超薄磨耗层沥青混凝土力学特性与疲劳性能研究

该文研究了级配类型和集料种类对超薄层沥青混凝土力学特性与疲劳性能的影响.研究结果表明,密实型级配类型或石灰岩作为细集料均能显著改善沥青混合料的力学性能,提高超薄层沥青混合料的抗压强度、劈裂强度和破坏劲度模量;超薄层沥青混合料的动态模量均大于普通沥青混合料,有利于提高沥青混合料抵抗永久变形的能力;普通沥青混合料的疲劳方程适合于描述超薄层沥青混合料的疲劳寿命与应力的关系,SAC-10(完断)级配的沥青混合料的疲劳寿命在相同的应力强度比下始终最大.     

Influencing Factors of Shear Strength of Asphalt Mixture

为了有效控制车辙的产生,对影响沥青混合料抗剪强度的因素进行系统分析.结合实际工程,通过三轴剪切试验,对温度、成型方法、胶结料类型、混合料类型和集特级配对沥青混合料抗剪强度的影响进行了研究,同时对车辙试验和三轴剪切试验的一致性进行了分析.研究结果表明:随着温度的降低,沥青混合料的剪切强度变大.采用高粘度改性沥青、旋转成型方法、高性能沥青混合料Superpave设计方法,加强施工过程原材料质量和级配控制可以有效提高沥青混合料的抗剪强度,减少车辙病害的发生.车辙试验和三轴剪切试验具有良好的一致性.三轴剪切试验从力学角度更具体地体现沥青混合料的高温特性,并能够同结构设计联系起来,控制沥青路面的剪切变形.     

高原寒冷地区沥青混合料弯拉特性分析

针对青藏高原寒冷地区低温、大温差气候特点,通过沥青混合料弯曲试验,分析了温度、沥青种类、油石比、级配等对混合料弯拉特性的影响。试验得出,沥青混合料弯拉强度随着温度的升高呈上凸抛物线形变化,弯拉应变逐渐增大,劲度模量不断减小;改性沥青和高标号沥青混合料的弯拉强度和弯拉应变较大,劲度模量较小;油石比增加时,沥青混合料弯拉强度先线性增大后减小,弯拉应变增大,劲度模量减小;矿料级配越粗,沥青混合料弯拉强度越大。结果表明,温度对沥青混合料弯拉特性的影响较大,采用改性和高标号沥青,适当增加油石比、采用较粗矿料级配,有利于提高沥青混合料的低温弯曲性能。     

沥青混合料矿料滑移剪切试验研究

为了研究沥青混合料的高温稳定性与矿料界面滑移剪切行为的关系,从沥青混合料矿料的接触及滑移特性入手,开发了专门用于评价沥青混合料矿料滑移剪切性能的滑移剪切试验,分析了试验条件、级配和沥青等对滑移剪切能的影响.研究表明在试验温度60℃、加载速率20 mm/min时,滑移剪切试验的评价指标滑移剪切能EI与车辙动稳定度DS的相关性最好,以此初步推荐了滑移剪切试验的试验条件.矿料滑移剪切试验表明混合料的级配和沥青种类及其用量对滑移剪切能EI有显著影响,适当增加最大公称粒径、采用改性沥青以及最佳油石比等措施能显著提高沥青路面的高温稳定性.     

基于界面剪切试验的沥青混合料集料切向弹性刚度研究

目前仍缺乏沥青混合料颗粒接触界面参数的有效获取方法，导致基于离散元法的沥青混合料数值分析手段无法精确模拟材料的力学行为。针对"切向弹性刚度"参数无法准确获取的难题，基于自主开发的"沥青混合料颗粒剪切分析系统"开展沥青混合料的颗粒界面剪切试验研究，确定合理试验参数。在此基础上开展3种级配和3种集料的沥青混合料单轴贯入试验，分析不同试验方法得到的剪切模量相关性。试验结果表明：在60℃试验温度和0.02 mm·s^-1剪切速度条件下可获得较为稳定的试验结果；剪切应力曲线表现出典型的"预剪切阶段"、"剪切稳定阶段"和"剪切破坏阶段"三段式增长；级配对界面剪切力有显著影响，AC-13、SMA-13和OGFC-13混合料的峰值均值分别约为100，50，90 N；同一级配下，采用玻璃珠和铁珠的混合料的界面剪切力分别为75，70 N；集料的材料类型是影响界面切向弹性刚度的关键因素，采用玻璃珠和铁珠的界面切向弹性刚度分别是0.17×10⁶ N·m^-1和0.22×10⁶ N·m^-1，而花岗岩集料则达到0.66×10⁶ N·m^-1以上；贯入试验结果表明级配和集料类型决定了混合料的剪切模量大小，采用花岗岩集料的AC-13型混合料的剪切模量达到18.88 MPa，OGFC-13混合料最小，仅为8.95 MPa；界面剪切试验得到的剪切模量与贯入试验结果的相关系数达0.89。所提出的集料接触界面剪切试验可分辨级配和集料类型对切向弹性刚度的影响。     

硬质沥青混合料动态间接拉伸试验研究

基于动态测定方法确定的沥青混合料的参数能真实反映沥青混合料对运动车辆荷载的响应,并能正确表现沥青混合料本身的粘弹性性质等优点,利用英国Cooper NU-14多功能沥青材料试验机测定了30^#硬质沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量,对试验结果进行了二元方差分析及非线性拟合,分析了级配、油石比、结合料类型和试验温度对动态间接拉伸试验的影响。结果表明：30^#硬质沥青混合料具有很高的动态间接拉伸劲度模量,用于沥青路面的下面层可减小其底面的拉应变;级配、油石比、试验温度和沥青针入度均对沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量有显著的影响。     

大粒径透水性沥青混合料动态模量预估模型研究

将不同级配类型沥青混合料动态模量实测结果与Witczak预测模型进行了比较,指出了Witczak预估模型并不适合预测开级配、大空隙率沥青混合料的动态模量。基于这个观点,开展多因素、多水平的沥青混合料动态模量试验,考察沥青混合料动态模量影响显著的因素,通过对动态模量试验结果进行回归分析,建立了大粒径透水性沥青混合料动态模量多元线性预估模型,同时对模型进行验证和修正,并对预估模型的适用性进行了初步探讨。     

基于分形理论的沥青混合料剪切性能试验研究

越来越多的研究表明沥青面层失稳流动产生的车辙变形、交叉口及长大纵坡路段沥青层间推移、拥包变形等破坏都与沥青混合料抵抗剪切流动变形的能力有着直接的关系。基于分形理论对AC-13、Sup-13和SMA-13 3种级配的微观结构进行分析,确定了3种级配的体积分形维数,并通过重复荷载蠕变试验对沥青混合料体积分形维数与其剪切性能的关系进行了探讨。对今后进一步研究沥青混合料剪切破坏机理有一定的指导意义。     

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。     

高黏薄层沥青混合料配合比设计

通过分析高黏薄层沥青混合料路用性能特性,对比普通混合料与高黏薄层沥青混合料的劈裂强度,表明高黏薄层沥青混合料能增强混合料模量;使用正交试验,对混合料的配合比进行优化,表明不同矿料级配及油石比对混合料的马歇尔稳定度、流值、孔隙率有显著影响,由此得到了混合料的推荐级配范围。     

基于超标准(高温重载)试验条件的抗车辙沥青混合料优化设计研究

为研究超标准(高温重载)条件下沥青混合料的抗车辙性能，以及优选适用高温特重荷载路段的抗车辙沥青混合料配合比，通过改变车辙试验温度与荷载工况进行车辙试验，模拟路面实际受到的高温与重载。选取矿料种类、沥青种类、抗车辙剂NRP掺量、级配类型4个因素，使用正交试验设计法设计车辙试验方案，使用动稳定度评价沥青混合料抗车辙性能的优劣。通过极差分析得到不同因素的影响程度大小，确定优选组合；通过多元回归分析法，拟合3种沥青混合料的动稳定度与抗车辙剂NRP掺量、级配类型、温度和荷载因素之间的关系。试验结果表明：4个影响因素在超标准(高温重载)条件下对沥青混合料的高温稳定性影响程度大小排序为NRP掺量>级配类型>沥青种类>矿料种类；抗车辙沥青混合料最优组合为玄武岩矿料、SMA-13级配、1.5%NRP掺量、SBS改性沥青；多元回归关系式经验证，拟合效果较好。     

基于温度与湿度耦合作用下的开级配沥青混合料应用研究

通过高温车辙试验及低温冻融劈裂试验验证开级配沥青混合料的在一定湿度下的强度特性,以期为气候潮湿环境下的开级配沥青混合料施工提供指导依据。试验将OGFC-10、OGFC-13和OGFC-163种混合料分别配比两种不同沥青制作成试块,试验前给予试块一定的湿度环境,再在高温和低温情况下分别检测试块强度。结果表明：粒径较大的混合料温度一定时稳定性更好,其内部结构强度更高。由于沥青种类及集料级配对沥青混合料特性影响较大,工程中通过选择合理级配及沥青种类,可以在兼顾排水性能的同时最大程度提高开级配沥青混合料在温度、湿度耦合作用下的耐久性。     

基于真三轴试验的沥青混合料强度影响因素分析

真三轴试验能比较真实地模拟沥青混合料在路面内部所处的实际受力状态。该文对不同沥青混合料开展了低温真三轴抗压强度试验,对比了不同沥青胶结料类型、级配、矿粉类型和粉胶比下沥青混合料的真三轴强度。研究结果表明:SBS改性沥青对混合料强度的增强作用不明显,却能增加其抗变形能力;级配对沥青混合料强度有显著影响:随着级配变粗,沥青混合料破坏应力增大,破坏应变减小;矿粉对混合料强度影响较大,加入适当性质的矿粉能显著提高沥青混合料的强度;沥青混合料三轴抗压强度随粉胶比的增大而增大。     

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。     

沥青混合料低温性能影响因素分析

该文介绍了沥青混合料低温性能影响因素的试验研究。为了分析沥青混合料的低温性能,在选择合理评价指标的基础上,通过-10℃弯曲试验的弯拉强度、破坏应变以及应变能密度分析了沥青类型、级配组成、空隙率以及老化程度对沥青混合料低温性能的影响。研究表明沥青类型及其老化程度、空隙率对沥青混合料的低温性能影响明显,而级配组成的影响较小,为了提高沥青混合料的低温性能应该采用改性沥青在尽量减少老化程度和最佳压实的条件下成型沥青混凝土。     

对沥青路面车辙问题的探讨

本文针对沥青路面产生车辙破坏的技术原因进行了分析，并过试验论证了沥青、沥青混合料级配类型、沥青混合料级配组成变化对高温稳定性的影响。提出在沥青混合料配合比设计时减轻车辙产生的对策。     

旧水泥路面沥青混合料加铺层纯剪切试验研究

本文提出了一种全新的沥青混合料剪切性能试验评价方法,即纯剪切试验。首先建立三维有限元模型验证了纯剪切试验中混合料的剪切受力特性符合路面的实际受力状况,然后采用纯剪切试验对不同沥青混合料加铺层的抗剪切性能进行了评价和比较,结果表明相比SBS改性沥青,高弹沥青能够为混合料提供更好的抗剪切性能,AC-10级配沥青混合料抗剪切性能优于AC-20级配沥青混合料,加铺层中采用聚酯玻纤布加筋能够较好的改善沥青混合料的抗剪切性能。纯剪切试验可以有效的评价沥青混合料的抗剪切性能,从而指导我国水泥路面沥青加铺层的选择和设计。     

蓄盐沥青混合料除冰雪性能研究

为了有效评价沥青路面除冰雪性能、揭示蓄盐沥青混合料除冰雪机理及效果,首先对蓄盐沥青混合料的路用性能进行了研究;其次开发了冰膜与沥青混合料表面粘结力测试系统,提出采用极限破坏拉力和破坏界面等级综合评价混合料与冰的粘结能力,分析了级配类型、温度对粘结能力的影响;并设计了冰点试验方法,研究了蓄盐沥青混合料除冰雪机理;最后通过室内试验和室外实体工程对除冰雪效果进行了验证.结果表明:蓄盐沥青混合料能有效降低混合料与冰之间的粘结力,-5℃时蓄盐混合料的极限破坏拉力比普通混合料降低了27.8％;开级配沥青混合料与冰之间的粘结力大于密级配沥青混合料,且粘结力随公称最大粒径的增加或温度降低而增大,破坏界面等级随温度降低而下降;蓄盐路面具有良好的路用性能和除冰雪效果.     

沥青混合料试件层间粘结剪切强度影响因素研究

选择影响沥青路面层间结合强度因素,试验温度、正压力、粘层类型,洒铺率和混合料类型,利用便携式直剪仪进行了层间粘结剪切强度试验.借助方差分析理论和试验统计软件对试验数据进行分析,得出了各因素对沥青混合料试件层间粘结剪切强度的影响规律.