粗集料表面纹理的分形评定及沥青混合料性能试验

采用激光轮廓仪测量了7种不同粗集料的表面纹理曲线,应用结构函数法分析了粗集料表面纹理的分形特性,采用特征粗糙度综合表征了粗集料表面纹理的粗糙度、形状和坡度特性,并考察了特征粗糙度对沥青混合料性能的影响。分析结果表明:粗集料表面纹理在一定范围内具有分形特性,其特征粗糙度与沥青混合料动稳定度和冻融劈裂强度比具有显著的线性相关性;随粗集料表面纹理特征粗糙度的增加,沥青混合料高温抗变形能力、抗水损害能力和低温抗裂性能逐渐增强。     

方解石含量对沥青混合料性能影响的试验研究

根据方解石含量测定方法,通过试验评价分析夹杂方解石的石灰岩集料的压碎值、软弱颗粒含量、针片状颗粒含量、与沥青的粘附性以及沥青混合料的冻融劈裂残留强度比等技术指标的变化规律,为保证沥青混合料的施工性能和路用性能,石灰岩集料中方解石含量宜控制在5%以下。     

粗橡胶粉SBS改性沥青透水混合料抗水损害性能

排水沥青混凝土孔隙率大,具有良好的排水、降噪功能,但是易发生水损害. 使用粗橡胶粉和SBS（styrene-butadiene-styrene block copolymer）改性剂对基质沥青进行复合改性. 采用冻融劈裂强度比对透水沥青混合料的抗水损害性能进行评价. 研究SBS用量、最大公称粒径、粗橡胶粉用量、级配各筛孔通过率、消石灰用量和沥青用量6个影响因素对透水沥青混凝土抗水害损性能的影响,揭示粗橡胶粉SBS复配沥青混合料的抗水损害机理. 研究结果表明:SBS用量的增加、集料最大公称粒径的增大、消石灰的加入均能提高透水混合料的冻融劈裂强度比;为了获得最佳的水稳定性和良好的经济性,建议SBS与粗橡胶粉的最佳掺量分别为6%和10%,并且通过灰关联分析得出了影响各规格混合料抗水损害性能的关键筛孔.      

辉绿岩集料和石灰岩集料混用路用性能研究

为解决部分地区辉绿岩集料在配合比设计过程中四档料均用辉绿岩集料易出现空隙率Va、矿料间隙率VMA和流值FL偏大的问题,结合工程实例,首先通过室内试验从辉绿岩的集料品质、粗集料压碎值、细集料棱角性、细集料粉尘含量和粉胶比、集料与沥青的粘附性及矿料级配等多方面论述了辉绿岩的集料特性对沥青混合料配合比设计的影响;其次,提出了采用石灰岩集料和辉绿岩集料混用的方法来提高混合料的和易性,降低矿料间隙率VMA和流值FL;再次,通过浸水马歇尔试验、劈裂试验和车辙试验验证了石灰岩和辉绿岩混用后,其沥青混合料的高温性能和水稳定性能均有不同程度的提高;最后,结合试验路铺筑和相关检测,总结说明了石灰岩集料和辉绿岩集料混用具有良好的路用性能,路面压实度、渗水系数、构造深度及抗滑系数等技术指标均良好,适用于高速公路上面层.     

泡沫沥青冷再生混合料路用性能综合评价

为进一步科学化评价泡沫沥青冷再生混合料路用性能,对比分析了不同泡沫沥青含量下泡沫沥青冷再生混合料各项路用性能指标.选取了劈裂强度、干湿劈裂强度比、动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度和疲劳寿命等6项技术指标作为评价指标,建立了基于功效系数法的泡沫沥青冷再生混合料路用性能评价模型,科学评价了泡沫沥青冷再生混合料路用性能,并确定了泡沫沥青冷再生混合料中泡沫沥青的最佳含量.结果表明:沥青最佳发泡条件为:温度155℃,用水量3.0％;最佳含水率为6.8％;基于功效系数法的泡沫沥青冷再生混合料路用性能综合评价体系较为准确、可靠,5种方案总功效系数大小顺序为A3>A2>A4>A1>A5;泡沫沥青含量为3.0％时,泡沫沥青冷再生混合料的路用性能相对更好.     

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。     

沥青搅拌站回收碱性废粉对沥青混合料水稳定性影响研究

采用沥青搅拌站回收的碱性废粉掺入沥青混合料,代替部分矿粉,会降低沥青与集料的黏附性,不利于沥青混合料的水稳定性。为了利用碱性废粉且不降低沥青混合料的水稳定性,试验研究在沥青混合料中分别加入一定比例的水泥、消石灰、PA-1型沥青抗剥落剂,通过浸水马歇尔稳定度试验、飞散试验、冻融劈裂试验,对比水泥、消石灰、PA-1型沥青抗剥落剂对沥青混合料水稳定性的影响规律。试验结果表明:水泥、消石灰、PA-1型沥青抗剥落剂加入有碱性回收废粉的沥青混合料,可以提高沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度比、减小飞散损失,可有效改善有碱性回收废粉的沥青混合料的水稳定性。相同含量的消石灰比水泥对于沥青混合料的水稳定的提高更有效。相比于水泥、消石灰,加有PA-1型抗剥落剂的沥青混合料的浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比是最大的,且飞散损失最小,表明PA-1型抗剥落剂对于掺有回收废粉的沥青混合料的水稳定性改善效果最佳。     

沥青混合料劈裂试验的颗粒流程序模拟研究

为了从细观角度模拟分析沥青混合料的低温开裂行为,选取了4种集料类型、4种矿料级配类型,运用颗粒流程序PFC2D内置"Fish"语言,重构了包含沥青砂浆和粗集料在内的沥青混合料细观数字试件,采用离散元方法实施了虚拟劈裂试验。研究结果表明:离散元模拟得到的劈裂抗拉强度与室内试验结果的匹配程度较好;试件在加载至峰值荷载前,内部已萌生一定数量微观裂纹,极值点荷载后微观裂纹数量大幅增加;高强度集料组成的混合料基本沿着集料与砂浆的界面发生破坏,低强度集料则部分会被裂纹贯穿;基于颗粒流程序的虚拟劈裂试验可以作为研究沥青混合料断裂特征的辅助手段。     

冻融作用下的沥青混合料力学特性

冻融损坏是冰冻地区沥青混合料的主要破坏形式。通过冻融循环作用下的沥青混合料单轴压缩和劈裂强度试验,分析了冻融循环次数、油石比等因素对沥青混合料力学特性的影响。试验得出,冻融循环次数和油石比对混合料的抗压和劈裂抗拉特性均有影响,油石比越小,影响越明显;在最佳油石比5.5%时,混合料的抗冻性能最好;冻融循环次数对沥青混合料力学特性的影响逐渐减弱,在10~12次冻融循环后,沥青混合料冻融后的强度和模量损失率均逐渐趋于稳定。     

泡沫沥青冷再生混合料试验研究

以某线路为例,在公路施工应用中使用泡沫沥青就地冷再生工艺,分析混合料级配比、沥青种类及用量、拌和用水量等因素对泡沫沥青冷再生混合料干、湿劈裂强度的影响。试验结果表明:中海泡沫沥青用量为2.5%时,泡沫沥青的性能最优,且与粗细集料搭配时能有效地增加泡沫沥青干、湿劈裂强度,当两者拌和用水量为70%~80%时,混合料性能最佳。为后续泡沫沥青冷再生混合料的应用于推广提供技术指导。     

纤维增强沥青混合料马歇尔稳定度及劈裂试验研究

为了研究玻璃纤维和木质素纤维对沥青混合料的增强作用及机理,对不同纤维用量的沥青混合料进行马歇尔稳定度和劈裂试验。结果表明,纤维的加入可以有效增加沥青混合料的马歇尔稳定度和劈裂抗拉强度。玻璃纤维对沥青混合料劈裂抗拉的增强作用优于木质素纤维。     

透水性沥青混合料水稳定性能试验研究

为研究透水性沥青混合料的水稳定性能,采用短期老化试验及冻融劈裂试验对透水性沥青混合料水稳定性能进行了研究。通过对比试验结果分析得出TPS改性剂对沥青混合料水稳定性能起到很好的改善作用。透水性沥青混合料劈裂强度随TPs改性剂的掺量增加而增加,混合料的短期老化过程可以增强试件的抗变形能力。最后得出了透水性沥青混合料中TPS的合适掺量及冻融劈裂抗拉强度比。     

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.     

沥青混合料空隙率影响因素分析

以抗滑表层AK-16级配混合料,采用不同的击实功成型试件,分别进行马歇尔试验、浸水残留稳定度试验、劈裂抗拉强度试验、冻融劈裂试验及动稳定度等试验,分析沥青混合料空隙率的影响因素。     

纤维掺量对沥青混凝土强度的影响

为了研究纤维掺量对沥青混凝土强度的影响,选用5种纤维掺量沥青混凝土的马歇尔试件和圆柱体试件,在MTS810材料试验机上进行劈裂试验和单轴压缩试验,分析了劈裂试验结果和抗压强度随纤维掺量变化的规律。研究结果发现,劈裂强度和抗压强度随着纤维掺量的增加均出现先增大后缩小的变化,在纤维掺量为0.20%时取得最大值,反映出适量的纤维加入可以提高沥青混凝土的强度值。根据破裂试验和单轴压缩试验结果分析,给出此种纤维改善沥青混凝土强度的合理掺量约为0.20%。     

多因素下AC型HMA的水损害性能

应用正交试验设计分析了多因素下AC-13和AC-20热拌改性沥青混合料冻融劈裂强度的影响因素及其相关性。结果表明,级配组成是决定AC-13沥青混合料冻融劈裂强度的关键性影响因素,而油石比变化影响则较小;空隙率和砂当量是影响AC-20沥青混合料冻融劈裂强度的关键因素;冻融劈裂强度与马歇尔性能指标存在良好的线性关系。最后,给出了提高施工质量控制措施的建议。     

SBS和SBR改性沥青混合料抗紫外线老化性能研究

沥青路面的耐久性与沥青混合料抗老化性能密切相关.为了研究紫外线老化作用对沥青混合料力学性能以及高温抗变形能力的影响,通过对相同级配的SBS,SBR和基质沥青混合料紫外老化后进行劈裂试验和车辙试验,分析了经过不同紫外老化时间后3种混合料的劈裂强度和动稳定度的变化规律.结果表明：改性沥青混合料均表现出更好的抗紫外线老化的性能,其中SBS改性沥青混合料效果优于SBR改性沥青混合料.     

沥青稳定碎石水稳定性试验评价

选择三种沥青稳定碎石级配,通过大型马歇尔试验确定最佳沥青用量进行残留稳定度试验、真空饱水残留稳定度试验及冻融劈裂试验,分别时比三种试验方法的试验结果显示,仅简单进行浸水残留稳定度试验,水分无法很好地介入沥青膜与集料的界面,对混合料水损坏的模拟不够充分,而后两种试验在试验结果上表现出一定的一致性,并能够体现出不同级配之间的差异,是在性能验证中可以使用的评价方法.     

水泥对乳化沥青混合料路用性能的影响

针对乳化沥青混合料路用性能特点,研究不同水泥剂量时,乳化沥青混合料在7 d和28 d龄期的路用性能变化规律.采用SEM,EDAX和Zeta电位仪等分析其机理.结果表明:乳化沥青混合料马歇尔稳定度、静压强度、回弹模量、动稳定度及冻融劈裂比等随水泥剂量增加而增大;在一定范围内,水泥剂量增加,混合料低温劈裂强度增大,但脆性增加,较合理水泥剂量为混合料重量的3.0%.水泥水化硅酸钙(C-S-H)等水化产物能够提高混合料Zeta电位,增加Ca,si元素数量,减少自由沥青比例,从而增强浆体致密性,减小浆体与集料界面距离,改善混合料路用性能.     

乳化沥青冷再生混合料性能研究

分别对掺三种不同乳化沥青剂量的冷再生混合料进行了水稳定性试验、高温稳定性试验、松散试验和抗压回弹模量试验等室内试验,结果表明：混合料的水稳定性良好,残留稳定度试验和劈裂强度试验结果均满足规范要求,同时具有较好的抵抗变形的能力,在最佳乳化沥青用量下成型的试件能满足抗压回弹模量大于800MPa的要求。