基于集料分形特征的橡胶沥青混合料体积特征研究

根据橡胶沥青混合料集料级配质量分布的分形特性,利用分形几何理论建立了橡胶沥青混合料级配集料分布与分维值D 的关系,探讨了级配分维值与混合料体积指标之间的相关性,并回归得到了分维值与体积指标之间的方程;以 AR-AC13型橡胶沥青混合料为例进行验证,结果表明,利用分维数与体积指标之间的相关性可以简便地获得橡胶沥青混合料的各项体积指标,可为橡胶沥青的设计和施工提供理论参考。     

分形几何理论在沥青混合料研究中的应用

首先介绍了分形几何理论,根据分形几何理论建立了沥青混合料级配集料分布与分维数D的关系,给出了集料级配分维值的计算方法.分析了分维值对级配压实特性的影响,并且介绍了采用分维值定量预测评价沥青混合料的抗车辙性能和均匀性的方法.大量研究表明,采用分形几何理论研究沥青混合料微细观结构与路用性能的关系是一种合理且有效的方法.     

温拌橡胶沥青混合料性能研究与级配优化

通过车辙与冻融劈裂试验,分析了DAT-H5温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,提出以集料及其级配为研究对象的级配优化方法.分析了粗集料类型对橡胶沥青混合料可压实性、高温稳定性和水稳定性的影响;结合温拌橡胶沥青混合料的特异性,对ARAC-13级配进行调整优化.研究结果表明,提高温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性措施有:根据集料与胶结料配伍性,合理选择粗集料类型;适当提高9.5 mm及以上大粒径集料用量,并以橡胶沥青与矿粉组成的沥青胶浆填充集料空隙,可降低油石质量比和VMA,有效控制空隙率.     

橡胶颗粒沥青混合料的级配设计

分析了橡胶颗粒沥青混合料的结构组成特点与防冻抗滑作用机理.为保证橡胶颗粒沥青混合料的结构整体性和密实性,确定混合料类型采用骨架密实结构.由于橡胶颗粒的密度与集料的密度差距较大,传统沥青混合料级配组成范围和设计方法显然已不再适用于橡胶颗粒沥青混合料.根据橡胶颗粒沥青混合料的材料组成特点,针对橡胶颗粒沥青混合料进行了基于主骨料嵌挤的体积法优化,提出了橡胶颗粒沥青混合料的级配设计方法.依据此级配设计方法进行了橡胶颗粒沥青混合料配合比设计实例分析.结果表明:按照此级配设计方法设计的橡胶颗粒沥青混合料各项技术指标均满足规范要求,设计的橡胶颗粒沥青混合料具有良好的路用性能.     

基于分形理论的沥青混合料级配组成分析研究

以分形理论为基础,对分形级配在密级配沥青混合料配合比设计中的适用性进行试验研究。研究结果表明:分形理论级配计算公式与传统级配计算方法具有高度相似性;分形级配与现行规范密级配设计上下限范围相关性较高;分形矿料级配需要对个别筛孔通过率进行修正;分形级配粗集料堆积密度在分维数D=2.5附近存在最大堆积密度;分维数D=2.40~2.55范围内,修正的分形矿料级配对应的AC-20沥青混合料和AC-16沥青混合料具有良好的高温稳定性、马歇尔体积指标和抗水损性能等路用性能。     

沥青混合料抗车辙性能的灰色理论分析

基于对秦巴山区内公路沥青路面车辙病害成因的调查与分析,通过室内模型试验和对已有研究成果的总结,利用灰色理论分析了不同影响因素对沥青混合料抗车辙性能的影响程度,并建立了以沥青用量、碾压次数及级配类型等因素为参数的沥青混合料抗车辙性能预估模型。研究结果表明:沥青混合料的集料粗细程度与分形维数成反比,集料越细,其分形维数越大,反之越小;沥青用量对沥青混合料抗车辙性能的影响程度最大,级配类型和温度次之,碾压次数的影响最小;沥青混合料抗车辙性能的主要影响因素为沥青用量、集料级配类型及温度;基于材料组成和外界环境因素建立的沥青混合料抗车辙性能预估模型为沥青路面抗车辙设计提供了依据和手段。     

经济型SMA沥青混合料级配优化与路用性能研究

对石灰岩集料的经济型SMA沥青混合料开展矿料级配优化工作,首先根据逐级填充理论和粒子干涉理论确定粗集料最佳组成,以等体积替代方法试验得出细集料各含量最佳组成;然后通过分析粗、细集料含量与路用性能的关系,确定经济型SMA沥青混合料的最佳矿料级配;最后对经济型SMA路用性能与不同集料、级配混合料做了对比分析。结果表明:石灰岩集料级配优化后的经济型SMA混合料的高温性能与玄武岩集料SMA沥青混合料相当,低温性能与水稳定性优于玄武岩集料SMA沥青混合料。     

级配对橡胶沥青混合料高温性能影响研究

为研究级配对橡胶沥青混合料高温性能的影响,该文对基于贝雷法、CAVF法、经验法所设计的沥青混合料进行车辙试验和单轴贯入试验,通过贝雷法和级配分形法进行级配评价,结合级配评价指标分析级配对混合料高温性能的影响。试验结果表明:级配对橡胶沥青混合料高温性能影响显著,但CAVF法和贝雷法两种级配设计方法对橡胶沥青混合料高温性能影响不存在明显优劣,应根据实际混合料性能进行级配优选;单轴贯入模量与混合料动稳定度相关性良好;级配评价指标中,贝雷法评价参数CA值与动稳定度和单轴贯入模量相关性较好,建议使用该指标用于级配设计的优化评价。     

基于分形理论的大粒径沥青混合料评价方法研究

首先介绍了分形理论,利用此理论建立大粒径沥青混合料(LSM)集料质量分布与分维数D之间的关系,并给出了集料质量分维的计算方法,得到LSM各级配的质量分维数值.进一步分析LSM不同级配分维数与体积参数、路用性能的关系,从而定量地评价了级配的优劣.通过研究证明利用分形理论研究LSM分维数与路用性能的关系,定量地评价大粒径沥青混合料级配是一种合理且可行的方法.     

基于GTM方法的沥青混合料压实特性分析

借鉴SHRP Superpave沥青混合料设计中密实曲线的分析方法,对比粗、细两种级配沥青混合料的密实曲线,分析集料级配和沥青用量对GTM设计沥青混合料压实特性的影响,提供了一种基于现场压实性能的优化集料级配的方法。     

间断级配橡胶沥青混合料设计与性能分析

橡胶沥青混合料是指采用橡胶沥青作为结合料与集料加热拌和而得到的一种沥青混合料。该文首先阐述了橡胶沥青混合料设计的主要问题是选择何种级配来适应粘度大且包含着大量橡胶颗粒的橡胶沥青结合料。接着分析了各种级配对橡胶沥青的适应性,并采用马歇尔试验方法完成了间断级配橡胶沥青混合料的设计。最后对其路用性能进行了测试分析。     

嵌挤骨架型集料级配设计的研究

该文以填充理论和干涉理论为基础,根据集料的填充特性,提出了嵌挤骨架型沥青混合料集料新的临界筛孔的计算系数,从理论上计算出了多级嵌挤骨架型沥青混合料集料中粗、细集料的用量:粗集料占74%,细集料和填料占26%.同时引入了分形理论,根据粗、细集料的架构效应和填充作用的不同,分别提出了粗、细集料级配设计的数学模型.通过计算得出了多级嵌挤骨架型沥青混合料矿料的级配曲线,并用贝霄法对其进行了检验.结果表明,文中提出的矿料级配设计方法有别于以往的级配设计方法,是一种纯理论的设计方法.     

聚酯纤维沥青混合料级配设计的理论方法

应用分形理论,推导出聚酯纤维沥青混合料粗、细集料级配设计的数学模型。根据颗粒填充特性,计算出粗、细集料各级筛孔的理论通过率。将粗、细集料分别看作一个整体对其级配进行设计,在保持集料总比表面积基本不变的情况下,建立在实际设计中粗集料级配调整设计的数学模型。根据数学公式,得出3种不同的设计级配。结果表明,粗集料占74%,细集料占15.2%,填料占10.8%;对于掺量为0.2%的聚酯纤维沥青混合料而言,级配1和级配2的体积参数不满足规范要求,级配3的体积参数均满足规范要求,是最优级配组成。     

沥青混合料级配分形分析与路用性能研究

在集料逐级填充试验的基础上,结合分形理论,对粗、细集料内部构成情况进行分析;通过承载比和密度试验,确定粗集料分维数Dc、细集料分维数Df的合理取值范围;以30%关键筛孔4.75 mm通过率进行级配设计,并在最佳油石比情况下进行沥青混合料路用性能试验,依据试验结果分析沥青混合料分形维数与路用性能之间的相关性。     

基于分形理论的钢渣细集料在沥青混合料中的应用

为探究钢渣细集料对钢渣沥青混合料性能的影响,在分形理论的基础上,分别制备了石灰岩和钢渣两种AC-20型沥青混合料。基于级配的分维数建立体积指标预测方程,通过水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性对钢渣沥青混合料性能进行了对比研究。结果表明,体积指标预测方程有高于0.9的拟合度,分维数与级配中骨料细度成负相关。钢渣沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性较石灰岩分别提高了32.0%、61.8%,由于钢渣细集料中游离氧化钙带来的膨胀效应,其沥青混合料水稳定性较差,但符合规范要求。钢渣细集料替代石灰岩能较好地应用于沥青混合料中,有效地解决了钢渣堆积量大、利用率低和环境污染等问题,具有良好的社会和环境效益。     

常温沥青混合料的骨架嵌挤结构设计及评价

针对常温沥青混合料早期强度不足、胶结材料强度较低等问题,以逐级填充和干涉理论为基础,借鉴集料和土粒的分形理论建立数学函数模型,并根据数学模型得出5种不同的设计级配。结果表明:5种设计级配的沥青混合料均具有良好的密实度和嵌挤能力,且存在一个粗集料级配曲线范围,使沥青混合料具有较高的密实度和骨架嵌挤能力。     

骨架密实型沥青混合料集料级配设计方法

通过对球体颗粒的堆积和填充特性的研究,从理论上分析了骨架密实型沥青混合料集料中粗、细集料和填料的用量。结合逐级堆积理论和分形理论,根据粗、细集料的架构效应和填充作用的不同,提出了粗、细集料级配设计的数学公式,并给出了粗集料级配调整的数学公式,根据这些数学公式,得出了3种不同的设计级配。结果表明：骨架密实型沥青混合料中粗集料质量分数为74%,细集料质量分数为15.2%,填料质量分数为10.8%;集料的3种级配的体积参数均满足相应的规范要求,3种级配形成的混合料的稳定度和流值也均满足技术规范要求。     

用分形几何理论评价旧路面沥青混合料级配变异性

为控制沥青混合料生产过程中级配变异过大,防止铺筑后的路面产生由混合料级配变异引起的病害,利用分形几何理论对级配的变异性进行研究,给出了控制级配变异性的技术参数。用分形几何理论推导出混合料级配的分形表达式,得到分形理论下描述级配变异性的方法;钻取有车辙病害的路面芯样,通过室内试验得到路面的实际级配数据,计算出相应的级配变异性大小,分析分形几何理论下的级配变异性情况。结果表明:分形几何理论能够很好地从另一个角度去描述沥青混合料的级配变异性,可以用具体的数值来体现实际道路的级配与生产配合比之间的变异情况,为沥青混合料级配提供新的技术参数,有效防止在沥青混合料生产施工过程中级配变异偏大,确保沥青混合料的级配符合工程要求。     

基于级配理论的沥青混合料骨架结构研究

沥青混合料由集料、沥青胶结料和空隙组成.沥青混合料体积90％由集料构成,集料所形成的结构主要取决于集料的粒径分布及其形状.该文提出了基于集料级配理论的沥青混合料骨架结构,并以此来表征沥青混合料的路用性能.研究提出了一个基于球体填充理论的计算方法.参数包括:一级结构下的空隙率、一级结构的破坏因子和沥青胶结料在骨架结构的分布情况,它们可用于评价骨架结构的承载能力.采用骨架结构模型对几种不同级配的沥青混合料高温抗车辙能力和水稳性进行了预测,预测结果和室内外试验结果具有很好的相关性,建立的骨架结构模型可很好地用于判别沥青混合料的抗车辙性能.     

基于数字图像处理的沥青混合料主骨架评价标准

为了给骨架密实型沥青混合料级配设计与优化提供指导,使设计的沥青混合料具有良好的抗车辙性能,针对目前沥青混合料骨架结构判据的不足,在分析现有沥青混合料骨架结构评价指标的基础上,基于数字图像处理技术考虑粗集料接触特性对V_(mix)~VCA计算方法进行了优化。通过对4种不同级配沥青混合料中主骨架结构细观接触分布特性进行了比较,对细观定量评价指标与宏观评价指标间的相关关系进行了分析,提出了粗集料形成较优主骨架结构的细观定性和定量评价指标和标准。结果表明:考虑粗集料接触特性,优化的V_(mix)~VCA(I)计算方法所得值比目前经验计算法大15%~20%,在骨架判别时更加严格、合理,保证粗集料相互嵌挤形成最优主骨架;沥青混合料细观定量评价指标与其宏观评价指标有较好的相关关系,能够表征沥青混合料的抗车辙性能;骨架密实型沥青混合料设计过程中通过调整级配提高平均配位数的同时降低C值,能有效改善混合料的细观指标,使主骨架的质量得到明显提升,设计的沥青混合料具有良好的抗车辙性能;粗集料形成较优主骨架结构的定性和定量评价标准为V_(mix)~VCA(I)≤V_(DRC)~(VCA),n1.6且C20%。