沥青混合料配合比设计中的关键技术

通过对沥青混合料配合比设计过程中集料级配的计算、设计、调整和沥青混合料高温性能评价指标的研究,提出了变i法及相应计算公式,给出了满足AC-16、SM A-16和Sup-12.5级配的i值范围;将0.075 mm筛孔作为最小控制筛孔,提出了FAP指标,以此来检验0.075 mm筛孔的通过率,完善了贝雷法对设计级配关键筛孔通过率的检验,给出了满足SM A-16型级配的CA比和FA比检验的合理指标范围,为SM A的设计和检验提供了理论依据;提出了综合考虑行车速率、累积变形量和最大永久变形量等因素对沥青混合料高温性能影响的动抗压强度(DCS)指标,结果表明动抗压强度指标能较好体现工程实际中车辙的形成规律,并有效提高了对沥青混合料高温性能评价的区分率。     

沥青混合料配合比设计中若干技术问题

通过对沥青混合料集料级配计算、设计、调整和沥青混合料高温性能评价指标的研究,提出了变i法及其公式,给出了满足AC-16、SMA-16和Sup-12.5级配的i值范围;将0.075 mm筛孔作为最小控制筛孔,提出了FAP指标,以此检验0.075 mm筛孔的通过率,完善了贝雷法对设计级配关键筛孔通过率的检验,给出了满足SMA-16型级配的CA比和FA比检验的合理指标范围,为SMA的设计和检验提供了理论依据;综合考虑行车速率、累积变形量和最大永久变形量等因素对沥青混合料高温性能影响,提出的动抗压强度(DCS)指标 能较好体现工程实际中车辙的形成规律,有效提高了对沥青混合料高温性能评价的区分率.     

沥青混合料高温稳定性评价指标研究

目前,研究沥青混合料高温稳定性的方法是以动稳定度作为评价指标,该指标仅考虑了压实沥青混合料后15 min的永久变形率,缺乏对全过程的最大永久变形量的考虑.提出以动稳定指数(DSI)作为沥青混合料高温稳定性的评价指标.综合考虑了行车速率、车轮荷载和最大永久变形量等因素,使这一高温性能评价指标与工程实际中车辙形成规律相一致.结果表明:动稳定指数(DSI)指标的提出,有效避免了高温性能差别明显而动稳定度基本一致的不合理情况,使之对沥青混合料高温性能的评价具有更好的区分率.     

沥青混合料高温性能评价指标研究

为研究常规的高温性能评价指标与混合料抗剪强度的相关性,引入骨架接触度SSC和骨架稳定度S指标来表征矿料级配的骨架结构特征,对3种不同矿料级配的AC-13沥青混合料进行了60℃条件下的车辙试验、无侧限抗压试验及单轴贯入试验,分别采用动稳定度、永久变形量及抗剪强度来评价沥青混合料的高温强度性能,并对矿料骨架结构特征、动稳定度、永久变形与抗剪强度的相关性进行了分析。结果表明:①骨架接触度SSC和骨架稳定度S与混合料的抗剪强度正相关,可用来进行混合料高温稳定性的初期设计,提高混合料高温性能设计的可靠度;②动稳定度与抗剪强度具有很好的相关性,可较好地反映混合料的高温性能,但离散性较大,当两种沥青混合料的高温性能相差不大时,采用动稳定度指标来评价高温稳定性时敏感性和区分度均较低,可靠性不高,此情形下建议增加抗剪强度指标进行高温性能评价;③车辙试验的永久变形与混合料抗剪强度相关性较差,不适合用来直接评价混合料的高温性能。     

累积永久变形量的计算方法及动抗压强度的适用性

目前,动稳定度(DS)一直作为我国沥青混合料高温性能的评价指标,但其不能反映整个使用过程中的抗永久变形能力,用来评价高温性能存在一定的局限性,因此提出了动抗压强度(DCS)作为评价指标。从动抗压强度的概念入手,分析得出其大小取决于累积永久变形量;然后以试验数据为基础,提出了两种计算累积永久变形量的方法;最后将动抗压强度与动稳定度做对比,论述该指标的优越性与可推广性。     

级配对橡胶沥青混合料高温性能影响研究

为研究级配对橡胶沥青混合料高温性能的影响,该文对基于贝雷法、CAVF法、经验法所设计的沥青混合料进行车辙试验和单轴贯入试验,通过贝雷法和级配分形法进行级配评价,结合级配评价指标分析级配对混合料高温性能的影响。试验结果表明:级配对橡胶沥青混合料高温性能影响显著,但CAVF法和贝雷法两种级配设计方法对橡胶沥青混合料高温性能影响不存在明显优劣,应根据实际混合料性能进行级配优选;单轴贯入模量与混合料动稳定度相关性良好;级配评价指标中,贝雷法评价参数CA值与动稳定度和单轴贯入模量相关性较好,建议使用该指标用于级配设计的优化评价。     

间断级配橡胶沥青混合料抗车辙性能试验

为了研究采用车辙试验检测橡胶沥青混合料高温稳定性的适用性,对橡胶沥青混合料、复合橡胶沥青混合料、沥青玛蹄脂碎石混合料三种间断级配混合料进行配合比设计,并进行车辙试验,得到不同温度和时间下试件的变形量及动稳定度。结果表明:橡胶沥青混合料的变形量最大,动稳定度最小;虽然橡胶沥青混合料压密稳定阶段较长,变形量较大,但是车辙试验可以评价橡胶沥青混合料的高温稳定性能。     

三种沥青混合料高温稳定性试验研究

分析总结了几种评价沥青混合料高温稳定性能的试验方法,并比较其特点,推荐车辙试验作为评价沥青混合料高温稳定性的试验方法。结合南方某高速公路路面结构形式,对AC-13、AC-20和AC-25三种级配沥青混合料进行了高温车辙试验,并分析了不同厚度与动稳定度及永久变形的相互关系。     

沥青混合料参数确定方法研究

沥青混合料高温性能评价指标动稳定度(DS),易产生动稳定度值较大,而实际辙槽深度也较大的矛盾,提出了高温稳定指数(HTSI)指标,综合考虑行车速率、累积变形量和最大永久变形量等因素对压实沥青混合料高温性能的影响;表干法、水中重法和蜡封法等不同密度试验方法实测结果差别较大,提出综合考虑空隙率、吸水率与密度相关系数的适宜密度试验方法。结果表明:高温稳定指数考虑全过程的累积变形量和最大永久变形量,提高了沥青混合料高温性能评价的区分率;以相关系数作为判断指标,以空隙率确定沥青混合料不同密度测定方法,为合理选择沥青混合料密度试验方法提供了依据。     

基于超标准(高温重载)试验条件的抗车辙沥青混合料优化设计研究

为研究超标准(高温重载)条件下沥青混合料的抗车辙性能，以及优选适用高温特重荷载路段的抗车辙沥青混合料配合比，通过改变车辙试验温度与荷载工况进行车辙试验，模拟路面实际受到的高温与重载。选取矿料种类、沥青种类、抗车辙剂NRP掺量、级配类型4个因素，使用正交试验设计法设计车辙试验方案，使用动稳定度评价沥青混合料抗车辙性能的优劣。通过极差分析得到不同因素的影响程度大小，确定优选组合；通过多元回归分析法，拟合3种沥青混合料的动稳定度与抗车辙剂NRP掺量、级配类型、温度和荷载因素之间的关系。试验结果表明：4个影响因素在超标准(高温重载)条件下对沥青混合料的高温稳定性影响程度大小排序为NRP掺量>级配类型>沥青种类>矿料种类；抗车辙沥青混合料最优组合为玄武岩矿料、SMA-13级配、1.5%NRP掺量、SBS改性沥青；多元回归关系式经验证，拟合效果较好。     

沥青混合料性能评价方法研究

沥青混合料高温性能评价指标动稳定度(DS),易产生动稳定度值较大,而实际辙槽深度也较大的矛盾,因而提出了高温稳定指数(HTSI)指标,综合考虑行车速率、累积变形量和最大永久变形量等因素对压实沥青混合料高温性能的影响;表干法、水中重法和蜡封法等不同密度试验方法实测结果差别较大,因而提出综合考虑空隙率、吸水率与密度相关系数的适宜密度试验方法.结果表明:高温稳定指数考虑全过程的累积变形量和最大永久变形量,提高了沥青混合料高温性能评价的区分率;以相关系数作为判断指标,以空隙率确定沥青混合料不同密度测定方法,为合理选择沥青混合料密度试验方法提供了依据.     

沥青混合料高温稳定性的车辙试验研究

对几种不同级配的沥青混合料进行了高温车辙试验 ,并根据实验结果作出了对比分析 ,发现采用这几种级配及改性沥青的混合料都满足动稳定度要求 ,而只有结合永久变形才可以比较出最佳方案 ,建议在车辙试验的评价指标中引入永久变形指标     

浇注式沥青混合料矿料评价法级配优化设计

针对浇注式沥青混合料性能波动范围大和高温性能不足的问题,结合混合料结构组成特点,基于矿料最大密度理论及贝雷理论,初拟10种级配曲线的矿料,通过体积性能、流动性能、嵌挤性能等多个参数的测试评价,提出了浇注式沥青混合料配合比设计过程中矿料评价指标,并制定了优化的级配范围。测试结果表明,所提出矿料级配评价指标及级配范围是合理可行的,级配范围内的浇注式沥青混合料的贯入度及增量波动范围极小,对指导浇注式沥青混合料配合比设计和保障混合料施工质量具有重要作用,但对混合料高温性能的改善非常有限。     

沥青混合料高温稳定性评价指标的试验研究

通过大量的室内试验,对沥青混合料高温性能的4种评价指标(动稳定度、车辙试验相对变形、单轴蠕变试验劲度模量、Superpave混合料最大次数下的残余空隙率)进行了比较分析。研究表明,采用不同评价指标来评价沥青混合料的高温性能,其基本规律是一致的;车辙试验的相对变形指标比较直观、准确;单轴蠕变试验与SHRP Superpave混合料高温性能的评价方法较为接近。车辙动稳定度指标有一定的局限性,建议采用其他3项指标来评价沥青混合料的高温性能。     

沥青混合料高温稳定性评价指标的试验研究

通过大量的室内试验,对沥青混合料高温性能的4种评价指标(动稳定度、车辙试验的相对变形、单轴蠕变试验劲度模量、Superpave混合料最大旋转压实次数下的残余空隙率)进行了比较分析。研究表明,采用不同评价指标来评价沥青混合料的高温性能,其基本规律是一致的;车辙试验的相对变形指标比较直观、准确;单轴蠕变试验与SHRP Superpave混合料高温性能的评价方法较为接近。车辙动稳定度指标有一定的局限性,建议采用其他3项指标来评价沥青混合料的高温性能。     

各种高温稳定性能评价指标的对比分析研究

通过大量的室内试验,对车辙试验中的动稳定度DS、相对变形（δ车辙）及APA试验中的相对变形（δAPA）等不同沥青混合料高温稳定性能的评价指标进行了对比分析。研究发现：δAPA与δ车辙相比,高温中绝对变形相比：对粗型级配混合料而言,两个指标的平行性较差,对细型级配而言,平行性较理想,此时两者可换算。δ车辙与DS相比：用相对变形或动稳定度来评价混合料的高温稳定性都是可以的,但就两者与空隙率相关性角度来说,动稳定度评价指标要比车辙深度要更好些。     

高温重载下沥青混合料变形特性三轴重复荷载蠕变试验研究

为评价高温和重载对沥青混合料变形特性的影响,对AC-20级配的沥青混合料进行三轴重复荷载蠕变试验研究。结果表明:沥青混合料的变形随温度或应力水平的增大而迅速增大,且高温和重载同时作用会相互促进变形的发展;指标流变次数FN和斜率b均可以较好地反映沥青混合料的高温性能,但是对于高温重载同时作用情况,斜率b或许更合适;指标截距a和永久应变pε不适于评价沥青混合料的高温性能。     

沥青混合料重复加载三轴永久变形试验研究

采用SPT沥青混合料简单性能试验仪进行了重复加载三轴永久变形试验,选取了4种级配的沥青混合料(两种用SGC设计,两种用马歇尔设计)室内成型试件,以及车辙部位和无车辙部位的路面芯样,并进行了动稳定度对比试验。得出如下结论:沥青混合料的三轴重复加载永久变形量受混合料的级配、油石比、粉胶比、空隙率等因素的综合作用影响,不能简单以级配的粗细或者混合料的设计方法去评价混合料的三轴重复加载永久变形量。现场芯样的三轴重复蠕变试验与现场的车辙情况完全吻合。建议采用εp@5000作为重复加载永久变形的一个评判指标。     

基于单轴静载压缩试验的橡胶沥青混合料高温抗变形能力研究

沥青混合料在高温环境中抵抗变形的能力是混合料组成设计的一个重要控制指标,因此选择合理的试验研究方法和评价指标至关重要。本文首先利用单轴静载压缩试验研究分析了不同胶粉掺加量的沥青混合料在不同温度条件中的抗压回弹模量和静态模量的变化规律,然后进一步通过应力-应变试验分析了胶粉及其掺加量对沥青混合料破坏荷载和抗压强度的影响,最后利用传统的车辙试验分析了胶粉及其掺加量对混合料动稳定度的影响规律,以此对上述试验结果加以验证。试验结果表明:掺加胶粉后,混合料的模量、破坏荷载及其动稳定度都得到了显著的提高,且随着胶粉掺入量的增加,上述指标均在不断增大,说明胶粉能显著改善混合料在高温环境下的抗变形能力;单轴静载压缩试验可以有效评价橡胶沥青混合料的高温抗变形能力。     

间断级配橡胶沥青混合料的性能研究

采用矿料主骨料空隙体积填充法对沥青混合料间断级配进行了设计,并采用橡胶沥青拌制了间断级配橡胶沥青混合料。通过室内试验分别测定了间断级配和密级配混合料的动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度比和低温破坏应变,对间断级配橡胶沥青混合料的路用性能进行了分析;通过四点加载试验对混合料的疲劳性能进行了试验,对间断级配橡胶沥青混合料的疲劳性能进行了分析。研究结果表明:设计的间断级配沥青混合料具有更好的低温性能和抗疲劳性能,且高温性能和水稳定性能也优于密级配混合料。