基于SCB试验的沥青混合料低温性能评价指标研究

研究沥青混合料低温性能评价指标与路面开裂状况之间关系，是合理确定沥青混合料低温性能评价标准的重要依据。为解决传统小梁弯曲试验同现场开裂相关度不高的问题，针对现场不同裂缝间距段落的芯样，引入半圆弯曲试验（SCB）开展混合料低温断裂与抽提沥青BBR试验研究，建立沥青路面开裂间距与沥青混合料断裂能、断裂韧性、劲度模量等指标的关系。从SCB与BBR对比试验可得出结论：改进后的SCB试验能真实反映吉林地区沥青路面实际低温开裂状况；提出了寒区沥青路面低温开裂判定标准；并通过断裂能及断裂韧性等指标的对比分析，提出采用SCB试验的断裂能作为混合料低温性能的评价指标更为合理。研究成果丰富了沥青混合料低温性能评价方法，为完善沥青路面低温抗裂设计提供了技术支撑。     

采用半圆弯拉试验对再生混合料抗裂性能的研究

该室内试验研究的目的是采用半圆弯拉(SCB)试验来评价旧沥青路面材料(RAP)对沥青混合料抗裂性能的影响.研究对4种不同RAP含量的沥青碎石混合料进行两种SCB试验,即弯拉试验和断裂试验.结果显示:RAP含量的增加会增大SCB抗拉强度,但同时也会显著降低沥青混合料破坏后的韧性.RAP含量的增加还会降低沥青混合料的J积分,从而降低其抗裂性能.短期老化和长期老化的沥青混合料在评价RAP影响时表现出了相同的趋势.     

国外SCB（半圆弯抗）试验方法在沥青混合料中的研究与应用

SCB试验方法原用于评价岩石的性能,后引入到沥青混合料研究中,采用SCB试验可以进行静态弯拉、静态断裂和动态疲劳等多种试验,由于试验装置简单,试件来源多样,越来越多的研究者开始关注并采用这一方法进行沥青混合料研究.该文主要介绍了SCB试验方法在国外的研究和应用.     

沥青混合料半圆弯曲低温断裂-愈合特性

采用半圆弯曲(SCB)试验评价了不同级配沥青混合料在低温环境中产生宏观开裂后的自愈合性能。在0℃时将带有切缝的AC-13,SMA-13,AC-20混合料半圆试件进行SCB断裂-愈合-断裂试验。根据试验结果计算获得了半圆试件宏观开裂的临界荷载、临界断裂能和J积分断裂韧度,并将愈合后和愈合前的临界荷载比、临界断裂能比和J积分断裂韧度比定义为沥青混合料自愈合指数,用其量化分析沥青混合料的自愈合性能。研究结果表明:采用SCB试验可以评价沥青混合料的宏观开裂自愈合性能,在0℃时发生宏观开裂的沥青混合料在一定环境中能发生自愈合,如在100℃环境中愈合8 h后,愈合指数超过50%;愈合指数随温度和时间的增加而增加,但存在一个有效愈合期,超过该愈合期后,提高温度和延长时间对愈合能力无显著提高,在愈合时间8 h时,有效愈合温度宜为60℃,在愈合温度为60℃时,有效愈合时间宜为8 h;相同条件下,混合料开裂程度越大,愈合能力越低;沥青混合料自愈合性能除了与沥青用量有关,还受混合料级配矿料粒径大小的影响,本研究中沥青混合料愈合能力大小顺序为:AC-13SMA-13AC-20。     

泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂性评价方法及影响机理分析

随着泡沫沥青冷再生混合料在国省干线和高速公路等高等级公路下面层中的大规模应用,其低温抗裂性需引起更多关注。采用低温弯曲试验和SCB试验研究了水泥掺量、泡沫沥青用量、RAP掺量对泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂性的影响,基于SEM试验揭示了水泥和泡沫沥青对冷再生混合料低温抗裂性的影响机理。结果表明,增大水泥掺量和提高泡沫沥青用量均可改善泡沫沥青冷再生混合料的低温抗裂性,RAP掺量对泡沫沥青冷再生混合料低温性能影响不大,推荐采用低温SCB试验评价泡沫沥青冷再生混合料的低温抗裂性,以弯拉应变和破坏应变能作为评价指标,建议泡沫沥青冷再生破坏应变能不少于1 500 J/m2。水泥对泡沫沥青冷再生混合料的影响机理在于加筋、填充和减小了泡沫沥青冷再生混合料内部微孔数量。     

乳化沥青冷再生混合料低温性能研究

随着乳化沥青冷再生混合料逐渐在高等级公路较高层位的应用,其低温抗裂性能需要引起更多的关注。通过半圆弯曲(Semi Circle Bending,SCB)试验,采用断裂能指标评价乳化沥青冷再生混合料的低温性能,提出不小于1 000J/m2的评价标准。同时与低温弯曲试验进行对比分析,结果表现出相同的变化规律,即不添加水泥的乳化沥青冷再生混合料其低温性能相对较差,随着水泥用量的增加,冷再生混合料低温性能逐渐提高,但随着水泥用量的继续增加,冷再生混合料表现出一定的脆性,导致混合料的低温性能降低,因此,建议乳化沥青冷再生混合料设计时应严格控制水泥用量,并建议水泥用量不超过1.5%为宜。     

沥青混合料疲劳损伤阈值分析

本文首先介绍了沥青混合料疲劳失效机理的研究方法,然后基于断裂能密度并结合四点弯曲疲劳试验及DSCM数字散斑测量系统,分析并计算了基质和SBS改性2种沥青混合料的疲劳损伤阈值。本文从新的角度阐释了沥青混合料的疲劳失效机理,并得出对于同一级配的沥青混合料而言,在同种条件下,改性沥青混合料的抗疲劳性能优于基质沥青混合料的抗疲劳性能。     

直投式SBP外加剂沥青混合料力学试验及三点弯曲破坏模拟分析

为了更好的研究一种新型直投式改性添加剂SBP对沥青混合料抗裂性能的影响,利用旋转压实仪得到马歇尔试件,通过对经过处理的半圆形试件的SCB试验,确定了矿料加热温度、拌和温度和压实温度。对不同类型的混合料进行室内劈裂试验,与普通沥青混合料类型相比,表明改性添加剂SBP能够提高沥青混合料的劈裂抗拉强度。利用粘聚带的双折线本构模型,采用有限元数值分析模拟出了SCB试验过程,得到了竖向位移和荷载变化的曲线,验证了改性添加剂SBP具有提高沥青混合料抗裂性能的能力。     

SMA沥青混凝土断裂与疲劳性能试验研究

主要分析SMA沥青混凝土的断裂与疲劳性能.采用小梁三点弯曲试验分析不同温度(-10～60℃)对SMA沥青混凝土弯曲强度、最大弯曲应变、弯曲劲度模量和断裂应变能密度的影响,同时采用小梁四点弯曲试验研究其疲劳性能.试验结果表明SMA沥青混凝土各项力学性能呈明显的温度依赖性,其疲劳寿命可采用典型的沥青混合料疲劳模型进行预估,...     

高黏弹性沥青砂的抗裂性能研究

应用断裂能理论来研究高黏弹性沥青砂的抗裂性能。通过在不同的试验温度与加载速率条件下进行SCB试验(Semi-Circular Bending Test,半圆弯拉试验),来分析温度与加载速率对破坏荷载和断裂能的影响,研究结果表明:当试验温度保持恒定时,试件的最大破坏荷载随着加载速率的增大而增大,试件的断裂能与加载速率呈负相关;当加载速率保持不变时,试件的最大破坏荷载将随着温度的升高而降低,试件的断裂能与试验温度呈正相关;该试验所需装置简单、试件制作方便、价格低廉,可以作为沥青混合料抗裂设计的标准试验方法。此外,运用ABAQUS有限元软件模拟试验过程并进行参数敏感性分析,将数值模拟结果与试验结果对比,验证了采用断裂能评价高黏弹性沥青砂抗裂性能的有效性。     

布敦岩沥青混合料路用性能研究

对布敦岩沥青、A-70沥青、SBS改性沥青混合料进行对比试验,研究布敦岩沥青混合料的路用性能。车辙试验、旋转加载轮辙仪试验结果表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料的高温性能,与A-70沥青混合料相比,其动稳定度提高64%;浸水马歇尔和冻融劈裂试验结果表明,岩沥青的冻融劈裂抗拉强度比、残留马歇尔稳定度和水稳定性明显高于A-70沥青混合料,与SBS改性沥青混合料大致相当;采用Semi-Circular Bending(SCB)方法的疲劳试验结果显示,岩沥青可以大大提高混合料的疲劳寿命,其疲劳性能甚至好于SBS改性沥青混合料。     

真空法实测沥青混合料理论最大相对密度试验

真空法实测沥青混合料的理论最大相对密度是一种较准确的方法.试验时保证混合料的细集料分散,普通沥青混合料真空时间为15min,改性沥青混合料真空时间为20min,能提高试验精度.并对混合料理论最大相对密度在15～25℃之外的温度进行了修正.     

基于不同试验类型的铁屑对沥青混合料愈合能力的影响研究

基于铁屑对混合料愈合能力的促进作用,对铁屑沥青混合料的SCB半圆弯曲试验和四点弯曲疲劳试验的愈合结果进行了对比分析,采用二次拟合方法建立了铁屑沥青混合料愈合方程,旨在探究不同试验类型对铁屑促进混合料愈合效果的影响及影响规律。研究结果表明:对于SCB半圆弯曲试验,有无铁屑条件下的混合料愈合能力相差6.34%。对于四点弯曲疲劳试验,有无铁屑条件下的混合料愈合能力相差22.01%,这说明铁屑对四点疲劳试验试件的愈合增强作用要大于对SCB半圆弯曲试验试件的愈合增强作用。二次愈合方程的相关系数R~2分别为0.882 39和0.955 92,表明采用二次拟合方法建立的预估模型,可以较好的体现铁屑对沥青混合料愈合能力的影响规律。最后根据愈合方程得到四点弯曲疲劳愈合试验的最佳铁屑掺量为8.4%。     

排水性沥青混合料最佳油石比确定方法

为了避免常规配合比设计确定的最佳油石比范围太宽等问题,提出了考虑结构耐久性和功能性的协调统一的排水性沥青混合料最佳油石比确定方法,通过引入扭剪试验和低温SCB试验来精确计算排水性沥青混合料的最佳油石比,经室内析漏、分散、贯入剪切以及SCB疲劳试验验证,该法具有较好的技术优越性,研究成果可对今后同类型工程设计提供了技术参考。     

沥青混合料低温抗裂性能影响因素的灰关联分析

通过对沥青混合料低温开裂机理的分析，以弯曲应变能密度临界值为指标，运用灰关联的方法分析沥青混合料的弯拉强度、临界弯拉应变、油石比、表现密度及所用沥青的针入度等指标对混合料低温抗裂性能的影响程度。研究表明，由于沥青混合料的应变能密度临界值指标是混合料临界弯拉应变和弯拉强度2个指标的综合，用它来评价沥青混合料的低温抗裂性能更加科学；低温时沥青混合料的允许变形能力较差，提高混合料的允许变形能力可明显增强沥青路面的低温抗裂性能。     

粗细集料比对排水性沥青混合料性能的影响

基于马歇尔、贯入剪切、低温SCB、间接拉伸疲劳试验研究了88/12、85/15、80/20、78/22、75/25、70/30共6种粗细集料比例对排水性沥青混合料体积指标和路用性能的影响。试验结果表明:粗细集料比对排水性沥青混合料体积指标和路用性能均有显著影响,粗细集料比合理的排水性沥青混合料具有较高的贯入剪切强度,较小的粗细集料比能有效提高混合料的抗疲劳性能和低温抗裂性能。综合考虑沥青路面的功能性和路用性能,建议的排水性沥青混合料粗细集料比的范围为80/20~75/25。     

除冰盐对沥青混凝土性能的影响

研究了除冰盐种类、温度和浸泡时间等因素对AH-70沥青和SBS改性沥青两种混合料性能影响.结果表明:除冰盐可以增加沥青混合料的拉伸破坏强度和常规劈裂强度,但混合料的断裂能降低;在冻融循环的条件下,除冰盐会明显降低沥青混合料的劈裂强度;在60℃高温条件下,在除冰盐饱和溶液中浸泡的沥青混合料马歇尔残留稳定度会降低,其中CH...     

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.     

掺加PE-Y颗粒状抗车辙剂改性沥青混合料配合比设计方法研究

掺加颗粒状抗车辙剂改性沥青混合料是一种全新的沥青混合料品种,采用干法工艺将颗粒状抗车辙剂拌人沥青混合料中,这既不同于普通沥青混合料,也不同于改性沥青混合料.鉴于该种沥青混合料配合比设计过程中存在的种种问题,结合其自身特点,对现行的普通沥青混合料配合比设计方法进行了适当改进:(1)采用矿质混合料合成平均密度作为矿质混合料的有效相对密度以反算混合料的理论最大密度;(2)直接以目标空隙率所对应的沥青用量a3作为OAC1.在上述改进的基础上,系统研究并详尽阐述了如何利用马歇尔试验进行掺加颗粒状抗车辙剂改性沥青混合料配合比设计的成套方法.     

泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能研究

基于Overlay Tester试验研究RAP掺量及RAP料源性质、水泥掺量、矿料级配、基质沥青标号四因素对泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的影响规律,探讨泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的评价标准。结果表明:Overlay Tester试验的第一个加载周期内的最大拉力、最大荷载损失率、最大荷载加载次数、总断裂能可作为泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的评价指标。推荐面层用泡沫沥青冷再生混合料Overlay Tester试验第一个加载周期内的最大拉力不小于1075 N、总断裂能不小于900 N·m,用于基层或底基层时,泡沫沥青冷再生混合料第一个加载周期内的最大拉力不小于700 N、总断裂能不小于900 N·m。