硬质沥青混合料动态间接拉伸试验研究

基于动态测定方法确定的沥青混合料的参数能真实反映沥青混合料对运动车辆荷载的响应,并能正确表现沥青混合料本身的粘弹性性质等优点,利用英国Cooper NU-14多功能沥青材料试验机测定了30^#硬质沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量,对试验结果进行了二元方差分析及非线性拟合,分析了级配、油石比、结合料类型和试验温度对动态间接拉伸试验的影响。结果表明：30^#硬质沥青混合料具有很高的动态间接拉伸劲度模量,用于沥青路面的下面层可减小其底面的拉应变;级配、油石比、试验温度和沥青针入度均对沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量有显著的影响。     

基于三点弯曲试验的ATB-25弯拉特性的研究

通过沥青稳定碎石基层ATB-25沥青混合料的三点弯曲试验,研究了温度及加载速率对弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量的影响规律。在较大试验温度范围内,施加两组加载速率对ATB-25沥青混合料小梁试件的弯拉特性进行试验研究。结果表明:高加载速率条件下试件破坏的弯拉强度大于低加载速率下的弯拉强度;温度越高,高低荷载速率之间的弯拉强度差别越大。低荷载速率条件下的弯拉应变约为高荷载速率下的1.5~2.5倍,且在温度低于25℃时,小梁试件的弯拉应变与温度之间有较好的指数变化规律。同时,其弯曲劲度模量与温度之间也呈现良好的指数关系。对比分析了高低荷载速率条件下的指数回归方程参数,表明了低荷载速率条件下的ATB-25沥青混合料表现出较佳的抗裂性能。通过对小梁试件破坏前的弯曲应变能的计算,可得知其在常温域(15℃)附近具有最大的弯曲应变能。     

基于DMA方法的沥青砂浆动态弯拉黏弹特性

为了研究沥青砂浆的动态弯拉黏弹特性及其影响因素,提出了一种基于动态力学分析方法(DMA)的沥青砂浆动态弯拉试验方法,并对7种沥青砂浆进行了不同条件下的动态应变和频率扫描试验,分析加载频率、温度、油石比、沥青种类和矿料级配对沥青砂浆线黏弹性应变范围及黏弹性能的影响。基于时温等效原理,采用非线性最小二乘法绘制参考温度为20℃的沥青砂浆动态弯拉模量和相位角主曲线。研究结果表明:基于DMA方法的动态弯拉扫描试验,是一种能够有效、可靠评价沥青砂浆的动态弯拉黏弹特性的测试方法;沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围与加载频率成正比,与温度成反比;增加油石比,会显著降低沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围和高温低频条件下的动态模量,增大相位角峰值及温度敏感性,而对低温高频条件下的动态模量与相位角影响较小。相比于普通基质沥青,采用SBS改性沥青和橡胶沥青,均能增加沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围与动态模量,减小其相位角峰值与温度敏感性,大幅改善沥青砂浆在高温低频条件下的动态弯拉黏弹特性。矿料级配是影响沥青砂浆体积参数与动态黏弹特性的重要因素,较粗的矿料级配会显著降低沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围和动态模量,增大相位角峰值和温度敏感性。     

SMA-13与AC-13路面老化低温力学性能对比研究

通过老化沥青混凝土SMA-13结构与AC-13结构三点弯曲试验,研究低温老化对SMA-13结构与AC-13结构的弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量的影响规律。试验结果表明:加载速率相同条件下,-30℃的试件破坏的弯拉强度和弯拉应变小于-10℃的试件的弯拉强度。在加载速率和温度条件相同时,未老化试件破坏的弯拉强度和弯拉应变大于老化后的试件。老化时间越长,高低温度之间的弯拉应变差别越大。在低温条件下,小梁试件的弯拉应变与老化之间有较好的指数变化规律。同时SMA-13与AC-13沥青混合料的弯曲劲度模量与老化之间也呈现良好的指数关系。通过对小梁试件破坏前的弯曲应变能的计算,可得知在短期老化附近,SMA-13与AC-13沥青混合料具有最大的弯曲应变能。     

盐—冻融循环作用下废旧轮胎橡胶粉改性沥青混合料性能研究

该文采用三轴蠕变试验和低温小梁弯曲试验,以蠕变速率、5 000次循环对应的应变、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量、应变能密度等指标对盐冻循环条件下热拌、温拌沥青混合料的高、低温性能进行了研究。结果表明:沥青混合料在经历盐冻融循环后,蠕变速率和5 000次循环对应的应变都增大,高温性能下降,且冻融循环次数相较于盐溶液浓度对沥青混合料高温性能影响更大;抗弯拉强度、最大弯拉应变、应变能密度显著降低,弯曲劲度模量增大,低温性能降低,且盐冻融循环作用的初期,各指标衰变程度较大;盐溶液浓度在10%附近时,对沥青混合料的高、低温性能影响最大;温拌沥青混合料的高、低温性能都优于热拌沥青混合料。     

沥青混合料低温抗裂性能影响因素的试验研究

通过室内试验研究了改性剂、石料级配和沥青标号对沥青混合料低温抗裂性能的影响,试验结果表明:SBS改性剂对沥青混合料的低温抗裂性能提高不显著,大粒径石料可以提高混合料低温弯拉强度,高标号沥青可以提高混合料的低温弯拉应变。     

氯盐融雪剂对沥青混合料低温抗裂性的影响

采用低温弯曲试验研究了AC-13型沥青混合料在浓度为3％、10％和20％的氯盐融雪剂溶液中冻融后的的低温稳定性能,评价指标为抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量和弯曲应变能密度临界值,分别研究了冻融循环龄期和氯盐浓度对弯曲试验结果的影响。并采用XRD和SEM微观测试技术,分析沥青混合料的内部产物和形貌,探讨氯盐和冻融对沥青混合料的破坏机理。结果表明：冻融循环和氯盐融雪剂溶液浓度是影响沥青混合料低温抗裂性的重要因素。随冻融循环龄期的增长,沥青混合料弯曲劲度模量增大,应变能密度临界值减小,且融雪剂溶液浓度越大,对沥青混合料低温稳定性影响越小。     

不同纤维对复合SMA路用性能的影响分析

针对沥青混合料SMA中纤维的类型进行分析,选用玄武岩纤维、路用矿物纤维和木质纤维素,分别从耐热性、吸油性能、纤维分散程度以及储存性能方面来比较其使用性能。通过马歇尔试验确定不同纤维掺量沥青混合料的最优油石比,并成型试件,开展低温弯拉试验。结果表明:应变能相较抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量,与纤维掺量的关系显著,能较好地反映沥青混合料的低温抗裂性能;得到回归应变能与纤维掺量的3次函数关系式,据此得到导函数为零时对应的纤维掺量为最优用量。     

膨胀石墨负载型环氧沥青混合料高低温性能试验

为研究膨胀石墨负载型环氧沥青混合料在高温及低温下的路用性能,本次试验进行了沥青混合料试件制备,包括试件成型、矿料级配设计与最佳石油比选择,确定试验试件,进而进行高温及低温试验。试验结果表明:相同级配下,由于膨胀石墨的加入,负载型环氧沥青混合料的最佳油石比要大于普通环氧沥青混合料;负载型环氧沥青混合料高温性能优于普通环氧沥青混合料,具有良好的高温性能;采用间接拉伸试验测试负载型环氧沥青混合料的低温性能,发现在低温条件下,负载型环氧沥青混合料的强度大于普通环氧沥青混合料,但变形量略小,劲度模量偏大,具有"强而脆"的特质,因此不建议在低温高寒地区使用。     

基于GTM的AC-20沥青混合料高温性能试验研究

基于常用中、下面层沥青混合料AC-20，采用3种矿料级配，5种油石比进行GTM旋压试验，并对旋压成型试件进行三轴重复蠕变试验，对蠕变劲度模量和旋转压实曲线的斜率、稳定度指数（GSI）、抗剪强度安全系数（GSF）以及旋转压实次数等进行分析。结果表明:斜率K1，K2与蠕变劲度模量的相关性很好；平均斜率K1与蠕变劲度模量相关性很好，用平均斜率K1评价AC-20混合料的高温稳定性具有可表征性，推荐采用平均斜率K1评定AC-20沥青混合料的高温稳定性；随着平均斜率K1的增大蠕变劲度模量减小，即混合料高温稳定性降低，抗车辙性能变差。     

基于弯曲应变能的纤维沥青混凝土抗裂性能评价方法

沥青混合料常采用低温小梁弯曲试验来评价其低温抗裂性,其中抗弯拉强度、弯拉应变和弯曲劲度模量被用作表征沥青混合料低温性能的重要指标。通过室内试验揭示,以上三个指标并不能单独准确地反映沥青混合料的低温抗裂性能。借用弯曲应变能密度临界值这一概念,采用能量法对不同掺量下的纤维沥青混合料的低温抗裂性能进行重新分析、评价,能较好地反映纤维沥青混凝土的抗裂性能,同时也对这一指标进行了验证分析。研究结论认为,采用弯曲应变能密度临界值作为纤维沥青混凝土的低温抗裂性能评价指标是合理、可行的。     

橡胶颗粒沥青混合料低温抗裂性能的研究

在普通AC-20沥青混合料基础上,掺入废旧轮胎橡胶颗粒,并采用抗弯拉强度和最大弯拉应变指标对其低温性能进行评价。试验结果表明,抗弯拉强度越高,材料抵抗破坏的能力就越强,低温时收缩应力的能力也越强,沥青混合料的低温抗裂性能越好。最大弯拉应变越大,表明沥青混合料在低温下能够承受的应变越大,沥青混合料的低温抗裂性能就越好。因此,采用低温弯曲试验来评价掺橡胶颗粒的沥青混合料的低温抗裂性能是合理的。     

紫外老化对沥青混合料低温性能及力学性能的影响研究

为研究紫外老化对沥青混合料低温及力学性能的影响,首先通过人工模拟沥青混合料紫外老化试验、弯曲试验评价老化后混合料低温抗拉伸性;然后用单轴压缩试验得到不同紫外辐照时间下沥青混合料弹性模量和泊松比。结果表明:沥青混合料的抗拉伸性能随老化时间逐渐降低,在紫外老化110小时后抗拉伸性能无明显变化;沥青混合料的弯曲劲度模量不适合用来评价混合料的弯曲性能;沥青混合料的弹性模量呈现逐渐变大的规律,而泊松比并没有出现明显的规律性变化。     

纤维微表处混合料配合比设计方法研究

现有微表处技术指南中微表处混合料的配合比设计方法存在一些技术缺陷,影响了微表处技术的应用与发展。提出在“图解法”确定的最佳乳化沥青用量范围内,采用低温弯曲试验峰值弯拉应变对应的乳化沥青用量作为微表处混合料的最佳油石比,经室内试验验证,该法具有较好的技术优越性。     

聚合物纤维加筋沥青混合料疲劳特性的研究

在MTS上采用应变控制模式和中点加载方式的小梁弯曲疲劳试验方法,研究了不同沥青用量、纤维掺量和应变水平条件下聚合物纤维加筋沥青混合料的弯曲疲劳特性及其变化规律;根据试验结果提出了基于疲劳寿命下的最佳聚合物纤维掺量,建立了以拉应变、混合料的初始劲度、体积参数VFA和纤维掺量为参数的聚合物纤维加筋沥青混合料疲劳性能模型.结果表明,沥青混合料的疲劳寿命随着聚合物纤维掺量的增加而延长,但当掺量过大时疲劳寿命反而可能有所下降.通过多元线性回归分析表明,含纤维掺量参数的新模型的精度比其他疲劳模型得到了明显提高.     

沥青混凝土路面多孔混凝土基层的疲劳性能

多孔混凝土作为沥青混凝土路面的基层时,和面层一起受到车辆荷载和温度的反复作用,结构设计中需考虑其疲劳性能。通过室内小梁弯拉疲劳试验,分析疲劳寿命试验数据的概率分布,得出多孔混凝土疲劳寿命服从双参数威布尔分布,以此建立了不同应力水平和等效应力水平下两种形式的疲劳方程;分析了疲劳寿命变异性的影响因素及减小变异性的相应措施,比较得出其疲劳性能优于半刚性基层材料。利用得出的疲劳方程,建立了多孔混凝土作为沥青混凝土路面基层时,进行层底弯拉应力验算的弯拉强度结构系数,可用于路面结构计算。     

RK改性沥青混合料在中江高速公路路面养护工程中的应用

为了研究RK改性沥青混合料的路用性能,在广东中江高速公路路面养护工程中现场取样,利用室内浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、浸水飞散试验评价了RK改性沥青混合料的水稳定性,利用车辙试验评价了RK改性沥青混合料的高温稳定性,采用小梁弯曲试验评价RK改性沥青混合料的低温抗裂性能,并分析了RK改性沥青混合料经济和环保效益。结果表明:与SBS改性沥青(PG76)混合料相比,RK改性沥青混合料的高温稳定性能和水稳定性改善明显,路用性能优良。