排水性沥青混合料渗透系数测试研究

为了对排水性沥青混合料的透水能力进行测评,分析影响沥青混合料透水能力的各种因素,使用了自行研制的渗透系数测试仪进行测试。通过对不同空隙率、级配、沥青品质试件的测试,发现空隙率与沥青混合料的渗透系数有着良好的相关性;空隙率相同的条件下,集料粒径越大,混合料的渗透系数越大;沥青品质对混合料的渗透系数影响不大。结果表明:空隙率可以作为沥青混合料渗透系数的控制指标,集料的最大粒径、2.36mm筛孔的通过率都是影响渗透系数的重要因素;测试得出排水性沥青混合料的合理水力坡度应小于等于0.03,渗透系数大于1.5×10-2cm/s可以作为评价排水性沥青混合料渗透能力的指标。     

沥青混合料的渗透性试验研究

为探讨高速公路路面结构中沥青混合料的渗透性能,采用变水头柔性侧壁渗透仪分别测定了不同空隙率水平下SMA-13,AC-16,AC-20三种沥青混合料的渗透系数,同时结合相关研究成果,将空隙率影响沥青混合料渗透系数的变化关系进行对比分析,结果表明:①三种级配类型沥青混合料的渗透系数均随空隙率的增大而增大,渗透系数的拐点位置在空隙率8%~9%之间;②空隙率8%时,连续级配AC-16和AC-20的渗水系数低于间断级配SMA-13;空隙率8%时,SMA-13的渗透系数则小于AC-20;③相同空隙率的条件下,AC-16的渗透系数明显小于AC-20。     

排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料的级配设计及性能

为确定排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料级配,以空隙率、渗透系数、马歇尔稳定度为设计指标,并通过正交试验分析确定冷拌沥青混合料级配,评价其路用性能。结果表明:2.36mm筛孔通过率对排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料的影响最为显著;排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料的动稳定度高于7 500次·mm~(-1),低温弯曲破坏应变大于3 000(10~(-6)),冻融劈裂强度比在80%以上;OGFC-5排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料具备良好的路用性能。     

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.     

级配组成对沥青混合料高温稳定性能的影响分析

通过对普通密级配沥青混凝土(AC型)与美国Superpave型沥青混合料的级配曲线分析,认为AC型沥青混凝土中2.36mm以下细集料用量偏高,会对其高温稳定性产生不利影响。采用马歇尔试验、车辙试验对两种级配沥青混合料的高温稳定性能进行比较后,对AC型级配范围提出修正建议:级配曲线应通过控制点要求的区间,并低于0.3mm与2.36mm集料级配限制区。试验结果表明,调整AC型级配范围后的沥青混合料,高温稳定性能得到提高。     

不同空隙率排水性沥青混合料宏观性能与微细观空隙结构研究

为了兼顾排水性沥青混合料排水性能与耐久性能,在JTG F40-2004推荐的OGFC-13矿料级配范围内选取5种级配,使得5种级配排水性沥青混合料空隙率为18%～24%,针对室内试验试验研究不同空隙率排水性沥青混合料力学性能、路用性能、疲劳性能,基于X-Ray CT的无损检测技术获取排水性沥青混合料内部的细微观空隙形态,采用平均空隙直径、空隙级配未评价指标,研究不同级配排水性沥青混合料的微观空隙分布特征,最后建立排水性沥青混合料细微观空隙结构与其宏观路用性能之间的关系。结果表明,9.5、4.75、2.36 mm这3种筛孔通过百分率与空隙率的相关性最好;在20%～21%空隙率时排水性沥青混合料的动稳定度达到峰值,抗弯拉强度、弯曲应变、浸水马歇残留稳定度、冻融劈裂强度比及各应力水平下的疲劳寿命随着空隙率增大而减小;排水性沥青混合料空隙体积测算的平均空隙直径为6.8～10.3 mm,表面积测算的平均空隙直径为8.8～13.4 mm,直径大于4 mm的空隙数量占总空隙数量的75%以上。建议排水性沥青混合料适宜的空隙率为20%～22%。     

沥青混合料空隙率影响因素的灰关联分析

基于几种不同沥青材料及级配类型的沥青混合料马歇尔试验数据,利用灰关联分析法分析了矿料级配、沥青原材料的性质、沥青质量分数、毛体积密度、吸水率等指标对沥青混合料空隙率的影响程度,并得出各相关因素对沥青混合料空隙率影响程度的排序结果。研究结果表明:灰关联分析法用于分析诸因素对空隙率的影响能获得较好的结果。基于灰关联理论的排序结果表明:沥青质量分数是影响空隙率最主要的因素,粒径小于0.075 mm细集料颗粒尽管在沥青混合料中所占的分量很少,但其影响程度却很高,因此,级配中应注意粒径小于0.075 mm颗粒质量分数的重要作用;吸水率值的大小既反映试件的密实程度又反映对有效沥青含量计算的准确性,也是影响空隙率的重要因素。     

PAC-16级配组成设计及路用性能研究

多雨地区的雨天行车安全问题,一直是沥青路面结构研究的重点之一。传统高速公路沥青路面采用密级配路面结构,但是密级配混合料没有内部孔隙,且路表构造深度较浅,车辆在高速行驶时易产生水漂现象,此外密级配沥青路面无法实时排出轮胎与路面间的压缩空气,极易产生泵气噪音,降低驾乘车舒适性,且对公路沿线居民的生活带来噪声影响。双层排水路面上面层小粒径混合料可以有效阻止杂物颗粒进入混合料内部,具有更好的抗阻塞、自洁性能,下面层采用大粒径排水混合料获得更好的排水与储水性能。针对PAC-16混合料,通过数值拟合建立级配与空隙率的关系,并反算出基于拟合的级配曲线。将该级配与规范中值级配相对比,通过性能试验证明,该级配具有较好的路用性能。研究结果表明:对于PAC-16而言,2.36 mm与空隙率的拟合相关性最好,2.36 mm、4.75 mm以及0.075 mm筛孔通过率对空隙率影响相对较大,而9.5 mm以及13.2 mm的粗集料筛孔通过率对空隙率影响相对较小;以目标空隙率22%反算得到的级配曲线,与交通运输部以及住房与城乡建设部中给出的中值级配差距不大,其主要区别在于本研究级配的细集料用量较少;3种级配均有很好的排水、储水性能,其中本研究级配的空隙率与渗水系数略大于两规范中值级配;本研究级配的高温抗车辙性能要略优于两规范中值级配,级配的低温性能以及水稳性能要略差于两规范中值级配;综合考虑,本研究拟合所得的PAC-16排水混合料级配较优,具有较好的路用性能,能够满足规范要求。     

基于CAVF法的OGFC混合料级配设计优化与抗剥落措施

为改善依据经验选定OGFC目标空隙率的传统级配设计方法的不足,结合CAVF法选择不同的目标空隙率参数进行OGFC混合料级配设计优化,通过设定不同的空隙率参数设计不同的级配,探究其路用性能变化。同时针对OGFC混合料长期水稳定性能不佳的问题,在级配设计过程中采取了4种不同的抗剥落措施,据此对其改善长期水稳定性能的效果进行评价。结果表明,基于CAVF法设计的OGFC混合料几项关键指标均满足要求,但不同空隙率参数下的级配性能有明显的变化,设计时应考虑不同的空隙率参数进行比对优选。从改善长期水稳定性能的效果来看,添加消石灰或者Zycosoil抗剥落剂的效果较好。     

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。     

空隙率对沥青混凝土路面透水性影响及施工中的控制

沥青混合料空隙率是影响沥青混凝土路面透水性的主要因素,为了评价沥青混合料透水性与空隙率的关系以及沥青混凝土路面施工中空隙率控制方法,本文对沥青混合料透水性进行了室内与现场试验分析,并通过正交试验分析级配波动对沥青混合料透水性的影响。分析结果表明:沥青混合料空隙率与透水性成指数关系,空隙率越大,透水性越强;沥青用量和通过0.075 mm筛孔的质量百分率的波动对沥青混凝土路面的渗水性影响最大。     

AC-25沥青混合料矿料级配优化及应用研究

为提高AC-25沥青混合料路用性能,应用正交试验设计,研究了各因素水平对马歇尔性能指标的影响,提出了优化的AC-25矿料级配工程设计范围.结果表明,2.36 mm筛孔通过率是空隙率、毛体积相对密度、矿料间隙率和稳定度的主要影响因素;混合料性能指标主要受控于细集料(＜2.36 mm)的级配组成和含量的变化.通过相关力学性能和实体工程检验,证明了采用优化的AC-25混合料级配具有良好的骨架密实特性、高温抗车辙性能和力学行为特性,可应用于高温多雨地区高速公路沥青路面中,对提高混合料组成设计水平和沥青混合料质量控制具有指导借鉴作用.     

基于低碳视角的透水慢行系统结构生态效果评价

为完善透水慢行系统结构生态效果评价体系,通过渗透系数试验、现场渗透试验、吸声系数试验及路面温度调查,研究透水慢行系统的排水效果、降噪效果和降低城市热岛效应,并提出相应分级标准.结果表明:透水慢行系统生态效果明显,沥青混合料的渗透系数随空隙率和连续空隙率的增大而增大;无砂混凝土与级配碎石叠合基层的渗透速率最快,级配碎石基层次之,水泥稳定碎石和级配碎石叠合基层最慢;沥青混凝土吸声系数峰值与均值总体随空隙率增大而提高,相同连续空隙率下,小粒径吸声优于大粒径,相同空隙率下小粒径性能反而下降,透水性混凝土的吸声系数随空隙率增大而增大;透水路面路袁与中面层温度差值远远大于其他几种路面结构.     

排水性沥青混合料降噪性能测试研究

研制并开发沥青混合料吸声降噪性能室内测试的仪器,采用单传声器法对不同空隙率以及相同空隙率下不同最大公称粒径的沥青混合料进行吸声系数的测试,并对试验路段的降噪效果进行现场测试。分析空隙率、最大公称粒径对沥青混合料吸声性能的影响。发现空隙率尤其是有效空隙率是影响沥青混合料吸声系数的关键因素;最大公称粒径4 75mm级配的排水性沥青混合料吸声效果明显。结果表明,提高空隙率,采用较小最大公称粒径级配的方案都能有效提高沥青混合料的吸声降噪能力。     

矿料级配对开级配沥青稳定碎石性能影响研究

针对开级配沥青稳定碎石ATPB材料组成设计中存在的问题,通过试验及理论计算,深入研究了矿料级配对ATPB混合料马歇尔性能及排水性能的影响。针对混合料设计过程常采用的设计空隙率的方法,拟合了关键筛孔通过率同空隙率之间的回归关系式,发现2.36mm及0.075mm筛孔通过率同混合料空隙率有较好的相关性。     

沥青混合料空隙率的影响因素分析

空隙率是沥青混合料最重要的体积参数,其影响因素很多,工程中较难把握.设计了3种集料、5个沥青用量和3种级配类型等因素的交叉试验,对空隙率各影响因素的影响规律、敏感性,以及指导工程应用等方面展开了研究.结果显示,集料密度对空隙率的影响相对级配更为显著,工程中将其与最大密度线(MDL)结合在一起考虑,可获得更好的空隙率控制效果.     

矿料级配对沥青混合料体积参数的影响

对8组AC—13沥青混合料级配进行马歇尔试验,测定其体积参数空隙率W、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA;利用灰色关联度理论计算3个粒径组和油石比与体积参数的关联度,得出大于2.36 mm部分矿料粒径对混合料体积参数的影响最大,其次是小于0.3 mm粒径和沥青形成的沥青胶浆,0.3～2.36 mm部分对体积参数的影响最小.在混合料设计中,矿料级配对沥青混合料体积参数的影响大于沥青用量,应注重矿料级配特别是粗集料骨架结构的设计.     

倒装式沥青路面级配碎石过渡层渗水特性分析

针对路面结构内部自由水易诱发路面出现唧浆、松散及冻融等病害,研究了倒装式沥青路面级配碎石过渡层的排水性能,测试了级配碎石试件渗水系数。采用重型击实法成型试件,采用路面渗水仪测试其渗水系数,分析了主要影响因素(如主要筛孔通过率、空隙率等)对级配碎石混合料渗水性能的影响,进而拟合了其渗水系数预估公式。研究表明:空隙率及4.75mm以下筛孔通过率对渗水系数的影响大于4.75mm以上筛孔通过率,过渡层级配碎石空隙率宜分布在13%～15%内;基于各因素对渗水系数影响程度的综合分析,采用关键因素(关键筛孔通过率和空隙率等)回归得出了渗水系数预估公式,该公式适用于0.075mm筛孔通过率在3%～14%范围内的级配碎石渗水系数预估,可为倒装式沥青路面过渡层级配碎石的设计、渗水系数现场测试提供指导。     

GAC型沥青混合料施工允许波动的级配范围探讨

计算论证了现行沥青路面施工技术规范关于施工中允许沥青混合料波动的级配范围的合理性,对GAC型沥青混合料级配的工程数据进行统计分析,表明GAC型沥青混合料与AC型混合料对级配控制的要求不一致,由此提出了适合GAC型沥青混合料施工控制的级配波动范围,按0.075mm、小于等于2.36mm、4.75mm、大于4.75mm四档进行混合料级配波动控制,其允许偏差分别为±1、±4、±3、±4,为GAC型沥青混合料级配控制提供了针对性的参考标准,为规范的修编提供参考。     

基于贝雷法排水性沥青混合料级配设计方法研究

采用贝雷法设计排水性沥青混合料级配,并针对排水性沥青混合料的特殊性,提出采用"预留空隙率"进行整体级配设计.试验结果表明,用贝雷法设计的排水性沥青混合料可以预先控制空隙率大小并具有良好的路用性能,证明了贝雷法设计排水性沥青混合料的可行性.