排水性沥青混合料降噪性能测试研究

研制并开发沥青混合料吸声降噪性能室内测试的仪器,采用单传声器法对不同空隙率以及相同空隙率下不同最大公称粒径的沥青混合料进行吸声系数的测试,并对试验路段的降噪效果进行现场测试。分析空隙率、最大公称粒径对沥青混合料吸声性能的影响。发现空隙率尤其是有效空隙率是影响沥青混合料吸声系数的关键因素;最大公称粒径4 75mm级配的排水性沥青混合料吸声效果明显。结果表明,提高空隙率,采用较小最大公称粒径级配的方案都能有效提高沥青混合料的吸声降噪能力。     

级配参数对沥青混合料抗剪性能的影响分析

该文对贝雷法提出的级配参数进行了分析,设计试验方案,选用单轴贯人试验测试沥青混合料抗剪强度,结果分析发现,级配参数CA比和最大公称粒径对沥青混合料抗剪强度有显著影响,对考虑抗剪性能的级配优化有一定的实际意义。     

最大公称粒径对路用性能的影响分析

研究了最大公称粒径筛孔通过百分率在一定范围内变动对粗集料断级配沥青混合料高温稳定性及水稳定性的影响.     

贝雷法在Superpave沥青混合料设计中的应用

采用贝雷法对大量Superpave沥青混合料配合比设计数据进行了分析,提出在Superpave沥青混合料配合比设计过程中引入贝雷法作为级配组成的评价和混合料性能预测的辅助工具,并根据分析研究结果,提出在混合料不同最大公称粒径和不同层位的应用时,对贝雷法参数取值范围进行适当调整。     

沥青混合料压实试件毛体积密度试验方法的比较

沥青混合料压实试件的毛体积密度测定方法一直在道路工作者中存在争议。该文首先剖析了表干法和钻件蜡封法的试验方法及原理,之后针对SAC矿料级配进行了大量试验。试验结果表明,钻件蜡封法比表干法更准确。对于骨架密实型沥青混合料,钻件蜡封法的测试结果比表干法的大,且随着沥青混合料最大公称粒径的增加,两种结果的差异性越大。对于最大公称粒径<25 mm的骨架密实型沥青混合料用表干法已足够能满足精度要求,对于最大公称粒径≥25 mm的骨架密实型沥青混合料用钻件蜡封法可能更为合适。     

小粒径大空隙排水沥青混合料性能试验

为实现超薄排水沥青路面的设计与应用,采用渗透性试验、摆式摩擦系数试验、动态摩擦系数试验、声波吸收系数试验、肯塔堡飞散试验、车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验,对最大公称粒径4.75 mm和13.2 mm的2种开级配型式与2种不同沥青混合料类型组合而成的4种大空隙排水沥青混合料的综合性能进行试验评价。试验结果显示,最大公称粒径4.75 mm级配形式的开级配沥青混合料的透水性能、摩擦性能及抗松散能力比最大公称粒径13 mm级配的沥青混合料略优,具有很好的排水降噪功能。环氧沥青混合料的使用,有利于提高小粒径大空隙排水沥青混合料的整体路用性能。     

沥青混合料毛体积密度测定方法研究

沥青混合料毛体积实测密度是沥青路面中至关重要的一个指标,其测定方法一直在道路工作者中存在争议。剖析了表干法和钻件蜡封法的试验方法及原理,之后针对骨架密实型沥青混合料SAC矿料级配进行了大量试验。试验结果表明,钻件蜡封法比表干法更准确。对于骨架密实型沥青混合料,钻件蜡封法的测试结果比表干法的大,且随着沥青混合料最大公称粒径的增加,两种结果的差异性就越大。对于最大公称粒径<25mm的骨架密实型沥青混合料用表干法测定试件毛体积密度已能满足精度要求;对于最大公称粒径≥25mm的骨架密实型沥青混合料,表干法毛体积密度测试结果应采用修正公式进行修正。     

沥青混合料抗剪性能试验研究

基于单轴贯入试验这种全新的沥青混合料抗剪强度评价方法,研究沥青混合料公称粒径大小对于该试验的影响.通过不同级配的沥青混合料在不同试件尺寸及压头尺寸下的贯人试验,得到抗剪强度变异性规律.同时结合有限元模型分析结果,得到与公称粒径大小相匹配的贯入试验参数.研究表明:对于沥青混合料最大公称粒径大于或等于20 mm时.采用0150×100 mm试件和042 mm压头可满足工程精度要求.     

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。     

不同级配玄武岩纤维沥青混合料的IDEAL抗裂性能

采用IDEAL中温开裂试验，对10种不同级配沥青混合料中温开裂机理进行分析，以开裂指标CT_index来评价沥青混合料在掺加玄武岩纤维后的中温开裂性能。研究表明：在混合料中掺入玄武岩纤维后，其抗开裂性能提升9.3%～19.6%,抗裂缝扩展性能提升21.9%～65.2%;在中温（25℃）条件下，Superpave-13级配的沥青混合料抗裂性能劣于SMA-13级配38.1%～42.3%;玄武岩纤维对混合料抗裂性能的增强效果在Superpave-13级配中优于SMA-13级配20.6%,与SBS改性沥青的结合效果比基质沥青强108.4%,随着集料最大公称粒径的增大而减小。     

沥青混合料压实空间的数值方法研究

沥青混合料路面结构层厚与集料最大公称粒径的比例是影响沥青路面质量的重要因素。本研究的数值模拟计算结果认为,公路沥青路面施工技术规范2004版中对这一比例值的修改较之94版的规定更为合理,但对于近年来流行的嵌挤密实型等粗级配,这一比例的确定还需更多的考虑与工程实践。结合数值计算结果,研究提出了各类级配层厚与最大公称粒径比例的建议值。     

级配离析对沥青混合料抗水损坏能力的影响研究

分别利用级配检验和无核密度仪检测的方法,调查总结了AC-25和AC-13沥青混合料摊铺离析和压实离析的规律。依据该规律设计模拟级配离析和压实离析的混合料,进行了模拟动水压力试验以评价它们的抗水损坏能力。与设计级配AC-13C混合料相比较,模拟摊铺机端部离析和容许级配最粗离析的沥青混合料在动水冲刷3 h,即正负压交替作用1 350次后,25℃劈裂强度损失都超过了30%;当击实功不足时,容许级配最粗离析的沥青混合料在动水冲刷3h后25℃劈裂强度损失48.2%。即使不考虑压实不足,模拟级配粗离析和容许级配最粗离析的AC-13C混合料都显得抗水损坏能力不足。从保证沥青混合料抗水损坏能力的角度建议了沥青混合料生产和现场摊铺阶段的级配控制要求。     

热拌沥青混合料宏观构造离析检测方法的现场验证

通过设计一系列现场试验来评价典型路面混合料的均匀性,并用相应的方程预测设计宏观构造值.选用了8种不同最大公称尺寸和体积特性的HMA混合料进行试验.研究者对每个所选区域都做了动态和静态宏观构造测量.研究证实了宏观构造的测量可以检测和量化离析,以达到保证质量的目的.空隙率/密度、沥青含量(传统离析检测方法)与构造有很强的相关性,特别是中间粒径集料的混合料.     

基于颗粒离散元的沥青混合料尺寸效应及影响因素

为了探究沥青混合料的尺寸效应,以沥青玛蹄脂碎石混合料为研究对象,以单轴抗压强度为评价指标,评价了Bazant,Carpinteri和Weibull共3种尺寸效应理论的适用程度,并计算了各自对应的尺寸效应律参数;确定了各级配情况下沥青混合料的临界尺寸和临界强度,并分析了粗集料性能、最大公称粒径、加载速率3种因素对沥青混合料尺寸效应的影响。结果表明:沥青混合料存在明显的尺寸效应现象,且不同尺寸沥青混合料试样单轴压缩应力-应变曲线均具有压密阶段、弹性阶段和向塑性变形过渡直至破坏阶段的阶段性特征;沥青混合料单轴抗压强度与试样尺寸呈负相关性,且随着试样尺寸的增加,强度降低幅度逐渐减小;随着粗集料弹性模量的增大,临界强度值不断增大,临界尺寸呈下降趋势;随着最大公称粒径增大,临界尺寸和临界强度都逐渐增大;随着加载速率增大,临界强度不断增大,临界尺寸逐渐降低。Bazant和Carpinteri尺寸效应律更适用于沥青混合料尺寸效应的分析计算,而Weibull尺寸效应律计算存在较大误差。SMA用作路面结构层时,Bazant尺寸效应律计算得到的结构层厚度与最大公称粒径的比值S的范围是2.6～3.5,Carpinteri尺寸效应律计算得到的S范围是2.6～4.0。     

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.     

沥青混合料级配离析判别指标的探讨

通过对沥青混合料级配组成的分析和试件体积参数的分析,探讨以空隙率、理论最大密度和空隙率判别混合料级配离析的可能性,并提出判别沥青混合料级配离析程度的标准方法。试验和分析结果表明,沥青混合料级配离析程度可以用级配偏差值,沥青用量、空隙率和理论最大密度差值等指标进行评价和判别。     

大粒径沥青混合料基层施工技术

大粒径沥青混合料(LSAM)基层由于其良好的路用性能而备受关注,但粒径大、容易产生离析、难以压实。该文通过大粒径沥青碎石试验路的施工实践,选定最优级配作为试验路的设计级配;介绍了防止LSAM离析和保证压实的有效措施;并通过对弯沉、回弹模量和钻芯试验的检测,评价了大粒径沥青碎石基层的路用性能,为LSAM的设计和施工提供了依据。     

纤维沥青混合料抗剪强度研究

为探索纤维沥青混合料抗剪强度的特点及影响因素,研究选择新型路用矿物纤维、玄武岩纤维和木质素纤维沥青混合料的抗剪强度为研究对象,以最大公称粒径、级配类型、纤维掺量和纤维种类为参数,采用抗剪强度试验仪对纤维沥青混合料抗剪强度进行测试,并尝试利用爱因斯坦粘度原理解释纤维沥青混合料与普通沥青混合料抗剪强度差异性。研究结果表明：在一定范围内最大公称粒径越大、纤维掺量越高,沥青混合料抗剪强度越大;同条件下的SMA混合料的抗剪强度大于AC沥青混合料;抗剪强度大小排序为玄武岩纤维混合料〉新型路用矿物纤维混合料〉木质素纤维混合料。     

禁区附近集料级配的试验研究

在总结分析美国西部环道试验结果的基础上，选定最大公称尺寸19mm的Sup-19沥青混合料，拟定了8种级配，进行禁区附近集料级配的试验研究，并对西部环道粗级配和细级配分别进行了单轴蠕变试验，确定了3种沥青混合料的本构模型参数，论述了级配曲线走禁区上方的合理性。     

基于二维离散元法的沥青混合料低温开裂研究

基于离散元软件PFC2D建立沥青混合料半圆弯拉试验数值模型,该模型开展半圆弯拉试验的模拟和分析,通过试验和模拟中荷载峰值对比,验证了模型的合理性与科学性,分析了沥青混合料空隙率、级配类型对断裂韧性的影响以及不同级配拉压力链与断裂特性之间的联系。研究表明:纯I型断裂模式下,AC-5断裂韧性受空隙率影响较大,空隙率较低的沥青混合料具有较好的抗低温受拉开裂性能。其抗断裂能力与最大公称粒径成正相关,集料粒径对沥青混合料的混合断裂行为有显著影响,AC-13具有较高抗裂性。另外,接触拉压力链能够较好地表征混合模式下低温沥青混合料开裂特性与受力分布之间的联系。