基于图像处理技术的沥青混凝土水破坏过程研究

对沥青路面心样开展饱水疲劳实验,通过CT扫描技术,采用数字图像处理技术,分析沥青路面水破坏过程中试件内部结构的变化趋势.结果表明:在饱水疲劳试验中,随着加载次数的增加,心样的孔隙和集料面积逐渐增加,而沥青胶浆面积逐渐减少,形象地反映了试件水破坏的机理,即沥青混凝土的粘附性损坏过程.     

用于生态化路面铺装的大孔隙透水沥青混合料配合比设计研究

介绍了生态化路面和大孔隙透水性沥青混合料的特点,探讨了大孔隙透水性沥青混合料的配合比设计方法,将强度理论运用于透水沥青混合料铺装结构设计中,通过对设计区域汇水量的计算,确定沥青混合料的目标空隙率;利用主骨架空隙体积填充法进行集料级配设计;再通过混合料析漏试验和马歇尔试件肯塔堡飞散试验确定最佳沥青用量并进行相关的强度检测.试验表明:混合料在确保空隙率的同时满足路面的强度要求,具有较好的使用性能,对研究应用大孔隙透水沥青路面具有参考价值.     

不同因素对沥青砼渗流流速的影响

针对沥青路面普遍存在的水损害,考虑沥青砼空隙率、环境温度、孔隙水压和交通荷载等因素对沥青路面内部渗流的影响,进行沥青砼AC-13圆柱形试件渗透试验。结果表明,渗流流速随着试件空隙率和试验水压、轴压、温度的增大而增大,其中空隙率、水压和温度对试件渗流流速的影响显著,轴压的影响相对较小;与正常条件相比,高水压(0.7MPa)、高温度(60℃)和大空隙率(8%)可使渗流流速增加24.5倍以上,应高度重视和加强高温重载下沥青砼水损害的防治措施。     

硅藻土复合改性橡胶沥青混合料降噪性能研究

现阶段在降噪型沥青路面材料选择中,橡胶沥青路面可通过利用其显著的阻尼变形特性来实现噪声削减.但其吸声能力相较于其他沥青路面材料并无显著优势.现通过向橡胶改性沥青中添加不同比例的硅藻土,制备得到复合改性橡胶沥青,进而制备两类沥青混合料试件,利用传递函数法测试吸声系数,从而研究硅藻土掺量和试件层厚对两种复合改性橡胶沥青混合料吸声系数的影响规律.结果 表明:随硅藻土掺量的增加,各组试件吸声系数随之提升;试件层厚对两种沥青混合料试件的整体吸声系数影响不大,但峰值吸声系数有明显区别.     

基于正交设计的粒料基层沥青路面力学响应影响因素灰熵分析

通过对柔性基层沥青路面结构力学响应指标的分析,基于弹性层状体系计算了粒料基层沥青路面力学响应指标值,运用灰关联熵方法分析了沥青层厚度、基层厚度、沥青层模量、基层模量和土基模量对力学响应指标影响的显著程度.分析结果表明:沥青层厚度、路基模量和基层模置对沥青层层底拉应变、路基顶竖向压应变和沥青层最大剪应力具有显著影响;沥青层模量和基层厚度对沥青层层底拉应变、路基顶竖向压应变和沥青层最大剪应力影响并不显著.为了提高柔性基层沥青路面在荷载、环境综合作用下的使用性能和耐久性,应适当增加沥青层厚度;提高沥青下卧层的强度和刚度,保持适当的层间模量比;保证路基具有较高的承载能力.     

不同渗流形态下沥青路面结构动力响应分析

为了研究荷载-渗流耦合作用下不同渗流形态对沥青路面结构各力学场量响应的影响，进一步揭示沥青路面水损害机理，在高水压沥青混合料渗透试验的基础上，采用非线性有限元方法，模拟分析碗形分布动荷载下Forchheimer非线性渗流和达西线性渗流时饱水沥青路面内部各力学场量的变化。渗透试验结果表明：在较高水力梯度下渗流流速-水力梯度关系呈现出非线性特征，不再适用达西定律，而需应用Forchheimer非线性渗流定律描述。数值模拟分析结果表明：2种渗流形态时沥青路面结构内部各力学场量均随着车轮动荷载的作用过程表现出波动性，且孔隙水压力均随着半正弦波型荷载的变化而呈正相关关系；与达西渗流时计算结果相比，非线性渗流时上面层内正孔隙水压力的峰值高49%，沥青面层内水平方向的拉应力、压应力、拉应变的峰值分别高16%、105%、15%，且在路表产生竖向拉应力，孔隙水压力也远高于现场实测值；2种渗流形态时均在上基层底部产生竖向拉应力，在沥青路面内产生的剪应力差别很小。因此，在车轮动荷载作用下，饱水沥青路面内部形成超高孔隙水压力和高流速的非线性渗流，会产生比线性渗流更为严重的水损害，以往基于达西定律的饱水沥青路面动态响应分析低估了车轮动荷载对沥青路面水损害的影响程度。     

环境温度变化对沥青路面轴载换算的影响

在不同的环境温度下,沥青路面车辆轴载换算指数是不同的,而非现行沥青路面设计规范中采用的定值4.35.在总结国内外研究成果的基础上,从沥青混合料的粘弹性力学性质入手,利用沥青劲度模量确定沥青混合料劲度模量,选用材料动模量,利用Bisar软件计算出半刚性基层沥青路面在不同温度下的荷载反应,分析拟合出半刚性基层沥青路面关于温度的轴载换算公式.考虑温度对轴载换算的影响,使轴载换算更加准确.     

沥青碎石排水基层的设计与施工

通过上海浦东新区远东大道、迎宾大道和罗山路沥青路面内部排水系统试验路的设计与篱工实践，对沥青路面设置多孔隙沥青碎石排水基层的系统布设、混合料组成设计、施工工艺以及排水效果检测进行了系统总结。     

福建高速公路沥青路面排水体系数值分析

福建省多雨潮湿,降雨对高速公路沥青路面性能和行车安全影响非常大。福建省在研究和长期实践基础上形成了非常有特色的沥青路面排水体系,为了检验其有效性,进行了高速公路沥青路面排水体系的数值分析。基于Biot动态固结理论的Lagrange有限差分方法,建立了路域3D模型。考虑降雨、表面径流、路面结构内部及地下水流动等因素,进行了超高缓和段路表集水状况、路面结构内部层底集水深度和孔隙动水压力、路面边部排水和中央分隔带排水设施排水能力进行模拟分析。分析时考虑了动态移动荷载、动水场作用下的多孔路面结构的动态流固耦合,但计算时不考虑蒸发作用。结果表明:(1)采用移动路脊法设计后,超高缓和段的路表雨天集水次数可减少85.7%;(2)组合式基层沥青路面结构自由水完全排出时间为0～5 d;与半刚性基层沥青路面结构相比较,组合式基层沥青路面结构中沥青层底无自由水天数可增加180%,同时沥青层层底孔隙动水压力相应可降低73.5%;(3)福建高速公路排水设施排水能力均有一定富裕,路基顶面横向排水管、碎石透水层、级配碎石层底横向排水管、集水井和缝隙式纵向排水沟的排水最小富裕度分别为96.7%,95.1%,73.5%,41.3%和26.9%;(4)根据数值分析结果,可以对排水设施尺寸或设置间距等进一步完善。     

柔性路面沥青稳定基层疲劳设计准则

柔性基层沥青路面在我国高等级公路上的应用日益广泛,但目前仍缺乏系统的柔性基层沥青路面设计方法.该文通过UTM4试验系统进行了4种级配沥青稳定基层混合料的三分点小梁弯曲疲劳试验,选择模量和沥青饱和度作为沥青稳定基层疲劳性能的关键影响因素,对不同级配的沥青混合料疲劳试验数据进行多元非线性回归分析,建立了沥青稳定基层多参数疲劳模型.根据对我国柔性基层沥青路面的使用寿命调查获得的设计弯沉与累计当量轴次的经验关系式,计算了沥青稳定基层实际疲劳寿命.将其与室内疲劳试验结果进行对比,认为现场修正系数应取为355,从而得到了柔性路面沥青稳定基层的疲劳设计准则.     

沥青混凝土路面使用过程中沥青迁移现象的粘弹性力学机理

有关调查表明,我国诸多高速公路沥青混凝土路面在使用过程中产生了沥青迁移现象。沥青迁移逐渐造成了沥青混合料沿路面厚度方向的离析,面层沥青富集而底层沥青贫集,面层空隙率降低而底层空隙率增大。底层空隙率增大又伴随着负压的产生与空隙的连通,即便面层混合料中只存在微观裂纹,水分也会被吸入底层从而产生水损害。沥青迁移的积累也可能造成路面油斑或油斑带。本文根据非线性粘弹性力学原理论述了沥青迁移的物理力学本质,并探讨了其影响因素及减轻沥青迁移的材料学方法。     

冻融循环对沥青混合料内水气扩散的影响

水气是沥青混合料水损害的重要来源之一,沥青混合料内部的水气运动不容忽视。大部分沥青路面常年经受冻融循环作用,为探究冻融循环前后沥青混合料内水气运动的变化规律,设计以相对湿度梯度为驱动力的水气扩散试验装置,以密级配沥青混合料AC-20C和开级配沥青混合料OGFC-13为研究对象,测量冻融循环前后沥青混合料水气穿透量随时间的变化情况,并采用菲克第一定律计算水气扩散系数。试验结果表明：5 cm厚OGFC-13试件在常压、20℃、100%~60%湿度差下的水气穿透量与时间呈线性正相关,可获得其扩散系数,而相同条件下的AC-20试件内水气较难穿透,水气穿透量与时间呈不规则变化,无法计算得到扩散系数,OGFC试件水气扩散速率明显大于AC试件,说明空隙结构对混合料水气扩散影响较大,但经历1个冻融循环后2类试件相同时间段内水气穿透量均有显著提高;负压环境下（13.325 kPa）进行试验可以增大AC-20试件的水气扩散速率,使水气穿透量与时间呈线性正相关,从而测量得到冻融循环前后AC试件的扩散系数;经冻融循环作用后,相同时间内2种沥青混合料水气扩散系数均显著增长,OGFC试件连通空隙率明显增大,说明冻融循环作用使沥青混合料内部结构发生变化,水气在沥青混合料内部的运动路径增多,更易进入沥青内部及沥青与集料界面,进一步加速沥青混合料水损害进程。     

排水沥青混合料水稳定性能研究

排水沥青路面采用大空隙的级配,具有减小雨天路面积水、抗滑、降低噪声的优点。对于空隙较大的沥青混合料,其抗水损害性能是决定路面耐久性关键。排水沥青路面采用开级配沥青混合料,选取的沥青是经过特色改性处理的高粘改性沥青,此类改性沥青可选用湿法和干法两种工艺,目前有较多的干湿法制备排水沥青混合料的方式,对这些方法进行一个全面的水稳定性能的对比,以对工程应用提供技术支撑。     

沥青混凝土路面层间孔隙水压力计算

针对沥青混凝土路面水损害问题,运用轴对称有限元方法分析了不同等级轴载作用下沥青混凝土路面层间孔隙水压力的变化规律。研究结果表明。孔隙水压力将造成路面层间的严重冲蚀．导致沥青与集料过早剥离而诱发水损害．而超载将加速这一进程。     

超薄沥青混凝土面层配合比设计混合正交分析

针对超薄沥青混凝土厚度小、集料粒径小,同时要求达到传统面层的密实程度、较好的构造深度及其他使用性能的特点,试验采用混合正交方法,选取粉胶比、沥青类型、集料类型、填料类型、粗集料含量等5个关键影响因素,按粉胶比取4个水平、其余各取2个水平的方案进行配合比试验,考察空隙率、马歇尔稳定度、劈裂强度、动稳定度、冻融劈裂强度比(TSR)等5个关键控制指标,对超薄沥青混凝土进行对比分析研究。试验及分析结果表明:当为粉胶比1.3 辉绿岩 SBS改性沥青 水泥 粗集料含量65%的组合时,超薄沥青混凝土的工程性能最好。     

纤维沥青混合料在多年冻土地区的应用

通过两种纤维沥青混合料的马歇尔、低温抗裂、冻融劈裂、高温车辙等试验与试验路修筑观测,分析了纤维沥青混合料在多年冻土地区的适用性。研究得出,在相同沥青含量下,纤维沥青混合料的密度明显减小,空隙率和矿料间隙率增大,沥青饱和度、稳定度和流值有所降低。纤维沥青混合料的蠕变速率及其对沥青含量的敏感性减小,弯拉应变增大,柔性明显增强。在相同沥青含量下,纤维沥青混合料的抗冻性有所降低,但实际应用中通过提高最佳沥青用量,可以缓解这种不利的影响。纤维沥青混合料的动稳定度明显增大,对改善沥青混合料的高温稳定性十分有利。纤维沥青混凝土试验路的裂缝间距明显增大,使用状况良好。结果表明,纤维沥青混合料在多年冻土地区有良好的使用价值。     

浅析沥青混凝土路面产生水损害的原因

对于沥青混凝土路面的水损害,国内外均进行了大量试验与研究,以寻求最佳的解决途径,但目前问题仍然未能从根本上得以解决,又因我国各地气候等自然条件千差万别,给彻底解决水损害问题造成很大困难.本文通过从事公路沥青混凝土路面施工及管理中遇到的实际问题及经验,比较对照了一些当地已运行高等级公路的使用状况,对高等级公路沥青混凝土路...     

沥青混凝土用于简易机场道面的动稳定度研究

用水泥代替矿粉作为填料的沥青混凝土可用于简易机场道面铺设,对其在60℃环境不同机型不同胎压下的动稳定度进行了试验研究。结果表明：在同样作用次数下,掺水泥的沥青混合料比掺矿粉的混合料变形小,掺水泥的混合料动稳定度变化趋势与掺矿粉混合料相似;但随胎压增大,掺水泥混合料动稳定度下降幅度小,比掺矿粉混合料稳定。因此,用水泥代替矿粉作为填料的沥青混凝土用于简易机场道面铺设,动稳定度符合标准,且优于掺矿粉的混合料。     

灌注式水泥-沥青混合料设计与路用性能

灌注式水泥-沥青混合料是一种在开级配的沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的，兼具沥青路面和水泥混凝土路面特点的复合材料。采用体积法设计高空隙率的基体沥青混合料并通过马歇尔试验确定其最佳沥青用量；通过不同水灰比和不同灌浆量的水泥浆灌注的水泥-沥青混合料的马歇尔稳定度和低温劈裂强度，确定水泥浆的合理水灰比和单位面积合理的灌浆量。利用车辙试验动稳定度评价水泥-沥青混合料的高温稳定性，用残留稳定度和冻融劈裂强度比评价水泥-沥青混合料的水稳定性。结果表明所选择的水泥-沥青混合料具有优良的高温稳定性和良好的水稳定性，在普通水泥浆中掺加一定量的粉煤灰，水泥-粉煤灰一沥青混合料同样具有较好的路用性能。     

动载下沥青路面超孔隙水压力分析

沥青路面结构内部的孔隙水在高速行车荷载的作用下形成的瞬时超孔隙水压力是造成路面水损害的重要原因。文中采用Hankel变换和波数域离散方法求解弹性饱和半空间体系的动力响应问题。分析了沥青路面在饱水状态下其内部孔隙水压力的变化规律以及弹性模量等材料参数变化时对孔隙水压力的影响。