基于CT数字图像处理的沥青混合料车辙试件空隙特征测定

为了研究沥青混合料标准车辙试件试验前后空隙分布特征,采用医用CT扫描设备获取了大量车辙试件图像,将图像导入Matlab图像处理软件进行图像增强处理,采用大津法(OTSU)选取全局阈值实现图像的分割。在此基础上,对比SBS改性沥青混合料和普通沥青混合料车辙试件空隙特征及其变化的差异。结果表明:采用本方法测定的空隙率均值与实验室测量的空隙率一致,并且本方法能从细观层面反映空隙分布特征。轮碾成型原始车辙试件的空隙率在轮载作用处偏小,二维平面上空隙面积在10 mm~2以下居多;车辙试验后,辙槽处空隙率大幅度下降,普通沥青混合料试件车辙深度更深,空隙数量减少更明显,空隙特征的变化主要体现在小微空隙上。     

钢渣沥青混合料路面层间剪切力学性能试验研究

钢渣具有良好的水稳性与抗冻性,使用钢渣代替沥青混凝土路面混合料中的碎石,不但能有效提高路面层间的抗剪强度,而且可以减少天然石料的开采,是一种优良的生态筑路材料。文中采用室内直剪试验,研究了钢渣沥青混合料路面的上面层与下面层、下面层与基层的剪切力学性能。设计钢渣沥青混合料的配合比,在不同竖向荷载的条件下,研究层间黏层油用量和级配类型对层间抗剪强度的影响。通过试验证明,上面层与下面层、下面层与基层的层间抗剪强度均随着竖向荷载的增加而增加;下面层与基层间存在一个最佳黏层油用量,使层间的结合状况达到最佳;钢渣沥青混合料路面的抗剪强度高于传统沥青混合料路面的抗剪强度。     

沥青混合料抗剪性能研究

利用直接剪切试验结合无侧限抗压试验和劈裂试验,对几种不同粒径沥青混合料的抗剪性能进行了研究,并且对比分析了它们的抗剪强度、抗剪参数与高温车辙动稳定度、马歇尔稳定度、空隙率等之间的关系。结果表明,利用直接剪切试验结合无侧限抗压试验和劈裂试验能够很好地评价沥青混合料的抗剪强度并获得沥青混合料的C和φ值,而沥青混合料的抗剪性能可以很好地反映其抗车辙性能。     

单轴贯入试验在沥青路面车辙病害检测中的应用

利用单轴贯入试验对不同尺寸的沥青混合料试件进行了抗剪强度检测。结果表明,随着试件尺寸减小,抗剪强度偏差增大;抗剪强度与路面车辙深度有较好的对应关系。对于直径100mm的Ac-20中面层芯样,单轴贯入试验能较好地区分其抗车辙能力水平,是一种快速简便的检测方法。     

Influencing Factors of Shear Strength of Asphalt Mixture

为了有效控制车辙的产生,对影响沥青混合料抗剪强度的因素进行系统分析.结合实际工程,通过三轴剪切试验,对温度、成型方法、胶结料类型、混合料类型和集特级配对沥青混合料抗剪强度的影响进行了研究,同时对车辙试验和三轴剪切试验的一致性进行了分析.研究结果表明:随着温度的降低,沥青混合料的剪切强度变大.采用高粘度改性沥青、旋转成型方法、高性能沥青混合料Superpave设计方法,加强施工过程原材料质量和级配控制可以有效提高沥青混合料的抗剪强度,减少车辙病害的发生.车辙试验和三轴剪切试验具有良好的一致性.三轴剪切试验从力学角度更具体地体现沥青混合料的高温特性,并能够同结构设计联系起来,控制沥青路面的剪切变形.     

应力吸收层热再生混合料力学性能与路用性能试验研究

RAP中细集料的老化沥青含量大,再生利用价值高,将RAP应用于应力吸收层混合料,可最大资源化提升RAP再生利用价值,降低应力吸收层混合料建设成本。采用车辙试验、小梁弯曲试验、预切缝半圆弯拉试验、复合梁试件扭剪试验、拉拔试验、扭剪疲劳试验、Over Test评价热再生应力吸收层混合料的高低温性能、层间抗剪切性能、抗剪切疲劳性能和抗反射裂缝性能。结果表明：随着RAP掺配比例增大,热再生应力吸收层混合料的油石比降低、高温性能增强,但增大RAP掺量导致热再生应力吸收层混合料低温弯曲应变、断裂能、扭剪强度、拉拔强度、扭剪疲劳寿命和抗反射裂缝性能均降低。在50%RAP掺量下,热再生应力吸收层混合料的动稳定度3 604次/mm,低温弯曲应变4 890με,且Over Test(OT)加载达到了1 200周期,聚合物胶粉复合改性沥青热再生料应力吸收层混合料具有优异的高温韧性和低温延展性与抗反射裂缝性能。     

不同因素对沥青混合料抗剪强度的影响研究

随着交通量的增加、轴载及胎压的增大,超载及渠化现象也日益严重,很多高速公路沥青路面因抗剪强度不足而出现了各种病害。本文通过三轴剪切试验对影响沥青混合料抗剪强度参数的因素进行试验分析,在不同油石比、沥青类型、压实度情况下测得沥青混合料的c和φ值。试验结果表明:油石比对沥青混合料抗剪强度有较大影响,随着油石比的增大,沥青混合料抗剪强度先增加后减小,在最佳油石比下达到最大抗剪强度;沥青的粘度越大,沥青混合料的c和φ值就越大,抗剪强度就越高;在最佳油石比的条件下,沥青混合料的抗剪强度随着压实度的增加而增加。     

双层沥青混合料层间抗剪性能研究

为评价不同因素对双层沥青混合料层间抗剪性能的影响,以直接剪切试验抗剪强度为控制指标,采用正交设计方法研究不同车辙压密程度对应的混合料空隙率、黏层油用量、温度对层间抗剪性能的影响。结果表明:随空隙率减小,层间抗剪强度随之增加;黏层油的使用可提高沥青混合料层间抗剪强度,但提高幅度会随温度升高而降低;以常温下有无黏层油时层间抗剪强度为基准值,计算其他温度指标下抗剪强度占基准值的比例,发现层间抗剪强度随温度升高而减弱。     

正应力条件下沥青混合料扭转剪切试验方法研究

针对现有沥青混合料剪切试验方法的不足,对国内外沥青混合料抗剪性能试验方法进行研究分析,提出了一种新的正应力条件下的扭转剪切试验方法。其原理是通过千斤顶对试件均匀施加正应力,同时再通过齿条和齿轮将竖向力转化成扭矩,使圆柱体沥青混合料试件处于压剪状态。建立三维有限元模型进行理论分析,得出试件内部的剪应力分布,表明试件破坏状态为剪切破坏。对两种沥青混合料在不同温度和不同正应力条件下进行扭转剪切试验,结果表明混合料的抗剪强度随着温度的升高急剧降低,混合料的抗剪强度与正应力呈线性增长关系,符合摩尔-库伦强度理论。根据摩尔-库伦理论线性回归得到混合料的黏聚力和内摩擦角,将其与其他3种试验方法结果进行比较,表明该试验方法具有较好的可行性和可靠性,可以有效地评价沥青混合料剪切性能。     

不同温度下沥青混合料的抗剪性能及其评价指标

为了分析不同温度下沥青混合料的抗剪性能,选用了SMA-16、Superpave-16、AC-16及AC-13这4种不同的沥青混合料,分别进行不同温度下的单轴贯入实验、APA车辙实验及单轴贯入疲劳试验,采用3种抗剪性能评价指标评价了这4种沥青混合料不同温度下的抗剪性能,同时对沥青混合料的抗剪评价指标的相关性进行了分析。分析结果表明:温度对沥青混合料的抗剪性能影响很大,对沥青混合料进行抗剪性能评价时应充分考虑其温度特性;抗剪强度、APA车辙深度及剪切模量具有很好的相关性。     

基于单轴贯入试验的沥青混合料最大抗剪强度影响因素研究

介绍了单轴贯入试验的原理及试验过程中试件典型形变的4个阶段;结合有限元软件和莫尔圆,给出了求解主应力和抗剪强度的方法;依托单轴贯入试验,研究了粗集料技术指标、细集料棱角性、沥青标号和加载速率对沥青混合料最大抗剪强度的影响。结果显示,粗集料棱角性与沥青混合料最大抗剪强度相关性最大,而粗集料针片状含量、磨耗值和压碎值与沥青混合料最大抗剪强度之间的相关性较差;随着细集料棱角性的提高,沥青混合料的最大抗剪强度提高;在沥青的各项技术指标中,60℃粘度指标与沥青混合料最大抗剪强度的相关性最好,随着粘度的提高(针入度降低),混合料最大抗剪强度不断增大;最大抗剪强度随着加载速率的增大而增大。     

刻槽参数对刚柔复合式路面层间粘结强度的影响

为提高刚柔复合式路面层间粘结强度,针对界面刻槽处治技术,采用刻槽深度、刻槽宽度和刻槽间距三个控制参数,进行三因素四水平正交试验设计;对室内刚柔复合式试板的钻芯试件分别进行剪切与拉拔试验,研究不同刻槽参数组合对刚柔复合试件层间粘结强度的影响。试验结果表明:刻槽处治技术能显著提高刚柔复合试件的层间粘结强度;影响层间粘结强度的刻槽各因素主次顺序为刻槽宽度、刻槽深度和刻槽间距;最优参数组合为深度6 mm、宽度13 mm、间距16 mm,对抗剪强度和抗拉强度最大分别提高52.6%和87.7%;当刻槽宽度接近混合料最大粒径时,沥青混合料的骨料可以充分嵌入槽内形成紧密的结合面,有效增大粘结面积从而提升粘结强度。     

基于沥青混凝土路面芯样的抗车辙性能研究

应用RLWT车辙仪对某高速公路路面钻芯试件和室内成型试件开展抗车辙性能研究,评价不同沥青层面的抗车辙能力;根据试验结果,分析造成二者差异的原因及室内成型试件与室外施工成型试件的性能关系。结果表明:室内成型试件的抗车辙能力要强于施工成型试件,对于上面层前者可以达到后者的1.25倍左右,中面层和下面层可以达到3倍左右;数据分析同时表明:沥青混合料空隙率对不同沥青层面的抗车辙性能有较大影响,空隙率-试件变形每毫米所需要的荷载作用次数(RN)存在一定的线性关系;当空隙率为4%左右时,抗车辙性能最好,这和美国WEST TRACK试验的结论是一致的。     

沥青混合料高温性能在紫外光辐射下的变化研究

选取车辙试验、贯入剪切试验来研究SMA-13沥青混合料在不同紫外光辐射强度、紫外光老化循环次数和温度变化下高温性能的改变，以动稳定度、车辙深度和应力强度比这3个指标来表征沥青混合料的高温抗车辙能力和抗剪切性能。研究发现：随着紫外光老化循环次数的增大，沥青混合料的动稳定度及应力强度比逐渐减少，而车辙深度则逐渐增加；沥青混合料的高温性能与紫外光辐射强度、温度呈反比，紫外光辐射越大、温度越高，沥青混合料的高温性能越差；紫外光老化循环次数，比起紫外光防辐射强度及循环温度，对于沥青混合料的动稳定度、车辙深度和应力强度比的影响更为明显；同时建议采用一定强度的紫外光辐射强度(150 W/m²),循环模拟混合料在其照射下高温性能的变化。     

沥青混合料抗剪强度对车辙性能的影响分析

沥青混合料的车辙性能评价指标的选取是混合料设计的关键技术之一,本文在分析车辙的形成机理以及现有车辙性能评价指标缺陷的基础上,通过大量的不同温度、不同压力、不同厚度的车辙试验、抗剪试验以及车辙试验剪应力的计算,然后通过曲线拟合法分析了抗剪强度对车辙性能的影响,提出了将抗剪强度作为车辙性能新评价指标的建议,对丰富沥青混合料的车辙性能检测、评价具有重要意义。     

粉油比对沥青混合料高温稳定性的影响

通过对不同粉油比的沥青混合料进行高温车辙试验、旋转试验机试验,对不同粉油比的沥青胶浆进行动态剪切试验,利用扫描电镜观察沥青胶浆的微观界面,研究了粉油比对混合料高温稳定性的影响。试验结果表明:粉油比越大,抗车辙能力越强,而且粉油比是通过影响沥青胶浆的抗剪切强度来影响沥青混合料高温稳定性,并提出了最佳粉油比范围在0.8~1.2之间。     

沥青混合料浸水车辙试验研究

对几各不同级配的沥青混合料进行浸水车辙试验，并以条件试件和标准试件的辙槽发展速度比作为评价指标，来评价混俣料水稳性。结果表明与其它稳性试验的结果有很好的一致性，因此验证了浸水车辙试验的可行性。同时，还得出了沥青膜厚度与水稳性的关系。     

微表处沥青混合料斜剪试验研究

采用新型45°斜剪试验研究在不同加载速率、不同界面状态、不同温度和水的影响下SBR改性乳化沥青微表处混合料的抗剪性能,阐释不同温度下微表处的剪切破坏形式,分析黏层油、泥土和水对微表处抗剪强度的影响效果。结果表明：微表处加载速率越快,抗剪强度越高;微表处在常温环境下的剪切破坏形式主要为层间剪切破坏,在高温环境下的破坏形式主要为自身剪切破坏;当原路面表面粗糙时,洒布黏层油对层间抗剪强度的增加贡献不大,泥水会降低微表处的层间抗剪强度;水的浸泡会损害微表处的层间抗剪强度,洒布黏层油能有效提高微表处与原路面界面的抗水损害性能。     

沥青混合料内部因素对RLWT试验的影响

采用多轮旋转加载轮辙仪(RLWT)评价沥青混合料的抗车辙性能是一种较有潜力的试验方法.为评价沥青混合料内部因素对试验结果影响的敏感性,对不同厚度、沥青、矿料级配和压实度的沥青混合料试件进行了对比试验.结果表明,RLWT试件的厚度大于4 cm时,试验数据可反映混合料的性能,且影响试验结果的混合料内部因素的敏感性依次为沥青、压实度和级配;数据分析同时显示,RLWT"辙槽深度一荷载作用次数"的关系可用幂函数关系拟合表示,该表述可作为定量分析试验过程数据的参考.     

基于蠕变参数的沥青路面结构抗车辙性能评价

为了评价各种路面结构的抗车辙性能,建立基于蠕变参数的非线性有限元模型,对3种不同的中下面层沥青混合料路面结构进行车辙深度计算。结果表明：路面结构产生的车辙断面均呈现“W”形分布,车辙最大值出现在车轮轮迹正下方,由于中面层的横向迁移,两端产生了隆起变形。3种路面结构的车辙发展与沥青混合料的蠕变规律相符合,SBR沥青混合料作为中下面层的路面结构抗车辙性能最好,70＃沥青混合料路面结构的抗车辙性能最差。