集料含泥量对沥青混合料抗剪性能的影响研究

为了明确粗、细集料含泥量对混合料高温稳定性的影响,采用单轴贯入和圆环剪切试验分别对水损害前后混合料的抗剪性能进行研究。试验结果表明,细集料含泥对沥青混合料抗剪强度的影响比粗集料含泥更显著,建议严格控制细集料含泥量,并将粗集料含泥量控制在3%以内。     

磷渣沥青混合料抗剪强度影响因素试验研究

通过单轴贯入试验评价沥青混合料的抗剪强度,研究集料类型、沥青种类、温度、加载速率等因素对磷渣沥青混合料抗剪强度的影响,并结合无侧限抗压强度试验得到混合料的粘聚力和内摩阻角。结果表明,磷渣取代沥青混合料中0.075~4.75mm各档集料后,混合料的内摩阻角稍有降低,粘聚力值提高显著,因而使混合料的抗剪强度明显提高;磷渣沥青混合料的抗剪强度随加载速率的增加及试验温度的升高呈现对数变化趋势;这些因素主要是通过影响混合料的粘聚力而影响其抗剪性能,对内摩阻角的影响不明显。     

基于单轴贯入试验的AC-20级配优化

为了提高沥青混合料的路用性能,利用颗粒流软件PFC~(2D)构建了沥青混合料单轴贯入数值试验方法,阐述了沥青混合料单轴贯入数值试验中试验条件的模拟方法和模型参数的取值,结合实体工程中AC-20室内单轴贯入试验评价了其可靠性。选取不同的原材料得到3组模型参数,基于单轴贯入数值试验研究了模型参数取值、粗集料级配、细集料级配和粗细集料比例对沥青混合料抗剪强度的影响规律。最后,通过室内单轴贯入试验确定了关键筛孔最佳通过率范围,提出了以抗剪强度最大为原则的AC-20矿料级配,并验证了其路用性能。结果表明:单轴贯入强度模拟曲线与室内实测曲线基本吻合;单轴贯入数值试验模型参数的取值对最大抗剪强度时集料的比例不产生影响;五档粗集料19~26.5mm,16~19mm,3.2~16mm,9.5~13.2mm,4.75~9.5mm的比例为3∶12∶5∶10∶10,细集料级配取I=0.75时所对应的级配,粗细集料比为60∶40时,沥青混合料抗剪强度最大;建议AC-20沥青混合料矿料级配9.5mm,4.75mm,2.36mm及0.075mm筛孔通过率分别为50%~60%、34%~44%、31%~37%和3%~7%;与规范推荐级配中值相比,优化级配AC-20混合料的抗剪强度、动稳定度分别提高了25%、27%。     

细集料棱角性评价新方法研究

分析了细集料棱角性常用评价方法的缺点,提出了一种新方法-CAR(Compacted Aggregate Resistance)法。该方法为单轴贯入试验,用贯入荷载表征细集料棱角性,试验结果表明,该方法能较好地评价细集料的形状和棱角性,CAR值与沥青混合料高温性能有较好的相关性。     

集料颗粒形态特征对沥青混合料高温性能的影响

采用数字图像处理技术及流动时间法分别对粗集料和细集料的棱角性、圆度和纹理等形态特征进行试验定量描述,并采用车辙试验来评价集料特性对沥青混合料高温性能的影响。试验结果显示:随着集料棱角性及圆度的增大及集料纹理的复杂程度增加,沥青混合料的高温稳定性提高;随着细集料中河砂含量的增加,混合料高温稳定性降低,因此建议沥青混合料中河砂含量不宜超过集料总量的20%。     

粗集料形状特征对沥青混合料抗剪性能的影响

矿质集料的形状特征对沥青混合料的性能具有极为明显的影响,但目前关于这方面的研究极少。采用编制的图像处理程序,获取了五组颗粒形状特征不同的粗集料其形状参数,运用单轴贯入试验分析了粗集料形状参数对混合料抗剪强度的影响。结果表明,粗集料各种形状特征参数对混合料抗剪强度都有不同程度的影响,且扁平系数对抗剪强度的影响最大,必须控制粗集料中扁平颗粒的含量。     

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。     

影响沥青混合料抗剪强度的试验研究

通过对影响沥青混合料抗剪强度参数的因素进行试验分析,研究不同的集料类型、沥青混合料级配、沥青用量以及压实度因素对抗剪强度参数的影响。结果表明:沥青是影响最大抗剪强度的主要因素,集料特性对混合料的内摩阻角影响显著;在最佳沥青用量附近,混合料的最大抗剪强度达到最大值;最大抗剪强度随着压实度增大、空隙率减小而增大,可以通过增加压实度使沥青路面抗剪能力增大。     

沥青混合料抗剪强度的影响因素分析

采用单轴贯入试验来评价沥青混合料的抗剪强度,并结合无侧限抗压强度来得到混合料的黏聚力和内摩阻角。针对不同最大粒径不同结构类型混合料、相同最大粒径不同级配、当量软化点、集料类型、沥青用量等影响沥青混合料抗剪强度的影响因素进行研究,得出当集料、沥青种类不变时,公称尺寸越大,沥青混合料的抗剪强度越大等重要结论。     

基于虚拟单轴贯入试验研究集料对沥青混合料抗剪性能的影响

基于X-ray CT技术对集料进行二维断层扫描,并将扫描图像二值化后使用MATLAB将集料轮廓点导入PFC3D中生成集料几何模型。在PFC3D中分别建立粗集料相、砂浆相和空隙相构建沥青混合料虚拟试件,随后根据接触对象分别设置相应的接触模型和微观参数,进行虚拟单轴贯入试验,探究集料对沥青混合料抗剪性能的影响。结果表明:通过离散元法构建沥青混合料的模型并进行虚拟单轴贯入试验来探究其抗剪性能是可行的;增大集料最大公称直径有利于提升沥青混合料的抗剪性能;在集料最大公称直径相同的情况下,骨架密实结构的沥青混合料的抗剪性能优于密实悬浮结构,而骨架空隙结构的沥青混合料的抗剪性能则表现最差;沥青混合料试件横向内部集料的少量增加可以提升沥青混合料的抗剪性能,但内部集料增加过多则会减弱沥青混合料的抗剪性能,而横向外部集料的增加将会导致沥青混合料抗剪性能的下降,但综合来说集料横向分布均匀时沥青混合料实际的抗剪性能表现更加优秀;当集料纵向分布采用不同的结构时,沥青混合料的抗剪强度受上层结构层的影响较大;针片状集料的含量增加以及针片状集料的长细比的增大均会导致沥青混合料的抗剪性能的下降;增大集料的摩擦系数、增加棱角型集料含量均有助于提升沥青混合料的抗剪性能。     

集料棱角对沥青混合料性能影响研究

利用棱角不同的粗、细集料制备了5种沥青混合料试件,通过单轴蠕变和间接抗拉强度试验,研究了集料棱角对混合料体积特性及疲劳性能的影响。利用抗裂性能试验,并结合有限元分析方法,分析了集料棱角与沥青混合料开裂间的关系。利用车辙试验研究了集料棱角与混合料抗车辙性能之间的关系。研究成果表明:1)集料棱角值越高,需要越高的沥青用量才能达到沥青混合料设计标准,而较高的沥青用量,就增加了沥青粘弹性,进而对沥青混合料抗裂能力产生积极影响;2)集料棱角也会因应力集中而造成开裂。集料棱角间的嵌挤作用会对沥青混合料的抗车辙产生重要影响,棱角值越高,嵌挤作用越强,抗车辙性能越好。利用有限元软件对混合料微观结构的分析验证了室内试验结果。     

实验参数对沥青混合料抗剪性能的影响

该文介绍了利用直接剪切试验结合无侧限抗压试验和劈裂试验对沥青混合料的抗剪性能所进行的研究。结果表明,C值随沥青用量的增加而先增加后减小,φ值随沥青用量的增加而减小,抗剪强度随沥青用量的增加而先增加后减小;随着加载速率的增大,沥青混合料的抗剪强度和C值增加,但是φ值基本上不变;随着温度的升高,混合料的抗剪强度降低,C值和φ值也随之减小。     

集料性质对沥青混合料抗剪性能的影响研究

对不同集料性质进行研究,包括针片状颗粒含量、压碎值和磨耗值,并将4种集料的沥青混合料分别成型试件,通过单轴贯入试验和同等条件下的无侧限抗压试验得到沥青混合料的粘结力和内摩阻角。结果表明,集料的针片状颗粒含量、压碎值和磨耗值对沥青混合料的抗剪强度指标具有显著的影响:随着针片状颗粒含量的增加,粘结力先增大后减小,内摩阻角逐渐减小;随着压碎值的增大,粘结力逐渐减小,内摩阻角先减小后增大;随着磨耗值的增大,粘结力逐渐减小,内摩阻角先减小后增大。     

粗集料形态对宽温度域下沥青混合料高低温性能影响

为了掌握粗集料形态对宽温度域条件下沥青混合料高低温性能影响,基于集料图像测量系统(AIMS),对5种粗集料棱角性、三维形状和表面纹理进行量化分析,进而制备SMA-13试件进行不同温度范围高温车辙试验和低温弯曲蠕变试验,分析集料棱角性指数、球度和表面纹理指数与高低温性能指标的相关性。结果表明:选用棱角性好、粒形饱满和表面纹理深度大的粗集料有利于改善沥青混合料高低温性能;随着试验温度增加,粗集料棱角性指数和球度对沥青混合料高温性能的影响程度逐渐增大,纹理指数对其影响程度则逐渐减小,且高温性能对棱角性指数和球度变化的敏感性增强;随着试验温度降低,粗集料棱角性指数、球度和纹理指数对沥青混合料低温性能的影响程度及低温性能对前述三指标变化的敏感性均逐渐降低。     

不同因素对沥青混合料抗剪强度的影响研究

随着交通量的增加、轴载及胎压的增大,超载及渠化现象也日益严重,很多高速公路沥青路面因抗剪强度不足而出现了各种病害。本文通过三轴剪切试验对影响沥青混合料抗剪强度参数的因素进行试验分析,在不同油石比、沥青类型、压实度情况下测得沥青混合料的c和φ值。试验结果表明:油石比对沥青混合料抗剪强度有较大影响,随着油石比的增大,沥青混合料抗剪强度先增加后减小,在最佳油石比下达到最大抗剪强度;沥青的粘度越大,沥青混合料的c和φ值就越大,抗剪强度就越高;在最佳油石比的条件下,沥青混合料的抗剪强度随着压实度的增加而增加。     

再生粗集料棱角性对混合料高温性能评价

为分析再生粗集料棱角性对混合料高温性能的影响,采用动态颗粒图像分析仪测试了石灰岩、花岗岩、旧集料(花岗岩)3种集料不同粒径颗粒的形态结构,以球形度、凸形度、粗糙度3个指标定量评价集料颗粒的棱角性,分析集料棱角性的变化特征及不同掺配比例再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温稳定性的相关性。结果表明:集料颗粒棱角性与其粒径大小呈线性相关,随着集料颗粒粒径的增大,其棱角性降低;旧集料与所选新集料相比,其棱角性会有一定程度降低;再生粗集料的棱角性随着旧集料掺配比例增大而减小,再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温性能呈高度线性相关。     

沥青碎石抗离析性能评价体系

为了评价沥青碎石抗离析特性,研发了沥青混合料抗离析测试仪,提出沥青混合料抗离析性能测试方法,并提出以集料离析值作为沥青混合料抗离析性能的评价指标;采用浸水马歇尔试验、车辙试验和小梁弯曲试验等方法,研究了离析程度对沥青碎石技术特性的影响;综合平衡考虑各方面性能,提出了沥青碎石抗离析性能推荐评价指标。结果表明:集料离析值对沥青碎石技术特性影响显著;随着粗集料离析程度的增大,其空隙率和渗水性增大,水稳定性、低温抗裂性和强度降低,高温稳定性先增大后降低;随着细集料离析程度的增大,其空隙率和渗水性减小,水稳定性和低温抗裂性提高,高温稳定性和强度降低。     

沥青路面粗集料棱角性表征方法及技术标准

利用ASTM D3398-97试验方法的改进表征法计算了粗集料颗粒指数Iap,采用数字图像处理技术提出了粗集料半径法棱角性指数IArm和梯度法棱角性指数IAgm的计算公式;通过对2类沥青混凝土的常规与动三轴试验,分析了粗集料棱角性表征指标对沥青混凝土性能和抗剪参数的影响规律,建立了沥青混凝土性能、抗剪参数与粗集料颗粒指数Iap的相关关系,结合沥青混凝土路用性能要求,提出了沥青路面粗集料棱角性技术标准。分析结果表明:Iap与棱角性指数IA具有明显的线性相关性,其回归系数可用于由粗集料颗粒指数Iap换算成IArm和IAgm;所提出的粗集料棱角性技术标准可作为沥青路面施工技术规范修订建议,有利于提高石料企业加工粗集料的质量。     

细集料对抗滑沥青磨耗层的影响研究

通过小型加速加载设备MMLS3对不同细集料形成的SMA沥青混合料进行室内模拟试验,每隔一定时间对试件的摩擦系数(BPN)和平均构造深度(MTD)进行测量,之后对所得BPN和MTD数据进行衰变分析,并将BPN和MTD转化成国际摩擦指数IFI进行抗滑性能衰变评价。经过分析发现,细集料棱角性对沥青混合料抗滑性能具有较大的影响,细集料棱角性越大,混合料抗滑指标也会越大。     

粗集料性能对排水性沥青混合料性能的影响分析

排水性沥青混合料作为一种集料嵌锁的混合料,其中的粗集料占比达到80%以上。骨料的性质、形状(尤其是针片状含量)会对混合料的性能产生很大影响。因此,通过室内试验,对粗集料性能及其与排水性沥青混合料强度、结构稳定性、渗水能力和抗滑性能的相关性进行分析,结果表明粗集料的压碎值和针片状含量对排水性沥青混合料的性能影响显著。压碎值越大,动稳定度越小,抗车辙能力越差,抗飞散能力越差;针片状含量越低,抗压强度和抗劈裂强度越大,渗水能力和抗滑能力越强。因此必须选择高强度、优质的粗集料以满足排水性沥青混合料强度、稳定性、渗水能力、抗滑性能的要求。