细集料对沥青混合料性能的影响

从道路工程实际出发,在充分吸收国内外研究成果的基础上,以上海某重大工程所用级配为基准外,还采用10种对比级配进行了大量试验,分析了沥青混合料级配中细集料用量与沥青混合料路用性能(包括空隙率、稳定度、抗拉强度、永久变形)的关系.     

基于有限元的沥青混合料数值模拟研究

基于集料-沥青内聚力模型原理构建三种不同沥青混合料的内聚力模型,利用虚拟裂缝闭合技术赋予砂浆材料的扩展有限元属性,通过对模型施加一个位移荷载来分析不同级配界面和砂浆的抗裂性能分析。研究结果表明:不同级配的抗裂性受骨架结构、集料轮廓和形状指标的影响较大。当级配骨架结构不彻底,粗集料松散分布,存在较大砂浆区,往往会对界面造成严重损伤;当相同级配骨架时,粗集料指标对级配界面的抗裂性能成为主要因素;对比不同混合料级配下的SDEG曲和耗散能曲线可知,当分析能量等宏观指标对级配的性能参数影响作用时,由于未考虑到级配间细观参数的作用导致级配的抗裂性能并不明显,细观结构参数下级配砂浆和界面抗裂性能和变化规律均表现出较大的相异性。     

细集料组成及级配对沥青砂浆小梁弯曲试验的影响

沥青砂浆是由沥青和细集料共同组成的复合材料,其工程性质相当复杂.沥青砂浆中细集料的组成和级配对沥青混合料的低温性能有着重要影响.笔者通过对不同细集料组成及级配的沥青砂浆小梁进行弯曲试验分析,研究沥青砂浆的低温性能,并采用灰熵法分析了各档集料和沥青含量对低温性能影响的主次关系.     

矿粉对温拌再生沥青混合料的性能影响研究

温拌再生沥青混合料是一种较新的路面回收料处理技术,它具有热再生技术不可比拟的便捷性和环保性。该文首先通过对比不同沥青用量下的矿粉用量与沥青膜厚度的关系,通过沥青膜厚度确定室内试验的级配与沥青用量范围,即以级配A、D为基准级配和2.7%、3.3%、3.9%为基准沥青用量,再进行沥青混合料的粘结性、抗损害性能和疲劳性能试验,研究发现:随着矿粉的加入,沥青膜厚度减小,但矿粉的加入对于沥青飞散试验的粘附性不存在较大的影响;通过合理的级配设计与沥青用量的调整可使温拌再生沥青混合料TSR值均大于80%,满足规范要求,并以矿粉少为优;随着矿粉的加入,温拌再生沥青混合料的疲劳性能会有一定程度的降低,尤其在沥青用量较高的时候。     

沥青砂浆的抗拉压试验研究

通过对不同集料组成的沥青砂浆进行抗压强度试验和直接拉伸试验,分析其应力-应变曲线来研究沥青砂浆的强度特性、机理及其影响因素,以指导沥青混合料级配设计,提高沥青混合料的使用性能。     

基于DMA方法的沥青砂浆动态弯拉黏弹特性

为了研究沥青砂浆的动态弯拉黏弹特性及其影响因素,提出了一种基于动态力学分析方法(DMA)的沥青砂浆动态弯拉试验方法,并对7种沥青砂浆进行了不同条件下的动态应变和频率扫描试验,分析加载频率、温度、油石比、沥青种类和矿料级配对沥青砂浆线黏弹性应变范围及黏弹性能的影响。基于时温等效原理,采用非线性最小二乘法绘制参考温度为20℃的沥青砂浆动态弯拉模量和相位角主曲线。研究结果表明:基于DMA方法的动态弯拉扫描试验,是一种能够有效、可靠评价沥青砂浆的动态弯拉黏弹特性的测试方法;沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围与加载频率成正比,与温度成反比;增加油石比,会显著降低沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围和高温低频条件下的动态模量,增大相位角峰值及温度敏感性,而对低温高频条件下的动态模量与相位角影响较小。相比于普通基质沥青,采用SBS改性沥青和橡胶沥青,均能增加沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围与动态模量,减小其相位角峰值与温度敏感性,大幅改善沥青砂浆在高温低频条件下的动态弯拉黏弹特性。矿料级配是影响沥青砂浆体积参数与动态黏弹特性的重要因素,较粗的矿料级配会显著降低沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围和动态模量,增大相位角峰值和温度敏感性。     

材料性状对排水沥青混合料性能的影响

选取玄武岩石料,对比分析了6种针片状颗粒含量对排水沥青混合料的体积参数、级配和劈裂强度的影响；采用两种基质沥青分别添加12％TPS得到的高粘改性沥青,在同一级配和各自的最佳沥青用量下对混合料的高温稳定性、低温稳定性、水稳性进行对比研究,提出影响性能的沥青关键指标.结果表明:为满足排水沥青混合料的性能,所用粗集料针片状含量应不大于12％,并应当选择60℃动力粘度高的沥青.     

基于灰色关联法评价沥青路面旧料级配离散性的方法

沥青路面再生过程中,原沥青路面旧料(RAP)的级配离散性是影响再生沥青混合料性能的重要影响因素之一,然而级配离散的原因涉及材料、施工、运营等方面。本次研究通过对RAP抽提前后的级配进行分析对比,确定沥青的团粒特性;通过对RAP基准料的定义,利用灰色关联法计算不同RAP级配离散的灰色关联度,从而评价其离散程度。     

基于GTM方法的沥青混合料压实特性分析

借鉴SHRP Superpave沥青混合料设计中密实曲线的分析方法,对比粗、细两种级配沥青混合料的密实曲线,分析集料级配和沥青用量对GTM设计沥青混合料压实特性的影响,提供了一种基于现场压实性能的优化集料级配的方法。     

采用Superpave级配沥青混合料的路用性能研究

该文对面层采用Superpave级配设计方法所设计的沥青混合料从水稳定性、抗车辙性能、低温性能三个方面与传统的AC级配设计方法所设计的沥青混合料的路用性能进行对比试验;同时按照Superpave级配,分别采用标准马歇尔、大型马歇尔、旋转压实三种成型方法对所设计的沥青混合料进行了水稳定性、抗车辙性能、低温性能的对比试验,提出宁夏地区推荐沥青混合料级配设计和成型方法.     

沥青混合料自愈合性能与砂浆厚度分布特征关系

沥青混合料自愈合行为与沥青砂浆的细观分布特征关系密切，但目前相关判据不足。为此，采用数字图像处理技术定量表征沥青砂浆的细观结构，并分析其与混合料自愈合行为的关系。首先，优化沥青混合料砂浆厚度计算的方法，提出基于图像分析的砂浆平均厚度T_m和砂浆厚度分布标准偏差S_Dt指标；其次，对6种不同沥青混合料砂浆的二维图像进行统计分析，验证细观砂浆厚度参数的有效性；最后，通过有无间歇时间的半圆弯曲疲劳试验获取沥青混合料的自愈合指数H，并进行宏细观指标的相关性分析。结果表明：级配类型和最大公称粒径均对沥青砂浆的空间分布有重要影响；矿料间隙率（VMA）和沥青饱和度（VFA）与砂浆细观参数之间不存在明显相关关系，证实了宏观体积参数在表征沥青砂浆细观分布特征方面的不足；沥青混合料的自愈合指数同时受砂浆平均厚度和空间分布均匀性的影响；综合指标T_m/S_Dt与宏观愈合指数H之间有很好的相关性，可以有效表征沥青混合料的自愈合效率。     

级配变化对应力吸收防水粘结层低温性能的影响

为了研究级配变化对应力吸收防水粘结层低温性能的影响,文章选用3种级配设计沥青混合料进行低温性能对比试验。利用Superpave方法进行混合料设计,变化油石比确定最佳沥青用量,比较3种级配体积参数,以弯曲应变能密度为评价指标,对3种级配的混合料进行低温性能评价分析。结果表明:级配1的沥青混合料弯曲应变能密度最小为0.00111MPa,级配3的混合料弯曲应变能密度最大为0.00183MPa,说明断级配应力吸收层防水层粘层的低温性能较好。     

ATB-30沥青混合料在柞小高速公路中的应用

结合柞小高速公路路面结构层,分析了ATB-30沥青混合料路用性能要求。根据级配理论及参考国内外沥青稳定基层级配,初选3组ATB-30沥青混合料级配,并进行了性能对比试验研究。文中介绍了这种沥青混合料的施工工艺,最后根据路用性能和层位功能要求,得出ATB-30沥青混合料优化后工程级配范围。     

RAP料级配变异性对厂拌热再生混合料级配离析的影响研究

在选定的RAP料级配范围内选取3种不同级配的RAP料作为基准料来模拟旧料级配的变异性，并且采用分形理论以及变异累积系数来评价采用不同类型的基准料合成的再生沥青混合料的级配变化程度。研究结果表明：RAP料级配的变异性对再生沥青混合料的级配均匀性具有不利影响，并且随着RAP掺量的增加，这种不均匀离析现象更加明显；工程上应尽量减小RAP料级配的变异性，同时采用RAP料级配范围中值后能够降低再生沥青混合料级配的变异性；分形维数D是评价离析类型的相对指标，能够有效表征再生混合料的级配变异特征；变异累积系数S是评价级配离析程度的绝对指标，能够有效表征再生混合料级配的变异程度。     

一种半开级配沥青混合料级配优化设计研究

为了提高半开级配AM-20沥青碎石混合料的现场使用效果,对符合规范级配范围的三种不同级配的AM-20沥青碎石混合料进行室内试验设计,并对试验结果进行对比分析,系统研究了这三种不同级配沥青混合料的高、低温路用性能,最终确定了AM-20沥青碎石混合料的建议级配范围。同时,由于AM-20沥青碎石混合料的粗集料的含量通常在50%以上,孔隙率较大,沥青用量少,矿料之间的接触点比普通沥青混合料少,实际应用过程中,要特别注意其抗水损坏的性能。     

级配碎石基层施工关键技术

对级配碎石基层的级配和施工工艺进行了系统的研究,并通过对比5种试验路方案来确定级配碎石基层与沥青混凝土中面层之间的黏结层,即:煤油稀释沥青透层、SBR改性乳化沥青黏层油、煤油稀释沥青透层+SBR改性乳化沥青黏层油、煤油稀释沥青透层+SBS改性沥青碎石封层、高渗透乳化沥青透层油的使用效果,最终推荐采用高渗透乳化沥青透层油的黏结层方案,并得出了一些关于级配碎石基层施工的关键技术成果。     

沥青砂浆剪切力学性能影响因素研究

应用MTS试验仪进行沥青砂浆直剪试验,研究分析了级配、沥青基材料和冻融作用对沥青砂浆剪切力学性能的影响。结果表明:同等粒径条件下,体积比增加1%,内摩擦角φ、黏聚强度c分别增加7.3%、3.4%;非同等粒径条件下,最大粒径为1.18mm沥青砂浆φ、c值是最大粒径0.075mm沥青砂浆的4.03倍和3.33倍。橡胶沥青砂浆抗剪性能明显高于70#沥青,添加外加剂KS后效果更优,其φ、c值至少提高30.5%、45.5%。冻融作用后,70#沥青+KS、橡胶沥青+KS的φ、c值最小降低12.3%、8.2%,有效控制冻融作用,可以有效保障沥青砂浆的抗剪性能。     

沥青混合料级配离析评价指标研究

为弥补沥青混合料配合比设计过程中级配离析评价方法方面的不足,选取SMA-13沥青混合料进行基准配合比以及离析配合比设计,同时采用沥青有效油膜厚度相等的原则设计离析配合比,对级配分形维数指标进行修正,结合分形维数值对SMA-13级配离析进行评价。研究结果表明:基于原分形理论对SMA-13离析级配曲线进行拟合,其拟合结果的相关性差,得到整体的分形维数并不适用于最大粒径小于16 mm的级配。通过有效沥青油膜厚度相等的原则,能够准确计算出不同离析级配对应的油石比,且更加贴近现场的实际情况。采用分段计算级配的分形维数,再按比例计算总的级配的分形维数的方法,解决了由于SMA-13最大粒径过小和自身离析级配的原因而使曲线拟合相关性不高的问题,同时提出了对于SMA-13级配离析的评价标准。     

基于Ⅰ法的沥青砂浆组成设计方法

随着交通的不断发展,沥青路面早期破坏显现日趋严重,提升沥青混合料性能刻不容缓。沥青混合料可以分为沥青砂浆和粗集料两部分,其中沥青砂浆主要起填充、粘结作用,为了提高沥青混合料的性能,有效防止沥青路面的早期破坏,通过动态剪切流变试验、旋转粘度试验、低温弯曲试验、车辙试验和冻融试验,对沥青砂浆进行配合比设计。结果表明:当粉胶比为1.4,用I法确定细集料级配I值取0.65,沥青胶浆与细集料质量比为3∶2时,得到的沥青砂浆抗车辙性能最优,水稳定性最好。     

沥青混合料Superpave与马歇尔设计方法的对比

为了对沥青混合料Superpave歇尔设计方法进行比较和分析,采用Superpave方法成型旋转压实试件,进行混合料设计,确定混合料级配和沥青用量,再按照确定的级配制作马歇尔试件,获取2种方法的体积指标以进行对比。结果表明：Superpave及歇尔设计方法2种指标具有良好的对应关系,可在进一步应用中继续进行对比分析。