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%。     

Sasobit对高模量沥青混合料压实特性和路用性能的影响

高模量沥青混合料由于具有较好的高低温性能而被广泛使用,但在拌合过程中需要将沥青和集料加热至很高的温度,对施工和环境保护带来极大挑战,为改善高模量沥青混合料的压实特性与施工和易性,采用粘温曲线、马歇尔试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、小梁疲劳试验研究了Sasobit掺量对高模量沥青混合料的压实特性以及路用性能的影响。试验结果表明:Sasobit的掺加显著改善了高模量沥青混合料的压实特性,而采用粘温曲线确定温拌高模量沥青混合料的拌合压实温度是不合适的,建议按照"等空隙率法"确定温拌高模量沥青混合料的拌合温度;考虑到温拌高模量沥青混合料的综合路用性能,推荐高模量沥青混合料适宜的Sasobit掺量为1%~2%。     

粗集料对排水沥青混合料性能的影响

排水沥青混合料为骨架空隙结构,其粗集料的骨架结构对排水沥青混合料的稳定性和耐久性至关重要。为了研究粗集料类型对排水沥青混合料体积特性的影响,选择3种岩性的粗集料(S10、S12),1种TPS改性沥青,通过粗集料骨架间隙率VCA、马歇尔试验、车辙试验、间接拉伸试验、冻融劈裂试验,分析了3种不同粗集料对VCA、满足排水沥青混合料设计空隙率20%时各矿料级配组成的影响,结果表明,为满足排水沥青混合料的骨架结构和高温、低温、水稳定性能要求,2种粗集料S10和S12的相对用量比例应在40∶60~50∶50之间。     

粗细集料对沥青混合料均匀性影响研究

为了研究粗细集料对沥青混合料均匀性的影响,基于沥青混合料均匀性指标,以AC-16为例,分别研究4.75 mm档集料和2.36 mm档集料对沥青混合料均匀性的影响.研究结果显示:无论是从沥青混合料均匀性指标,还是相应的沥青混合料力学性能的变异性角度来看,粗细集料都影响沥青混合料均匀性,而且集料中4.75 mm这档集料比2.36 mm这档集料对沥青混合料均匀性的影响要显著.     

粗集料压碎值对多孔沥青混合料体积特征与路用性能的影响

为了明确粗集料压碎值对多孔沥青混合料性能的影响,选取玄武岩、破碎砾石和石灰岩3种不同压碎值的粗集料.首先采用击实试验模拟分析了粗集料和多孔沥青混合料受荷后的级配变化规律,其次探究了粗集料压碎值对多孔沥青混合料体积指标和路用性能的影响.研究结果表明:粗集料和沥青混合料受荷后9.5 mm筛孔集料的质量通过率变化最大,4.7...     

超薄磨耗层小粒径沥青混合料性能研究

为探究小粒径、大孔隙沥青混合料应用于超薄磨耗层的可行性,采用公称最大粒径4. 75mm的集料设计制备了一种空隙率大于20%的透水沥青混合料。利用车辙、低温弯曲小梁、冻融劈裂、摆式摩擦、手工铺砂法、以及渗水试验对小粒径大孔隙透水沥青混合料的高温、低温、水稳定性、摩擦以及透水等路用性能与表面特性进行了评价,试验结果显示:混合料的60℃动稳定度为8201次/mm,-10℃极限弯曲应变为2896με,冻融劈裂残留强度比为84. 62%,BPN摆值为69,构造深度为0. 71mm,渗水系数为6857mL/min。研究表明小粒径大孔隙沥青混合料具有良好的路用性能,高温稳定性、抗滑性能、排水性能显著,与OGFC-13的路用性能对比分析后,小粒径沥青混合料可以考虑作为超薄磨耗层使用。     

沥青混合料单轴贯入强度及低温小梁弯曲强度影响因素分析

本文通过正交试验方法对影响沥青混合料高、低温性能的几个主要因素:级配类型、沥青膜厚度、模拟老化时间对沥青混合料单轴贯入强度和低温小梁弯曲强度两个路用性能的影响情况进行分析,得出各因素对混合料高低温性能的影响程度大小。     

排水性沥青混合料最佳油石比确定方法

为了避免常规配合比设计确定的最佳油石比范围太宽等问题,提出了考虑结构耐久性和功能性的协调统一的排水性沥青混合料最佳油石比确定方法,通过引入扭剪试验和低温SCB试验来精确计算排水性沥青混合料的最佳油石比,经室内析漏、分散、贯入剪切以及SCB疲劳试验验证,该法具有较好的技术优越性,研究成果可对今后同类型工程设计提供了技术参考。     

冷补沥青混合料嵌锁骨架级配及其性能研究

为改善冷补沥青混合料早期路用性能及中后期抗车辙性能,以集料间嵌锁能力为基础,研究了粗集料级配组成、细集料级配组成以及粗细集料比例对混合料嵌锁能力的影响,提出了冷补沥青混合料嵌锁骨架级配,并对采用该级配的冷补沥青混合料路用性能进行了验证。试验结果表明:研究得到的嵌锁骨架级配高温稳定性明显提升,低温稳定性与水稳定性略有增加,实际工程应用表现优良。     

粗集料性能对排水性沥青混合料性能的影响分析

排水性沥青混合料作为一种集料嵌锁的混合料,其中的粗集料占比达到80%以上。骨料的性质、形状(尤其是针片状含量)会对混合料的性能产生很大影响。因此,通过室内试验,对粗集料性能及其与排水性沥青混合料强度、结构稳定性、渗水能力和抗滑性能的相关性进行分析,结果表明粗集料的压碎值和针片状含量对排水性沥青混合料的性能影响显著。压碎值越大,动稳定度越小,抗车辙能力越差,抗飞散能力越差;针片状含量越低,抗压强度和抗劈裂强度越大,渗水能力和抗滑能力越强。因此必须选择高强度、优质的粗集料以满足排水性沥青混合料强度、稳定性、渗水能力、抗滑性能的要求。     

Sasobit温拌排水沥青混合料路用性能研究

为研究Sasobit温拌排水沥青混合料的各项路用性能,在OGFC-13型沥青混合料中掺加Sasobit温拌剂制备成温拌排水沥青混合料,通过击实马歇尔试验确定其最佳成型温度,并通过室内试验对温拌排水沥青混合料和热拌排水沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性性能和老化性能进行对比研究。结果表明:Sasobit温拌剂降温效果较好,相比于热拌排水沥青混合料,温拌排水沥青混合料击实温度可以降低25℃;温拌沥青混合料的各项路用性能与热拌排水混合料接近。     

胶粉目数对橡胶沥青混合料的粒子干涉效应试验研究

以橡胶沥青混合料的"沥青-胶粉-集料"三相组成为研究对象,采用正交试验设计了若干20目、40目与80目橡胶沥青混合料配合比,通过测定沥青混合料的体积参数来研究胶粉目数对橡胶沥青混合料的粒子干涉效应。试验结果表明,20目和40目低目数胶粉颗粒与集料的粒子干涉效应明显,与矿粉的粒子干涉效应不明显,80目高目数胶粉颗粒与集料的干涉效应不明显。提出在进行橡胶沥青混合料配合比设计时,要以"胶粉目数"为核心进行设计,严格控制干涉区间关键筛孔(0. 6 mm～2. 36 mm、2. 36 mm～4. 75 mm)集料比例,避免发生粒子干涉效应,从而保证橡胶沥青混合料的路用性能。     

高灰分岩沥青改性沥青混合料路用性能及其作用机理研究

为研究高灰分岩沥青(BRA)改性沥青混合料的路用性能,考虑到BRA中灰分对矿粉的替代作用,在粉胶比1. 2的条件下,制备了不同BRA替换比例的AC-25型沥青混合料进行路用性能试验。结果表明,随BRA替换比例的增大,混合料的高温性能、水稳性能显著提高,低温抗裂性能提升幅度较小,BRA的最佳替换比例为75%。采用扫描电镜(SEM)和荧光显微镜分析BRA改性机理。结果表明,BRA对沥青胶浆的界面起到修饰作用,改善沥青胶浆的热储存稳定性,增加沥青胶浆与集料之间的粘附性。     

一种评价沥青混合料矿料骨架强度的试验方法

基于局部加载设计了一种评价不含胶结料的沥青混合料骨架强度的试验方法,并研究了混合料类型、岩性、最大公称粒径对骨架强度的影响。通过建立ABAQUS有限元模型,确定贯入阻力试验的压头直径和贯入速率。压头直径为50mm及贯入速率为2.25mm/min时,具有最优的评价效果。对PAC-13,AC-13,Sup-20及Sup-25进行了贯入阻力试验,采用骨架破坏时的最大贯入压力评价沥青混合料的骨架强度,试验结果表明:PAC-13的骨架强度大于AC-13,Sup-25骨架强度大于Sup-20,玄武岩的骨架强度大于石灰岩。含有较多粗集料、最大公称粒径大和集料强度高的混合料具有更高的骨架强度,贯入阻力试验可真实评价沥青混合料的骨架强度。     

基于界面剪切试验的沥青混合料集料切向弹性刚度研究

目前仍缺乏沥青混合料颗粒接触界面参数的有效获取方法，导致基于离散元法的沥青混合料数值分析手段无法精确模拟材料的力学行为。针对"切向弹性刚度"参数无法准确获取的难题，基于自主开发的"沥青混合料颗粒剪切分析系统"开展沥青混合料的颗粒界面剪切试验研究，确定合理试验参数。在此基础上开展3种级配和3种集料的沥青混合料单轴贯入试验，分析不同试验方法得到的剪切模量相关性。试验结果表明：在60℃试验温度和0.02 mm·s^-1剪切速度条件下可获得较为稳定的试验结果；剪切应力曲线表现出典型的"预剪切阶段"、"剪切稳定阶段"和"剪切破坏阶段"三段式增长；级配对界面剪切力有显著影响，AC-13、SMA-13和OGFC-13混合料的峰值均值分别约为100，50，90 N；同一级配下，采用玻璃珠和铁珠的混合料的界面剪切力分别为75，70 N；集料的材料类型是影响界面切向弹性刚度的关键因素，采用玻璃珠和铁珠的界面切向弹性刚度分别是0.17×10⁶ N·m^-1和0.22×10⁶ N·m^-1，而花岗岩集料则达到0.66×10⁶ N·m^-1以上；贯入试验结果表明级配和集料类型决定了混合料的剪切模量大小，采用花岗岩集料的AC-13型混合料的剪切模量达到18.88 MPa，OGFC-13混合料最小，仅为8.95 MPa；界面剪切试验得到的剪切模量与贯入试验结果的相关系数达0.89。所提出的集料接触界面剪切试验可分辨级配和集料类型对切向弹性刚度的影响。     

粗集料性能对沥青混合料性能的影响

为了研究粗集料性能对沥青混合料性能的影响规律,分别将4.75mm~16mm的粗集料磨耗不同次数以形成4种棱角性不同的粗集料。采用AC-16型级配沥青混合料研究4种棱角性不同的粗集料对沥青混合料水稳定性、高温性能与低温性能的影响。研究结果表明:随着磨耗次数的增加,粗集料棱角性变化明显,进而显著影响沥青混合料的路用性能。     

经济型SMA沥青混合料路用性能研究

通过室内试验,分析了粗细集料含量、粗集料针片状颗粒含量、沥青用量等不同因素对经济型SMA混合料高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性的影响规律。试验结果表明,以高低温性能兼顾最优为原则,经济型SMA混合料粗集料的最佳含量为74%,粗集料针片状颗粒含量不应大于12%。对实体工程的跟踪检测发现,经济型SMA路面具有优良的路用性能,其抗滑性能初期衰减较快,之后逐渐趋于稳定,且满足路用要求。     

废旧沥青混合料分离再生应用技术概述

通过对废旧沥青混合料再生技术国内外研究现状的分析,结合传统再生技术的优缺点,提出了废旧沥青混合料新的再生技术——分离式再生。通过对采用分离式再生集料拌制的再生沥青混合料性能试验,分析了再生沥青混合料的高温稳定性、低温性能和水稳定性等路用性能。研究结果表明:废旧沥青混合料分离式再生集料满足沥青混合料用集料的技术要求,分离式再生集料拌制的再生沥青混合料具有良好的路用性能。     

抗车辙剂对含再生粗集料沥青混合料性能影响研究

采用再生集料替代沥青混合料中的天然集料具有巨大的经济潜力和环保优势,但其中的低强度水泥砂浆和砖块成分较天然集料更易在荷载作用下出现破坏,导致沥青混合料性能出现衰减,因此亟需探究改善含有再生集料沥青混合料性能的方法及其对沥青混合料性能的影响规律。该文选用富含聚乙烯PE的抗车辙剂,通过马歇尔配合比试验,分析不同抗车辙剂用量对再生集料沥青混合料的马歇尔力学指标、体积参数和沥青用量的影响;而后进一步探究抗车辙剂对再生集料沥青混合料的动稳定度、低温弯拉应变、冻融劈裂强度比和疲劳寿命的影响规律。试验结果表明:(1)砖块成分对再生集料沥青混合料的马歇尔性能具有明显的负面影响,应在再生集料中控制其含量;(2)富含PE抗车辙剂对提高再生集料沥青混合料的高温抗变形效果显著,同时也能在一定程度上改善再生集料沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能,具有良好的应用前景。     

细粒式SMA-5级配组成设计研究

针对目前规范中缺少细粒式SMA-5的级配设计,分别以2.36 mm和1.18 mm作为粗细集料分界筛孔,分析了SMA-5的体积指标参数特性;通过体积指标特性分析和路用性能试验,确定了SMA-5级配的粗细集料控制筛孔及通过率;结果证明马歇尔稳定度与流值不适合作为SMA配合比设计的关键控制指标,矿料间隙率VMA及VCAmix受级配变化的影响大于受沥青用量的影响,VCADRC值随着级配的增粗略微增大,试验用混合料级配对压实功的变化不敏感,采用双面击实75次的击实标准可行,推荐以2.36 mm作为SMA-5粗细集料的分界筛孔,通过率宜控制在28%~40%范围之内。