不同级配橡胶沥青混合料疲劳性能研究

为了探究不同条件下橡胶沥青混合料的疲劳性能,选取AC-13和SMA-13两种级配,在不同条件下进行试验,研究了应力水平和加载速率对两种橡胶沥青混合料疲劳寿命的影响,并分别研究了老化时间对AC-13混合料的疲劳寿命和纤维掺量对SMA-13混合料疲劳寿命的影响。试验结果表明,应力比越大,疲劳寿命越低,应力比为0.5是疲劳寿命大幅改变的分界点;随着加载速率的增大,疲劳寿命逐渐增大最后趋于稳定;老化使AC-13混合料的疲劳寿命降低,但前期老化对疲劳寿命影响程度不大,而后期老化使疲劳寿命大幅降低;各应力比下,随着纤维掺量的增多,SMA-13混合料的疲劳寿命都出现先增大后减小的趋势,当掺量为0.4%时疲劳寿命最大。     

不同纤维沥青混合料的疲劳性能研究

为探讨纤维在提高道路工程沥青混合料抗疲劳性能方面的适用性,选取玄武岩纤维、聚酯纤维、木质纤维三种纤维,在最佳掺量条件下,选用级配AC-13沥青混合料进行不同应力比、不同加载频率下的疲劳性能测试。对比分析了三种纤维在不同应力比、不同加载频率下的疲劳寿命次数。结果表明:玄武岩纤维对级配为AC-13的沥青混合料的疲劳性能改善效果最佳。     

道路沥青含量对沥青混合料劲度的影响研究

劲度是反应沥青混合料在给定温度和加载条件下的应力应变关系的参数。各种因素实质上通过影响沥青混合料的劲度来影响其疲劳性能,为了定量研究沥青含量对沥青混合料疲劳性能的影响作用,通过间接拉伸疲劳试验,研究了5种不同油石比AC-20试件的劲度变化规律,试验结果表明:适当增加沥青含量确实可以增加抗疲劳性能。特别是在高应力比加载情况下,这一点尤为明显,最佳抗疲劳性能对应的沥青含量略高于马歇尔试验确定的最佳油石比。然而,过高的沥青含量会导致抗疲劳性能的快速衰减。     

沥青混合料疲劳性能影响因素的灰关联分析

荷载条件，环境条件以及沥青混合料本身性质都会影响沥青混合料的疲劳性能，研究了荷载间歇时间、加载频率，试验温度，空隙率，沥青针入度，沥青用量六因素对沥青混合料疲劳性能的影响程度。首先将影响因素适当组合，在MTS材料试验系统上进行了不同条件下的应力控制的疲劳试验；然后灰关联的分析方法，分析了各影响因素与沥青混合料疲劳寿命的关联程度；最后，讨论了各因素是如何影响沥青混合料的疲劳性能的，研究表明，各因素对沥青混料疲劳性能影响程度大小顺序为：荷载间歇时间→试验温度→沥青针入度→加载频率→混合料空隙率→沥青用量。     

水对沥青混合料疲劳寿命影响的试验研究

用冻融循环模拟沥青混合料的水损坏状态,采用劈裂疲劳试验分析对比了水对AC-25沥青混合料疲劳特性的影响。研究指标包括:破坏形式差异、疲劳寿命差异、疲劳参数差异以及级配。分析表明:经过1次冻融循环后的破坏劲度模量比未冻融时低约27%;在水损害状态下,沥青混合料的疲劳寿命较普通状态下大为缩短;且沥青混合料试样的疲劳寿命对应力水平更为敏感;沥青混凝土的抗疲劳性能从优到劣的集料级配排序为粗级配、细级配、级配中间值。     

AC-13沥青混合料疲劳能耗模型分析

针对AC-13沥青混合料进行了不同试验条件下的疲劳试验;分析了每次加载下的耗散能与荷载作用次数之间的关系;利用数理统计的方法研究了试验条件对总累积耗散能与疲劳寿命的影响。结果表明:总累积耗散能与疲劳寿命之间的关系与荷载作用模式有关,与试验温度及加载频率无关。     

高模量沥青混合料疲劳性能试验研究

采用控制应力的方式进行三分点加载的弯曲试验对不同级配、不同油石比、不同旧料掺量下的高模量沥青混合料疲劳特性进行了试验研究。试验结果表明:接近AC-20中值的级配C疲劳性能最优;随着油石比的增大,高模量沥青混合料的疲劳性能不断提升;掺加旧料后,高模量沥青混合料的疲劳性能有所降低。随着旧料掺量的增加,混合料的疲劳性能先提高后降低,在旧料掺量为40%时达到最优。     

海拉尔寒区SBS改性沥青混合料动态模量分析

为研究内蒙古海拉尔寒区沥青路面面层沥青混合料的力学性能演变规律,对AC-20混合料进行配合比设计,对普通AC-20与SBS改性AC-20沥青混合料进行不同温度和不同加载频率的动态模量试验,分析2种混合料的动态模量随试验温度及加载频率的变化规律,研究时温等效原理下的动态模量及主曲线,建立-10℃动态模量主曲线,预估低温环境下混合料的动态模量。结果表明:AC-20沥青混合料总体动态模量高于SBS改性AC-20沥青混合料,随频率加大,二者的动态模量差增大,-10℃时二者最大模量对数差约为0.390;添加SBS改性沥青混合料较普通AC-20混合料的柔性更佳,低温性能突出,该研究结果可为我国寒区沥青路面设计与应用提供参考。     

厂拌热再生沥青混合料疲劳性能的影响因素研究

为了探究厂拌热再生沥青混合料的疲劳破坏机理,通过试验研究了RAP比例、应力比、温度和老化等因素对热再生沥青混合料疲劳寿命的影响。试验结果表明当RAP质量分数由0％增大到30％和45％时,疲劳寿命分别降低了14．3％和52．9％,RAP质量分数不应大于30％;相同条件下,应力比越大,温度越高,热再生沥青混合料的疲劳寿命越低,耐疲劳性能越差。当RAP质量分数为30％时,相比于老化前,老化后热再生沥青混合料的疲劳寿命降低了3735次,表明老化后热再生沥青混合料的耐疲劳性能大幅下降。     

沥青混合料粗集料抗疲劳性能

为研究AC-13沥青混合料在重复荷载下各挡粗集料的抗疲劳性能,提出反映各挡粗集料特性的沥青混合料等效基体(AC-9.5、AC-4.75、AC-2.36、AC-1.18)概念;通过疲劳过程等效基体的开裂特性,分析各挡集料的抗疲劳能力。建立疲劳过程Miner线性损伤模型,设计不同应力水平的劈裂强度试验和疲劳试验,得出各等效基体劈裂抗拉强度和疲劳寿命。依据损伤模型与疲劳寿命结果,划分沥青混合料及其等效基体不同损伤程度(20%~80%)的疲劳作用次数;定义裂纹贯穿比例,分析不同应力水平等效基体随损伤程度的裂纹贯穿变化规律。结果表明:9.5~13.2 mm集料和4.75~9.5 mm集料对提高AC-13沥青混合料抗疲劳性能的作用大于2.36~4.75 mm和13.2~16 mm集料;通过提高4.75~13.2 mm集料的质量分数可以提高沥青混合料的抗疲劳性能,但提高13.2~16 mm和2.36~4.75 mm集料的质量分数对提高抗疲劳性能作用不明显。     

沥青混合料疲劳自愈合特性研究

沥青混合料具有疲劳自愈特性.通过室内四点弯曲疲劳试验,采用“疲劳-愈合-再疲劳”的试验方式和单因素对比分析的方法,探究了养护时间、温度、集料级配及沥青胶结料种类对沥青混合料的自愈合特性的影响,并建立愈合指标函数.结果表明：沥青混合料自愈合效果呈时间依赖性,即随养护时间的增加,自愈合效果增强,且初期愈合速度较快;在一定温度范围内,随温度提高,沥青混合料自愈合效果增强;70#基质沥青混合料的短期自愈合能力优于SBS改性沥青混合料;PA-13型沥青混合料自愈合能力优于AC-13型沥青混合料.同时,从混合料组成特点及沥青微观结构等方面剖析了各因素影响机理.     

基于疲劳性能的沥青混合料组成优化

分析了沥青混合料组成结构对其疲劳性能的影响,采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法,以疲劳性能为目标进行了沥青混合料性能优化设计,获得了4.75mm筛孔通过率、0.075mm筛孔通过率、粉胶比、空隙率与疲劳性能之间的关系,为更好地以性能为中心进行沥青混合料设计提供了参考.     

基于疲劳性能的沥青混合料组成优化

分析了沥青混合料组成结构对其疲劳性能的影响,采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法,以疲劳性能为目标进行了沥青混合料性能优化设计,获得了4.75mm筛孔通过率、0.075mm筛孔通过率、粉胶比、空隙率与疲劳性能之间的关系,为更好地以性能为中心进行沥青混合料设计提供了参考.     

新疆岩沥青改性沥青混合料疲劳性能的试验研究

为了揭示岩沥青改性沥青混合料的疲劳耐久性,利用MTS-810材料试验系统,分别对普通重交沥青混合料、SBS改性沥青混合料和岩沥青改性沥青混合料等3种混合料进行了不同应力比下的疲劳试验,建立了3种沥青混合料的S-N疲劳方程,并对3种沥青混合料的疲劳试验结果进行了比较.在相同的应力比试验条件下,岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命最大,普通重交沥青混合料的疲劳寿命最小.岩沥青改性沥青混合料S-N疲劳方程参数k最大,n最小.研究结果表明:两个疲劳方程参数k和n均证实了岩沥青改性沥青混合料具有较好的抵抗疲劳荷载的能力.在荷载水平增加相同幅度的情况下,岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命衰减量最小.在相同的级配、油石比和荷载条件下,其疲劳耐久性最好.     

不同废旧材料热再生沥青混合料的疲劳性能

针对两种老化程度不同的废旧沥青混合料,分别进行不同RAP质量分数的再生沥青混合料配合比设计.并进行再生沥青混合料劈裂强度和间接拉伸疲劳试验,并通过加速老化前后疲劳特性的变化,对比分析不同RAP材料对再生沥青混合料疲劳特性的影响.试验结果表明,RAP老化程度严重的再生沥青混合料的劈裂强度大于RAP老化程度较轻的再生沥青混合料劈裂强度.RAP材料老化越严重,其再生沥青混合料的疲劳寿命越短,对应力的敏感性也就越低.     

沥青含量对混合料疲劳极限特性的影响

利用马歇尔试验确定了沥青混合料的最佳沥青含量,采用控制应变的小梁疲劳试验,研究了最佳沥青含量和富沥青含量混合料弯拉劲度模量随应变水平的变化规律,得到了应变水平与荷载作用次数模型,并分析了2种混合料在不同应变水平和轴次下的疲劳特性。分析结果表明:不同应变水平下,2种混合料弯拉劲度模量随荷载作用次数变化规律基本一致,高应变水平下弯拉劲度模量迅速衰减,低应变水平下初始阶段模量明显降低,随后趋于平缓;以弯拉劲度模量降为初始值的一半作为破坏标准,2种混合料疲劳寿命和应变的关系都呈非线性特征,且低应变水平下曲线呈现典型的渐近线趋势,表明2种沥青混合料具有类似的疲劳极限特性;富沥青含量混合料在高应变水平下对疲劳极限特性影响有限,只有当应变水平小于100με时才对疲劳寿命有明显改善;在进行永久性沥青路面沥青层设计时,不能简单通过增加沥青含量减薄沥青层厚度。     

沥青混合料内部空隙分布特征(英文)

利用X-ray CT无损检测设备分别对Marshall与SGC成型的AC-16、SMA-16与OGFC-16三种沥青混合料的内部结构进行扫描,利用数字图像处理技术,分析了混合料内部的空隙分布特征.分析结果表明:沥青混合料内部空隙呈不均匀分布状态,其变异性受成型方式与级配型式的影响.在试件的高度方向,SGC成型试件的内部空隙总体上呈现"两头大、中间小"的特性,但Marshall成型试件的空隙分布特征并不显著.在试件的横向,AC-16与SMA-16试件的空隙较多地分布在试件边缘,试件呈"外疏内密"状态.     

基于数字图像技术的沥青混合料内部集料分布特征

针对Marshall与SGC成型的AC-16,SMA-16与OGFC-16 3种级配沥青混合料试件,采用数字图像处理技术研究集料颗粒在试件竖向剖面内的分布状况,用统计方法对集料主轴方向角进行重点研究.研究结果表明:对于AC与SMA试件,集料颗粒的主轴方向角呈显著的正态分布特性,对于OGFC试件其规律并不显著.从主轴方向角的离散性上来看,SGC旋转压实成型试件的方差较Marshall试件要大.     

聚酯玻纤布复合沥青混合料疲劳性能

通过UTM试验系统对纯沥青混合料（BN）、复合1#聚酯玻纤布沥青混合料（BT）与复合2#聚酯玻纤布沥青混合料（BU）进行了应变控制疲劳性能试验,建立了应变与疲劳寿命的疲劳方程和累计疲劳能耗与应变的回归方程,引入能量方法对疲劳试验结果进行了分析。结果发现聚酯玻纤布复合沥青混合料疲劳性能优于纯沥青混合料疲劳性能,累计能耗与疲劳寿命相关,聚酯玻纤布能够提高沥青混合料的疲劳性能,能量法是研究和评价沥青混合料疲劳性能的有效方法。