基于SCB试验的沥青混合料低温性能评价指标研究

研究沥青混合料低温性能评价指标与路面开裂状况之间关系，是合理确定沥青混合料低温性能评价标准的重要依据。为解决传统小梁弯曲试验同现场开裂相关度不高的问题，针对现场不同裂缝间距段落的芯样，引入半圆弯曲试验（SCB）开展混合料低温断裂与抽提沥青BBR试验研究，建立沥青路面开裂间距与沥青混合料断裂能、断裂韧性、劲度模量等指标的关系。从SCB与BBR对比试验可得出结论：改进后的SCB试验能真实反映吉林地区沥青路面实际低温开裂状况；提出了寒区沥青路面低温开裂判定标准；并通过断裂能及断裂韧性等指标的对比分析，提出采用SCB试验的断裂能作为混合料低温性能的评价指标更为合理。研究成果丰富了沥青混合料低温性能评价方法，为完善沥青路面低温抗裂设计提供了技术支撑。     

采用半圆弯拉试验对再生混合料抗裂性能的研究

该室内试验研究的目的是采用半圆弯拉(SCB)试验来评价旧沥青路面材料(RAP)对沥青混合料抗裂性能的影响.研究对4种不同RAP含量的沥青碎石混合料进行两种SCB试验,即弯拉试验和断裂试验.结果显示:RAP含量的增加会增大SCB抗拉强度,但同时也会显著降低沥青混合料破坏后的韧性.RAP含量的增加还会降低沥青混合料的J积分,从而降低其抗裂性能.短期老化和长期老化的沥青混合料在评价RAP影响时表现出了相同的趋势.     

再生沥青混合料疲劳性能试验研究

为了评价掺有再生沥青路面(RAP)材料的沥青混合料的疲劳性能,以及不同RAP材料用量对沥青混合料疲劳性能的影响,进行了室内再生沥青混合料疲劳试验研究。疲劳试验中采用了沥青路面表面层沥青混合料,选用了间接拉伸(IDT)强度试验和半圆弯曲(SCB)疲劳试验方法,进行了RAP材料质量分数分别为0%、10%、20%和30%的疲劳试验。试验结果表明:沥青混合料中RAP材料质量分数小于20%时,对沥青混合料疲劳性能影响不大,而RAP材料质量分数为30%时,疲劳性能明显下降。初步建议了表层沥青混合料合适的RAP材料质量分数不宜超过20%。     

基于Fénix试验的沥青混合料抗裂性研究

采用Fénix试验评价7种沥青混合料的抗裂性能,以指导实际工程降低反射裂缝现象的产生。Fénix试验是一种通过计算试件产生断裂时消耗的能量(断裂能GF)评估材料抗裂性能的直接拉伸试验方法。结果显示:高性能聚合物改性沥青混合料具有最高断裂能量曲线,即最好的抗裂性能;且在5~-10℃温度条件下,抗裂性更显著。研究还通过四点弯曲试验的疲劳规律验证了以上结果,证实了Fénix试验理论下的结论:刚度水平相同情况下,断裂能越高,抗裂性越强。     

基于耗散能评价沥青混合料的疲劳性能

疲劳开裂是由交通荷载重复作用而导致破坏累积的过程,是沥青路面结构破坏的一种主要形式.弯曲疲劳发生的典型模式是:水平拉应变造成沥青混凝土层底部的微裂缝,然后经由重复荷载作用致使微裂缝向上发展,最终导致路面破坏.常用的沥青路面疲劳特性的研究方法有现象学法、断裂力学法和耗散能法.为用不同的耗散能统计指标评价混合料的抗疲劳性能,在不同的加载条件和作用环境下进行两点梁弯曲试验,同时研究了混合料的一些特性,包括劲度模量、耗散能、疲劳寿命和愈合效果.     

基于抗裂性能的AC-13级配优选

为了提高沥青面层的抗裂性能，根据抗裂型级配的特点初步拟定了一组级配，以抗裂性能作为筛选级配的依据，再通过高温性能、低温性能与水温性能进一步优选。结果表明：抗裂型级配在SCB试验下的断裂能优于AC-13中，不同失效概率下的抗裂型级配的等效疲劳寿命至少可提升22%；抗裂型级配的高温性能试验结果趋势一致，动稳定度均低于AC-13中，但抗剪强度部分优于AC-13中；随着抗裂型级配细料含量与油石比的增加，表现出低温性能与水稳性能均优于AC-13中。通过抗裂性能与路用性能的优选，确定了抗裂型面层级配的范围。     

基于半圆弯曲试验的在役沥青路面抗裂性能评价方法研究

针对在役沥青路面抗裂性能评价难题，采用半圆弯曲试验方法及临界应变能指标评价其抗裂性能，基于江苏省典型高速公路现场芯样开展了35组上面层半圆弯曲试验，并通过20%和80%分位临界应变能结果提出了在役沥青路面抗裂性能三级评价标准，不同等级临界应变能分级标准分别为0.3 kJ/m²和0.7 kJ/m²。     

基于ANSYS的带切口沥青混合料试件半圆弯曲试验参数分析

采用带切口的试件进行半圆弯曲试验(SCB),可以更好地评价存在反射裂缝的沥青混凝土路面的抗裂性能。为了明确试件厚度、切口宽度、切口深度、支座间距等试验参数对带切口SCB试件力学响应的影响,采用ANSYS建立三维有限元模型对SCB试验进行数值模拟。计算结果表明:试件厚度选择50mm,切口宽度选择1.5mm较为合适;切口深度需要选择15mm、20mm、25mm等3个切口深度值再进行试验验证;支座间距为试件直径的0.8倍时,切口底部拉应力最敏感。     

土工织物加筋沥青面层抗裂性能评价试验方法研究

为了能快速、准确地评价土工织物加筋沥青混凝土的抗裂性能,提出了利用冲击韧性评价其抗裂性能的方法。利用冲击韧性试验评价织物加筋沥青混凝土小梁的抗冲击能力,并利用沥青路面自动分析仪（AAPA）来模拟路面车辆荷载作用,通过改进AAPA的模具来评价加筋沥青混凝土抗疲劳能力。利用该试验方法对多种土工织物加筋沥青混凝土进行了评价,比选出了不同土工织物加筋沥青混凝土的抗裂能力。试验结果表明,土工织物加筋沥青混凝土抗反射裂缝的能力明显高于没有加铺土工织物的纯沥青混凝土,不同的土工织物具有不同的抗反射裂缝能力;冲击韧性与AAPA疲劳寿命间有很好的相关性,可以用冲击韧性的试验方法来快速评价土工织物加筋沥青混凝土的抗裂性能。     

高黏弹性沥青砂的抗裂性能研究

应用断裂能理论来研究高黏弹性沥青砂的抗裂性能。通过在不同的试验温度与加载速率条件下进行SCB试验(Semi-Circular Bending Test,半圆弯拉试验),来分析温度与加载速率对破坏荷载和断裂能的影响,研究结果表明:当试验温度保持恒定时,试件的最大破坏荷载随着加载速率的增大而增大,试件的断裂能与加载速率呈负相关;当加载速率保持不变时,试件的最大破坏荷载将随着温度的升高而降低,试件的断裂能与试验温度呈正相关;该试验所需装置简单、试件制作方便、价格低廉,可以作为沥青混合料抗裂设计的标准试验方法。此外,运用ABAQUS有限元软件模拟试验过程并进行参数敏感性分析,将数值模拟结果与试验结果对比,验证了采用断裂能评价高黏弹性沥青砂抗裂性能的有效性。     

基于博纳帝再生设备的上面层再生混合料性能研究

该文目的是研究基于博纳帝再生设备生产的上面层再生混合料的抗裂性能。以30%RAP掺量的AC-16型沥青混合料为主要研究对象,采用低温小梁试验、半圆弯曲试验、间接拉伸疲劳试验分别对再生混合料抵抗低温裂缝、反射裂缝及疲劳裂缝的能力进行了研究,并与新拌混合料进行了对比。结果表明:博纳帝再生设备生产的上面层再生混合料的低温抗裂性能相对较差;相比新拌混合料,抗反射裂缝能力有小幅下降,但随着路龄的增加,其抗裂性能衰减较快;其疲劳裂缝敏感度增大,疲劳寿命降低,但变化并不明显。采用博纳帝再生设备生产的上面层再生混合料抗裂能力有所保障,但对低温环境比较敏感。     

AC-16沥青混合料抗裂性能评价

基于缓裂沥青混合料（CAM）的设计理论,设计了两组不同级配的混合料。为评价沥青混合料的抗裂性能,通过分析路面裂缝类型,设计了一种预切口小梁的弯曲疲劳试验,采用低温小梁弯曲试验验证了此试验方法。结果表明,两种试验方法所得结论相同,且预切口小梁的弯曲疲劳试验中不同级配的混合料结果差异显著。通过对破坏应变、破坏强度、弯曲应变能临界值和弯曲疲劳次数这4种评价指标的比较分析,从中找出最佳的评价指标。     

重冰冻区低温-荷载耦合作用下玄武岩纤维沥青路面的抗裂性能

针对内蒙古重冰冻区沥青路面所处的严寒工作环境及路面病害,提出基于抗裂性能的路面结构控制指标。利用Ansys有限元软件建立新建玄武岩纤维沥青路面结构的计算模型和出现裂缝后的路面计算模型,通过室内试验确定玄武岩纤维沥青路面力学参数、热物性参数与其他参数,分别对其低温-荷载耦合作用下的抗裂性能指标进行计算分析,并对玄武岩纤维沥青混合料疲劳寿命进行测试,验证有限元模拟结果的正确性。研究表明:低温-荷载耦合作用下,易裂点位处新建玄武岩纤维沥青路面各项抗裂指标均有所提升;不同荷载位置对含裂缝玄武岩纤维沥青路面不同裂缝扩展时期的影响具有差异化;含裂缝玄武岩纤维沥青路面在低温-正载K_Ⅰ、低温-偏载K_Ⅰ和低温-偏载K_Ⅱ作用下易裂系数指标K_R都较小;在不同温度和应力水平下,玄武岩纤维沥青混合料疲劳寿命始终显著高于普通沥青混合料。     

基于环形加载试验的稳定型橡胶沥青热再生混合料抗裂性能研究

为改善厂拌热再生沥青路面材料的抗裂性能,将新型稳定型橡胶沥青应用于厂拌热再生技术当中,设计并制备了热再生沥青混合料EME-20。同时,为优化混合料抗裂性能评价方法,设计开发了环形加载试验,基于70~#道路石油沥青制备的AC-20混合料确定了最佳试验参数,并提出了极限荷载F_(max)、破坏变形δ_(Fmax)、劲度指数IRT及断裂能W等评价指标。结合环形加载与小梁弯曲试验,对不同旧料掺量的橡胶沥青再生混合料开展了抗裂性能对比研究。结果表明:依托UTM-25试验平台,在10℃、5 mm/min加载条件下能够稳定、完整地检测环形加载试验过程中的荷载-变形曲线,从而准确反映混合料的抗裂性能;随着橡胶沥青混合料中旧料掺量的提高,环形加载试验极限荷载F_(max)及劲度指数IRT逐渐增大,破坏变形δ_(Fmax)及断裂能W逐步降低,说明旧料的掺加使得橡胶沥青混合料的强度和模量提高,但抗变形能力和综合抗裂性能有所下降;稳定型橡胶沥青再生混合料的低温抗裂性能良好,当旧料掺量低于20%时极限弯曲应变达3 000με以上,即使在50%的旧料高掺量下极限弯曲应变仍大于2 500με;基于环形加载试验获得的检测结果与小梁弯曲试验结果相关性良好(R~20.9),对再生沥青混合料抗裂性能的评价有较好的可靠性。     

新型防裂基布应用于新疆公路养护工程的效果研究

基于疲劳和现场足尺抗裂性能试验,对新型防裂基布的抗疲劳和抗裂性能进行试验验证,同时对新疆半刚性基层沥青路面养护工程中已使用新型防裂基布和未使用防裂基布路段的路面破损指数、平整度指数、车辙指数、裂缝率等进行对比分析,评价使用新型防裂基布路段沥青路面的使用性能;对使用新型防裂基布路段沥青路面钻取芯样进行抗剪切试验,分析沥青面层的层间结合情况。结果表明,使用新型防裂基布路段的防裂效果较好,防裂基布能有效延缓沥青路面反射裂缝的发展;使用防裂基布能保证面层和基层层间结合良好。     

SMA沥青混凝土断裂与疲劳性能试验研究

主要分析SMA沥青混凝土的断裂与疲劳性能.采用小梁三点弯曲试验分析不同温度(-10～60℃)对SMA沥青混凝土弯曲强度、最大弯曲应变、弯曲劲度模量和断裂应变能密度的影响,同时采用小梁四点弯曲试验研究其疲劳性能.试验结果表明SMA沥青混凝土各项力学性能呈明显的温度依赖性,其疲劳寿命可采用典型的沥青混合料疲劳模型进行预估,...     

增韧改性沥青抗裂增强功能层研究

为抑制沥青路面的反射裂缝,提高沥青下面层抗反射裂缝能力和弯拉疲劳寿命,针对现有裂缝防治措施的不足,研究开发增韧改性沥青GATB-25,通过显著增强下面层的抗裂功能,显著延长沥青路面的整体寿命;从级配优化、抗裂胶结料优选方面介绍了增韧改性沥青GATB-25的开发过程,并通过试验路验证了抗裂增强功能层的防裂缝性能。     

锚结玄武岩纤维丝加筋法预防沥青路面横向裂缝

公路工程领域一直致力于解决裂缝等沥青路面常见病害,本研究结合玄武岩纤维弹性模量大、强度高、耐腐蚀、无污染等技术性能,开展玄武岩纤维丝加筋路面抗横向裂缝研究。本研究通过原材料性能试验,配合比设计、抗拉强度试验、弯拉强度试验、疲劳试验等试验评价玄武岩纤维丝加筋路面抗裂性能。试验结果得出选用C型玄武岩纤维丝沥青混合料抗拉强度增加60. 8%,弯拉强度增加41. 5%,疲劳强度增加33%。     

高分子抗裂贴抗裂性能研究及疲劳寿命预估

延缓裂缝反射是旧水泥砼路面"白改黑"工程中的重要问题之一.文中通过室内疲劳试验,结合扩展有限元(XFEM)模拟动态裂纹扩展,研究高分子抗裂贴的抗裂性能、裂纹扩展规律及力学阻裂机理,预估加铺结构的疲劳寿命.结果表明,高分子抗裂贴抗裂性能优秀,其加筋作用对初裂后延缓裂纹扩展效果明显,抵抗张拉型反射裂缝的效果优于剪切型;普通...     

沥青混合料抗反射裂缝性能的快速评价方法

沥青路面反射裂缝一直是路面的主要损坏之一。提高沥青混合料的抗反射裂缝性能,能在一定程度上延缓反射裂缝扩展到沥青路面的顶部,从而提高其使用寿命。而要研究和评价沥青混合料的抗反射裂缝性能,需要一种可靠的试验方法。目前评价沥青混合料抗裂性能的试验方法有好几种,而这些方法均有一定的针对性且对混合料抗反射能力的评价有一定的局限性。经过理论分析和大量的试验研究,该文介绍一种简单有效的试验方法,既操作简单、耗时短,又能直观地反映出沥青混合料的抗反射裂缝性能。