沥青稳定碎石排水性材料组成设计

大空隙沥青稳定碎石排水基层可以有效防治沥青路面早期水损害,在参考国外研究成果的基础上,通过室内试验的不断调整,最后确定出3种典型级配,并总结出大空隙沥青混合料沥青最佳用量的确定方法。     

大粒径透水性沥青混合料最佳沥青用量的确定

大粒径透水性沥青混合料(LSPM)不同于传统沥青混合料,它由较大粒径的集料形成骨架和一定量细料进行填充,形成的单粒径骨架嵌挤连通空隙结构,空隙率较高,难以完全使用常规的马歇尔试验方法确定其沥青含量。笔者参考国内外排水性大粒径沥青混合料沥青用量确定方法,考虑沥青被集料吸收的比例,通过沥青膜有效厚度和集料比表面积初步确定沥青用量,提出了其计算方法,并结合设计空隙率、析漏试验与飞散试验综合确定LSPM最佳沥青用量。     

大粒径大空隙沥青混合料成型方法试验研究

成型温度与击实次数对大粒径大空隙沥青混合料的路用性能影响显著。为了确定MAC改性沥青大粒径大空隙沥青混合料的室内成型方法,首先采用软化点试验,分析了加热温度对MAC改性沥青软化点测试结果的影响,推荐了MAC改性沥青的加热温度;其次采用大型马歇尔击实试验,分析了击实次数对大粒径大空隙沥青混合料体积指标的影响。试验结果表明:随着加热温度的增加,MAC改性沥青软化点增势先急后缓,以195℃为变化节点;随着击实次数的增加,大粒径大空隙沥青混合料毛体积相对密度先增大后减小,而空隙率则相应地先降低后增高,均在112次击实次数时达到极值;推荐195℃沥青加热温度、112次击实次数作为MAC改性沥青大粒径大空隙沥青混合料的室内成型方法。     

沥青膜厚对沥青混合料工程性能的影响

沥青膜的厚度对沥青混凝土的技术性质有显著的影响,通常推荐沥青膜的最小厚度在6～8 μm,然而这一结论并没有充分的研究论据.本文研究沥青膜厚对不同级配沥青混合料工程性质的影响,确定对于不同级配下沥青混凝土中沥青膜厚的最佳值.对于空隙率为3～6%的沥青混合料,最佳的沥青膜厚应在 8 μm 左右;对于空隙率为4～10%的沥青混合料,最佳的沥青膜厚应在 10 μm 左右;对于空隙率为15%以上的大空隙沥青混合料,最佳的沥青膜厚应在 12 μm 左右.     

用于生态化路面铺装的大孔隙透水沥青混合料配合比设计研究

介绍了生态化路面和大孔隙透水性沥青混合料的特点,探讨了大孔隙透水性沥青混合料的配合比设计方法,将强度理论运用于透水沥青混合料铺装结构设计中,通过对设计区域汇水量的计算,确定沥青混合料的目标空隙率;利用主骨架空隙体积填充法进行集料级配设计;再通过混合料析漏试验和马歇尔试件肯塔堡飞散试验确定最佳沥青用量并进行相关的强度检测.试验表明:混合料在确保空隙率的同时满足路面的强度要求,具有较好的使用性能,对研究应用大孔隙透水沥青路面具有参考价值.     

大粒径沥青混合料的力学特性和路用性能研究

分别采用主骨架空隙体积填充法、Superpave方法和贝雷法设计了5种大粒径沥青混合料级配,然后采用大马歇尔试验配合比设计法对所设计的5种大粒径沥青混合料进行了最佳油石比的确定,并对最佳油石比下的大粒径沥青混合料进行了力学特性和路用性能研究.结果表明:大粒径沥青混合料具有较高的抗压强度、抗压回弹模量和劈裂强度,且具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和水稳定性.     

大空隙沥青混合料的耐久性研究

通过设计3种不同级配的大空隙沥青混合料,对其进行不同程度的老化处理,然后再进行肯塔堡飞散试验、浸水肯塔堡飞散试验和冻融循环劈裂试验,采用飞散损失、浸水飞散损失和冻融劈裂强度比等指标表征大空隙沥青混合料的耐久性,研究级配、浸水和老化对大空隙沥青混合料的耐久性的影响.结果表明:级配、水和老化都会对大空隙沥青混合料的耐久性产生影响,增大9.5 mm的通过率可提高大空隙沥青混合料的耐久性,老化和浸水却会降低其耐久性.     

沥青混合料目标配合比设计的最佳沥青含量范围估算

针对沥青混合料目标配合比设计阶段马歇尔方法确定最佳沥青含量时因拟定的沥青含量范围宽而导致试验工作量大的情况,提出了估算最佳沥青含量范围的问题.即以空隙率和矿料间隙率计算公式联合解得沥青含量表达式,再依据体积指标的标准要求估算出最佳沥青含量范围.理论分析和工程实例表明,估算法必然能找到最佳沥青含量所在的局部小范围;然后在此小范围内进行马歇尔试验确定最佳沥青含量,可大大减少试验工作量,缩短试验时间.     

洒水方式对缓解沥青混凝土路面高温车辙损坏的研究

通过对空隙率分别为4％和20％的骨架-密实型和骨架-空隙型两种沥青混合料高温状态下的洒水试验,分析了10 mm厚的方盘试件不同深度处的温度变化规律,从而明确了洒水方式对不同空隙结构沥青混凝土路面在高温状态下的降温效果,并推荐出不同结构类型沥青混合料在高温天气里的最佳洒水方式,以降低沥青混凝土路面温度,从而缓解沥青混凝土路面高温车辙损坏.     

基于CT扫描与图像处理技术的沥青混合料空隙特征分析

为了探究沥青混合料空隙特征,以不同级配类型与成型方式的沥青混合料为研究对象,采用CT无损扫描技术获取大量断面图像,应用Matlab软件对断面图像的空隙部分进行识别与分析,得到了空隙在试件内部的分布规律以及空隙分形维数的变化规律。采用压力机模拟沥青混合料马歇尔稳定度的试验过程,并在不同阶段扫描试件,获得其断面图像,确定了试验过程中混合料内部空隙的变化过程。结果表明:马歇尔试件的空隙率与空隙分形维数呈现出外部大、中间小的分布规律,而旋转压实试件的空隙率与分形维数分布较为均匀;在马歇尔稳定度的试验过程中,空隙面积与数量减少,试件先被压密,后随着荷载增大,空隙面积与数量增加,空隙逐渐变宽,直至试件破坏。     

ATH/EG复合阻燃剂对沥青及大空隙沥青混合料性能影响

为提升阻燃剂在隧道沥青路面中的阻燃应用效果，探究阻燃剂对沥青及大空隙沥青混合料性能的影响，采用水热法制备了氢氧化铝(ATH)/可膨胀石墨(EG)复合型阻燃剂，并成型了适用于隧道环境具有阻燃和降噪功能的大空隙沥青混合料。采用氧指数试验分析了复合阻燃剂对沥青阻燃性能的影响，采用动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验分析了复合阻燃剂对沥青高低温流变特性的影响，采用马歇尔试验、汉堡车辙试验、动态模量试验以及疲劳试验分析了复合阻燃剂对大孔隙沥青混合料路用性能的影响。结果表明：ATH和EG比例为1∶1时复合阻燃剂的协同阻燃效果最优，且随着复合阻燃剂掺量的增加沥青的阻燃性能越好；复合阻燃剂提升了沥青的高温性能，但降低了低温性能，综合考虑沥青的阻燃性能及流变性能，推荐ATH/EG复合阻燃剂掺量为15%～20%;ATH/EG复合阻燃剂提高了大空隙沥青混合料的高温稳定性和动态模量，但降低了沥青混合料的疲劳性能。     

大空隙沥青混合料空隙特征与渗透性评价

鉴于当前大空隙沥青混合料和排水路面设计过程中存在的渗透性评价不准确,无法有效控制设计孔隙率,导致路面由于孔隙率过大或过小而产生早期破坏等问题,研究结合排水路面实体工程设计了大空隙沥青混合料,借助工业CT对室内成型的试件和路面取芯的试件进行了断层扫描,对空隙和渗透系数分布特征等内容进行了研究。孔隙率的分布,以及横向和竖向渗透性评价结果表明,大空隙沥青混合料的横向渗透性大于竖向渗透性,与竖向渗透性是倍数关系。     

沥青混合料设计的主骨料空隙体积填充法研究及应用

提出了根据主骨料空隙体积设计沥青混合料级配的新方法--主骨料空隙体积填充法.这一设计方法简便实用,能保证沥青混合料的嵌挤骨架结构,可用于设计任意空隙率的沥青混合料,且设计误差小,无需反复试配,具有较大的理论研究和实用价值.     

数学回归法在大孔隙沥青混合料级配设计中的应用

透水型沥青路面(OGFC)是一种具有连通空隙的开级配沥青路面材料,具有排水、降噪等良好的功能性.大孔隙沥青混合料的空隙率直接影响到沥青混合料的路用性能和功能性能,而控制OGFC空隙率主要靠确定合理的关键筛孔通过率,但是对于二点通过率与空隙率的具体关系尚无深入研究.文中采用二元线性回归找出OGFC-13的2个关键筛孔通过率与空隙率的关系.研究表明,2.36 mm和4.75 mm两个关键筛孔与OGFC混合料空隙率有很好的线性关系.     

大空隙降噪沥青混合料的路用性能研究

通过对比分析不同空隙率的降噪沥青混合料的力学性能,并对其降噪效果进行了测试,表明空隙率的增加将降低沥青混合料的路用性能,但空隙从20%增加到23%时噪音的降低并不明显。而与低空隙的SMA路面(4%左右空隙)相比,大空隙排水降噪路面可以有效地降低车辆行驶噪音,最大可降低6.4d B(A),对环境的影响较为敏感。     

路面横坡度与大空隙沥青混合料渗水性能的关系分析

通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验以及改进的渗水试验,来评价同一种级配不同沥青的大空隙沥青混合料的水稳定性、高温稳定性和渗水性能等,模拟在不同路面横坡度下大空隙沥青混合料的横向及竖向渗水系数与横坡度之间的关系,回归了路面横坡度与渗水系数之间的线性关系。     

沥青碎石基层混合料的功能设计

针对现有高等级公路早期损坏现象,在分析结构类型影响程度的基础上,提出了柔性基层与半刚性基层优化组合的结构型式。文中基于沥青碎石基层的功能特点,确定了沥青碎石混合料的设计原则与设计指标,并采用最佳振动压实工艺、引入填充系数及具有侧限、能反映材料三向受力状态的动载压入法等具有新特点的设计方法分别确定了沥青碎石混合料的粗骨架类型、细集料分布及最佳填充系数,从而设计出满足基层功能要求的骨架-空隙型沥青碎石混合料。     

基于工业CT技术的沥青混合料体积组成分析

为了改善使用毛体积密度等物理量将体积组成换算成重量组成百分比的弊端,该文将工业CT技术应用于沥青混合料的体积组成研究。介绍了工业CT的工作原理及基于体素的三维重建算法;对试件作三维重建,确定出阈值,能够识别空隙、沥青胶浆和集料颗粒;最后分析了试件体积参数,计算了各组成成分的体积百分比。     

超薄磨耗层SMA-5沥青混合料的设计及性能研究

采用改进的主骨料空隙体积填充法进行了超薄磨耗层SMA-5沥青混合料的配合比设计,经室内试验验证SMA-5沥青混合料路面具有良好的路用性能.试验路检测结果表明,与密级配沥青混凝土路面相比,超薄磨耗层SMA-5沥青路面的表面构造深度提高38%,摩擦系数提高14%,路面噪音降低3～4 dB,具有构造深度大、抗滑性能好、降噪效果明显的特点.     

沥青混合料最佳沥青用量确定方法研究

对25种沥青混合料,采用5种方法确定最佳沥青用量,试验数据统计表明我国现行OAC方法和美国Superave方法确定的沥青用量对应的体积指标均满足工程要求.两种方法确定的沥青用量差值平均仅为0.036 8%.说明我国现行规范规定的沥青混合料最佳沥青用量确定方法是适合的.