级配碎石材料级配设计方法探讨

级配碎石基层有利于改善半刚性基层引起的反射裂缝,但材料本身的强度和变形是工程应用过程中必须注意的,松散材料的粘结力普遍较低,且易发生较大的变形.该文在嵌挤一密实结构的指导思想下提出级配碎石材料的组成设计方法--填充系数法,结合现场实际碾压设备,试件成型采用振动成型工艺,除干密度和CBR评价指标外,提出回弹模量和塑性变形指标,从强度和变形两个方面对级配碎石混合料进行评价.     

基于性能的级配碎石混合料设计指标

为提高高速公路用级配碎石基层的混合料质量,需要建立基于性能的级配碎石混合料设计指标。利用BISAR程序计算了福建典型结构级配碎石的最大应力、最大剪应力值,同时预估了100 kN标准荷载作用2 000万次下级配碎石变形量占结构总变形量的百分比;然后选择12种级配碎石混合料测定了动态三轴试验的回弹模量、变形率和静态三轴试验的剪切强度;最后分析提出了基于性能的级配碎石混合料设计指标,用于指导福建省级配碎石混合料设计。结果表明:⑴级配碎石需要足够的模量来保证承载能力,同时在沥青路面结构中该混合料可能会产生压缩永久变形或剪切破坏,因此其混合料需要具有一定的抗永久变形能力和较高的剪切强度;(2)可以取回弹模量300 MPa作为级配碎石混合料承载能力的性能指标;(3)福建省典型结构中级配碎石基层最大剪应力为332.8 kPa,最大主应力为396 kPa,考虑1.2倍保证系数,可以取静态三轴试验的剪切强度395 kPa作为级配碎石混合料的抗剪设计指标;(4)按照级配碎石基层永久变形量占结构总变形率不大于13%考虑,可以取动态三轴试验的20 000次和50 000次的变形率不大于10~(-8)作为级配碎石混合料抗永久变形设计指标。     

粉煤灰级配碎石混合料试验研究

考察了不同级配类型和不同成型工艺的粉煤灰级配碎石混合料性能,分别采用CBR值、永久变形和弹性模量对级配碎石混合料性能进行了评价。研究表明,掺加粉煤灰后级配碎石混合料性能显著提高,振动压实的混合料性能优于击实成型的混合料,近似间断级配的混合料性能优于连续级配混合料。     

级配碎石混合料组成设计的试验研究

采用紧密嵌挤骨架-密实原则．对级配碎石混合料的组成设计进行系统的室内试验研究．并且在规范范围内设计了5种走向的级配类型．进行重型击实及振动碾压试验。可用以指导混合料的组成设计．并且有效地克服级配碎石基层永久变形大和弹性模量偏低的缺点。     

开级配沥青稳定碎石基层混合料级配设计方法研究

分别采用现行规范推荐方法、SAC断级配设计方法设计了两种开级配沥青稳定碎石混合料,然后采用析漏损失指标设计法对所设计的两种开级配沥青稳定碎石混合料进行了最佳油石比的确定,并对最佳油石比下的沥青稳定碎石混合料进行了排水性能、抗永久变形性能和抗疲劳性能等路用性能的研究.结果表明:与ATPB30相比,SACPB30排水性能稍差,但其水稳定性、抗永久变形性能、抗疲劳性能和低温抗裂性能更优,采用SAC断级配设计方法设计开级配沥青稳定碎石基层混合料更科学、更合理.     

二灰碎石基层在唐港高速公路上的进一步优化研究

文中以唐港(唐山-京唐港)高速公路实体工程为依托,针对现行规范中二灰碎石级配所存在的问题进行探讨,对几种不同级配的二灰碎石混合料进行了室内外的一系列试验,优选了一种密实嵌挤式级配二灰碎石混合料来铺筑高速公路基层,在减少收缩裂缝方面取得了良好的效果,对今后国内高速公路路面基层材料组成设计具有一定的参考价值.     

渝长高速公路二灰碎石混合料中集料级配的确定

结合渝长高速公路二灰碎石混合料的级配特点，通过空隙率和承载板P-L试验确定混合料的合理配比。在分析了合理配比组成的混合料与规范集料级配的混合料的强度和收缩试验结果后，得出适合渝长路施工所用碎石的合理级配。     

沥青稳定碎石混合料(ATB-25)的水稳定性研究

由于材料内部结构的差异,不同级配的沥青稳定碎石混合料的水稳定性不尽相同.通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,对不同沥青和不同级配的沥青稳定碎石混合料的水稳定性进行了系统的试验研究.结合试验数据,讨论了沥青和级配对沥青稳定碎石混合料水稳定性的影响.     

二灰碎石在沪杭高速公路中的应用

通过对国内外二灰碎石混合料的情况了解，结合沪杭高速公路（上海段）对密实式二灰碎石混合料级配中细骨料含量调整进行七种试级配，分析强度、模量、变形特性确定最佳级配，并阐述如何在沪杭高速公路施工中，采取必要的施工措施以达到最佳级配。     

二灰碎石组成设计与施工工艺的优化

从施工角度就改进和优化现有二灰碎石混合料级配组成设计和传统的施工工艺提出了几点建议,推荐集料级配范围和4阶段碾压模式.对二灰碎石基层施工具有积极的指导意义.     

沥青碎石混合料动力变形特性研究

针对沥青碎石混合料的强度特点,采用有侧限、能反映材料3向受力状态的动载压入法评价其高温抵抗永久变形能力,将永久变形分为压密、变形累积和剪切流动3个阶段。在分析了不同类型沥青碎石混合料动力变形特性的基础上,提出了统一空隙率与永久变形之间矛盾的关键技术在于成型工艺与材料相互作用下形成合理组成结构,并分析了不同材料组成对空隙率及永久变形的影响,为重载作用下骨架-空隙型沥青碎石混合料的设计提供了依据。     

沥青混合料永久变形评价指标

通过比较分析沥青混合料永久变形各种试验方法和评价指标的优缺点,指出目前用动稳定度评价指标的不足之处。基于压实理论分析,提出一种全新的评价指标———综合稳定指数,利用现有的车辙试验设备,给出了综合稳定指数的具体计算公式。该指标综合考虑了压实过渡期和压实稳定期的变形,能更好地评价沥青混合料的高温稳定性。通过分析综合稳定指数与力学指标劲度模量之间的相关性,建立了两者之间的关系模型,验证了综合稳定指数的合理性。     

骨架密实型沥青混合料矿料级配的设计与优化

在有关沥青混合料矿料级配设计理论与方法的基础上,提出了在拌制沥青混合料试验之前,先由筛分试验结果和测试的材料密度对骨架密实型沥青混合料进行矿料级配设计的方法,并利用Matlab、Excell等办公软件对矿料组成进行了优化.按该方法设计的矿料级配拌制沥青混合料,进行了动稳定度和冻融劈裂试验.结果表明,在相同原材料条件下,按该方法设计与优化的矿料级配拌制的沥青混合料具有比按规范级配范围中值拌制的沥青混合料具有更好的路用性能,尤其是高温稳定性和表面抗滑性.     

沥青碎石混合料永久变形评价方法的研究

在综述沥青混合料高温稳定性各种评价方法的基础上,对强度主要来源于内摩阻力的嵌挤骨架类沥青碎石混合料,本文采用具有侧限、能反映材料3向受力状态的动载压入法进行研究。该方法可直接测出不同荷载下的永久变形,反映出不同压实工艺、级配对材料永久变形的影响。试验结果说明该方法具有灵敏性和有效性,但受力图式受刚性侧限的限制,宜通过数据处理和选用或改善侧限方法改进之。     

基于离散元法的GTM沥青混合料设计参数研究

运用离散元理论,对GTM法设计的混合料旋转剪切过程中的设计参数:旋转稳定值GSI与旋转剪切系数GSF进行了数值模拟分析。分析过程中,模拟了GTM试验模型沥青混合料的工作状态,获得了GTM法混合料变形与应力场,验证了试验结果的正确性,最后综合试验数值模拟结果提出了GTM混合料设计参数合理取值范围:GSI≤1.05,GSF≥1.3。     

不同中面层沥青混合料抗车辙性能研究

通过研究发现沥青路面的车辙破坏往往发生在沥青路面的中面层。基于此通过对比分析中面层材料设计时常用的三种沥青混合料的高温抗车辙试验,并通过动稳定度、相对变形、综合稳定系数三个评价指标,综合评价了三种中面层沥青混合料的高温抗车辙性能,为以后高等级沥青路面中面层材料设计提供理论指导参考。     

湿热地区沥青混合料配合比设计研究

针对我国南方湿热多雨的气候条件,通过采用贝雷法对连续密级配沥青混合料进行矿料级配设计和检验,提出了与之相应的贝雷法检验指标适用范围。研究表明,采用贝雷法对连续密级配沥青混合料进行设计,可使矿料级配达到骨架密实结构的效果,具有良好的抗永久变形能力和抗水损害能力,并较好地改善了沥青路面施工中的级配离析问题和压实度不足问题,满足了湿热地区对沥青路面的性能要求。     

沥青路面车辙病害检测分析及探讨

近年来，随着国家基建大力发展，带动了沥青路面设计、施工技术的成熟进步。对一些原有沥青路面不满足车辆运行和安全的道路，进行勘查、改造，并对出现的车辙现象原因进行分析，对沥青路面动稳定度、永久变形、流动数等进行探讨。为后期道路沥青路面设计时，能够精益求精，结合当地环境，选择合理的沥青混合料，延长沥青路面的使用寿命。     

结构增强型高强密水铺装材料设计及性能试验研究

增加水泥桥面铺装下层的模量,有利于提升沥青铺装结构的耐久性。现从水泥桥面沥青铺装层路用性能出发,提出了针对结构增强型沥青混合料的设计方法。通过沥青改性与级配优化,开发了适用于水泥桥面铺装下层的结构增强型沥青混合料,并开展了性能试验研究。结果表明:研发的高强密水沥青混合料可以有效提高路面的抗车辙性、低温抗裂性、水稳定性、抗永久变形及耐疲劳性能,工程应用效果良好,证明了此基于路用性能的混合料设计方法的合理性。     

沥青混合料骨架稳态参数及模型

为明确沥青混合料粗集料的骨架特征参数与路用性能之间的相关性，基于优化的分级掺配设计方法设计3种骨架密实型沥青混合料，采用数字图像处理技术观察混合料粗集料骨架特征参数转变的全过程，结合路用性能试验建立基于骨架特征参数的动稳定度估算模型，研究骨架参数的合理范围。研究结果表明：采用简化的分级掺配设计方法可以得到3种不同骨架特征的沥青混合料；混合料的空隙率和矿料间隙率VMA随着粗集料分级掺配次数的增加而降低，稳定度和动稳定度指标则随着掺配次数的增加而增加；混合料密度和有效沥青饱和度VFA最大值出现在二级掺配混合料中，采用间断级配有利于增加混合料的密度；随着掺配次数的增加，混合料粗集料接触点数量先增多后减少，但集料长轴水平倾角呈减小趋势；成型后混合料粗集料长轴初始倾角越小，混合料的动稳定度越高；试验数据暗示了沥青混合料存在一个粗集料骨架初始接触点数与初始倾角的合理范围，使混合料在一定的压实功下能够形成稳定的骨架嵌挤结构；混合料的粗集料接触点不宜过多，级配设计时应将粗集料接触点的数量控制在一个合理范围内；建立的沥青混合料动稳定度估算模型可分辨出粗集料接触点、倾角和沥青种类对混合料动稳定度的影响，但仅适用于有显著骨架特征的混合料。