基于高温稳定性的浇注式沥青矿料级配研究

为了提高浇注式沥青混合料的高温稳定性,采用线性插值法分析了国内外浇注式沥青混合料矿料级配设计范围,通过贝雷法参数CA比的研究,提出了关键筛孔(0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm)通过率和CA比的适宜控制范围,以及基于高温稳定性的浇注式沥青混合料设计矿料级配范围,解决了浇注式沥青混合料抗高温变形能力差的问题。     

提高沥青混合料高温稳定性的矿料级配设计方法

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、SMA-16和Sup-12.5级配的i值范围;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地体现工程实际中车辙的形成规律,并有效提高对沥青混合料高温性能评价的区分率。     

沥青用量对浇注式沥青混凝土路面性能影响的研究

结合成都市二环路桥面铺装出现的早期严重车辙问题,该文针对相同矿料级配下,不同沥青用量对浇注式沥青混凝土路面高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、施工和易性等路用性能的影响开展了研究。通过两种沥青配制的不同掺配比例的改性硬质沥青,调整其不同用量进行沥青混合料配合比设计,并通过沥青混合料性能验证试验,提出了二环路高架路面性能的沥青混凝土优化配合比设计方案。试验结果表明:当矿料采用规范中值级配,改性硬质沥青用量为9.1%,SBS改性沥青与TLA湖沥青的掺配比为7∶3时,浇注式沥青混凝土的高温稳定性能更优,流动性更好,虽然低温抗裂性能有一定的降低,但是对于高温地区路面性能的影响可以不予以考虑。     

骨架密实型沥青混合料矿料级配的设计与优化

在有关沥青混合料矿料级配设计理论与方法的基础上,提出了在拌制沥青混合料试验之前,先由筛分试验结果和测试的材料密度对骨架密实型沥青混合料进行矿料级配设计的方法,并利用Matlab、Excell等办公软件对矿料组成进行了优化.按该方法设计的矿料级配拌制沥青混合料,进行了动稳定度和冻融劈裂试验.结果表明,在相同原材料条件下,按该方法设计与优化的矿料级配拌制的沥青混合料具有比按规范级配范围中值拌制的沥青混合料具有更好的路用性能,尤其是高温稳定性和表面抗滑性.     

ARC-13橡胶沥青混合料的配合比设计及路用性能

为提高橡胶沥青混合料的路用性能,应用正交马歇尔试验设计,研究了ARC-13橡胶沥青混合料矿料级配和油石比对马歇尔性能指标的影响,提出了优化的ARC-13矿料级配范围,并对试件性能进行了测试.根据原材料筛分及马歇尔试验结果,确定ARC-13目标配合比最佳油石比为7.0％;ARC-13沥青混合料油石比为7.0％时,其目标配合比试验得到的各项技术指标满足规范要求.     

基于原材料变异性的沥青混合料目标配合比级配范围确定方法

针对矿料级配变异性对沥青混合料所造成的不利影响,在原材料级配变异性分析的基础上,提出了一种沥青混合料目标配合比级配范围确定方法,该方法通过各档原材料大样本量筛分统计结果确定沥青混合料级配的合理波动范围,从材料设计上充分保证原材料生产加工变异性过大所引起的生产级配波动以及对混合料路用性能的影响,使材料变异性在配合比设计阶段便达到有效的控制状态。     

基于分形理论的沥青混合料级配组成分析研究

以分形理论为基础,对分形级配在密级配沥青混合料配合比设计中的适用性进行试验研究。研究结果表明:分形理论级配计算公式与传统级配计算方法具有高度相似性;分形级配与现行规范密级配设计上下限范围相关性较高;分形矿料级配需要对个别筛孔通过率进行修正;分形级配粗集料堆积密度在分维数D=2.5附近存在最大堆积密度;分维数D=2.40~2.55范围内,修正的分形矿料级配对应的AC-20沥青混合料和AC-16沥青混合料具有良好的高温稳定性、马歇尔体积指标和抗水损性能等路用性能。     

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。     

浇注式沥青混合料体积设计法研究

为使浇注式沥青混合料设计时体积特征更明确,最佳沥青用量来源更有依据,采用土工击实试验方法确定合成级配的矿料间隙率,并按照常温下沥青刚好填满矿料间隙的假设换算沥青用量和有效沥青用量,然后进行混合料性能试验。试验结果表明,该沥青用量符合浇注式沥青混合料经验用油量范围,且混合料性能试验结果满足相关要求,说明浇注式沥青混合料体积设计法具有实用性和可行性。     

常温拌合沥青混合料薄层路面技术的应用

为了将常温拌合沥青混合料替代部分热拌沥青混合料应用于路面结构层,从常温沥青混合料的原材料、矿料级配范围、矿料级配设计、常温沥青拌合方法、最佳沥青用量、最佳水泥用量等方面进行配合比设计研究,并对设计的配合比进行性能验证。结果表明,常温拌合沥青混合料有较好的路用性能,同时通过工程应用效果证明了常温拌合沥青混合料作为路面结构层的可行性。     

浇注式沥青混合料在钢桥面铺装中的应用

为研究浇注式沥青混合料的路用性能及其在桥面铺装中的应用,明确了浇注式沥青混合料的原材料组成及技术要求,提出了合理的级配范围,对比分析了各结合料TLA掺配并确定出最佳油石比,基于路用性能分析确定了浇注式沥青混合料的类型,最后依托清水河大桥工程实例进行了应用效果评价,以期为浇注式沥青混合料在钢桥面铺装中的推广应用提供参考。     

运输时间对浇注式沥青混合料性能的影响

利用胶结料的3大指标及浇注式沥青混合料的级配、贯入度、低温弯曲应变等宏观指标对浇注式沥青混合料在长时间运输过程中的性能变化进行了试验研究。从回收胶结料的针入度、软化点及5℃延度以及混合料高低温性能来看,在浇注式沥青混合料的运输过程中存在较为明显的老化现象。从浇注式沥青混凝土的高低温性能及筛分结果来看,当运输时间超过240 min后,浇注式沥青混合料存在离析现象,对高温性能而言,混合料离析优于老化作用;对低温性能而言,在离析和老化的共同作用下,低温抗裂性急剧下降。浇注式沥青混合料的运输时间不宜超过240 min。     

沥青混合料配合比优化设计及性能验证

本文以AC-16C沥青混凝土为例,基于提高沥青混合料的高温稳定性提出沥青混合料配合比优化设计。通过调整工程级配范围、使用改性沥青、降低沥青用量、提高填料用量、增大混合料空隙率等措施进行优化设计,分析矿料级配、沥青性能、油石比、粉胶比、空隙率对高温稳定性的影响,并验证混合料马歇尔稳定度、动稳定度、浸水残留稳定度等性能指标。为夏季炎热地区沥青混合料配比设计提供参考。     

沥青胶浆数量对浇注式沥青混合料性能的影响

为研究沥青胶浆数量对浇注式沥青混合料性能的影响,保持粉胶比相同而变动0.075mm筛孔通过率设计合成矿料级配,并采用高粘度聚合物改性沥青进行混合料性能试验和与甲基丙烯酸树脂防水粘结体系的层间粘结性能试验。结果表明:随着沥青胶浆含量的增加,浇注式沥青混合料流动性和低温抗裂性逐渐增强,但高温稳定性和层间粘结性能逐渐降低。     

基于AC-13沥青混凝土的贝雷法级配设计研究

沥青混合料的矿料级配设计是影响路用性能主要因素之一,选用AC-13级配,通过研究不同CA、FAC和FAf值的沥青混合料性能和体积参数变化,结合CBR试验评价级配骨架结构,确定适用于AC-13沥青混凝土三参数范围,为沥青路面配合比设计提供必要参数,具有一定指导意义。     

岩沥青改性沥青混合料配合比设计研究

依托乐山一宜宾高速公路新建工程,对青川岩沥青改性沥青混合料进行了配合比设计研究,采用了Bailey设计方法进行了矿料级配设计,并对混合料的高温稳定性及抗水损害性能进行了验证.     

基于多级嵌挤型骨架的沥青混合料配合比优化设计及路用性能评价

针对传统连续级配设计的不足,以某高速公路沥青混合料配合比设计为基础,进行多级嵌挤形式级配设计,采用马歇尔试验方法确定最佳油石比,并对最佳设计配合比沥青混合料的路用性能进行评价。结果表明,沥青混合料的毛体积相对密度、沥青饱和度随着油石比的增大而增大,空隙率与油石比则呈现相反的趋势,沥青含量对矿料间隙率的影响较小;粗级配矿料形成的密实结构需要较多的次集料及沥青填充,一般通过调整粗集料比例可获得最佳密实状态;随着沥青含量的增大,混合料的流值增加量略有提高,沥青混合料的高温抗变形能力降低;该工程不同面层最佳油石比分别为5%、4.8%、4.2%,采用多级嵌挤级配设计获得的级配具有较好的路用性能。     

基于分形与VCADRF法的沥青混合料空隙研究

结合二度域分形级配定向化设计与VCADRF矿料级配检验方法,研究了矿料级配组成与沥青混合料空隙率之间的关联性。研究结果表明:二度域分形级配沥青混合料空隙率计算公式是矿料级配分形特性与沥青混合料空隙率之间的纽带;二度域分形级配沥青混合料设计方法有利于在沥青混合料配合比设计过程中定量分析矿料级配分形特性对沥青混合料空隙率的影响。     

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。     

大粒径透水性沥青混合料级配设计方法研究

在借鉴贝雷法级配设计思想的基础上引入"预留空隙率"这一预设参数对大粒径透水性沥青混合料矿料级配进行设计,并初步提出"预留空隙率"的设定方法。同时对国内外同类工程矿料级配用量进行反算,确定贝雷法设计LSPM级配的初始体积参数。通过对设计级配的检验及混合料路用性能的测试,基于贝雷法设计的LSPM矿料级配具有良好的骨架结构,且混合料空隙率适当,综合路用性能良好,验证了应用贝雷法进行骨架型开级配或半开级配沥青混合料矿料级配设计的可行性。