不同种类纤维沥青路面高温性能的蠕变试验研究

纤维的掺入能够改善沥青路面的性能,为了研究不同种类纤维对沥青路面高温性能的影响,首先对AC-16级配的不同种类纤维沥青混合料试件进行高温蠕变试验,研究纤维种类对蠕变变形量及劲度模量的影响, 结果表明,相同时间下聚酯纤维的蠕变变形量最小、劲度模量值最大,高温性能最佳;其次,采用Burgers粘弹性模型来表征纤维沥青混合料的粘弹性特征,Burgers模型的η1值愈大代表抗永久变形能力愈强,三种纤维η1值的大小规律为聚酯纤维＞木质素纤维＞矿物纤维.     

橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能研究

为了研究橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能,对不同温度下3种橡胶颗粒掺量的沥青混合料进行了蠕变性能试验和动态模量试验,采用Burgers模型表征橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能,分析了温度和橡胶颗粒掺量对于沥青混合料黏弹性能的影响。结果表明:随着温度的升高和橡胶颗粒掺量的增加,蠕变变形量逐渐增大,2%橡胶颗粒掺量下沥青混合料的常、高温稳定性较好,60℃下4%橡胶颗粒掺量的沥青混合料出现严重的蠕变损伤现象。沥青混合料的动态模量随着橡胶颗粒掺量的增大而降低,掺量为2%后继续提高橡胶颗粒掺量对动态模量影响较小。综合上述因素,确定合理的橡胶颗粒掺量为2%。     

沥青混合料蠕变模型的改进及其参数确定

现有力学模型不能全面描述沥青混合料的蠕变,因此根据沥青混合料三阶段的蠕变特性,对Burgers模型中表征粘性流动的外部粘壶进行改进,认为其粘滞系数先增大后减小.推导了改进模型的本构方程,得到了蠕变应变、蠕变速率和蠕变加速度的解析表达式;运用最小二乘原理,建立了模型参数的确定方法;通过两个实例验证了改进模型的正确性.研究表明改进模型拟合曲线与实测应变吻合较好,相关性系数高,而且计算得到的流变时间与实测流变时间误差较小,说明该力学模型能够反映下沥青混合料第三阶段的蠕变,而流变时间Ft可作为研究沥青混合料蠕变性能的一个重要指标.     

玄武岩纤维增强沥青混凝土路用性能研究

为探究玄武岩纤维增强沥青混凝土的路用性能,将适当用量的木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、木质素纤维与玄武岩纤维的混合纤维分别掺入AC-13和SMA-13两种级配中设计成7种沥青混合料.通过试验比较了7种沥青混合料的路用性能.研究表明：玄武岩纤维能明显地提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及力学性能,其增强效果优于聚酯纤维和木质素纤维.     

聚酯纤维增强沥青混合料性能研究

通过对沥青混合料掺加聚酯纤维的研究,分析了聚酯纤维增强沥青混合料的马歇尔稳定度、水稳定性、高温稳定性及低温抗裂性,并与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料进行试验对比,指出聚酯纤维对沥青混合料路用性能的影响,为利用纤维加强沥青混合料性能研究提供参考。     

玄武岩纤维改性沥青混合料性能研究及应用

对比聚酯纤维的改性效果,通过室内试验研究了玄武岩纤维改性沥青混合料的相关性能,结果表明,玄武岩纤维在沥青混合料中的最佳掺入量为0.3%;掺入0.3%玄武岩纤维后的沥青混合料,其高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性均得到了显著的提升,且各项路用性能均优于掺加0.3%聚酯纤维的沥青混合料。工程应用实例表明,采用玄武岩纤维改性沥青混合料铺筑的沥青路面,未出现车辙等早期病害,通车4年内路面平整度较好,未出现明显裂缝,实际应用效果显著,应用前景广阔。     

纤维沥青胶浆及沥青混合料路用性能研究

以SMA-10为例,通过动态剪切流变试验、简支梁弯曲蠕变试验、水稳定性试验、车辙试验以及动、静态蠕变试验、恒高度重复剪切试验和4点弯曲疲劳试验,研究了木质素纤维、矿物纤维、聚丙烯腈纤维对沥青胶浆及沥青混合料路用性能的影响。结果表明:纤维的加入可以明显改善沥青胶浆和沥青混合料的高温性能,但同时降低它们的低温抗裂性能;矿物纤维沥青混合料的冻稳定性和高温性能最好,聚丙烯腈纤维沥青混合料的疲劳性能最好;车辙试验、动态蠕变试验和恒高度重复剪切试验结果之间具有良好的相关性,能较好地反映不同纤维对沥青混合料高温性能的影响,而动态蠕变试验得出的黏弹性常数可用来预估沥青面层的车辙。     

关于沥青混凝土黏弹性模型的探讨

为了研究不同黏弹性模型对于沥青混凝土材料的适用性,通过MTS810力学性能试验机在20℃、45℃、60℃3种温度下对沥青混凝土进行蠕变试验,得到不同温度下的蠕变曲线,并应用4种黏弹性模型对蠕变曲线进行拟合,得到其黏弹性参数。结果表明,Maxwell模型、Kelvin模型不能完全体现沥青混凝土材料的黏弹性能,Burgers模型和四单元五参数模型可以表征沥青混凝土的常温黏弹性能,但对于含高温损伤的蠕变曲线的拟合,则出现误差较大或黏弹性参数为负数的矛盾现象。针对该缺陷,通过引入损伤因子对Burgers模型进行改进,得到损伤Burgers模型,并对该模型对沥青混凝土的高温蠕变曲线进行拟合,结果表明损伤Burgers模型可以较好地表征沥青混凝土的高温损伤蠕变性能。     

改性乳化沥青冷再生混合料高温性能研究

为了扩大冷再生混合料的应用范围,对比SBR改性乳化沥青冷再生混合料和普通乳化沥青冷再生混合料的高温性能,采用多序列重复加载动态蠕变试验,基于comsol模拟的芜合高速路面结构实际温度场,从复合平均应变率、复合蠕变刚度模量评价指标和蠕变曲线来评价乳化沥青冷再生混合料高温性能.研究结果表明:SBR改性后的改性乳化沥青冷再生混合料的复合蠕变速率与两种热料接近,远小于普通乳化沥青的3.52με/次,改性乳化沥青冷再生混合料具有良好的抗车辙性能;在整体结构中,改性乳化沥青冷再生混合料作为中面层,具有很好的抗变形能力;改性与普通冷再生混合料作为下面层也有较好的高温稳定性.     

细粒式纤维沥青混合料配合比设计与性能试验分析

为了分析纤维对沥青混合料的增强作用,选取2种代表纤维(聚酯纤维和玄武岩纤维)及3种常用表面层细粒式级配(AC-13C,SMA-13和OGFC-13),进行了大量沥青混合料配合比设计和室内性能试验.试验结果表明:玄武岩纤维比聚酯纤维具有更强的桥接、加筋和吸附作用;纤维的掺入可有效改善沥青混合料的各项物理和力学性能及路用性能,且对密实级配沥青混合料的增强效果优于开级配沥青混合料的,而玄武岩纤维的增强作用总体优于聚酯纤维的;由此确定细粒式纤维沥青混合料的适宜纤维掺量为:聚酯纤维0.2%～0.3%,玄武岩纤维0.3%～0.4%,可供工程应用参考.     

沥青高温流变评价指标对比

为了有效评价沥青混合料的高温抗变形性能,应用旋转粘度试验、动态剪切流变试验与重复蠕变试验,测试了粘度、车辙因子与蠕变模型参数,利用伯格斯模型对高温蠕变试验数据进行了拟合,结合沥青混合料高温车辙试验结果,分析了3种高温流变指标与沥青混合料高温性能的相关性。分析结果表明:车辙因子在评价改性沥青混合料高温性能时并不适用,模型参数与沥青混合料动稳定度的相关性最大,达到0.9887,说明蠕变参数可以准确地反映各种沥青混合料的高温抗变形性能。     

纤维沥青胶浆及沥青混合料路用性能研究

以SMA - 10为例,通过动态剪切流变试验、简支梁弯曲蠕变试验、水稳定性试验、车辙试验以及动、静态蠕变试验、恒高度重复剪切试验和4点弯曲疲劳试验,研究了木质素纤维、矿物纤维、聚丙烯腈纤维对沥青胶浆及沥青混合料路用性能的影响.结果表明:纤维的加入可以明显改善沥青胶浆和沥青混合料的高温性能,但同时降低它们的低温抗裂性能;...     

Discrete Element Simulation of Asphalt Mastics Based on Burgers Model

Introduction With the rapid development of highway construc-tions, the performances of asphalt mixtures haveattracted considerable attention. Asphalt mastic is themost important component that affects the perform-ances of asphalt mixtures, and lots of res…     

沥青BBR小梁试验的流变分析

以粘弹性理论为基础，采用Burgers模型表征沥青的本构关系，推导沥青材料在BBR小梁弯曲试验的蠕变规律，并利用DPS统计软件进行非线型回归，求解沥青粘弹性参数，并分析BBR试验SHRP评价方法的本质．通过Shell70#沥青BBR小梁试验流变特性的实例分析及将粘弹性参数用于预测相同温度下直接拉伸试验的应力变化特性，认为利用Burgers粘弹性本构模型表征沥青材料特性的物理意义明确，可用于评价材料的使用性能．     

采用SPT试验对沥青混合料高温性能研究

在SBS改性沥青混合料、PR改性沥青混合料、RS改性沥青混合料车辙试验结果的基础上,分别进行了3种混合料的三轴重复荷载试验、三轴静态蠕变试验和动态模量试验,并对试验结果进行了对比分析,发现动态模量试验结果可以正确表征不同改性类型混合料抗永久流动性能的优劣,并与动稳定度有着很好的相关性,本试验结果可以用作沥青路面设计规范的修订参考。     

能量法研究路面开裂

文中采用Burgers模型模拟沥青混合料的粘弹性力学现象,通过间接拉伸试验计算促使裂缝扩展的耗散能(DCSE),以预测沥青混合料的疲劳寿命。     

沥青结合料离散元模型

基于Burgers流变模型，可以利用中心差分法建立并推导沥青结合料的离散元模型，并可使用二维颗粒流模拟程序（PFC2D）实现从数值上预估沥青结合料的流变特性。该模型和PFC2D预测结果的高可靠性均得到了充分的验证。     

沥青混凝土三轴静态蠕变车辙预估研究

通过对沥青混凝土车辙的分析,车辙与沥青混凝土内因组成材料性能、温度及外因行车速度、行车荷载都有关系,运用三轴静态蠕变试验Flow time来统一表征了沥青混合料复杂的材料性能,并与行车速度、路面各亚层温度、作用次数建立关系,进行车辙深度的预估,最后经验证,回归结果精度高,除间断级配沥青混合料SMA外,可以用于预估沥青混合料的车辙深度。     

纤维性质对纤维沥青混合料性能的影响分析研究

纤维用于增强沥青混合料应具备优秀的力学性能、耐高低温性能、很好的分散性等技术性质.本研究在对常用聚丙烯腈纤维、聚脂纤维、木质素纤维三种纤维增强沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗剪强度性能进行试验研究及比较分析的基础上,应用灰色关联分析方法建立纤维性质与外掺纤维沥青混合料路用性能之间的联系,进行定量的影响因素分析对比,确定纤维不同技术性质影响沥青混合料性能的大小差异,对于今后沥青路用纤维的优化选择、纤维沥青混合料的应用具有十分重要的意义.