沥青混合料加速加载试验机开发及抗滑衰减模型研究

为了研究沥青路面抗滑性能衰减特性,该文分析了汽车行驶时轮胎-路面作用状态及抗滑机理,开发了能充分模拟行车对路面作用的加速加载试验机,同时以此设备为手段,研究了几组典型级配沥青混合料抗滑性能衰减规律,提出了沥青混合料抗滑指标衰减非线性指数模型,模型参数能较好地反映沥青路面抗滑水平的衰减特性。     

开级配环氧沥青表层抗滑性能衰减特征研究

路面抗滑是实现公路安全、舒适、高速行驶的关键技术问题之一。基于小型加速加载试验，开展开级配环氧沥青（EOGFC）表层不同表面状况下抗滑性能衰减特征研究，通过衰减特征模型模拟，并进一步根据普通高速公路设计期内累计轴载作用次数，进行开级配环氧沥青表层的抗滑性能寿命预估。结果表明:以摆值BPN45作为阈值，在不同工况下的实际车道作用次数能够达到6 104.41，3 288.27万次/车道，即其摆值BPN保持大于等于45的通车时间大于18年，说明采用开级配环氧沥青混合料面层在设计年限内具有优良的抗滑性能。     

AK-13抗滑表层的技术改进

把现行规范抗滑表层AK-13A混合料的级配组成改进为断级配骨架型密实混合料，并提出相应的设计标准。改进后的抗滑表层铺筑工艺与SMA路面相似。福建省同三线高速公路大量工程实践表明，改进型AK-13A抗滑表层不仅具有优良的抗车辙能力与抗滑性能，而且路面基本不渗水，为解决我国高速公路沥青混凝土路面常见的早期损坏问题提供了可靠途径。     

石灰岩用于路面上面层适用性分析

玄武岩作为机场、公路、铁路的首选石材，在中国分布稀少，费用昂贵。而石灰岩产量丰富，造价便宜。文中对比几种抗滑表层常用集料的特性，并通过室内加速加载试验研究混合料抗滑性能，确定石灰岩用于路面抗滑表层粗集料时的长期抗滑性能能够满足规范要求。     

沥青路面抗滑性能衰减特性研究

采用沥青混合料加速加载试验机研究沥青路面抗滑性能衰减特性,经研究表明:抗滑指标衰减符合指数模型,压密和迁移变形是抗滑水平前期快速衰减的主要原因,而磨损和磨耗是后期稳定衰减主要原因;矿料、级配和最大粒径等材料因素通过微观构造和宏观构造影响着抗滑水平及其衰减特性.     

不同因素对沥青混合料抗滑能力的影响

研究了集料岩性、级配类型与粗细程度以及荷载大小三因素对沥青混合料抗滑性能的影响。集料岩性不同,沥青混合料抗滑性能衰变趋势虽相同,但抗滑能力不同;岩性相同的集料,地理区域、岩层层位、地质构造以及造岩矿物种类与含量等的差异均会引起沥青混合料抗滑性能的差异性。SMA型沥青混合料抗滑性能优于AC型,且级配越粗,沥青混合料的抗滑性能越好。加载荷重越大,沥青混合料的抗滑性能衰减越快。为保证沥青混合料获得适宜的长期抗滑性能,轻交通下,可以选用AC粗型级配;中交通下,优先选用SMA级配;重交通下,应选用SMA粗型级配以及抗滑性能优异的集料。     

沥青路面超薄罩面层的材料组成与抗滑性能

针对沥青路面抗滑性能衰减过快及行车安全问题,以SMA-05、AC-05、OGFC-10作为超薄罩面层材料,采用马歇尔法进行混合料组成设计,通过车辙试验和加速磨耗试验,评价各混合料高温稳定性和抗滑性能。结果表明:骨架密实型结构SMA-05的高温稳定性最优;随着加速磨耗次数的增加,3种沥青混合料抗滑性能演变规律一致,OGFC-10混合料摩擦系数衰减最快,AC-05和SMA-05混合料的摩擦系数衰减幅度较小,其中SMA-05混合料的持久抗滑性能最优。     

沥青路面抗滑性能影响因素研究

为研究沥青路面抗滑性能，利用室内小型加速加载设备对3种集料类型、3种级配组成的沥青混合料的抗滑指标BPN和构造深度的衰变规律进行研究，并通过温控箱模拟路表温度，分析了相同混合料在不同温度下BPN值的差异。结果表明：1)集料类型显著影响沥青路面的抗滑性能及衰变趋势，若集料的磨光值越大，磨耗值和压碎值越小，则沥青混合料BPN值衰减速率越小，衰减终值越大；2)沥青混合料级配对构造深度的初值和终值均有较明显影响，级配稳定程度决定了BPN值的衰减幅度和衰减速率；3)温度影响着沥青混合料的材料性能，若温度升高，则使材料性能降低、混合料BPN值呈下降趋势。由此可知，沥青路面抗滑性能受多方面因素的影响，在改善其性能时须考虑相关因素的耦合作用。     

沥青路面抗滑表层的设计与对比分析

结合国内外最新研究成果,针对某试验路的特点,选择确定了试验路采用的3种抗滑表层混合料类型以及混合料采用的设计方法和技术指标。继而全面对比分析了3种抗滑表层在级配、沥青用量波动下各混合料体积参数的变化以及抗车辙与水损害性能。试验结果表明:当级配、沥青用量发生波动时,AK 13A对混合料体积参数影响最大,其次为Superpave 13,AC 13K最小;在路用性能方面AC 13K较AK 13A、Superpave 13均有不同程度的改善与提高。试验路检测结果表明:AC 13K与Superpave 13使用性能均达到或超过规范的要求,具有良好的平整度、防渗水能力;AK 13A尽管具有较大构造深度,但防渗水能力较差。这些为选择合适的抗滑表层提供了可靠依据。     

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。     

基于加速加载试验的沥青混合料抗滑特性研究

为了研究级配类型、油石比与荷载大小对沥青混合料的抗滑性能影响及其衰变规律,基于室内试验制备了AC-13C沥青混合料车辙板试件,采用小型加速加载设备对其进行加速磨光,然后利用铺砂法和摆式摩擦系数测试仪分析其构造深度和摆值,最后基于灰关联法分析了3种不同因素对沥青混合料抗滑性能的影响程度。结果表明：沥青混合料的摆值与构造深度均随着加速加载次数的增加呈现出先急剧下降,后缓慢下降,最终趋于稳定。油石比与荷载值越大,对抗滑性能越不利。基于灰关联分析结果,级配类型对沥青混合料的抗滑性能影响程度最为显著。     

不同沥青胶结料开级配抗滑排水表层的性能对比研究

开级配抗滑排水表层是一种兼具抗滑、排水、降噪的多孔功能性路面,通过配合比设计、混合料性能试验来比较分析路用环氧沥青、韩国SK高黏沥青以及日本TPS高黏沥青三种不同胶结料抗滑排水表层的路面性能差异。试验结果表明路用环氧沥青OGFC-13高温稳定性、水稳定性方面明显优于韩国高黏沥青OGFC-13以及日本高黏沥青PAC-13,但韩国高黏沥青OGFC-13以及日本高黏沥青PAC-13在低温性能和抗冲击性能方面略优于路用环氧沥青OGFC-13。     

沥青路面材料抗滑性能衰变规律研究

为研究沥青路面材料抗滑性能衰变规律,本文对沥青混合料开展加速磨耗试验,采用摆值和构造深度对其抗滑性能进行评价,对沥青混合料加速加载抗滑衰变的影响及沥青路面抗滑衰变拟合进行分析,从所得结果可知,沥青混合料的路用性能满足基本要求。     

采用抗滑性能衰减率设计抗滑耐久型沥青混合料

为了设计具有优良抗滑耐久性的沥青路面,该文基于压力胶片技术研究成果,设计不同级配的抗滑层SMA和GAC沥青混合料,采用抗滑性能衰减率评价其不同加速加载搓揉阶段的抗滑性能,进而比选出具备优良抗滑性能及抗滑耐久性的沥青混合料。研究结果显示:合理控制4.75 mm档筛孔通过率是沥青混合料抗滑性能设计的关键,该文设计的各抗滑层抗滑性能方面:SMAGACAC,SMA-4和GAC-4及GAC-5具有优良的抗滑性能及耐久性,推荐其作为路面抗滑层,条件具备时优先选用SMA-4。     

AK-13A抗滑表层的GTM法设计

针对传统的马歇尔设计法在抗滑表层沥青混合料AK-13A设计中的不足,通过优化AK-13A级配、采用混合料GTM法配合比设计进行弥补。对沥青混合料的体积指标、路用性能、拌和工艺、碾压工艺都进行了详细的研究。依据贝雷法,将沥青混合料的级配范围进行适量的调整,使其更满足道路需求;通过GTM法配合比设计,提高压实度,降低孔隙率,满足日益增加的交通荷载要求。采用GTM方法成型试件,并对试件进行切割,用马歇尔方法进行沥青混合料路用性能验证。将马歇尔方法和GTM方法成型的试件试验结果进行对比分析,研究不同的配合比设计方法对沥青混合料路用性能指标的影响。试验得出,优化后的AK-13A级配下限通过率增大,保证混合料密实,上限通过率减小,保证路面的抗滑,路面4.75 mm以上碎石较多且无明显离析现象;采用GTM方法设计的混合料油石比低、密度高,比马歇尔密度提高2%,在现有施工设备条件下,能够达到较高的压实度,使抗滑表层的路面实际空隙率控制在4.5~5.5%;路面表面构造深度达到0.65,横向力系数SFC60达到75,渗水系数在50 m L/min以内,同时平整度标准差σ达到0.53 mm,各项检测指标都远远优于交工验收的标准。级配范围、配合比设计方法调整后得到的AK-13A抗滑表层具有优良的抗水损、抗滑和抗车辙性能。     

基于压力胶片技术的沥青混合料抗滑耐久性评价

为评价沥青混合料的抗滑耐久性,自主研发了加速加载搓揉试验机,采用压力胶片测量技术,对经过0,2,4,6,8h搓揉试验的不同类型沥青路面车辙板进行静载压力胶片试验,尝试采用压力胶片测量技术结合数据分析提出新的指标来评价沥青混合料的抗滑耐久性。采用0.2~0.6 MPa胶片和0.5~2.5 MPa胶片分别研究不同搓揉时间后的车辙板与轮胎静态接触的有效面积和应力集中效应,并通过压力胶片数据采集分析软件重构应力集中三维效果图。研究结果表明:不同搓揉时间下轮胎与路面接触的有效面积不同,搓揉时间越长接触面积越大,在0~8h搓揉过程中有明显递增趋势;不同搓揉时间下轮胎与路面接触的应力集中效应不同,在0~8h搓揉过程中应力集中效应有明显递减趋势;压力胶片测量技术能够很好地反映轮胎与路面间的真实接触状态和路面应力集中的衰减过程;相同原材料下,GAC-13级配的沥青路面抗滑性能及耐久性均优于AC-13;提出采用应力集中分布率和抗滑性能衰减率表征沥青混合料的抗滑耐久性,这2个指标与构造深度及摆值相关性良好,评价沥青混合料的抗滑耐久性具有足够的准确性及可靠度,为后续采用该指标设计优良抗滑性能的沥青混合料提供借鉴。     

国外沥青路面抗滑性能影响因素研究

从轮胎与沥青路面间接触机理、沥青路面抗滑性能的评价方法和沥青路面抗滑性能的衰减规律三个方面,对国外的研究成果进行归纳总结。沥青混合料的材料特性和结构特性对沥青路面的抗滑性能影响较大,路表宏观纹理和微观纹理共同作用影响路面的抗滑性能,以优质石料作骨料的骨架嵌挤型沥青混合料结构表现出良好的抗滑性能。     

环保安全型沥青路面的抗滑性能分析

随着汽车数量的增加,行车安全问题逐渐引起社会各界的重视,如何提高沥青路面雨天抗滑性能成为当前研究的重点。文中根据国内外研究状况,设计了一种大孔隙环保沥青混合料ESM-13;对沥青路面抗滑指标进行研究,对环保安全型沥青路面进行室内抗滑试验,并对采集到的抗滑数据进行分析。结果表明正常工况下SMA混合料的抗滑性能强于ESM混合料,但ESM混合料在雨天工况具有很好的抗滑性能和排水能力。     

AK16抗滑表层的矿料级配优化

针对高速公路沥青路面 AK1 6抗滑表层的早期损坏问题 ,通过对 AK1 6混合料的级配与抗滑性、防水性、抗车辙性、耐疲劳性、施工性能等各项路用性能的关系的研究 ,提出满足各项路用性能的合理级配。     

“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。