期老化时,SBR(AC-16)与SBR(AC-20)的劈裂强度随温度的降低而增加,抗裂性能发生了降低,但由于其自身低温松弛应力要大于温度所产生的应力,其内部结构仍保持完整,无裂缝产生。工程应用实例表明:沥青路面在采用SBR沥青混合料后,其路用性能优异,实际应用效果优异,适用于寒冷地区,具有广阔的应用前景。     

粉煤灰作填料的沥青混合料试验及应用研究

本文在沥青混合料中,采用粉煤灰作为矿物填料,基于AC-16型与AC-20型级配类型进行了配合比设计,并通过室内试验对粉煤灰作填料的沥青混合料的性能进行了试验与应用研究。室内试验表明:相比于石灰石做填料的沥青混合料,高钙粉煤灰替代作填料后,其高温稳定性与低温抗裂性能的得到了较好提高,性能优异。其中,AC-20型的动稳定度提高幅度达到了34.4%,低温抗拉强度提高了0.32MPa。AC-16型的提高幅度为22.7%,低温抗拉强度提高0.35MPa;高钙粉煤灰取代石灰石作填料后,AC-16型与AC-20两种不同级配类型沥青混合料的劈裂强度比均有不同程度的降低,但影响不大。工程应用表明:粉煤灰沥青混合料路面状况优异,各项检测性能均良好,符合规范要求。     

基于分形理论的沥青混合料级配组成分析研究

以分形理论为基础,对分形级配在密级配沥青混合料配合比设计中的适用性进行试验研究。研究结果表明:分形理论级配计算公式与传统级配计算方法具有高度相似性;分形级配与现行规范密级配设计上下限范围相关性较高;分形矿料级配需要对个别筛孔通过率进行修正;分形级配粗集料堆积密度在分维数D=2.5附近存在最大堆积密度;分维数D=2.40~2.55范围内,修正的分形矿料级配对应的AC-20沥青混合料和AC-16沥青混合料具有良好的高温稳定性、马歇尔体积指标和抗水损性能等路用性能。     

强紫外光辐射地区的沥青混合料组成设计研究

提出强紫外光辐射地区的沥青混合料材料设计设计方法,为该地区沥青路面的抗紫外光老化提供设计依据。采用AC-16的3种不同级配类型,通过马歇尔试验分别确定其最佳油石比。采用自制的紫外光老化实验箱,对不同级配的AC-16沥青混合料进行197 h(相当于自然光照4个月)的紫外光老化。对老化后的沥青混合料试件进行高温稳定性、低温抗裂性和回弹模量试验。得到结论是:AC-16S1高温稳定性较好,适宜于高温的强紫外光辐射地区,AC-16S0低温抗裂性好,适宜于低温的强紫外光辐射地区。     

橡维联沥青混合料路用性能及施工工艺研究

通过对4种不同级配橡维联沥青混合料的主要路用性能进行比较,得出其最佳级配为AC-13C,橡维联最佳掺量为1.5%,同时通过正交设计,对采用最佳级配、最佳掺量下的橡维联沥青混合料干拌施工工艺的影响因素(搅拌温度、搅拌时间、延迟时间)进行极差分析,得出施工工艺因素影响动稳定度、低温破坏应变及冻融劈裂强度比的敏感性由大到小依次为:搅拌温度、延迟时间、搅拌时间。     

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。     

不同种路用抗车辙剂应用性能分析

为了对比研究抗车辙剂工程应用性能,基于AC-20C、AC-16C基质沥青和改性沥青混合料,进行了沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度、低温弯曲破坏应变、车辙动稳定度试验。结果表明:2种抗车辙剂均可在不改变沥青混合料的最佳油石比的基础上,显著提高沥青混合料的马歇尔稳定度和动稳定度,改善混合料的低温抗裂性;对于普通沥青混合料AC-20C、AC-16C,两种抗车辙剂的适宜掺量在0. 3%～0. 4%之间,对于重载幅路面掺加高模量抗车辙剂时,两种抗车辙剂的适宜掺量范围可控制在0. 2%～0. 4%之间。     

含不同粒径集料沥青混合料劈裂抗拉强度研究

设计了含不同粒径集料沥青混合料AC-9. 5、AC-4. 75、AC-2. 36、AC-1. 18以及AC-13C,对含不同粒径集料沥青混合料进行了配合比设计,并制备成型标准马歇尔试件。测定了各类含不同粒径集料沥青混合料的劈裂抗拉强度,分析了各类沥青混合料劈裂强度参数变化规律。结果表明:含不同粒径集料沥青混合料劈裂强度与集料粒径相关,劈裂强度规律表现为AC-13C AC-9. 5 AC-4. 75 AC-2. 36 AC-1. 18;其中4. 75～9. 5 mm集料对提升沥青混合料劈裂强度作用较明显。     

岩沥青改性AC-20级配设计及路用性能评价

依托某高速公路岩沥青改性试验路,研究岩沥青改性AC-20混合料的级配设计,并通过室内试验对其主要路用性能进行评价。结果表明,岩沥青中改性剂有效成分为25%,岩沥青AC-20混合料的级配靠近规范级配范围的中值和下限,最佳油石比为4.15%;岩沥青改性AC-20混合料的水稳定性和抗车辙性能良好;从冻融劈裂强度和应变变化率来看,岩沥青与SBS改性的AC-20混合料均具有较好的低温性能和抗老化性能;建议采用干法拌制岩沥青,并通过合理的碾压工艺和碾压遍数提升其压实度、动稳定度。     

连续摊铺与间断摊铺沥青混合料劈裂强度与温度的关系

沥青混合料在不同温度条件下会有不一样的性能,规范采用-10℃评价沥青混合料的低温性能,而我国北方寒冷地区冬季温度要低于-10℃,这就存在两个问题:一是沥青混合料在低于-10℃下的劈裂抗拉性能会如何变化,二是连续与间断摊铺沥青混合料在不同温度下的劈裂强度又有什么样的关系。基于此,为了对比分析连续与间断摊铺沥青混合料在不同温度下的劈裂强度大小关系,通过室内模拟连续摊铺与间断摊铺施工工艺,制作了上层AC-13/下层AC-16和上层AC-16/下层AC-20两种不同级配组合下的双层马歇尔试件,经过20,10,0,-10,-20℃5种不同温度处理后,采用1 mm/min和50 mm/min两种不同加载速率,研究了连续与间断摊铺沥青混合料劈裂强度的变化规律。研究结果表明:不同温度条件下,连续摊铺沥青混合料劈裂强度要比间断摊铺沥青混合料劈裂强度大;连续与间断摊铺沥青混合料劈裂强度都随温度的降低而升高;从不同温度下的劈裂抗拉强度来看,上层AC-13/下层AC-16组合比上层AC-16/下层AC-20组合好;相同条件下,加载速率越快,测得的劈裂强度越高,加载速率越慢,测得的劈裂强度越低。     

环保型沥青混合料的性能对比分析

通过SMA-13、AC-20、AC-25三种混合料类型进行环保型沥青和普通沥青的路用性能对比分析,试验内容包括沥青三大指标——高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能。此外还对环保型沥青和普通沥青进行SO_2、NH_3、H_2S的排放量对比。试验结果表明:环保型沥青混合料的稳定度、流值、浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比与普通沥青混合料较接近;环保型沥青混合料的高、低温性能整体均优于普通沥青混合料;环保型沥青能明显降低刺激性气体的排放量。     

改进型硅藻土AC-16沥青混合料配合比设计及路用性能试验研究

以AC-16沥青混合料为试验对象,采用改进型硅藻土改性沥青作为胶结料,通过路用性能试验,验证不同改进型硅藻土掺量下沥青混合料的水稳定性能和高温稳定性。试验结果表明:改进型硅藻土可提高AC-16沥青混合料的标准马歇尔稳定度、浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比;掺入硅藻土后的冻融劈裂强度有所降低,且随着掺量增加降低越来越明显;改进型硅藻土能显著提高AC-16沥青混合料的高温稳定性,当掺量为13%(占沥青质量)时其动稳定度提高近85%。