沥青路面抗车辙性能影响因素研究

沥青路面是中国高等级公路的主要路面类型,车辙病害是沥青路面的主要病害之一。为分析沥青路面车辙影响因素及其程度,该文针对不同沥青混合料类型、不同路面构造类型进行了室内车辙试验,影响因素包括结合料类型、集料级配类型、最大粒径、上下面层混合料类型等。试验结果表明:沥青针入度、集料级配、沥青混合料物理性能对沥青混合料抗高温稳定性的影响比较接近,防治沥青路面车辙需要从沥青材料、矿料级配和沥青混合料施工质量等方面采取综合处置措施。沥青路面上面层混合料的动稳定度对沥青路面结构整体高温稳定性的影响大于下面层混合料的动稳定度。在沥青路面产生的永久变形(车辙)中,上面层混合料仍具有重要影响,但下面层混合料的影响程度上升。因此,在进行路面抗车辙能力设计时,既要考虑沥青混合料的高温稳定性,又要考虑路面结构组合。     

抗车辙沥青混合料技术经济评价

为选择满足沥青路面抗车辙要求的沥青混合料,采用高模量剂、抗车辙剂、30^#沥青和70^#沥青设计AC-25沥青混合料,通过高温稳定性、低温抗裂性能与水稳定性试验进行技术性能评价,通过混合料材料组成进行经济性评价。结果表明,高模量剂、抗车辙剂沥青混合料与30^#沥青混合料均具有良好的抗车辙能力;抗车辙剂沥青混合料的低温抗裂性能优于高模量剂沥青混合料;抗车辙剂、高模量剂沥青混合料的水稳定性优于30^#、70^#沥青混合料;30^#沥青混合料的材料成本低于高模量剂、抗车辙剂沥青混合料;抗车辙剂沥青混合料的综合性能最好。     

SMA沥青路面抗车辙性能研究

通过足尺路面加速加载试验系统,对SMA沥青路面的抗车辙能力与普通沥青混凝土路面进行了对比试验。试验结果表明,SMA沥青混合料具有较好的抗车辙能力,而中面层沥青混凝土是沥青路面车辙的主要贡献者,仅仅加铺一层SMA沥青混合料并不能从根本上解决沥青路面的车辙问题,需要加强对各层沥青混合料的综合设计。     

基于Ham-burg车辙试验的沥青路面车辙损坏分析

该文针对河南某段高速公路沥青路面出现的车辙病害,通过调查发现车辙变形主要是由沥青面层产生的,其中沥青加铺层变形约占车辙总量的86%。通过对典型车辙断面钻芯试样进行汉堡车辙试验,分析沥青路面各结构层相对变形。结果表明:汉堡车辙试验能较好地模拟沥青路面在高温和荷载作用下的变形,可用于旧沥青路面抗车辙性能评价;沥青混合料加铺层下层的流动变形是路面车辙变形的主要原因;选择合理的加铺厚度及优质材料能够提高沥青路面抗车辙性能。     

硬沥青混合料高温剪切性能试验研究

通过对高粘度硬沥青(AH-30)混合料、重交沥青(AH-70)混合料、SBS改性沥青混合料进行SST剪切和贯入剪切试验,对比研究了三种不同沥青混合料的高温抗剪性能。结果表明:高粘度硬沥青混合料的高温抗剪性能优异于重交和改性沥青混合料,抗高温车辙能力明显,可适用于南方湿热地区沥青路面中下面层。     

DOMIX改性沥青混合料特性试验研究

对Domix沥青混合料及SBS改性沥青混合料的高温、低温、疲劳性能进行对比试验,探讨2种混合料在极端温度、重载下不发生车辙时的动稳定度控制标准,分析2种混合料对其动稳定度控制标准的适应性。试验结果表明:沥青路面上面层的抗车辙性能对沥青路面整体的抗车辙性能影响最明显;Domix沥青混合料低温性能及疲劳性能低于SBS改性沥青混合料。为平衡Domix沥青混合料低温及疲劳性能,基于其高温性能,提出Domix复掺改性的建议。     

高模量沥青混合料抗车辙性能与施工特性研究

为深入研究高模量添加剂对沥青混合料抗车辙性能的影响,采用美国SHARP计划的动态剪切流变试验手段从研究高模量添加剂对沥青车辙因子的影响,通过复合式结构的高温车辙试验评价高模量沥青混合料作为中面层的抗车辙效果。结果表明:高模量添加剂可有效的提高沥青的车辙因子G*/sinδ,提高沥青的PG分级,增加沥青材料的应用范围;采用高模量沥青混合料铺筑中面层能够明显的提高路面结构的抗车辙性能;同时,高模量添加剂对路用性能均有不同程度的提高。     

改性沥青混合料抗车辙性能研究

针对普通沥青混合料高温稳定性差的特点,分别对硅藻土改性沥青混合料、湖沥青改性沥青混合料、岩沥青改性沥青混合料及普通沥青混合料进行车辙试验,对比分析各改性沥青混合料相对普通沥青混合料动稳定度变化规律。研究表明：硅藻土改性沥青混合料、湖沥青改性沥青混合料及岩沥青改性沥青混合料相对普通的沥青混合料抗车辙性能大幅度提高,建议在经济条件允许的情况下,尽可能的在长大纵坡沥青路面面层采用这几种改性沥青混合料。     

不同级配下面层沥青混合料综合性能对比

基于室内试验,对比了ATB-25、ATB-30、AC-25、LSAM-25、LSAM-30、AM-20等6种沥青混合料的路用性能、力学性能、疲劳性能和抗反射裂缝性能。结果表明:6种沥青稳定类材料的高温抗车辙性能排序为ATB-30＞ATB-25＞LSAM-30＞LSAM-25＞AC-25＞AM-20,低温抗裂性能与抗水损害性能排序为AC-25＞ATB-25＞ATB-30＞LSAM-25＞LSAM-30＞AM-20。抗裂性能方面,AC-25抗疲劳性能最优,ATB-25抗反射裂缝能力对水的敏感程度最低。ATB沥青稳定碎石和密级配沥青混合料AC-25兼顾了高温抗车辙性能和抗疲劳性能,适用于重载和重交通沥青路面,半开级配沥青混合料适用于中轻荷载等级沥青路面。工程实践中应结合道路所在气候分区特点和使用性能要求,综合考虑下面层沥青稳定类材料结构类型。     

低标号沥青在福建省沥青路面中的应用

为验证低标号硬质沥青在福建省的适用性,对以30~#基质沥青为代表的低标号硬质沥青的高温稳定性进行研究。利用APA (Asphalt Pavement Analyzer)车辙试验,对30~#低标号沥青混合料,在福建省高速公路上面层与中面层广泛应用的SBS I-D改性沥青混合料,以及最为常见的70~#基质沥青混合料的高温稳定性进行对比。为验证APA车辙试验结果的有效性,进行了缩尺加速加载MMLS试验,对3种沥青混合料高温稳定性进行评价与验证。考虑到福建省夏季高温的气候特征,除了规范的标准高温(60℃)试验条件外,还进行了极端高温(70℃)试验条件下的性能评价。APA车辙试验结果表明30~#硬质沥青在两种温度条件(60℃,70℃)下的抗车辙能力与SBS I-D改性沥青基本相同。这表明在冬季气候温和的中国南方地区,低温性能相对较差但更加廉价的低标号硬质沥青能够替代SBS改性沥青,应用于抗车辙性能要求较高的沥青路面。缩尺加速加载MMLS试验结果在对30~#硬质沥青与SBS I-D改性沥青的高温性能评价方面与APA车辙试验结果保持一致。但对于70~#基质沥青的高温稳定性评价,MMLS试验与APA车辙试验的结果有较大差异,表明"钢轮、薄板"的车辙试验对于抗车撤性能较差混合料的评价与实际路面条件下的结果存在差异。     

寒区冷补沥青混合料路用性能评价指标及试验检测方法研究

通过对国内有代表性的冷补沥青混合料的室内检测试验,分析了冷补沥青混合料强度的形成特点,指出了影响其强度形成的内外在因素。针对冷补沥青混合料的特点,参考有关规范标准拟定了粘附性、初始和成型强度试验、高温稳定性试验和水稳定性试验方法,并进行了相关验证试验,其中高温稳定性试验温度采用路面温度场计算分析确定。提出了寒区冷补沥青混合料的试验检测方法及评价指标,为冷补沥青混合料的选择和施工提供了技术支持。     

基于正交试验法的橡胶沥青混合料级配及成型拌和工艺参数研究

由于橡胶颗粒具有较强的弹性变形能力,因此橡胶颗粒沥青混凝土路面具有良好的除冰融雪性。采用正交试验法,以空隙率为评价指标,分别从沥青加热温度、集料加热温度、混合料的拌和温度、拌和时间和成型温度5个因素对橡胶混合料成型效果的影响进行了研究,确定了其级配设计及成型拌和工艺参数,并进行了验证。结果表明:橡胶沥青混合料具有较好的水稳定性。     

泡沫沥青筑路的试验与应用

针对国产沥青高温稳定性差的状况,采用沥青泡沫发生器,使沥青增大体积和降低粘度,从而提高其与矿料拌和的均匀性。通过试验路的观测结果,论证了由于泡沫沥青油石比能达到理论的最佳值,有效提高了混合料的高温稳定性,有效防止了路面的发软、油包和波浪等病害,沥青用量节省了10%左右,具有较好的社会和经济效益。     

沥青混合料的渗透性试验研究

为探讨高速公路路面结构中沥青混合料的渗透性能,采用变水头柔性侧壁渗透仪分别测定了不同空隙率水平下SMA-13,AC-16,AC-20三种沥青混合料的渗透系数,同时结合相关研究成果,将空隙率影响沥青混合料渗透系数的变化关系进行对比分析,结果表明:①三种级配类型沥青混合料的渗透系数均随空隙率的增大而增大,渗透系数的拐点位置在空隙率8%~9%之间;②空隙率8%时,连续级配AC-16和AC-20的渗水系数低于间断级配SMA-13;空隙率8%时,SMA-13的渗透系数则小于AC-20;③相同空隙率的条件下,AC-16的渗透系数明显小于AC-20。     

多级嵌挤型沥青混合料路用性能

通过试验研究，系统分析了以Baley method为基础的多级嵌挤型沥青混合料的路用性能，包括马歇尔稳定度、水稳定性、低温抗裂性、高温稳定度、疲劳耐久性和抗滑性能，并与密级配沥青混凝土进行了对比分析。结果表明，多级嵌挤型沥青混合料具有较密级配沥青混合料更好的路用性能，可以改善沥青路面使用品质，延长使用寿命，具有较好的经济和社会效益，是一种性能优良的沥青混合料。     

沥青路面不均匀的影响因素分析

从沥青混合料设计角度,研究了沥青混合料的类型、级配设计对沥青路面不均性的影响;分析了在沥青混合料生产过程中,原材料的性质和管理、混合料的拌和对保证沥青路面均匀性的重要性;结合沥青路面的现场施工,研究了沥青混合料的摊铺、运输和碾压与沥青路面均匀性的关系.结果表明,选择合适的沥青混合料类型和原材料、加强对原材料的管理、正确进行沥青混合料的设计、采用合适的拌和、运输方式和摊铺、碾压工艺,有利于提高沥青路面的均匀性.     

粗骨架结构沥青混合料路用性能

通过试验研究．系统分析了粗骨架结构沥青混合料和密级配沥青混凝土的路用性能，包括马歇尔稳定度、水稳定性、低温抗裂性、高温稳定度、疲劳耐久性和抗滑性能．并对集料级配骨架形成与空隙率的关系做了分析。结果表明，粗骨架结构沥青混合料具有较密级配沥青混合料更好的路用性能，可以改善沥青路面使用品质，延长使用寿命，具有较好的经济和社会效益，是一种优良的路面材料。     

不同抗车辙剂对AC-13沥青混合料高低温性能的影响研究

为提高沥青路面高温抗车辙能力,研究了自行开发的8种抗车辙剂对AC-13沥青混合料高温抗车辙性及低温抗裂性的影响规律。结果表明:8种抗车辙剂对AC-13沥青混合料高温抗车辙性能都有不同程度提高、而低温性能影响不大;掺白色系抗车辙剂AC-13动稳定度至少可提高2.0倍,黑色系抗车辙剂AC-13的动稳定度提高不足1.2倍;考虑到性价比,推荐ARA-W94和ARA-B64两种抗车辙剂。     

不同石料SMA沥青混合料水稳定性研究

为降低SMA造价，选择玄武岩、辉绿岩、石灰岩、花岗岩等四种石料不同组合配置SMA沥青混合料，以评价水稳定性为切入点，采用真空饱水马歇尔试验、冻融劈裂试验、多轮车辙仪（RLQT）试验、高温水煮法试验以及掺配抗剥落剂试验等开展对比研究，探索利用成本低廉强度高的酸性花岗岩石料配置SMA的可行性。试验结果表明，不同石料SMA各组合方案中，花岗岩粗集料组合的结果最差，而掺配抗剥落剂的花岗岩SMA能够获得理想的水稳定性。     

三种增强纤维对沥青混合料性能影响的试验研究

在沥青混合料中掺入GBF、聚酯纤维和木质素,采用力学和弯曲疲劳试验,对比分析不同纤维组合对沥青混合料相关路用性能的影响。试验研究发现,掺加GBF的沥青混合料,在提高沥青路面的高温稳定性和低温抗裂性方面有明显的效果。