预拌碎石对GMA浇注式沥青混凝土高温性能的影响

为研究预拌沥青碎石对钢桥面铺装结构高温抗车辙性能的影响,依据港珠澳大桥钢桥面铺装实体工程,开展GMA浇注式沥青混凝土的高温性能室内试验研究。首先设计GMA10和SMA13级配沥青混合料,然后制备不同预拌沥青种类(AH70#,SBS)、不同预拌沥青掺量(0.2%,0.4%,0.6%,0.8%)、不同粒径(5~10 mm,10~15 mm,15~20 mm)的单级配碎石,分析不同粒径、撒布量、撒布方式、预拌沥青种类与掺量对单层GMA浇注式沥青混凝土和组合结构(SMA+GMA)高温性能的影响。结果表明:预拌碎石撒布可显著提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能;在其他相同条件下,撒布粒径10~15 mm的预拌碎石对提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能最为明显,高达30%左右;随着预拌碎石撒布量的增加,GMA浇注式沥青混合料的高温改善作用逐渐增强,撒布量在10~12 kg/m2改善效果最佳;碎石撒布方式和预拌沥青的类型对提高浇注式沥青混合料的车辙动稳定度影响较小;随着预拌沥青掺量的增加,GMA浇注式沥青混合料高温性能改善作用先增强后减弱,预拌沥青掺量0.2%~0.6%较为合理;干拌碎石在浇注式沥青混合料中的的隔热效果优于预拌沥青碎石的;预拌沥青碎石的撒布改善了组合结构的高温抗车辙性能,车辙深度降低10%左右,车辙动稳定提高25%左右;组合结构70℃车辙动稳定度指标更能真实反映南方湿热高温环境下钢桥面铺装结构的高温抗车辙性能。     

浇注式沥青混凝土组合结构车辙试验研究

为充分掌握影响钢桥面浇注式沥青混凝土铺装结构高温稳定性的要素,以车辙试验为主要方法,从不同试验温度、不同性能混合料组合和不同厚度组合3个方面对浇注式沥青混凝土铺装结构(GA10+SMA10)的抗车辙性能进行试验研究和理论分析。结果表明:试验温度对组合结构的动稳定度影响显著,随着试验温度的增加动稳定度呈指数趋势下降;上面层SMA10和下面层GA10的高温性能对组合结构的动稳定度均有贡献,GA10高温性能的提高对组合结构动稳定度的影响更为显著;不同厚度组合对组合结构高温抗车辙性能有显著影响,组合结构的动稳定度随着上面层SMA10厚度的增加和下面层GA10厚度的减小呈指数趋势提高,SMA10厚度的增加对组合结构动稳定度的影响更为显著。综合来看,要保证组合结构的高温抗车辙性能,应提高上面层SMA和下面层浇注式沥青混凝土的高温性能,尤其要提高下面层浇注式沥青混凝土的高温性能,并尽量增加上面层SMA的设计厚度。     

复合浇注式沥青混凝土高温性能分析

由于钢桥面铺装存在特殊性,在国内浇注式沥青混凝土铺装并没有显示出更好的高温性能。本文采用高温车辙试验、贯入度试验等方法,分析了搅拌时间、预拌沥青碎石、结构厚度、改性剂及结构组成对复合浇注式沥青混凝土高温性能的影响,并提出了改善复合浇注式沥青混凝土高温性能的一系列措施。     

寒冷地区浇注式沥青混凝土高温稳定性与技术指标研究

为进一步了解浇注式沥青混凝土在我国寒冷地区应用时的使用性能,研究了浇注式沥青混凝土破坏机理,分析了现行规范对浇注式沥青混凝土高温性能的规定,调查了我国实际工程中浇注式沥青混凝土的使用情况。分析了沥青混凝土桥面铺装层层间受力状态,并对我国寒冷地区桥面铺装层高温环境特征进行研究。得到了我国浇注式沥青混凝土桥面铺装实体工程动稳定度值的区间,其中67%的实体工程动稳定度大于1 000次/mm,33%处于400~500次/mm范围内。得到了铺装层厚度、铺装层模量、超载、温度对桥面铺装层层间力学性能的影响规律,不同影响因素对桥面层间的最大剪应力影响程度的大小排序为:温度超载厚度材料模量。我国北方寒冷地区夏季最高温可达42. 6℃,在我国寒冷地区使用浇注式沥青混凝土时,需将高温稳定性能作为重要因素考虑,建议以工程所在地七月最高气温作为浇注式沥青混凝土铺装层设计高温设防值。建议增加车辙试验作为浇注式沥青混凝土高温性能评价方法,采用动稳定度作为评价指标。有关结论可为浇注式沥青混凝土设计与施工提供参考。     

浇注式沥青铺装材料高温性能研究

针对浇注式沥青材料在钢桥面铺装工程中的应用,为进一步提升浇注式沥青混凝土的高温性能,现从浇注式沥青胶结料的类型、TLA掺量、外加剂、压入碎石对浇注式沥青混凝土高温性能的影响进行了相关研究。结果表明:30号直馏沥青+湖沥青的浇注式沥青混合料的高温性能最好;提高TLA掺量、掺加有机蜡类外掺剂,均可提高浇注式沥青混合料的高温性能。此外,压入碎石的粒径跟撒布量也会对浇注式沥青混合料的高温性能产生影响。     

东海大桥桥面沥青铺装的设计

东海大桥是一座超长跨海大桥,它承担洋山深水港繁重的货物运输。该文介绍了其桥面铺装设计要求、桥面沥青铺装层结构设计、浇注式沥青混凝土材料组成设计及SMA混合材料组成设计。其桥面沥青铺装设计从保证良好的抗车辙性能、耐疲劳性能等出发,采用环氧树脂做防水层,浇注式沥青混凝土和沥青马蹄脂碎石分别摊铺作为下层和上层。经几年运营使用仍表现出良好的使用状态。     

钢桥面铺装体系材料选型与设计

结合铺装材料的配合比设计和性能试验，研究分析了典型铺装材料的高温稳定性能、抗疲劳开裂性能和黏结层应用性能。结果表明：环氧沥青混合料EA表现出较好的抗车辙特性，其60℃最终车辙深度为沥青玛蹄脂碎石混合料SMA的30%左右，70℃最终车辙深度仅为SMA的25%左右；对于SMA，在铺装设计时需要考虑一个临界应变水平，并在结构设计时宜控制其实际应变水平低于该临界值；存在最佳黏结材料用量使层间黏结强度达到最大，且拉拔试验和斜剪试验得到的最佳用量一致，2种试验结果具有一致性。     

复合浇注式钢桥面沥青铺装的路用性能

为评估钢桥面复合浇注式铺装的路用性能,基于南京四桥开展了直馏硬质沥青浇注式混凝土与高弹改性沥青AC混合料设计及性能验证,通过车辙试验、低温弯曲试验、疲劳试验与变形协调试验对复合铺装结构进行研究。结果表明:复合浇注式铺装具备优异的低温抗裂性能、疲劳性能与变形协调性能,且高温抗车辙性能良好;通车运营4年后,桥面铺装性能优良,为国内类似工程项目提供有益借鉴。     

MA浇注式沥青混凝土高温稳定性能影响因素研究

对MA浇注式沥青混凝土高温稳定性能进行研究。采用硬度值及动稳定度作为高温稳定性能评价指标,从细集料级配组成设计、可溶沥青用量、矿粉含量、老化程度等方面分析高温稳定性能影响因素。研究表明:细集料级配组成越细,MA浇注式沥青混凝土高温稳定性能就越好;可溶沥青用量越大,MA浇注式沥青混凝土高温稳定性能就越差;矿粉用量越大,MA浇注式沥青混凝土高温稳定性能就越好;老化可提高MA浇注式沥青混凝土的高温稳定性能,与短期老化相比,长期老化影响更加显著。     

基于聚合物合金材料钢桥面铺装结构性能研究

基于聚合物合金材料轻质高强的特点,该文提出3种基于聚合物合金材料的新型钢桥面铺装结构,考察其高温性能、界面黏结性能、抗疲劳性能及抗滑性能等,并与传统铺装结构的路用性能做对比。试验结果表明：铺装层厚度对“聚合物合金材料+高弹改性沥青混凝土SMA10”的高温性能影响较大,而对“聚合物合金材料+高韧性环氧沥青混凝土EA10”和“浇注式沥青混凝土GA10+聚合物合金材料”的高温性能影响较小。聚合物合金铺装结构具有良好的高温性能、界面黏结性能和抗疲劳性能,整体性能与浇注式沥青混凝土及环氧沥青混凝土铺装结构相似,完全能满足钢桥面铺装对材料及结构的要求,并降低了铺装层的自重,实现了钢桥面的轻质高强铺装目标。     

钢桥面STC铺装结构防水粘结方案优化研究

为减少STC铺装结构与沥青混凝土因层间抗剪切能力差而引起路面车辙、推移等病害,采用室内试验的方法,分别分析了6种防水粘结层方案的组合结构性能。试验结果表明:1)防水粘结剂与STC铺装界面的粘结强度、组合结构粘结强度及其剪切强度均随温度的升高而降低; 2)相同温度下,环氧树脂粘结剂的粘结强度和剪切强度最大,改性乳化沥青+高粘改性沥青+撒布碎石方案的次之; 3)优选环氧树脂粘结剂作为防水粘结层材料,推选改性乳化沥青+高粘改性沥青+撒布碎石方案作为STC铺装结构用备选防水粘结剂; 4)当碎石粒径为4. 75 mm～9. 5 mm、撒布量选用8 kg/m2、沥青洒布量采用1. 5 kg/m2时,防水粘结层与STC组合铺装结构的抗剪强度最大。     

BRP改性剂对GMA浇注式沥青混凝土高温性能影响研究

GMA浇注式沥青混凝土沥青含量高、矿粉含量高、空隙率小,在港珠澳大桥桥面铺装工程中得到较多应用。该文在原材料性能检测、配合比设计的基础上,对BRP复合改性沥青性能进行了评价,并通过室内车辙、硬度、单轴贯入、组合车辙试验研究了不同BRP掺量下GMA的高温性能。结果表明:BRP可提高混合沥青黏度、软化点,从而改善沥青的高温性能;BRP的掺量宜控制在0.5%之内,BRP掺加后,GMA高温性能显著提高;30%基质沥青+70%TLA混合沥青GMA的高温性能优于80%基质沥青+20%TLA;组合车辙试验能较好评价钢桥面铺装层整体高温性能。     

大粒径沥青混合料高温性能对比分析

为了评价大粒径透水性沥青混合料的高温性能,采用车辙试验测试了不同厚度的LSPM-30车辙试件的动稳定度,推荐了适宜的车辙试件厚度。然后采用该厚度推荐值,测试了不同结构类型的大粒径沥青混合料的动稳定度和总变形量,同时分析了其车辙发展规律。试验结果表明:推荐8cm厚度作为LSPM-30车辙试件的标准厚度;骨架型的大粒径沥青混合料高温性能优于悬浮密实型的大粒径沥青混合料;车辙试验变形曲线初始变形阶段和线性发展阶段的割线斜率可以分别用于评价大粒径沥青混合料早期车辙深度和长期高温稳定性。     

润扬大桥钢桥面铺装实桥试验研究

介绍润扬大桥钢桥面铺装试验桥的方案设计、试验研究、温度测试、交通量调查和使用性能跟踪观测,通过混合料高温车辙试验、低温弯曲试验、复合梁疲劳试验以及拉拔试验等分析实桥试验沥青混合料基本性能,阐述铺装内各层温度梯度分布规律及与大气温度变化关系,通过使用性能跟踪观测介绍浇注式沥青混凝土 环氧沥青混凝土新型铺装结构的工程效果。     

沥青砼组合结构在桥面铺装中的应用研究

沥青砼组合结构对桥面铺装路用性能具有重要影响。为优化设计桥面铺装层组合结构,文中利用全厚式车辙试验、直剪试验及低温弯曲试验对不同类型、不同组合沥青砼进行性能验证,研究得出双SMA组合结构在高温稳定、抗剪及抗裂性能方面均具有显著优势,上、下面层结构类型分别对桥面铺装层高温抗车辙能力和低温抗裂性能具有决定性作用,橡胶粉改性沥青能改善结构层高温和低温性能,但不能改善其抗剪切能力;推荐采用按照公称最大粒径上大下小的双SMA结构组合形式。     

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。     

复合浇注式沥青混合料铺装性能分析

结合南京长江第四大桥钢桥面铺装工程,基于复合浇注铺装技术,通过贯入度试验和刘埃尔流动度试验确定初始最佳沥青含量,由高温车辙试验和低温弯曲试验确定最佳沥青含量.并通过刘埃尔流动度试验、高温车辙试验、低温弯曲试验、复合件疲劳试验进行路用性能检验.研究结果表明:沥青含量为8.3％的浇注式沥青混合料具有优良的抗老化性能、抗疲劳性能,下层浇注与上层高弹改性组成的复合结构具有优良的路用性能.     

纤维对浇注式沥青混合料性能的影响

为了研究纤维种类及掺量对桥面铺装浇注式沥青混合料路用性能的影响,首先基于关键指标对混合料的矿料级配进行了设计。然后研究了不同掺量的颗粒木质素纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维对浇注式沥青混合料高低温性能、水稳定性、疲劳性能的影响。再基于加速加载试验对浇注式沥青混合料的长期耐久性能进行了评价,建立了桥面全厚度沥青混合料铺装的耐久性能预测方程。最后分析了纤维增强沥青混合料性能作用机理。结果表明:纤维能够明显改善浇注式沥青混合料的路用性能;不同类别的纤维对沥青混合料性能提升作用各异,玄武岩纤维的改善效果优于木质素纤维和聚酯纤维;纤维对浇注式沥青混合料性能的增强作用随纤维掺量的增加先增大后减小;木质素纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维在最佳掺量4%,6%,8%时,混合料的性能最优;浇注式沥青混合料高温抗永久变形能力相对较差,试验车辙动稳定度不超过500次/mm;在最佳掺量下,木质素纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维可分别提升浇注式沥青高温抗车辙性能的72%,94%,44%;纤维增强浇注式沥青混合料的疲劳寿命随应变水平的增加呈指数函数递减趋势;组合铺装结构(3.5 cmSMA13+下面层3 cmGA10)的车辙深度与加速加载次数呈良好的指数关系,加速加载试验结合数值分析方法能够较为准确地预测铺装结构的耐久性能。     

大型直道试验系统在混凝土桥面沥青混凝土铺装层抗车辙评价中的应用研究

针对广深高速公路东莞北大桥桥面沥青混凝土铺装层设计,采用大型直道试验系统,对水泥混凝土桥面的4种沥青混合料铺装结构进行高温车辙试验,并对测试结果进行了分析。结果表明:适当调整SMA沥青混合料中粗集料的粗细比并且对水泥混凝土桥面板进行铣刨处理可以提高沥青混凝土铺装层的高温抗车辙能力。对优化桥面沥青混凝土铺装层设计和工程施工产生了较好的指导作用。     

钢桥面浇注式沥青混合料铺装路用性能分析

结合江阴长江公路大桥钢桥面铺装研究课题,在参考德国相关研究成果的基础上,自行设计了可以自动恒温和平行试验的贯入度试验仪。通过贯入度试验确定初始最佳含油量,由高温车辙试验和低温弯曲试验确定最佳含油量,并通过刘埃尔流动度试验、极限弯曲试验、冻融劈裂试验和复合梁疲劳试验进行路用性能检验。研究表明,浇注式沥青含油量的微小变化对混合料的动稳定度指标的影响较大,因此,实际施工时应严格控制混合料的沥青用量。通过对研究的成果进行试验路验证,结果表明,下层浇注与上层环氧组成的复合结构具有优良的路用性能。