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。     

SMA路面技术在济徐高速公路(江苏段)的应用

沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA),是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂来填充断级配的粗集料间隙而形成的一种沥青混合料,是一种密实式粗集料嵌挤型断级配沥青混凝土,具有较好的抗车辙、抗裂、抗滑、及耐久等特点。本文通过济徐高速工程实践,对SMA混合料配合比设计、前后场施工控制进行系统分析,在SMA路面质量控制方面进行了深入探讨。     

SMA高温稳定性研究

为了研究沥青玛蹄脂碎石(SMA)高温稳定性的影响因素,以车辙试验结果为判据,对不同粗集料含量、粗集料级配、沥青种类、混合料密度、粉油比的SMA混合料进行了高温稳定性系统研究,对采用旋转试验机(GTM)优化设计的SMA的抗车辙性能作了全面对比,对AC和AK系列混合料也做了车辙性能对比。研究表明:粉油比、沥青性质对SMA抗车辙能力的影响比级配更显著;GTM设计的SMA较马歇尔方法具有更为优良的抗车辙性能;恰能形成骨架密实结构的SMA具有最优的高温稳定性;GTM设计的AK 16A较SMA更具优势。     

基于不同岩性排水沥青混合料路用性能对比研究

排水性沥青路面作为一种新型的第五代功能型路面,具备优良的排水、抗滑等特殊功能,而合格的排水性沥青混合料具备级配粗集料多、细集料少的级配特征。本文基于大空隙排水沥青混合料的高低温性能、水稳定性能、抗飞散性能、排水性能和强度性能对两种不同岩性集料制备的沥青混合料进行了较为系统的研究。结果表明:高粘改性沥青可显著提高排水性沥青混合料的高低温性能,通过合理的级配设计和沥青用量优选后的排水性沥青混合料的水稳定性和抗飞散性能均满足规范要求。大空隙排水性沥青混合料相较于普通沥青混合料具有更优秀的排水性能,但劈裂加载和单轴压缩加载方式下测定的强度性能稍劣于普通密级配沥青混合料。     

露石混凝土长期抗滑性能研究

为探究露石混凝土的长期抗滑性能,基于室内加速磨耗试验,针对不同的集料类型、集料级配、集料粒径,测试磨耗前后以及不同磨耗时间的构造深度、抗滑值,研究了露石混凝土长期的抗滑性能及抗滑性能的衰减规律.试验表明:酸性集料(如花岗岩)较碱性集料(如石灰岩)具有更优异的长期抗滑性能;单一粒径的集料的长期抗滑性能优于级配集料;粒径越大,长期抗滑性能越优良;露石混凝土的抗滑性能优于SMA等沥青混合料,特别是酸性集料的露石混凝土;构造深度0. 8～1. 2 mm时,抗滑性能最优.     

水泥混凝土桥面铺装抗泛白性能评价方法及影响因素研究

该文分析不同泛白现象产生的原因,并确定气压差为主要的泛白驱动力。采用自行设计沥青混合料“临界气压差试验”分析不同压实方式以及级配类型下沥青混合料的抗泛白性能,并提出“临界气压差”“2 kPa下开始唧浆时间”和“2 kPa下、3 min唧浆量”可以有效评价沥青混合料抗泛白性能。结果表明：压实方式上沥青混合料抗泛白性能排序为：旋转压实成型、马歇尔击实成型、轮碾成型;级配设计上SMA抗泛白性能优于AC,并且集料粒径越大,抗泛白性能越优。     

高速公路沥青面层混合料开裂性能指标试验研究

文章通过低温间接拉伸蠕变试验和路面抗裂性能(OT)试验对通车年限相同、地理环境相近但不同沥青面层结构的高速公路沥青面层混合料芯样进行了不同角度的试验分析研究,得出了相对应的试验性能指标。结果证明,蠕变柔量和开裂损失率指标可有效预测和评价沥青面层混合料开裂现象,即在相同试验温度条件下,SMA-13级配沥青混合料蠕变柔量大于AC-16和AC-20级配沥青混合料蠕变柔量,且AC类沥青混合料的低温蠕变柔量变化快于SMA类沥青混合料,而抗开裂性能指标中AC-16与AC-20级配沥青混合料相近,SMA-13级配沥青混合料抗开裂性能损失程度最小,因此加铺SMA结构的沥青混合料面层结构适应变形的能力强,沥青路面不易开裂。     

掺钢渣胶粉改性沥青混合料制备及性能研究

为研究内蒙古地区掺钢渣改性沥青混合料的路用性能,首先测试了包钢产钢渣、玄武岩、石灰岩的理化特性,确定钢渣替代天然集料作为沥青混合料骨料的可行性;然后设计由三种岩性粗集料为骨料、相同细集料、相同填料组成的同一矿料合成级配,利用马歇尔击实试验测试体积参数,得到两种改性沥青(胶粉、SBS)和三种岩性粗集料沥青混合料的最佳油石比;最后对不同岩性的两种改性沥青混合料的高温车辙、低温抗裂及水稳性能进行测试。研究结果表明:钢渣基本理化性能指标与天然集料基本相当甚至在某些方面优于天然集料;钢渣的添加提高了沥青混合料的油石比,掺钢渣胶粉改性沥青混合料的油石比较普通岩性胶粉改性沥青混合料油石比大,但是其强度较高,进一步说明钢渣是良好的沥青路面筑路材料;由于钢渣的掺入,胶粉改性沥青混合料路用性能普遍提高,且更具有经济环保性。     

高速公路SMA路面施工技术探讨

沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone Mastic Asphalt,简称SMA)是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂填充于间断级配的粗集料骨架间隙中组成一体所形成的一种沥青混合料,该种混合料具有抗车辙、耐久、抗滑等特点。结合某高速公路施工建设案例,系统分析了SMA混合料的配合比设计、进场前后的施工控制,深入分析了SMA路面质量控制方面。     

基于贝雷法的SMA配合比设计及路用性能研究

对于SMA混合料,准确地设计矿料级配非常必要.因为其路用性能,尤其是抗车辙能力,主要归功于混合料中粗集料所形成的石-石嵌挤结构.该文论述了一种基于贝雷法的SMA配合比设计过程,研究了16种不同的沥青混合料,包括6个矿料级配和3个沥青用量.通过对成型试件的体积参数进行分析,发现粗集料用量对VCA和VMA两个指标影响较大.当粗集料的设计密度为干捣实密度的95%～105%时,粗集料可以形成很好的石-石嵌挤结构.试验结果表明,SMA混合料具有较好的抗车辙能力;同时车辙试验的动稳定度和蠕变试验的变形应变之间存在密切的联系.     

基于GTM的抗滑表层混合料设计

用技术性能作为评价依据,以旋转试验机(GTM)为手段,研究了不同性质的原材料、不同级配的抗滑型沥青混合料的性能和施工技术。结果表明:用GTM可以进行级配和配合比优化,优化设计出的抗滑型混合料的综合技术性能优于SMA;用GTM设计出的抗滑型混合料更易压实,可将压实度标准提高1%~2%;体积参数不宜作为配合比设计的控制性指标,提出的新的级配范围以及配合比优化方法可使抗滑表层具有优良的抗滑、抗车辙和抗水损坏性能。     

钢渣在SMA-13沥青混合料中的应用研究

沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)以间断级配的集料为骨架,其力学强度主要由矿物颗粒之间的摩擦与嵌挤作用形成。粗集料作为SMA混合料骨架的重要部分,对混合料路用性能有着重要的影响,文中在同一级配和纤维掺量下选取了辉绿岩与钢渣两种不同类型的材料作为SMA-13混合料的粗集料,并通过浸水马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验来验证两种不同性质的粗集料对SMA-13混合料路用性能的影响。结果表明:钢渣可以代替辉绿岩作为SMA-13混合料的粗集料,其性能不但满足规范要求并且更具有经济环保性。     

滨海高湿环境沥青混合料材料选择

针对滨海高等级公路所处的含盐高湿环境,改进了沥青与集料的黏附性试验方法。通过不同沥青与集料的黏附性试验,并结合其他影响因数,提出含盐高湿环境下沥青混合料材料优化选择方案,进行了水稳性能验证。最后对不同级配的沥青混合料在含盐高湿环境下的耐久性试验,推荐级配类型。结果表明:推荐含盐高湿地区沥青混合料中的粗集料采用玄武岩,细集料选用石灰岩,沥青选用135℃黏度较高的SBS改性沥青;沥青路面表面层采用SMA-13级配混合料。     

沥青混合料集料颗粒间摩擦性能的直剪试验评价

鉴于集料颗粒间的摩阻性能直接影响沥青混合料的抗剪强度,运用相似实验原理系统分析了用直剪试验方法和设备评价集料颗粒间摩擦性能的可行性.并对符合沥青混合料AC - 13、SMA - 13级配的集料和钢球进行了直剪试验评价,解决了梁料剪切试验问题.     

沥青混合料集料颗粒间摩擦性能的直剪试验评价

鉴于集料颗粒间的摩阻性能直接影响沥青混合料的抗剪强度,运用相似实验原理系统分析了用直剪试验方法和设备评价集料颗粒间摩擦性能的可行性.并对符合沥青混合料AC - 13、SMA - 13级配的集料和钢球进行了直剪试验评价,解决了梁料剪切试验问题.     

经济型SMA沥青混合料路用性能研究

通过室内试验,分析了粗细集料含量、粗集料针片状颗粒含量、沥青用量等不同因素对经济型SMA混合料高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性的影响规律。试验结果表明,以高低温性能兼顾最优为原则,经济型SMA混合料粗集料的最佳含量为74%,粗集料针片状颗粒含量不应大于12%。对实体工程的跟踪检测发现,经济型SMA路面具有优良的路用性能,其抗滑性能初期衰减较快,之后逐渐趋于稳定,且满足路用要求。     

粗集料性能对沥青混合料性能的影响

为了研究粗集料性能对沥青混合料性能的影响规律,分别将4.75mm~16mm的粗集料磨耗不同次数以形成4种棱角性不同的粗集料。采用AC-16型级配沥青混合料研究4种棱角性不同的粗集料对沥青混合料水稳定性、高温性能与低温性能的影响。研究结果表明:随着磨耗次数的增加,粗集料棱角性变化明显,进而显著影响沥青混合料的路用性能。     

沥青路面抗滑性能影响因素研究

为研究沥青路面抗滑性能，利用室内小型加速加载设备对3种集料类型、3种级配组成的沥青混合料的抗滑指标BPN和构造深度的衰变规律进行研究，并通过温控箱模拟路表温度，分析了相同混合料在不同温度下BPN值的差异。结果表明：1)集料类型显著影响沥青路面的抗滑性能及衰变趋势，若集料的磨光值越大，磨耗值和压碎值越小，则沥青混合料BPN值衰减速率越小，衰减终值越大；2)沥青混合料级配对构造深度的初值和终值均有较明显影响，级配稳定程度决定了BPN值的衰减幅度和衰减速率；3)温度影响着沥青混合料的材料性能，若温度升高，则使材料性能降低、混合料BPN值呈下降趋势。由此可知，沥青路面抗滑性能受多方面因素的影响，在改善其性能时须考虑相关因素的耦合作用。     

掺加玄武岩纤维的沥青路面结构层选取对比研究

借鉴纤维提高沥青混合料路用性能这一优点,选用新型的路用玄武岩纤维,以常见密级配、间断级配沥青混合料AC—30、AC—20以及SMA—13为依托,对基质沥青纤维胶浆和改性沥青纤维胶浆及其相应的沥青混合料的高温稳定性能进行了研究。研究结果表明：玄武岩纤维对基质沥青和改性沥青胶浆抗车辙因子均有显著提高,抗剪切能力明显增强;玄武岩纤维沥青混合料的动稳定度和残留稳定度均得到提高,不同的沥青混合料玄武岩纤维最佳掺量不同,且对AC—20混合料的改善效果最为明显。研究成果可为玄武岩纤维在道路工程中的应用提供参考。     

基于有限元的沥青混合料数值模拟研究

基于集料-沥青内聚力模型原理构建三种不同沥青混合料的内聚力模型,利用虚拟裂缝闭合技术赋予砂浆材料的扩展有限元属性,通过对模型施加一个位移荷载来分析不同级配界面和砂浆的抗裂性能分析。研究结果表明:不同级配的抗裂性受骨架结构、集料轮廓和形状指标的影响较大。当级配骨架结构不彻底,粗集料松散分布,存在较大砂浆区,往往会对界面造成严重损伤;当相同级配骨架时,粗集料指标对级配界面的抗裂性能成为主要因素;对比不同混合料级配下的SDEG曲和耗散能曲线可知,当分析能量等宏观指标对级配的性能参数影响作用时,由于未考虑到级配间细观参数的作用导致级配的抗裂性能并不明显,细观结构参数下级配砂浆和界面抗裂性能和变化规律均表现出较大的相异性。