基于小型加速加载试验的表层混合料抗滑性能使用寿命研究

在解决了早期水损害、失稳车辙病害问题之后,高速公路路面抗滑性能快速衰减问题日益突出。本文采用室内小型加速加载设备,试验模拟不同表层混合料AC-13、SMA-13、OGFC-13,加载150万次的抗滑性能衰减过程,建立累计加载作用次数与摩擦系数-摆值之间的关系,预估表层混合料抗滑性能使用寿命。     

基于室内加速磨耗试验的SMA-13抗滑衰变规律研究

为研究SMA-13沥青混合料的抗滑衰变规律,对比分析了路面摩擦系数以及宏观构造这两个表征,并且对于沥青路面抗滑性能的检测方法以及指标进行了观察,在此基础上,采用自研的路面材料加速磨耗测试仪,对SMA-13混合料进行加速磨耗试验,通过摆式摩擦仪和人工铺砂法,分别测试了不同程度加速磨耗试验后的SMA-13混合料试件的摩擦系数和构造深度,进而研究SMA-13的抗滑衰变规律,结果表明:SMA-13混合料的构造深度与摩擦系数具有良好的相关性,在荷载作用初期,构造深度和摩擦系数衰减较快,后期趋于稳定。表明SMA路面的抗滑性能衰减主要发生在路面通车1~2 a的早期阶段,后期趋于稳定。采用对数法进行拟合,建立了摩擦系数和构造深度的相关性模型,将室内试验结果与工程实践进行对比,进一步验证了SMA-13沥青混合料及其路面抗滑性能的衰变规律。     

Novachip~超薄磨耗层沥青混合料使用性能评价

通过实验室试验,进行了密级配AC-13C、半开级配Novachip Type C、开级配OGFC-13三种沥青混合料配合比设计,比较了3种沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能等重要使用性能。试验结果及分析显示,沥青混合料的结构类型对动稳定度有很大影响,在高温稳定性方面,半开级配Novachip Type C型超薄磨耗层要优于密级配AC-13C及开级配OGFC-13沥青混合料;混合料的级配及由此产生的空隙率差别对水稳定性及低温抗裂性能影响很大,随着空隙率的增加,水稳定性和低温抗裂性能降低。半开级配Novachip Type C超薄磨耗层水稳定性、低温性能低于密级配AC-13C沥青混合料,但较开级配OGFC-13沥青混合料要好。     

罩面沥青混合料路用性能对比

道路表面功能和使用性能易衰减,可采用罩面进行恢复,但何种类型混合料效果最佳值得研究。采用SMA-13、AC-13、OGFC-13、Nova Chip(C型)4种类型的混合料对比研究其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗滑性能,结果表明:Nova Chip(C型)沥青混合料与SBS改性沥青混合料路用性能最好,特别是Nova Chip不但高温稳定性最好,而且低温抗裂性和水稳定性也较其他混合料出色,构造深度仅次于OGFC,建议旧路薄层罩面优先选择Nova Chip混合料。     

高温环境对潮湿地区沥青路面抗滑性能影响的实验分析

在高温环境下,对潮湿地区3种级配沥青混合料SMA-13、OGFC-13、AC-13的路面抗滑性能影响进行了分析。结果表明,随着温度增加,3种级配沥青混合料的迟滞分量、摩擦系数总体呈现降低趋势,随温度的变化,粘附分量变化趋势由于级配不同存在差异。随着温度降低,混合料摆值衰减速率增加,在温度为35℃时,沥青混合料摆值衰减呈现出先增大后减小最后趋于平稳的趋势。在温度为5℃时,沥青混合料摆值衰减呈现出逐渐减小最后趋于平稳的趋势。在磨光200次后,AC-13构造深度进入稳定阶段;在磨光2 050次后,SMA-13构造深度进入稳定阶段。SMA-13构造深度要远大于AC-13的构造深度,经过磨光就能与稳定构造深度相接近。     

基于不同路表状态下加速磨耗试验的沥青路面抗滑性能衰变研究

针对沥青路面抗滑安全性能的要求,文中采用自行研发的环道式小型加速磨耗仪,选用AC-16C、SMA-16、FDAC-163种类型沥青混合料模拟在干燥条件和浸水50%MTD、浸水100%MTD、浸水100%MTD+3 mm共4种路表环境下抗滑性能的衰变规律。试验结果表明,FDAC-16在干燥和浸水条件下均表现出良好的抗滑性能,且衰减较慢;摩擦系数BPN与构造深度TD的关系不明显,两者衰减的速度及规律也不一致,构造深度的最终稳定速度相对较快。     

纤维对AC-13C和SMA-13路用性能的影响研究

为了研究纤维对AC-13C和SMA-13路用性能的影响,采用车辙试验、劈裂强度试验、冻融劈裂试验和构造深度试验,研究了木质素纤维、玄武岩纤维和聚酯纤维对AC-13C及SMA-13沥青混合料高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能和抗滑性能的影响,并基于试验结果分析了纤维对沥青混合料的作用机理。试验结果表明:与不添加纤维相比,3种纤维均可以有效改善AC-13C和SMA-13的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和水稳定性能,但削弱了其抗滑性能,提出了在高温多雨山区,宜采用添加聚酯纤维的SMA-13沥青混合料作为上面层,以提高沥青路面整体性能的结论。     

集料类型和级配类型对高粘弹改性沥青混合料高温稳定性的影响

分别采用玄武岩、凝灰岩、花岗岩3种集料与AC-13、SMA-13、改进型OGFC-10(简称IOGFC-10)、TYPE-B、OGFC-10 5种级配组成15种高粘弹改性沥青混合料,通过车辙试验对其高温稳定性进行评估,分析集料类型和级配类型对高粘弹改性沥青混合料高温稳定性的影响。结果表明,集料类型和级配类型对高粘弹改性沥青混合料的高温稳定性都有影响;集料类型和级配类型合理组合制备的高粘弹改性沥青混合料具有优良的高温稳定性。     

超薄磨耗层路面使用性能与层间剪切试验研究

NovaChip~超薄磨耗层不仅可改善路面抗滑性能,提高路面平整度,同时具有降低路面噪声的效果。文中设计半开级配沥青混合料NovaChip~Type C、密级配沥青混合料AC-13C及开级配沥青混合料OGFC-13 3种超薄磨耗层混合料,通过试验分析评价了3种沥青混合料的路用性能及路面结构层间的力学性能。     

改进肯塔堡飞散试验沥青混合料松散性能研究

针对克拉玛依90#、东海90#、中海90#共3种基质沥青分别采取SMA-13、OGFC-13、AC-13级配的沥青混合料进行肯塔堡飞散试验。试验结果显示:传统的肯塔堡飞散试验不能明确区分不同沥青混合料的飞散损失的差异。针对3种不同的沥青以OGFC-13级配为代表,对肯塔堡飞散试验条件进行改进,并以改进后的肯塔堡飞散试验对3种沥青混合料进行试验。结果表明:常温20℃浸水、增加10个钢球、转数300转作为该文最终评价不同沥青混合料飞散损失的试验条件。在此试验条件下,相同级配的沥青混合料抗松散性能排列为:克拉玛依90#东海90#中海90#;相同沥青混合料的抗松散性能排列为:AC-13SMA-13OGFC-13。     

超薄磨耗层SMA-5沥青混合料的设计及性能研究

采用改进的主骨料空隙体积填充法进行了超薄磨耗层SMA-5沥青混合料的配合比设计,经室内试验验证SMA-5沥青混合料路面具有良好的路用性能.试验路检测结果表明,与密级配沥青混凝土路面相比,超薄磨耗层SMA-5沥青路面的表面构造深度提高38%,摩擦系数提高14%,路面噪音降低3～4 dB,具有构造深度大、抗滑性能好、降噪效果明显的特点.     

基于MMLS3的OGFC-7超薄罩面抗滑性能研究

为了提升超薄罩面的抗滑性能,采用MMLS3加速加载测试方法,对比研究了OGFC-10及2种OGFC-7车辙板在经过不同加载次数后的构造深度、摩擦系数及分形维数的变化情况。结果显示：1) OGFC-10的初始抗滑系数略大于OGFC-7,但OGFC-7的抗滑性能衰减度更小,且可通过添加高黏剂的方式进一步提升其抗滑性能及其耐久性。2) OGFC-7粒径更小,更适宜用于超薄罩面,可作为道路养护维修中抗滑超薄罩面。     

钢桥面改性沥青SMA10抗滑性能及衰变规律研究

为研究钢桥面改性沥青SMA10铺装抗滑性能及衰变规律,选用集料/沥青混合料摩擦特性测试仪,对不同温度条件与荷载水平条件下的试件进行加速加载磨耗试验,采集试验过程中的动态摩擦系数D_μ,同时采用摆式摩擦仪、铺砂法及激光扫描仪对加速磨耗试件的摆值BPN、构造深度MTD及断面平均构造深度MPD进行周期性采集,获取多因素条件下SMA10抗滑性能指标变化数据,并基于Asymptotic模型,采用归一法及导数极值法进行数据处理,建立抗滑性能评价指标与磨耗次数之间的相关性。结果表明：1)随着磨耗次数的增加,SMA10的抗滑性能衰减速率呈“先快后慢”规律,且各项指标均具有良好的一致性,相关性系数达到0.95以上;2)不同磨耗阶段,抗滑性能指标及衰变速率存在较大差异,相对于温度条件,荷载水平对加速抗滑性能影响更大。     

车辙动稳定度适用范围及纠偏方法试验研究

车辙试验进行沥青混合料高温稳定性的评价目前已经在世界范围内普遍进行,其可行性已经得到了大量实例验证.但是不同类的沥青混合料车辙试验动稳定度的评价结果准确性存在差异.针对AC-10、 AC-13、 AC-16、 SMA-13、 SMA-16、 SMA-20等6种沥青混合料,采用不同压实荷载成型进行沥青混合料的车辙试验,检验采用动稳定度DS进行沥青混合料高温稳定性判定的准确性、适用范围并提出采用相对变形进行骨架密实类沥青混合料高温稳定性的辅助判定.     

多次冻融循环对沥青混合料的路用性能影响研究

为对比研究冻融循环对不同孔隙沥青混合料的路用性能影响,选取SMA-13和OGFC-13两种不同孔隙的沥青混合料分别进行不同次数(1、3、5、7、9次)的冻融循环试验,并分别对其进行路用性能试验,探究沥青混合料的路用性能(高温、低温、疲劳)的衰变趋势。试验结果表明:路用性能随冻融循环次数的逐渐增加而逐渐衰减,第7次冻融循环之前的路用性能衰减的幅度较大,第7次冻融循环之后,路用性能趋于稳定;沥青混合料SMA-13和OGFC-13相比,冻融循环后的性能也存在明显差别,OGFC-13受冻融循环影响较小。     

纤维沥青混合料增强机理及路用性能研究

纤维直径小,比表面积大,在沥青混合料中能够起到吸附、稳定和"加筋"等作用。选用AC-13,SMA-13和OGFC-13 3种混合料进行室内试验研究,结果表明,添加0.3%的纤维后,混合料的动稳定度提升均超过20%,浸水马歇尔残留稳定度与冻融劈裂强度比均超过90%;路用性能优劣次序为SMA-13AC-13OGFC-13,且纤维对密级配混合料性能的改善效果更好。     

两种沥青混凝土路面磨耗层抗滑性能比较分析

为了研究沥青混凝土路面磨耗层抗滑性能随时间的衰变规律,对某高速公路AC-16磨耗层(抗滑表层)和SMA-13磨耗层交工和竣工验收时的横向摩擦力系数和构造深度进行检测,并进行比较分析,结果表明,SMA磨耗层横向摩擦力系数的衰减规律与AC磨耗层不一致,其横向摩擦力并不是在交工验收时达到最优,通车初期出现"不降反升"的现象,不过SMA磨耗层的横向摩擦力系数要比AC磨耗层的衰减得慢,呈现出更优秀的抗滑性能。两种磨耗层的构造深度随行车荷载的增加均显著下降,SMA磨耗层的构造深度下降速率相对更快。     

排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料的级配设计及性能

为确定排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料级配,以空隙率、渗透系数、马歇尔稳定度为设计指标,并通过正交试验分析确定冷拌沥青混合料级配,评价其路用性能。结果表明:2.36mm筛孔通过率对排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料的影响最为显著;排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料的动稳定度高于7 500次·mm~(-1),低温弯曲破坏应变大于3 000(10~(-6)),冻融劈裂强度比在80%以上;OGFC-5排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料具备良好的路用性能。     

“农村公路+安全”模式下抗凝冰沥青路面应用效果研究

针对农村公路陡坡路段和桥面铺装上面层,采用抗凝冰SMA-13沥青路面结构提高其安全与行驶质量。进行室内抗凝冰SMA-13沥青混合料配合比设计,并通过路用性能试验、抗凝冰性能试验、冰层界面拉拔试验、破冰能力试验、抗滑性能试验及抗凝冰持续时间试验等对其抗凝冰效果进行评价。结果表明,与常规SMA-13沥青混合料相比,抗凝冰SMA-13沥青混合料的路用性能略有衰减但满足规范要求,且能有效降低路表冰点和冰雪与路面材料之间的黏结力,改善车辆行驶过程中车轮的破冰效果进而提高低温条件下路表摩擦系数,有利于提高农村公路特殊路段的行驶安全性。     

高粘薄层SMA-13沥青混合料路用性能试验研究

为探讨高粘改性沥青SMA-13混合料用于道路薄层加铺层养护的使用效果,通过室内试验对高粘改性沥青SMA-13混合料和SBS改性沥青SMA-13混合料的路用性能进行对比分析。结果表明,高粘改性沥青SMA-13混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和抗滑性能均优于SBS改性沥青SMA-13混合料,而水稳定性两者基本持平;高粘改性沥青SMA-13混合料是作为道路薄层加铺层养护的理想材料。