粗集料棱角性试验方法研究

针对粗集料棱角性评价方法进行理论和试验研究。从集料棱角性定义出发,考虑其对混合料路用性能的影响。提出松装密度、振装密度和流动时间3种评价粗集料棱角性的试验方法,并对石灰岩碎石、玄武岩碎石和破碎河滩料粗集料棱角性进行评价。研究针片状颗粒和浑圆状颗粒（破碎河滩料）含量与棱角性的关系,提出基于3种试验方法的粗集料棱角性技术指标及标准。     

再生粗集料棱角性对混合料高温性能评价

为分析再生粗集料棱角性对混合料高温性能的影响,采用动态颗粒图像分析仪测试了石灰岩、花岗岩、旧集料(花岗岩)3种集料不同粒径颗粒的形态结构,以球形度、凸形度、粗糙度3个指标定量评价集料颗粒的棱角性,分析集料棱角性的变化特征及不同掺配比例再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温稳定性的相关性。结果表明:集料颗粒棱角性与其粒径大小呈线性相关,随着集料颗粒粒径的增大,其棱角性降低;旧集料与所选新集料相比,其棱角性会有一定程度降低;再生粗集料的棱角性随着旧集料掺配比例增大而减小,再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温性能呈高度线性相关。     

粗集料性能对沥青混合料高温性能的影响

为明确沥青混合料中粗集料的表面特性及几何形状对高温性能的影响机理,进而为集料选择及性能评定提供参考,结合当前沥青混合料高温性能的研究状况,通过大量室内试验,分析了粗集料表面纹理、棱角性、扁平颗粒含量对沥青混合料高温性能的影响.研究结果表明:粗集料表面纹理与内摩擦角、动稳定度呈线性关系,表面纹理越大,动稳定度越高;平均棱角性系数大于14.5%时,沥青混合料动稳定度提高幅度明显;粗集料扁平颗粒含量越高,其混合料的高温稳定性越差,同时不同级配条件下,扁平颗粒含量对混合料高温性能影响程度不同,骨架型级配最为敏感.     

沥青玛蹄脂碎石混合料的集料级配优化

碎石骨架是SMA混合料的标志，研究表明，粗集料间隙率VCADRC与粗集料相对用量有关，细集料用量对混合料的骨架间隙率VCAmix和性能有显著影响，细料过多，将会发生“干涉”，使骨架减弱。     

粗集料强度和棱角性对级配碎石合成级配影响的试验研究

针对级配碎石混合料,采用振动成型法试验,研究了粗集料强度和棱角性对混合料最终级配的影响。试验结果表明,粗集料强度和棱角性对级配碎石混合料的最终级配都有显著影响。尤其是当集料压碎值大同时针片状含量也大的时候,这种叠加效应下的影响最为显著。     

路用集料三维形貌的定量表征方法研究

为定量分析路用集料颗粒的轮廓形状、棱角特征及纹理表面起伏特征,应用非接触式近景白光扫描仪,获取了集料表面的特征点阵,建立了颗粒的实体模型。采用6个相互独立的特征参数分别表征集料颗粒在不同层次的三维形貌特征,给出了基于集料扫描点云数据的特征参数计算与分析方法。定量评价了4种岩性路用集料的三维形貌特征,同时开展了集料的磨光试验,探讨了三维粗糙度指标的适用性。试验结果表明:球度指标可以表征集料形状的紧凑程度,形状因子指标可以区分颗粒形状的针片属性,椭球度指标可以分析集料整体的尖锐棱角特征;表面最大曲率可用于识别颗粒的局部棱角特征,二维粗糙度指标可用于描述集料表面轮廓曲线起伏程度的各向异性特征,三维粗糙度指标适用于评价集料轮廓面纹理在细观层次上的凹凸起伏幅度;在本研究试验条件下,当集料的球度值大于0.76、形状因子值在0.80～1.20范围内、椭球度值介于0.71～0.88间时,颗粒的形状与棱角性符合路用要求,有利于在沥青混凝土中形成相互嵌挤的集料骨架结构;当集料的三维粗糙度系数大于11.0时,颗粒的表面纹理较为粗糙,有利于沥青与集料在接触面上起到良好的物理吸附作用。     

粗集料形状对热拌沥青混合料永久变形力学行为的影响

该文定义了一套完整的不同水平上的基于成像技术的粗集料形状指数,即扁平状和针片状比率、棱角性指数和表面构造指数,探讨了它们对热拌沥青混合料永久变形力学行为的影响.对粗集料进行了图像分析,并制备了18个Superpave热拌沥青混合料试件(利用10个州公路局的现场拌和方法),在一定高温条件下测试它们的永久变形.通过对测得的永久变形数据与粗集料的形状指数相关分析,可知永久变形与表面构造指数有很好的相关性.由于混合料中扁平状和针片状颗粒含量较低,扁平状和针片状比率对永久变形的影响不明显.而棱角性指数和表面构造指数对永久变形有较大的影响.提出了用颗粒几何干涉的概念来解释粗集料形状对沥青混合料稳定性和永久变形行为的影响机理.     

路用粗集料的三维形态表征及加工工艺影响分析

为定量分析路用粗集料的形状特征，采用高精度三维扫描仪获取集料表面的特征点阵，建立粗集料颗粒的实体模型；对集料二维与三维形态指标进行分析，探讨各指标的适用性；分析不同加工工艺对集料形态的影响。结果表明：不同视角下的集料轮廓周长和投影面积的差异较大，与集料扁平率指标密切相关，集料越接近针片状，二维轮廓的代表性越差；球度指标能够较好地表征集料三维粒型，集料越接近立方体状态，其球度值越大；椭球度指标可以较好地表征集料的棱角特性，棱角性越差，相应的椭球度值越大；反击破碎加工的集料球度偏低，棱角性较好；整形破碎加工的集料球度最优，但棱角性偏低；结合实际的需求，可以选择不同加工工艺组合掺配的形式，获得粒型与棱角性较均衡的集料成品。     

SMA粗集料结构的数值模拟

针对沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）特有的骨架结构特点，采用蒙特卡罗方法随机生成集料颗粒，并按相容条件进行混合料骨架集成。根据此原理，以VC＋＋为平台，开发出离散球体堆积计算程序，并将该程序应用于SMA16骨架微观结构模拟分析，同时就骨架间隙率、配位数对结构边界约束条件及混合料级配的敏感性问题进行了讨论。结果表明：由计算机模拟的SMA骨架结构与实际情况接近，对集料配合比设计具有参考价值。     

粗集料棱角性对水稳河滩料强度和干缩特性影响的试验研究

针对粗集料棱角性对水稳混合料路用性能（强度和干缩特性）的影响展开试验研究。试验结果表明,粗集料不宜含有较多的浑圆状颗粒和针片状颗粒,其松装空隙率宜控制在43%～45%,振装空隙率宜控制在41%～43%。此外,全部破碎颗粒中混入不超过20%的浑圆状颗粒可以有效减少松（振）装空隙率和针片状含量,对提高混合料无侧限抗压强度有利;含有不超过20%浑圆状颗粒的粗集料与全部破碎的粗集料相比,其劈裂强度相差不大。干缩试验表明,拐点失水率与合成矿料骨架空隙率有一定关系,骨架空隙越大,拐点失水率也越大;当粗集料中含有较多的浑圆状颗粒时,其干缩系数拐点失水率相对较小。     

基于室内振动搅拌的水泥稳定碎石性能研究

振动搅拌技术可使水泥更好地分散在水泥稳定碎石混合料中,并且使混合料的强度得到一定程度的提高,从而增加了半刚性基层的路用性能,但是,水泥稳定碎石混合料的拌和设备是工地施工中的大型振动搅拌机,进行水泥稳定碎石配合比设计时尚无室内振动拌和设备可用,以致于无法准确分析振动拌和与非振动拌和水泥稳定碎石的技术指标。针对此问题,结合实际工程项目,对室内集料击振筛进行改装,以模拟水泥稳定碎石的工地生产振动拌和设备。通过一系列试验建立改装的室内振动拌和设备与工地振动拌和设备的等效关系。研究内容包括：室内振动搅拌机的原理与参数分析,室内振动搅拌的水泥稳定碎石配合比设计,室内与工地振动搅拌的水泥稳定碎石无侧限抗压强度对比等。研究结果表明：室内振动拌和的水泥稳定碎石配合比设计结果优于工地振动拌和的设计结果,而且水泥稳定碎石无侧限抗压强度大于工地振动搅拌机拌和混合料的抗压强度;根据试验结果得出了改装的室内振动拌和设备对水泥稳定碎石混合料的最佳拌和时间,使改装的室内振动搅拌机达到了工地大型振动搅拌机的同样效果,可应用于水泥稳定碎石的配合比设计与施工。     

水泥稳定碎石基层级配研究

水泥稳定碎石基层作为一种良好的半刚性基层材料,在我国高等级公路上得到广泛运用。参考SMA级配的设计思想,分析了5种不同级配水泥稳定碎石的结构,并进行无侧限抗压强度试验。试验结果表明在水泥用量相同的前提下,骨架密实结构的水泥稳定碎石具有较高的强度。改变水泥稳定级配碎石的结构类型即由传统的悬浮密实结构转变成骨架密实结构,可改善半刚性基层材料的力学性能。     

水泥稳定碎石配合比设计分析

针对某高速公路提出在水泥稳定碎石基层配合比设计时。将混合料中4．75mm筛孔通过率取下限．将P．O32．5级缓凝早强水泥改用P．O42．5缓凝早强水泥的想法。通过试验，将混合料配制成粗细不同的级配，掺加不同剂量、不同品种的水泥后分别用重型击实法确定最大干密度和最佳含水量，再制成无侧限抗压强度试件得出不同情况下的强度。通过分析，认为在使用玄武岩的情况下．混合料中4．75mm筛孔通过率在规范中值附近，掺加4．5％的P．O32．5级缓凝早强水泥后水稳碎石完全能满足7d强度不小于4．0MPa的要求。     

碎石基层混合料中细集料级配的研究

为了进一步研究碎石基层级配混合料组成设计，首先对碎石基层级配混合料中细集料的级配进行了广泛的研究，采用上置式表面振动法和重型击实法进行对比试验，从而提出泰波指数n和不同工艺与细集料物理、力学性质的关系。     

粗集料颗粒几何形状对VCADRC的影响研究

在基于均匀设计的VCADRC试验的基础上，利用数字图像处理方法，通过获取各种花岗岩颗粒的形状参数，分析了颗粒几何形状对VCADRC的影响。同时，针对番禺花岗岩，设计了一系列磨耗试验，改变磨耗次数，分析颗粒形状系数与VCADRC的变化规律。结果表明，颗粒的形状系数与VCADRC相关关系高度显著，随着磨耗次数的增加，VCADRC开始逐渐减小，在磨耗过程中，颗粒的形状系数减小，颗粒趋近于球形，VCADRC减小。VCADRC与颗粒自身的物理特性密切相关，颗粒的粗糙程度、表面微观纹理结构也是VCADRC的重要影响因素。集料生产的全面质量控制引入颗粒形状系数指标是非常有必要的，可及时调整料源和生产工艺流程，选择合理的破碎机械设备，生产出质优稳定的路用石料。     

SMA沥青玛蹄脂碎石路面的工程质量控制

SMA沥青玛蹄脂碎石混合料是以间断级配的粗集料嵌挤形成骨架,以沥青、矿粉、纤维稳定剂以及少量的细集料组成的玛蹄脂填充骨架空隙所形成的一种新型沥青混合料,目前已在南通城市道路建设中广泛应用,南通经济技术开发区苏通大道小海北接线工程也采用SMA面层。该文介绍了该混合料在此工程施工中的质量控制过程。     

主骨料空隙填充法在级配碎石设计中的应用研究

为解决级配碎石配合比设计中控制性指标不足的问题,达到提高级配碎石力学性能的目的,在传统的级配碎石配合比设计方法基础上,引入主骨料空隙填充法(CAVF)理念,增加体积参数作为确定最佳级配的控制性指标。通过试验论证了CAVF法在级配碎石配合比设计中应用的可行性,试验得到的体积指标可以量化表征级配碎石材料的结构形式,并且保证了结构的力学性能,使得级配碎石最佳级配的选定更加科学、合理。     

振动成型法水泥稳定碎石最优级配的设计

采用灰色关联分析方法,对不同级配的水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量、抗弯拉回弹模量、干缩抗裂系数、温缩抗裂系数等路用性能指标进行综合评价分析,进而确定最优的混合料级配,为水泥稳定碎石的级配设计提供依据。     

水泥稳定碎石基层施工的质量控制和检测

该文简要叙述了水泥稳定碎石基层施工的质量控制和检测要点,并通过工程实例对水泥稳定碎石基层混合料的设计和施工控制总结了经验。     

工业废渣路面基层材料试验研究

以钢渣、碎石为集料,通过实验室试验研究了水泥、水泥粉煤灰、石灰粉煤灰稳定路面基层材料的无侧限抗压强度、劈裂强度、抗压回弹模量和抗冲刷性能。结果表明,钢渣作为公路基层集料具有较碎石更为良好的性能。钢渣作为集料的基层材料强度高于碎石作为集料的基层材料;用水泥稳定钢渣可获得相对高的无侧限抗压强度,用石灰粉煤灰稳定钢渣获得相对高的劈裂强度。掺加粉煤灰的基层材料在180d龄期问抗压回弹模量保持增长,水泥稳定基层材料90d以后抗压回弹模量无明显增长。石灰粉煤灰稳定钢渣的回弹模量显著高于其他基层材料。水泥稳定钢渣抗冲刷性较水泥稳定碎石好,水泥粉煤灰与石灰粉煤灰稳定类用钢渣代替碎石作为集料对冲刷性能影响不明显。