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。     

不同参数对沥青混合料抗剪性能的影响

为评价沥青混合料抗剪性能的主要影响因素以及不同因素的交互作用对混合料抗剪性能的综合影响,对集料类型、沥青种类、油石比、设计压实功、压实度5个参数展开了研究。选取了3种集料类型(辉绿岩、玄武岩、砂岩),两种沥青类型(70~#基质沥青和SBS改性沥青)、4个油石比(OAC-0.4,OAC,OAC+0.4,OAC+0.8)、3个设计压实功水平(旋转次数为75,100,125次)、4个压实度水平(93%Gmm,94.5%Gmm,96%Gmm,97.5%Gmm)来进行室内试验,制备不同因素组合下的共54种沥青混合料类型。使用单轴贯入试验来测试沥青混合料的抗剪性能,并采用灰色关联分析方法和方差分析方法来分析试验结果。灰色关联分析结果表明:不同参数与抗剪性能之间的关联度由大到小依次为沥青种类、压实度、设计压实功、油石比和集料种类;方差分析结果表明,选取的5个参数之间存在着复杂的交互作用,集料类型、油石比和设计压实功只有在一定条件下才表现出对抗剪性能的显著影响,沥青种类和压实度则总是表现出显著影响。因此,沥青种类和压实度是影响沥青混合料抗剪性能的较主要因素,而且在分析不同参数对混合料抗剪性能的影响时,决不能忽略不同因素之间的交互作用。     

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。     

沥青混合料抗剪强度的影响因素分析

采用单轴贯入试验来评价沥青混合料的抗剪强度,并结合无侧限抗压强度来得到混合料的黏聚力和内摩阻角。针对不同最大粒径不同结构类型混合料、相同最大粒径不同级配、当量软化点、集料类型、沥青用量等影响沥青混合料抗剪强度的影响因素进行研究,得出当集料、沥青种类不变时,公称尺寸越大,沥青混合料的抗剪强度越大等重要结论。     

水泥混凝土桥面沥青铺装层间抗剪切能力比较

采用斜剪试验方法评价水泥混凝土桥面与沥青混凝土层间抗剪强度.针对影响层间抗剪强度的几个因素,重点探讨了沥青混合料类型、沥青混合料压实度和黏层材料的黏度及洒铺量对其的影响.试验结果表明:当沥青混合料构造深度水平相当时,层间抗剪强度将随公称最大粒径的增加而增加;但对于公称粒径相同的2种小粒径沥青混合料,悬浮-密实型的沥青混合料的层间抗剪强度更大;层间抗剪强度随沥青混合料压实度的增加而增加;对于不同胶粉含量的橡胶沥青黏层,层间抗剪强度将随橡胶沥青黏度的增加呈现抛物线趋势.     

基于虚拟单轴贯入试验研究集料对沥青混合料抗剪性能的影响

基于X-ray CT技术对集料进行二维断层扫描,并将扫描图像二值化后使用MATLAB将集料轮廓点导入PFC3D中生成集料几何模型。在PFC3D中分别建立粗集料相、砂浆相和空隙相构建沥青混合料虚拟试件,随后根据接触对象分别设置相应的接触模型和微观参数,进行虚拟单轴贯入试验,探究集料对沥青混合料抗剪性能的影响。结果表明:通过离散元法构建沥青混合料的模型并进行虚拟单轴贯入试验来探究其抗剪性能是可行的;增大集料最大公称直径有利于提升沥青混合料的抗剪性能;在集料最大公称直径相同的情况下,骨架密实结构的沥青混合料的抗剪性能优于密实悬浮结构,而骨架空隙结构的沥青混合料的抗剪性能则表现最差;沥青混合料试件横向内部集料的少量增加可以提升沥青混合料的抗剪性能,但内部集料增加过多则会减弱沥青混合料的抗剪性能,而横向外部集料的增加将会导致沥青混合料抗剪性能的下降,但综合来说集料横向分布均匀时沥青混合料实际的抗剪性能表现更加优秀;当集料纵向分布采用不同的结构时,沥青混合料的抗剪强度受上层结构层的影响较大;针片状集料的含量增加以及针片状集料的长细比的增大均会导致沥青混合料的抗剪性能的下降;增大集料的摩擦系数、增加棱角型集料含量均有助于提升沥青混合料的抗剪性能。     

沥青稳定类冷再生混合料抗剪特性研究

采用乳化沥青和泡沫沥青作为冷再生沥青混合料的稳定剂,研究冷再生混合料的三轴抗剪特性。研究表明:乳化沥青冷再生混合料比泡沫沥青冷再生混合料抗剪切强度略高;水泥的掺加能显著增加冷再生混合料的内摩擦角及粘聚力;而粘聚力随着沥青稳定剂用量的增大呈现先增大后减小的趋势,内摩擦角则随沥青用量增大而降低,且影响内摩擦角的主要因素为集料颗粒组成而非沥青稳定剂的类型。     

磷渣沥青混合料抗剪强度影响因素试验研究

通过单轴贯入试验评价沥青混合料的抗剪强度,研究集料类型、沥青种类、温度、加载速率等因素对磷渣沥青混合料抗剪强度的影响,并结合无侧限抗压强度试验得到混合料的粘聚力和内摩阻角。结果表明,磷渣取代沥青混合料中0.075~4.75mm各档集料后,混合料的内摩阻角稍有降低,粘聚力值提高显著,因而使混合料的抗剪强度明显提高;磷渣沥青混合料的抗剪强度随加载速率的增加及试验温度的升高呈现对数变化趋势;这些因素主要是通过影响混合料的粘聚力而影响其抗剪性能,对内摩阻角的影响不明显。     

粗集料形状特征对沥青混合料抗剪性能的影响

矿质集料的形状特征对沥青混合料的性能具有极为明显的影响,但目前关于这方面的研究极少。采用编制的图像处理程序,获取了五组颗粒形状特征不同的粗集料其形状参数,运用单轴贯入试验分析了粗集料形状参数对混合料抗剪强度的影响。结果表明,粗集料各种形状特征参数对混合料抗剪强度都有不同程度的影响,且扁平系数对抗剪强度的影响最大,必须控制粗集料中扁平颗粒的含量。     

基于单轴贯入试验的AC-20级配优化

为了提高沥青混合料的路用性能,利用颗粒流软件PFC~(2D)构建了沥青混合料单轴贯入数值试验方法,阐述了沥青混合料单轴贯入数值试验中试验条件的模拟方法和模型参数的取值,结合实体工程中AC-20室内单轴贯入试验评价了其可靠性。选取不同的原材料得到3组模型参数,基于单轴贯入数值试验研究了模型参数取值、粗集料级配、细集料级配和粗细集料比例对沥青混合料抗剪强度的影响规律。最后,通过室内单轴贯入试验确定了关键筛孔最佳通过率范围,提出了以抗剪强度最大为原则的AC-20矿料级配,并验证了其路用性能。结果表明:单轴贯入强度模拟曲线与室内实测曲线基本吻合;单轴贯入数值试验模型参数的取值对最大抗剪强度时集料的比例不产生影响;五档粗集料19~26.5mm,16~19mm,3.2~16mm,9.5~13.2mm,4.75~9.5mm的比例为3∶12∶5∶10∶10,细集料级配取I=0.75时所对应的级配,粗细集料比为60∶40时,沥青混合料抗剪强度最大;建议AC-20沥青混合料矿料级配9.5mm,4.75mm,2.36mm及0.075mm筛孔通过率分别为50%~60%、34%~44%、31%~37%和3%~7%;与规范推荐级配中值相比,优化级配AC-20混合料的抗剪强度、动稳定度分别提高了25%、27%。     

纤维沥青混合料抗剪强度研究

为探索纤维沥青混合料抗剪强度的特点及影响因素,研究选择新型路用矿物纤维、玄武岩纤维和木质素纤维沥青混合料的抗剪强度为研究对象,以最大公称粒径、级配类型、纤维掺量和纤维种类为参数,采用抗剪强度试验仪对纤维沥青混合料抗剪强度进行测试,并尝试利用爱因斯坦粘度原理解释纤维沥青混合料与普通沥青混合料抗剪强度差异性。研究结果表明：在一定范围内最大公称粒径越大、纤维掺量越高,沥青混合料抗剪强度越大;同条件下的SMA混合料的抗剪强度大于AC沥青混合料;抗剪强度大小排序为玄武岩纤维混合料〉新型路用矿物纤维混合料〉木质素纤维混合料。     

实验参数对沥青混合料抗剪性能的影响

该文介绍了利用直接剪切试验结合无侧限抗压试验和劈裂试验对沥青混合料的抗剪性能所进行的研究。结果表明,C值随沥青用量的增加而先增加后减小,φ值随沥青用量的增加而减小,抗剪强度随沥青用量的增加而先增加后减小;随着加载速率的增大,沥青混合料的抗剪强度和C值增加,但是φ值基本上不变;随着温度的升高,混合料的抗剪强度降低,C值和φ值也随之减小。     

沥青混合料集料颗粒间摩擦性能的直剪试验评价

鉴于集料颗粒间的摩阻性能直接影响沥青混合料的抗剪强度,运用相似实验原理系统分析了用直剪试验方法和设备评价集料颗粒间摩擦性能的可行性.并对符合沥青混合料AC - 13、SMA - 13级配的集料和钢球进行了直剪试验评价,解决了梁料剪切试验问题.     

沥青混合料抗剪强度影响因素研究

针对沥青路面抗剪强度不足而容易导致推移、拥包、车辙等早期病害的现象,基于沥青路面弹性层状理论,通过有限元建立符合实际受力的贯入模型;由单轴贯入试验分别得到不同级配、相同级配有无填加矿粉、不同油石比、不同沥青种类、不同集料类型沥青混合料的最大剪应力并分别结合1组相应的无侧限抗压强度进而计算出材料的c、φ值.通过数据分析后,初步总结出影响沥青混合料抗剪强度变化的一般规律.     

水泥改良土的剪切试验研究

在分析水泥改良土的机理以及主要影响因素的基础上，基于传统的直接剪切试验，研究了水泥改良土的抗剪强度特性及其主要影响因素。结果表明:水泥改良可以较大程度上提高土样的抗剪强度；随着初始含水率与水泥掺入比的增加，抗剪强度均不断增加；养护时间对于抗剪强度的促进作用明显体现在养护初期阶段；土样密实度的增加，会引起土体抗剪强度的增加，但对于内摩擦角而言，增加的幅度则较小。     

泡沫沥青混合料抗剪性能研究

当前,高等级公路的交通特点已逐渐向多轴次、重轴载、高轮压发展,致使路面结构较易产生剪切破坏。泡沫沥青混合料作为一种新型环保的柔性基层材料,其抗剪性能方面的研究目前甚少。通过单轴贯人试验,着重研究集料级配、水泥含量、沥青含量、养护条件、温度变化5个因素对泡沫沥青混合料抗剪强度的影响。研究发现,不同级配对泡沫沥青混合料抗剪强度有不同影响;水泥可提高泡沫沥青混合料早期强度,但亦会增加基层刚度;沥青含量在合适范围内时,沥青越少其抗剪强度越大;养生过程是泡沫沥青混合料强度快速增长的过程;泡沫沥青混合料温度敏感性较高,随温度上升其抗剪强度显著下降。     

含钙质粉砂岩配合比设计及施工技术研究

针对含钙质粉砂岩高强度和层理分布显著的特点,提出了可有效降低其片状含量的加工工艺。通过对含钙质粉砂岩高片状含量矿料的配合比进行设计,提出了采用棱角性较差细集料或砂替换的措施改善混合料的施工和易性,较好地满足了设计要求。结合试验路施工,提出了针对高片状含量的含钙质粉砂岩的施工技术,达到了规范对路面压实度、现场空隙率和路面渗水系数的要求。     

二灰稳定砂砾抗剪强度影响因素的灰色关联度分析

针对二灰稳定砂砾抗剪强度的影响因素,采用灰色关联度分析方法,分析了粗骨料间隙率、结合料含量、细集料含量、粗集料含量、最大干密度和最佳含水量等因素对二灰稳定砂砾抗剪强度的影响程度,为二灰稳定砂砾的优化设计提供理论依据。     

经济型SMA沥青混合料级配优化与路用性能研究

对石灰岩集料的经济型SMA沥青混合料开展矿料级配优化工作,首先根据逐级填充理论和粒子干涉理论确定粗集料最佳组成,以等体积替代方法试验得出细集料各含量最佳组成;然后通过分析粗、细集料含量与路用性能的关系,确定经济型SMA沥青混合料的最佳矿料级配;最后对经济型SMA路用性能与不同集料、级配混合料做了对比分析。结果表明:石灰岩集料级配优化后的经济型SMA混合料的高温性能与玄武岩集料SMA沥青混合料相当,低温性能与水稳定性优于玄武岩集料SMA沥青混合料。     

纤维沥青混合料在多年冻土地区的应用

通过两种纤维沥青混合料的马歇尔、低温抗裂、冻融劈裂、高温车辙等试验与试验路修筑观测,分析了纤维沥青混合料在多年冻土地区的适用性。研究得出,在相同沥青含量下,纤维沥青混合料的密度明显减小,空隙率和矿料间隙率增大,沥青饱和度、稳定度和流值有所降低。纤维沥青混合料的蠕变速率及其对沥青含量的敏感性减小,弯拉应变增大,柔性明显增强。在相同沥青含量下,纤维沥青混合料的抗冻性有所降低,但实际应用中通过提高最佳沥青用量,可以缓解这种不利的影响。纤维沥青混合料的动稳定度明显增大,对改善沥青混合料的高温稳定性十分有利。纤维沥青混凝土试验路的裂缝间距明显增大,使用状况良好。结果表明,纤维沥青混合料在多年冻土地区有良好的使用价值。