基于不同成型方式的沥青混合料性能研究

基于Superpave旋转压实和马歇尔击实成型方法,简单介绍了Superpave沥青混合料配合比的设计过程,并通过车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验及浸水马歇尔试验,对比分析了在两种不同成型方式下AC-20沥青混合料最佳油石比、高温抗变形、低温抗开裂及水稳定性能差异,结果表明:成型方式对沥青混合料性能影响显著,采用旋转压实成型沥青混合料确定的最佳油石比要小于马歇尔击实方法,且动稳定度提升约26%,冻融劈裂比及残留稳定度升高约2%,破坏弯拉应变基本相同,综合路用性能更优。     

提高马歇尔击实次数对AC-13沥青混合料性能影响的研究

问题的提出 我国的沥青混合料组成设计,一般都采用马歇尔击实试验（双面击实75次或50次）,其试验操作简单、易学,试验设备和试验条件较为容易满足,因而在各地的沥青混合料设计中应用广泛。但随着路面施工技术的发展,特别是大吨位、高性能压路机的广泛应用,以及道路重载车辆的增多,采用此传统方法设计的沥青混合料,往往存在密实度偏低、油石比偏大等问题,沥青路面施工中经常会出现压实度超百现象,室内的混合料设计指标无法有效进行施工现场控制。而路面通车后又往往会较快出现车辙、拥包、泛油等病害。这些都表明马歇尔试验方法存在明显的不足之处。因此在一些工程开始采用其它的沥青混合料设计方法,如Superpave的旋转压实等,所设计出的沥青混合料性能可以更佳。Superpave旋转压实方法与沥青混合料施工现场压实的实际情况更为接近,符合现在大吨位压实机械对混合料的压实功,并且一些工程经验表明旋转压实设计得出的油石比明显小于马歇尔方法的油石比,其沥青混合料的路用性能往往较好;但从我国实际情况来看,马歇尔设计方法由于试验方法简便、成本低、工程技术人员易于接受等原因,其使用仍较为广泛。为克服马歇尔法所存在的缺点,提高所设计的沥青混合料的路用性能,针对沥青路面中使用较为广泛、路用性能要求较高的AC-13沥青混合料,通过提高马歇尔试验击实次数,对不同击实次数成型的马歇尔试件进行测试,检测其各项指标的变化情况,并进行路用性能试验,分析提高击实次数后对其路用性能的影响。     

沥青混合料油石比的图像识别方法

为了快速方便地检验沥青混合料油石比,选取普通沥青混合料AC-13C,按不同油石比击实成型标准马歇尔试件,并对试件进行水平切割,采用数码相机拍摄沥青混合料切面的数字照片,据此通过图像处理提取沥青灰度特征.分析结果表明:沥青混合料切面图像的灰度频率分布曲线具有典型的双峰分布特征,通过采用加权的双正态分布概率密度函数拟合左峰半枝灰度频率分布曲线,所提取的沥青灰度特征明显,相应得到的识别沥青用量与实际油石比之间具有显著的线性相关性,判定系数超过0.99;图像识别方法的识别油石比与实际油石比之间的绝对误差一般在±0.1％以内.可见,采用图像处理技术识别沥青混合料油石比可行.     

不同温拌外加剂对沥青混合料的降温效果研究

温拌技术的关键是温拌外加剂.不同的温拌外加剂对沥青混合料的降温效果不同,从而需要经过具体试验来选择合适的温拌外加剂,以达到理想状态.研究4种温拌外加剂对AC-13混合料的降温效果.试验方案:用同种级配及油石比,对不同外加剂的温拌沥青混合料在不同温度下进行马歇尔击实试验,检测试件空隙率变化情况,并对不同外加剂的温拌沥青混合料达相同空隙率时的击实温度进行对比,确定降温效果最为明显的外加剂,并与热拌SBS改性沥青击实试件相对比,确定降温效果.     

基于一种冷补乳化沥青混合料的修正马歇尔试验方法研究

采用室内试验方法,对一种用于公路冷补的乳化沥青混合料马歇尔试验方法进行了研究,得出了乳化沥青混合料马歇尔试件的养生条件、击实方法以及试验温度等关键参数.结果表明该冷补料马歇尔试件在60％烘箱中养生48h后二次击实,与冷补路面的实际情况相符,在40℃水浴温度条件下进行马歇尔稳定度试验,其结果接近热沥青对比试件的试验结果.     

蠕变试验评价沥青稳定碎石高温流动变形性能

基于大型马歇尔试验确定6种沥青稳定碎石混合料的最佳油石比,击实成型蠕变试验试件。利用单轴静态蠕变试验结果-蠕变模量和拟合曲线斜率值,及动态蠕变试验拟合曲线斜率值综合评价6种沥青稳定碎石抗高温流动变形能力,试验表明在矿料级配范围上限与中值之间的沥青稳定碎石混合料抗高温变形能力最强。因此,在沥青稳定碎石混合料组成设计时矿料级配曲线应在上限与中值之间;特别地,ATB-25矿料级配曲线应靠近中值,ATB-30矿料级配曲线应靠近上限。     

基于Superpave和马歇尔法的最佳油石比对比分析

为确定科学合理的最佳油石比以改善沥青混合料路用性能,分别采用Superpave和马歇尔设计方法成型沥青混合料试件,通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验对比分析了两种方法下试件的高温性能、低温性能和水稳定性,推荐了路用性能较好的设计方法,为沥青混合料配合比设计体系完善提供了一定参考。结果表明:采用Superpave设计法较马歇尔设计法成型的试件,高温性能与低温性能均有所提高,且两者水稳定性相差不大;因此Superpave设计方法更为科学合理。     

不同类型沥青混合料抗滑性能评价

通过系统地对沥青路面抗滑性能影响因素的分析,结合室内试验对若干类型沥青混合料试件的抗滑值进行测试,并结合混合料的结构特征做了对比分析研究.沥青混合料试件包括:根据马歇尔设计方法确定最佳沥青用量的试件,比最佳沥青用量高0.5％和1.0％的试件,以及采用Superpave设计方法制作的试件和间断级配沥青混合料试件.研究发现,Superpave的抗滑值最高,之后依次是SMA和马歇尔设计方法制作的试件.     

不同成型方法对乳化沥青混合料设计参数影响

最佳含水量和最佳乳化沥青用量是乳化沥青混合料设计的重要参数.为了比较不同成型方法对这两种设计参数影响,分别采用重型击实和振实成型确定最佳含水量,振实成型确定的最佳含水量为3.4％,重型击实法确定的最佳含水量3.8％.用这两种方法确定的最佳含水量分别制备马歇尔试件和旋转压实法成型试件,确定出最佳乳化沥青含量都为4.0％,说明重型击实和振实成型方法对马歇尔设计方法、旋转压实确定最佳乳化沥青含量具有相同的适用性.     

乳化沥青冷再生混合料马歇尔试件成型方式优化

为优化乳化沥青冷再生混合料马歇尔试件成型方式,首先根据高温养生过程中马歇尔试件内部水分蒸发规律的检测结果,初步设定多个第二次击实时间点,然后对比研究不同第二次击实时间点及不同击实搭配方式对水泥乳化沥青冷再生混合料性能的影响规律,确定合理的第二次击实开始时间及击实搭配方式。结果表明,60℃高温养生过程中,第二次击实时间点选择在15h且采用"60+15"击实搭配方式成型的马歇尔试件性能最优。     

不同成型参数对水泥乳化沥青冷再生试件孔隙率和劈裂强度的影响研究

为了探索添加了水泥的乳化沥青冷再生混合料马歇尔试件最佳成型工艺,笔者从有可能影响马歇尔试件孔隙率和劈裂强度的因素着手,设计实验进行了一系列实验室研究。结果显示:对于添加水泥的乳化沥青冷再生混合料,在制备马歇尔试件时,应充分考虑沥青混合料的可拌合时间及水泥的初凝时间。建议拌合好的混合料等接近可拌合时间时进行装模,双面各击实50次,然后置于40℃烘箱养护2 h,取出后双面各击实25次,40℃烘箱养护至恒重,移入室温放置12 h后脱模。     

GTM方法设计重载交通沥青混合料配合比的研究

通过研究不同击实次数下马歇尔试件体积指标的变化以及对比马歇尔方法与GTM方法设计的沥青混合料的性能．试验数据表明,GTM设计方法更适合于重栽交通沥青路面沥青混合料配合比的设计。     

道路沥青含量对沥青混合料劲度的影响研究

劲度是反应沥青混合料在给定温度和加载条件下的应力应变关系的参数。各种因素实质上通过影响沥青混合料的劲度来影响其疲劳性能,为了定量研究沥青含量对沥青混合料疲劳性能的影响作用,通过间接拉伸疲劳试验,研究了5种不同油石比AC-20试件的劲度变化规律,试验结果表明:适当增加沥青含量确实可以增加抗疲劳性能。特别是在高应力比加载情况下,这一点尤为明显,最佳抗疲劳性能对应的沥青含量略高于马歇尔试验确定的最佳油石比。然而,过高的沥青含量会导致抗疲劳性能的快速衰减。     

GTM方法设计重载交通沥青混合料配合比的研究

通过研究不同击实次数下马歇尔试件体积指标的变化以及对比马歇尔方法与GTM方法设计的沥青混合料的性能,试验数据表明,GTM设计方法更适合于重栽交通沥青路面沥青混合料配合比的设计.     

不同温拌沥青混合料降温效果研究

选取有机添加剂Sasobit和人工沸石两种温拌剂,采用东海70号沥青配置温拌沥青,选取AC-13矿料级配拌制沥青混合料。通过黏温曲线和马歇尔试件的体积指标分别确定两种温拌剂各自的最佳掺量;在最佳掺量的条件下通过不同温度下成型马歇尔试件和旋转压实试件,观察其空隙率的变化规律来研究两种温拌沥青混合料的降温效果。研究表明:两种温拌剂都可降低沥青的高温黏度,其黏度随温拌剂掺量的增加而减小;Sasobit最佳掺量为3%(与沥青的比例),在马歇尔击实条件下,加入Sasobit的WMA的成型温度比HMA的成型温度降低了14℃;人工沸石的最佳掺量为0.3%(与混合料的比例),在马歇尔击实条件下,加入人工沸石的WMA成型温度比HMA的成型温度降低了20℃,在旋转压实的情况下两者的温度降低了接近30℃。     

基于空隙率指标的多孔沥青混合料压实效果试验研究

对多孔沥青混合料特殊的压实效果进行试验研究,按照不同集料类型、击实次数、拌合及击实温度条件,分别成型马歇尔试件并测定空隙率,评价各因素对空隙率的影响,进而分析混合料的压实效果.     

温拌沥青混合料的压实特性与难易系数

为了研究温拌沥青混合料的压实性能及其可压实的难易程度,选用3种同品牌温拌沥青(ACMP1、ACMP2与ACMP3)和2种热拌沥青(70#基质沥青与SBS改性沥青),制备了AC-13C型沥青混合料,采用马歇尔击实试验,变化不同的击实次数和击实温度,测试了马歇尔试件的压实度和稳定度,分析了其变化规律,建立了压实度与击实次数的指数回归关系,引入了压实成长曲率因子,定义了压实难易系数。试验结果表明:沥青混合料的压实度随着击实次数的增加而呈指数增长,初期增长较快,后期较慢,且最终趋于稳定;在击实温度为90℃~150℃的范围内,压实度随着击实温度的升高呈线性增长;马歇尔稳定度随压实度增大呈线性增长变化,符合传统研究结果;温拌沥青混合料的压实难易系数比热拌沥青混合料降低了13.5%~18.5%,具有较小的压实难易系数,更容易压实。     

漯平高速公路沥青路面下面层AC-25型沥青混合料目标配合比设计

为确保沥青路面下面层AC-25型沥青混合料目标配合比设计满足质量要求，通过各种矿料的筛分结果，结合混合料级配要求，确定初始油石比，再通过马歇尔稳定度试验确定最佳油石比，最终确定目标配合比。     

漯平高速公路沥青路面下面层AC-25型沥青混合料目标配合比设计

为确保沥青路面下面层AC-25型沥青混合料目标配合比设计满足质量要求,通过各种矿料的筛分结果,结合混合料级配要求,确定初始油石比,再通过马歇尔稳定度试验确定最佳油石比,最终确定目标配合比.     

有机温拌沥青混合料施工温度分析

为合理确定有机温拌沥青混合料的施工温度,对比沥青黏温曲线、马歇尔击实法与旋转压实法成型试件的体积指标变化、混合料和易性试验的4种施工温度确定方法,并分析施工温度的确定结果及试验过程中混合料的性能特点,认为通过测试旋转压实法成型试件体积指标以及混合料和易性试验所确定的施工温度结果较为合理。