密级配沥青稳定碎石疲劳性能研究

沥青混合料的疲劳破坏是柔性路面结构设计中重要的控制指标因素,沥青稳定碎石在国内路面结构中得到逐步应用,然而对这种材料的疲劳性能的研究还较少。为了完善柔性路面结构设计体系,本文采用四点弯曲疲劳试验方法对比研究ATB25和AC25、AC20等3种不同级配的疲劳性能。通过对试验结果的统计和回归分析,得出3种混合料疲劳性能差别、温度对疲劳寿命的影响、ATB25的室内疲劳预估模型。结果表明ATB25具有较好的疲劳寿命,AC20疲劳性能最优,ATB25与AC25疲劳性能相近;相对于AC20,ATB25疲劳寿命受温度的影响更大。在柔性路面结构中,ATB类沥青混合料作为最下层沥青混合料具备较好的抗疲劳性能。     

沥青混合料动态模量Hirsch预测模型的验证研究

动态模量可以描述沥青混合料对温度和荷载频率的敏感性,从而可以客观地反映沥青混合料在路面结构中的行为特性。本文对SMA 13、Superpave 20、Superpave 25和ATB 25等4种沥青混合料分别进行了不同温度和荷载频率下的动态模量试验,并利用DSR对混合料中所用的两种沥青胶结料(普通70号沥青和SBS改性沥青)进行对应温度和荷载频率下的动态剪切模量试验,利用试验结果对动态模量Hirsch预测模型进行了验证研究。研究结果表明利用Hirsch模型预测动态模量的精度较好,只是在高温和低荷载频率时预测偏差较大。     

基于表面活性剂的温拌沥青混合料(Evotherm)的路用性能研究

温拌沥青混合料是一种节能环保型路面新材料。添加表面活性剂(Evotherm)的温拌沥青混合料与普通热拌沥青混合料相比,不仅摊铺温度、拌合温度可降低30℃及以上,同时还具有与普通热拌沥青混合料相同甚至更好的路用性能。因此添加表面活性剂(Evotherm)的温拌沥青混合料具有明显的经济效益和社会效益。     

基于不同结构类型的沥青混合料生产能效对比研究

在高速公路沥青混凝土路面结构中,以ATB、AC、SMA和排水性沥青混凝土路面结构(OGFC)最为常见.由于各混合料材料组成不同,拌和楼的生产能力也有很大的差别.结合多年的施工、管理经验,以日工NBD320型拌和楼为例,对不同结构类型的沥青混合料拌和能力进行了总结对比研究,供参考.     

掺Sasobit(R)的温拌沥青混合料路用性能试验研究

温拌沥青混合料是一种节能环保型路面新材料,在室内对掺Sasobit(R)添加剂的温拌沥青混合料的路用性能与普通热拌沥青混合料进行了对比试验研究,结果显示: 掺Sasobit(R)的温拌沥青混合料的拌和与压实温度比普通热拌沥青混合料降低30 ℃时,具有与普通热拌沥青混合料相同甚至更好的路用性能,具有明显的经济和社会效益;拌和与压实温度的降低,混合料发生水损害的可能性会增加,建议采用添加抗剥落剂等方法来改善掺Sasobit(R)的温拌沥青混合料的水稳定性;此外,Sasobit(R)掺量过多会对混合料低温抗裂性能有不利影响.     

大粒径沥青混合料基层结构抗裂机理分析

为研究大粒径沥青混合料基层的抗裂机理,采用多层弹性理论程序计算了不同结构类型路面内荷载作用产生的应力应变,基于瞬态传热假设建立了平面有限元模型,计算了降温时路面结构内的温度应力和应变,得到了荷载与温度耦合下各结构层的变形和受力特性。研究发现,当考虑车辆荷载和快速降温共同作用时,快速降温所引起的温度应力远大于标准荷载引起的荷载应力,说明快速降温的温度应力对路面的开裂起主要作用。同时,通过两种结构对比,发现采用ATB 30基层结构的沥青混凝土面层的温度和荷载应力应变均小于传统的半刚性基层沥青混凝土路面。因此认为,设置沥青稳定碎石基层是一种减少沥青混凝土路面开裂的有效方法。     

基于路面实际工作温度的沥青混合料路用性能研究

为研究路面实际工作温度及沥青种类的选用对沥青混合料路用性能的影响规律,文章选取常用级配(SUP-13、SUP-20、SUP-25)沥青混合料研究路面实际工作温度及沥青种类对不同SUP级配沥青混合料路用性能的影响规律。研究结果表明:使用SBS改性沥青代替其他基质沥青可以大幅度提高沥青混合料的耐高温、耐低温性能,但在非严苛的温度下,SBS沥青与其他基质沥青的使用效果并没有特别大差距,甚至在某些温度下使用适宜的基质沥青可以达到与使用SBS沥青类似的效果。在夏季路面工作温度不是特别高的区域及路面结构层,使用30号沥青或其他低标号的沥青代替SBS改性沥青可以获得相当的路面抗车辙性能;在冬季路面工作温度不是特别低的区域及路面结构层,使用70号沥青或其他高标号的沥青代替SBS改性沥青可以获得相当的路面低温抗裂性能。而且,还会产生较高的经济效益。     

沥青稳定碎石基层抗反射裂缝能力评价方法

通过模拟沥青稳定碎石基层实际受力情况,开发了简单易行的沥青稳定碎石基层抗反射裂缝能力试验方法;对6种沥青稳定碎石基层混合料进行抗反射裂缝试验研究,提出采用终裂寿命作为沥青稳定碎石基层混合料抗反射裂缝能力的评价指标。结果表明:沥青稳定碎石基层混合料的油石比越大或温度变形越小,则抗反射裂缝能力越好;6种沥青稳定碎石基层混合料的抗反射裂缝能力从优到劣依次为ATB30、BLF30、SUP30、CAVF30、SACPB30、ATPB30;沥青稳定碎石基层混合料的抗反射裂缝能力与其抗弯拉强度和空隙率有较好的相关关系。     

基于温度的Sasobit温拌沥青混合料路面性能研究

温拌沥青混合料是一种新型的沥青混合料,其施工温度介于热拌沥青混合料与冷拌沥青混合料之间。通过室内试验研究了3种基质沥青加入3%Sasobit的沥青混合料在不同拌和、成型温度下路面性能的变化规律。并与3种基质沥青热拌混合料的路面性能进行横向对比。结果表明:随着温度的增加,温拌沥青的空隙率有所降低、动稳定度有所提高、弯拉应变呈现先增加后减小趋势。保证相同空隙率、动稳定度情况下,3种基质沥青加入3%Sasobit的温拌沥青混合料较基质沥青热拌混合料的拌和、成型温度均有所降低。相同温度下,克拉玛依90#基质沥青加入3%Sasobit的温拌沥青混合料(K90#3%)空隙率最小,辽河90#加入3%Sasobit的温拌沥青混合料(L90#3%)动稳定度最好,3种基质沥青温拌混合料的弯拉应变相差不大。     

大粒径沥青混合料疲劳试验研究

由于大粒径沥青混合料粒径大,比表面积小,沥青用量少,从而可以增强沥青路面的抗车辙能力并减缓反射裂缝的发生。为了评价骨料级配抗反射裂缝能力的大小,该文对ATB-30型、ATB30-上限、ATB30-下限、AC30-S型、AM30-S型、ATPB30-S型共6种大粒径沥青混合料进行了APA抗疲劳试验,得出了连续密级配混合料疲劳寿命明显大于半开级配混合料和开级配混合料;各混合料疲劳寿命与断裂力学荷载变形曲线下面积成正比;ATB-30混合料抗裂效果最好,ATPB30-S混合料抗裂效果最差的结论。     

水泥灌浆半柔性路面混合料抗车辙性能研究

在大空隙(20%～30%)母体沥青混合料中灌入水泥砂浆,形成一种水泥-沥青复合半柔性路面材料。对其抗车辙性能和疲劳特性进行室内试验研究,结果表明,此路面材料具有良好的高温稳定性,在试验温度为70℃、轮胎接地压强为1.0 MPa非常规车辙试验条件下,其动稳定度均在6 000以上,与常规沥青混合料相比较,其更能适应高温和重载作用下的路面抗变形需要;温度对半柔性路面材料的抗裂性能有明显影响,断裂强度随着温度降低而增大。     

多碎石沥青混合料性能研究

依据长寿命路面的设计理念,研究骨架密实型多碎石沥青混合料性能。沥青混合料采用30号硬质沥青,填料全部用水泥代替矿粉。对沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性能和强度性能进行了试验与分析,与国内常用的沥青混凝土(AC)路面相比,其性能有明显改善。提出了供工程使用多碎石沥青混合料的级配组成。     

30号沥青AC-20混合料面层施工性能

在总结30号沥青及沥青混合料性能的基础上,在福建省靖海高速公路上设计并成功铺筑了46km、5.5cm厚的30号AC-20C沥青混合料面层。由于30号沥青的黏度大,路面厚度比常用的低标号沥青基层或下面层薄,混合料的施工性能决定了路面质量。文中探讨了30号沥青混合料的不同碾压工艺、碾压遍数对现场空隙率的影响;施工过程中采用PQI测定混合料的压实度与温度变化关系;检测了渗水系数、压实度和厚度等关键指标。对比SBS改性沥青混合料试验段,试验段数据表明:30号沥青混合料路面现场检测结果完全达到甚至超过了SBS改性沥青的现场检测结果,5.5cm厚的30号沥青AC-20混合料面层施工质量能够达到设计或规范对中面层的技术要求。     

沥青混合料动态模量温度修正研究

为分析和评估沥青路面的承载能力,以及研究在车辆荷载的反复作用和环境影响下沥青层模量的衰减规律,需对沥青层反算模量进行温度修正,在相同的温度条件下进行比较。为了得到沥青层反算模量或沥青混合料动态模量温度修正系数,通过室内成型沥青混合料试件或现场路面取芯,应用简单性能试验机(SPT)测试沥青混合料试件的动态模量,回归沥青混合料动态模量与温度关系模型,建立沥青混合料动态模量温度修正模型。结果表明:指数函数能较好地拟合沥青混合料动态模量与温度的关系,推荐的沥青混合料动态模量温度修正模型能很好地反映沥青混合料在标准温度下的模量值。     

沥青混合料合理开放交通温度研究

沥青混合料的开放交通温度对路面大修工程交通保畅与安全以及沥青混凝土路面的稳定性都至关重要.通过4种沥青混合料不同温度下的车辙动稳定度试验,分析了温度对沥青混合料高温变形能力的影响,依据车辙深度与温度的关系,得出了不同沥青混合料适宜的开放交通温度:普通基质沥青混合料适宜的开放交通温度最好不高于50℃,改性沥青可放宽到60℃,一般SMA和OGFC混合料可放宽到70℃.     

基于Hirsch预测模型的沥青稳定碎石(ATB)动态模量试验研究与分析

制备不同空隙率的沥青稳定碎石ATB-25混合料旋转压实试件,在试验温度30℃和50℃下测试其动态模量。利用沥青稳定碎石ATB-25混合料的体积指标VMA和VFA,以及沥青胶结料的动态剪切模量|G*|binder,使用Hirsch动态模量预测模型对制备的沥青稳定碎石的对应温度和加载频率下的动态模量机芯预测,并对预测结果进行了分析,验证Hirsch预测模型在预测沥青稳定碎石ATB沥青混合料动态模量方面的适用性。     

温拌沥青混合料施工应用

温拌沥青混合料是拌和温度介于热拌沥青混合料(150～180℃)和冷拌沥青混合料(常温)之间,性能与热拌沥青混合料(hot mix asphalt,HMA)要求相当的新型沥青混合料。温拌沥青混合料是一种环保节能型的新材料,它具有比相应的热拌沥青混合料密水性高、保温性优、高温稳定性强、环保低碳的性能。文中从温拌沥青混合料施工应用出发,对温拌沥青混合料的密水性、保温性能、环保节能、路面实体质量等指标与HMA的相应性能进行比对试验研究。     

温拌沥青混合料应用研究及节能减排效益分析

温拌沥青混合料是一种节能减排的路面材料,与热拌沥青混合料相比拌和温度降低30℃,CO2的排放将降低50%左右。该文结合浙江台金高速公路苍岭隧道建设工程温拌沥青混合料试验段铺筑,总结了温拌沥青混合料的施工工艺,验证了其使用性能,最后分析了温拌沥青混合料技术在隧道路面铺装中节能减排的效益。     

不同级配沥青稳定碎石水稳定性评价

通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，分别对不同级配ATB25和ATB30沥青稳定基层混合料的水稳定性进行了试验评价，分析了不同试验方法对于评价沥青稳定基层水稳定性的适用性，研究了集料级配对混合料水稳定性的影响。     

温拌再生沥青混合料压实温度的确定

温拌再生沥青混合料是基于温拌沥青技术和热再生沥青混合料技术发展而来的一种新型路面环保型材料,在充分利用旧沥青混合料(RAP)的基础上实现低温拌和与低温压实,从而达到旧沥青混合料二次利用与节能减排双重目的。该文研究了基于Evotherm的温拌再生沥青混合料压实性能与混合料压实温度的关系。试验采用旧沥青混合料(RAP)掺配比为40%,混合料压实温度分别为100、110、120、130、140℃,通过测定不同条件下温拌再生沥青混合料的体积参数的变化,确定了温拌再生沥青混合料的最佳压实温度,并基于此评价其水稳定性,结果表明性能指标满足要求。