基于正交试验的泡沫沥青混合料水稳定性分析

泡沫沥青混合料水稳定性能是影响其路用性能的关键因素.为探究提高泡沫沥青再生层水稳定性能的技术方法,该文基于正交试验方法,通过室内试验探讨泡沫沥青混合料水稳定性能的影响因素(发泡效果、发泡沥青用量、水泥用量、聚合物纤维用量)及其显著性.试验表明:发泡效果、水泥用量、沥青用量是泡沫沥青混合料水稳定性的重要影响因素.     

泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂性评价方法及影响机理分析

随着泡沫沥青冷再生混合料在国省干线和高速公路等高等级公路下面层中的大规模应用,其低温抗裂性需引起更多关注。采用低温弯曲试验和SCB试验研究了水泥掺量、泡沫沥青用量、RAP掺量对泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂性的影响,基于SEM试验揭示了水泥和泡沫沥青对冷再生混合料低温抗裂性的影响机理。结果表明,增大水泥掺量和提高泡沫沥青用量均可改善泡沫沥青冷再生混合料的低温抗裂性,RAP掺量对泡沫沥青冷再生混合料低温性能影响不大,推荐采用低温SCB试验评价泡沫沥青冷再生混合料的低温抗裂性,以弯拉应变和破坏应变能作为评价指标,建议泡沫沥青冷再生破坏应变能不少于1 500 J/m2。水泥对泡沫沥青冷再生混合料的影响机理在于加筋、填充和减小了泡沫沥青冷再生混合料内部微孔数量。     

基于微观力学的泡沫沥青混合料成型机理研究

探讨了泡沫沥青混合料的养生成型机理。经过强度和刚度测试发现,无论加入泡沫沥青或水泥,不同养生条件对混合料的影响均不可忽视。硅酸盐水泥通过加强养生阶段矿物填料的效果,改善了泡沫沥青混合料的特性,处理机理与典型的水泥胶结材料类似。泡沫沥青胶浆的成型与水的蒸发密切相关,沥青胶浆与集料颗粒之间能否紧密结合,取决于停留在界面的大部分水分能否全部蒸发,即使粘结紧密,一旦有水进入就会破坏已经成型的粘结面。通过长期养生成型机理研究以及对试件断裂面的观察,证明了该文提出的成型机理的可靠性。同时提出了用于项目级混合料设计与评估的标准养生成型步骤。     

泡沫沥青冷再生混合料性能研究

通过对泡沫沥青再生混合料的配合比设计,在最佳沥青含量下对泡沫沥青稳定材料的物理特性、水稳定性、高温稳定性等性能进行了试验研究。研究表明,掺加一定量水泥的再生材料具有较好的水稳定性,其强度满足我国道路设计规范中对高等级道路基层材料的要求。     

旧水泥路面加铺水泥-泡沫沥青混合料层结构力学响应分析

水泥-泡沫沥青混合料具有半柔性的特点,将其用于旧水泥混凝土路面加铺具有巨大优势。通过三维有限元模型系统分析了沥青加铺层厚度,水泥-泡沫沥青混合料材料厚度、模量,地基模量,旧水泥混凝土板接缝宽度等因素变化对沥青层最大拉应力、剪应力和路表弯沉的影响规律。指出水泥-泡沫沥青层厚度不宜低于8cm,模量宜在800~1200MPa。     

泡沫沥青混合料抗剪性能研究

当前,高等级公路的交通特点已逐渐向多轴次、重轴载、高轮压发展,致使路面结构较易产生剪切破坏。泡沫沥青混合料作为一种新型环保的柔性基层材料,其抗剪性能方面的研究目前甚少。通过单轴贯入试验,着重研究集料级配、水泥含量、沥青含量、养护条件、温度变化5个因素对泡沫沥青混合料抗剪强度的影响。研究发现,不同级配对泡沫沥青混合料抗剪强度有不同影响;水泥可提高泡沫沥青混合料早期强度,但亦会增加基层刚度;沥青含量在合适范围内时,沥青越少其抗剪强度越大;养生过程是泡沫沥青混合料强度快速增长的过程;泡沫沥青混合料温度敏感性较高,随温度上升其抗剪强度显著下降。     

泡沫沥青混合料抗剪性能研究

当前,高等级公路的交通特点已逐渐向多轴次、重轴载、高轮压发展,致使路面结构较易产生剪切破坏。泡沫沥青混合料作为一种新型环保的柔性基层材料,其抗剪性能方面的研究目前甚少。通过单轴贯人试验,着重研究集料级配、水泥含量、沥青含量、养护条件、温度变化5个因素对泡沫沥青混合料抗剪强度的影响。研究发现,不同级配对泡沫沥青混合料抗剪强度有不同影响;水泥可提高泡沫沥青混合料早期强度,但亦会增加基层刚度;沥青含量在合适范围内时,沥青越少其抗剪强度越大;养生过程是泡沫沥青混合料强度快速增长的过程;泡沫沥青混合料温度敏感性较高,随温度上升其抗剪强度显著下降。     

泡沫沥青混合料的储存稳定性研究

泡沫沥青混合料的可储存特性对其应用、生产与施工有着重要意义。选择3种储存条件,对3种级配混合料的储存稳定性进行了试验研究。试验结果表明,泡沫沥青含量较高的混合料,其较好的黏结性而使泡沫沥青混合料储存稳定性较好;短期密封储存可以对混合料强度和刚度有略微贡献;但对于含有水泥等活性填料的混合料,则恰恰相反,延迟成型的时间会造成强度和模量的降低;此外,级配偏细的泡沫沥青混合料,其性能具有相对较好的储存稳定性;泡沫沥青混合料可以进行不密封储存,比较干燥的泡沫沥青混合料,只要能够保证足够的重新拌和与压实用水,其力学性能仍能得以维持。     

泡沫沥青和水泥用量对冷再生沥青混合料路用性能的影响

为明确泡沫(乳化)沥青和水泥掺两种粘结材料对冷再生混合料路用性能和耐久性的影响,通过车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、加速加载试验、四分点加载疲劳试验、研究了泡沫(乳化)沥青和水泥两种粘结材料对沥青路面冷再生混合料高低温性能、长期高温抗变形能力以及抗疲劳耐久性性能的影响。试验结果表明,泡沫(乳化)沥青冷再生混合料车辙变形量主要是压密变形所致,水泥掺量越大泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗高温性能和高温剪切疲劳性能越好;随着水泥、沥青粘结料掺量增大,冷再生混合料低温抗裂性能呈先增大后减小的变化趋势,对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料低温抗裂性能而言,存在一个最佳的泡沫(乳化)沥青和水泥用量,在2.0%~4.0%泡沫沥青和2.5%~4.5%乳化沥青用量下适宜的沥青粘结料与水泥掺量比例为1.5∶1~2.7∶1;对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗疲劳性能而言,存在一个最佳的沥青粘结料和水泥掺量,为确保冷再生混合料具有最优的抗疲劳性能需达到沥青结合料和水泥掺量的相对平衡,用于冷再生混合料适宜的水泥掺量为1.0%~2.0%。为完善泡沫(乳化)沥青冷再生混合料的材料组成设计方法以及性能评价体系提供了参考。     

冷再生泡沫沥青混合料强度影响因素

对泡沫冷再生沥青混合料进行了强度的研究.主要从几个方面考虑其强度对泡沫冷再生沥青混合料的强度影响:RAP含量、泡沫沥青的发泡效果、沥青用量、水泥用量、拌合时含水量,拌合温度以及养生条件.并对这几种因素作了一些量化的分析.     

泡沫沥青混合料物理力学特性的试验研究

泡沫沥青混合料是一种全新的道路材料，其有关特性尚不完全清楚。本文以泡沫沥青稳定2种骨料(新砂石料和回收料)为基础，从材料的选取与级配的组成、沥青的最佳发泡条件、混合料拌和方法及养护方案等几个方面提出一种泡沫沥青混合料的研究方法，并对该材料的物理性质和强度特性进行了研究。结果表明泡沫沥青混合料密度较小，空隙率较大，其强度能够满足路面设计规范关于基层设计参数的要求。水泥作为填料对泡沫沥青混合料强度影响不大，其主要作用是能显著改善水稳性。     

泡沫沥青掺加粉煤灰冷再生混合料性能研究

将粉煤灰掺入泡沫沥青冷再生混合料中,研究粉煤灰对泡沫沥青冷再生混合料力学性能、路用性能的增强作用。结果表明：粉煤灰在泡沫沥青冷再生混合料中既起到了活性填料作用,又明显改善了泡沫沥青胶浆的微观结构界面。掺加粉煤灰能提高泡沫沥青冷再生混合料最终劈裂强度、改善水稳定性、增加泡沫沥青混合料抗剪切性能,但粉煤灰对泡沫沥青冷再生混合料早期强度增强作用不明显,推荐最佳粉煤灰掺量为10%～14%。     

西部山区泡沫沥青冷再生设计研究

结合高速公路实际工程,在室内外试验的基础上,针对泡沫沥青冷再生关键技术开展研究,分析了泡沫沥青混合料的关键影响因素,认为0.075mm细集料通过率宜控制在4%左右,掺入水泥后可以显著提高混合料的水稳定性,用24h劈裂强度可作为现场施工质量控制指标。     

旧沥青路面冷再生混合料性能研究

以回收沥青路面材料(RAP)和回收水泥稳定碎石层材料(RAC)为主要集料,选取适宜级配的碎石作为新集料,设计出级配接近规范规定级配范围中值的泡沫沥青、乳化沥青和水泥稳定冷再生混合料,并确定了各冷再生混合料的适宜配比。RAP与RAC占冷再生混合料的80%。在得到各冷再生混合料抗压回弹模量的基础上,进一步给出了泡沫沥青、乳化沥青冷再生混合料的动态模量,为其推广应用提供了试验基础。     

泡沫沥青就地冷再生技术在水泥稳定砾石基层中的应用

为了解泡沫沥青就地冷再生技术在水泥稳定砾石基层中的使用性能,通过水泥稳定砾石基层泡沫沥青就地冷再生混合料室内试验和现场试验路的摊铺,验证了其各项室内试验指标和现场技术指标均能满足规范要求,可为水泥稳定砾石基层泡沫沥青就地冷再生技术的应用提供参考。     

水泥对泡沫沥青混合料性能影响分析

为了研究水泥用量对泡沫沥青混合料强度与疲劳特性的影响,对不同水泥用量(0%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%)的泡沫沥青混合料进行干、湿劈裂强度试验。通过控制应力加载方式,变化应力比进行疲劳试验。试验结果表明:增加水泥用量对干、湿劈裂强度有明显的提高作用。添加多于2%的水泥会降低材料抗疲劳性能,建议水泥用量不超过2%。考虑到泡沫沥青混合料强度要求,需要加入水泥用量至少为1.5%。     

泡沫沥青冷再生技术在高速公路基层处治中的适用性及施工工艺研究

G30连霍高速公路古永段养护大修过程中产生大量RAP,既占地又污染环境。为提高RAP利用率，将一定比例的RAP、骨料、石屑、水泥和泡沫沥青配制成泡沫沥青再生混合料，测试其最佳含水率、最大干密度、最佳泡沫沥青用量及主要性能变化规律，并铺筑试验路，探究泡沫沥青再生混合料基层处治的施工工艺和性能，同时分析其经济效益。结果表明：泡沫沥青再生混合料的密度与含水率变化呈二次抛物线形式，最佳含水量为5.6%,最佳拌和用水量为4.5%。干、湿劈裂强度、ITSR、TSR等4个指标与泡沫沥青用量近似成二次抛物线形式，OFC为2.5%,水泥用量1.8%,干、湿劈裂强度、ITSR、TSR分别为0.73 MPa、0.62 MPa、84.9%和96.5%。泡沫沥青再生混合料承载能力较大，抗变形能力最强，无侧限抗压强度都大于1.4 MPa。与境内常用的3种再生混合料基层单价进行对比，泡沫沥青冷再生混合料成本最低。     

基于MMLS1/3试验泡沫沥青冷再生混合料轮辙曲线特征及粗集料运动规律

对泡沫沥青冷再生混合料进行常温条件下的MMLS1/3加速加载试验,探讨了泡沫沥青冷再生混合料车辙深度、变形速率及横断面轮辙曲线特征,分析给出了泡沫沥青冷再生混合料车辙深度随加载次数的变化趋势;对不同加载次数下轮迹处MMLS1/3试件进行X-ray无损扫描,分析了不同加载次数下泡沫沥青冷再生混合料的轮辙曲线特征及粗集料运动规律。结果表明,对于未掺加水泥的泡沫沥青冷再生混合料试件,轮迹处车辙沿横断面分布呈U形,掺加1%~2.5%水泥后泡沫沥青冷再生混合料试件横断面车辙分布呈W形,可采用RDD=A×NB预估不同加载次数(N)下的车辙深度(RDD)发展规律;MMLS1/3加载试验过程中泡沫沥青冷再生混合料车辙发展规律可分为3个阶段,即压密阶段、蠕变稳定阶段、剪切破坏阶段;重复疲劳荷载作用下轮辙变形主要来源于泡沫沥青砂浆压密变形、集料受荷载作用产生的竖向位移及粗集料自身由不稳定状态转变为"平躺"状态所发生的水平转动位移,粗集料取向角随加载次数增大呈指数函数关系减小。MMLS1/3试验过程中压密变形主要是由车辆荷载的进一步压实作用引起,主要造成泡沫沥青冷再生混合料中大孔数量减少,微孔数量增多;试件破坏阶段泡沫沥青冷再生混合料内部微孔数量减小,大于1mm3空隙数量增多。掺加适量水泥可约束泡沫沥青冷再生混合料集料产生水平转动位移,具有维持加载过程中泡沫沥青冷再生混合料空隙形状和孔级配变化不大的作用。     

泡沫沥青冷再生混合料力学特性试验

采用间接拉伸强度、无侧限抗压强度及抗压回弹模量试验,分析了沥青路面旧料掺量及水泥用量对泡沫沥青冷再生混合料力学特性的影响.研究表明:随旧料掺量的增大或其中旧沥青含量的增多,泡沫沥青冷再生混合料设计最佳沥青用量减少,冷再生混合料抗拉、抗压、抗剪性能呈下降趋势,而抗压回弹模量逐渐增大;水泥用量的增大有助于提高冷再生混合料的...     

水泥稳定基层泡沫沥青就地冷再生配合比及性能研究

针对泡沫沥青就地冷再生水泥稳定基层,研究纯铣刨料和掺加新料2组级配的配合比设计,对比分析2组级配的性能,并分析不同养生方式、水泥用量和泡沫沥青掺量下混合料性能的变化规律.结果表明,补充部分新料可改善铣刨料级配,从而提升混合料性能,尤其是水稳定性有较大提升,经冻融试验测得的强度比增加9.3％;不同养生方式会对混合料中水分...