MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料配合比设计与施工技术研究

为有效解决沥青面层抗高温稳定性和抗水损害能力,以工程项目为依托开展骨架嵌挤密实型沥青混合料配合比设计和施工技术研究,分析了骨架嵌挤密实型级配形成机理,提出了"三次破碎+三次筛分"改进型集料加工工艺,推荐了改进型沥青混合料用粗集料、细集料规格和MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料级配组成范围,提出了施工质量控制重点,形成了成套技术并推广应用,可为其他项目和规范修订提供参考。     

嵌挤密实型粗级配沥青混合料压实特性探讨

嵌挤密实型粗级配沥青混合料与细级配沥青混合料相比，其压实要求高，压实难度大。提高和保证压实密度是成功铺筑嵌挤密实型沥青混合料的关键因素。从嵌挤密实型沥青混合料的特点、压实空间（层厚与集料粒径大小关系）、压实工艺和压实温度几个方面探讨了嵌挤密实型沥青混合料的压实特性。     

钢渣骨料沥青混合料路用性能研究

为了探究钢渣骨料沥青混合料的路用性能,对AC-13与SMA-13两种级配的钢渣沥青混合料和碎石沥青混合料的高温稳定性、水稳定性进行了研究,并对其低温抗裂性及膨胀特性进行评价。结果表明:钢渣沥青混合料具有良好的颗粒间嵌挤作用与较高的摩擦力,钢渣颗粒间形成类纤维结构,可有效分散应力作用,使得钢渣沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能均优于碎石沥青混合料,同时钢渣沥青混合料的膨胀率满足规范要求。     

多级嵌挤密实结构沥青混合料压实特性

从多级嵌挤密实结构沥青混合料的结构特性、压实特点、材料属性和施工中的压实要求出发,通过室内试验和理论分析,发现骨架结构强的沥青混合料存在压实困难的缺点,施工中易造成渗水。室内车辙板试验的压实度可以很好地反映嵌挤密实型沥青混合料的压实性能。结果表明:多级嵌挤密实结构沥青混合料的设计不能一味强调嵌挤,并且改进了具体的碾压施工工艺。     

胶粉复合改性沥青混合料嵌挤级配计算方法与应用

利用废旧轮胎进行沥青改性不但具有可观的环保效益,而且其路用性能优良,尤其与再生PE进行复合改性后,高温性能明显改善。由于胶粉复合改性沥青中胶粉有回弹性,若沥青混合料的级配不合理,将会造成沥青混合料难以压实,采用骨架嵌挤密实型结构,可增大矿料的内摩擦角,提高混合料的抗车辙性能。在研究过程中总结了嵌挤级配的计算方法并加以了应用,效果明显,值得推广。     

胶粉复合改性沥青混合料嵌挤级配计算方法与应用

利用废旧轮胎进行沥青改性不但具有可观的环保效益,而且其路用性能优良,尤其与再生PE进行复合改性后,高温性能明显改善。由于胶粉复合改性沥青中胶粉有回弹性,若沥青混合料的级配不合理,将会造成沥青混合料难以压实,采用骨架嵌挤密实型结构,可增大矿料的内摩擦角,提高混合料的抗车辙性能。在研究过程中总结了嵌挤级配的计算方法并加以了应用,效果明显,值得推广。     

贝雷法和CAVF法在AK-13A和SMA-13的混合料级配设计中的应用

传统的沥青混合料配合比设计时,通过粗、中、细3种级配试配,然后再进行马歇尔试件的击实,分析体积指标确定级配、油石比,过程复杂,试验人为误差较大,耗时,耗力。通过贝雷法的粗集料选取密度,CAVF法计算粗细集料比例及油石比,对AK-13A和SMA-13的级配和油石比进行优化,并运用贝雷法3个比例参数CA比、FAc比、FAf比对优化后的级配的骨架嵌挤情况进行判别,以评价优化后的级配是否符合贝雷法3个比例参数的要求,旨在严格控制沥青砂浆体积与粗集料间隙率之间的关系,使沥青混合料的骨架嵌挤效果更好,性能更稳定。研究过程中采用GTM方法成型试件,用马歇尔方法进行沥青混合料路用性能验证。结果表明,粗集料的设计密度位于松装密度及干捣实密度之间时可以达到嵌挤状态,对于一般的密级配沥青混合料如AK-13A,粗集料的设计密度选择松装密度,对于SMA选用干捣实密度。采用改进的CAVF法计算粗细集料的比例并优化级配,通过计算得到的油石比与最终实际采用的油石比基本一致。粗型密级配AK-13A混合料的3参数符合贝雷法范围,形成一种嵌挤密实结构;SMA的3参数都不在贝雷法的范围内,其形成的骨架密实结构是独有的。SMA-13的粉胶比较AK-13A大,同时沥青膜厚度小于AK-13A,但2种混合料路用性能经实践证明都是良好的。     

多碎石沥青混合料性能研究

依据长寿命路面的设计理念,研究骨架密实型多碎石沥青混合料性能。沥青混合料采用30号硬质沥青,填料全部用水泥代替矿粉。对沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性能和强度性能进行了试验与分析,与国内常用的沥青混凝土(AC)路面相比,其性能有明显改善。提出了供工程使用多碎石沥青混合料的级配组成。     

废旧橡胶沥青混合料在路面养护中的应用研究

为研究橡胶沥青在路面养护工程中的应用可行性,采用AR-AC-13断级配密实骨架嵌挤式级配确定沥青最佳用量。通过室内试验,确认废旧橡胶沥青混合料的路用性能,并在路面养护工程中实际应用。结果表明,废旧橡胶沥青混合料的动稳定度大于3 000次,残留稳定度和残留强度比均达到了高速公路对橡胶沥青混合料的要求,且用于路面养护效果良好。     

废橡胶粉改性骨架密实型沥青混合料的设计方法

在主骨料空隙填充法(CAVF)的基础上,提出了废橡胶粉改性骨架密实型沥青混合料(CRM-SDAM)的配合比设计方法,即骨架嵌挤密实体积法。室内试验结果表明,采用此种方法简便可行,获得的改性沥青混合料具有适宜的体积参数和良好的高温性能及水稳定性。     

基于数字图像处理的沥青混合料主骨架评价标准

为了给骨架密实型沥青混合料级配设计与优化提供指导,使设计的沥青混合料具有良好的抗车辙性能,针对目前沥青混合料骨架结构判据的不足,在分析现有沥青混合料骨架结构评价指标的基础上,基于数字图像处理技术考虑粗集料接触特性对V_(mix)~VCA计算方法进行了优化。通过对4种不同级配沥青混合料中主骨架结构细观接触分布特性进行了比较,对细观定量评价指标与宏观评价指标间的相关关系进行了分析,提出了粗集料形成较优主骨架结构的细观定性和定量评价指标和标准。结果表明:考虑粗集料接触特性,优化的V_(mix)~VCA(I)计算方法所得值比目前经验计算法大15%~20%,在骨架判别时更加严格、合理,保证粗集料相互嵌挤形成最优主骨架;沥青混合料细观定量评价指标与其宏观评价指标有较好的相关关系,能够表征沥青混合料的抗车辙性能;骨架密实型沥青混合料设计过程中通过调整级配提高平均配位数的同时降低C值,能有效改善混合料的细观指标,使主骨架的质量得到明显提升,设计的沥青混合料具有良好的抗车辙性能;粗集料形成较优主骨架结构的定性和定量评价标准为V_(mix)~VCA(I)≤V_(DRC)~(VCA),n1.6且C20%。     

橡胶颗粒沥青混合料的级配设计

分析了橡胶颗粒沥青混合料的结构组成特点与防冻抗滑作用机理.为保证橡胶颗粒沥青混合料的结构整体性和密实性,确定混合料类型采用骨架密实结构.由于橡胶颗粒的密度与集料的密度差距较大,传统沥青混合料级配组成范围和设计方法显然已不再适用于橡胶颗粒沥青混合料.根据橡胶颗粒沥青混合料的材料组成特点,针对橡胶颗粒沥青混合料进行了基于主骨料嵌挤的体积法优化,提出了橡胶颗粒沥青混合料的级配设计方法.依据此级配设计方法进行了橡胶颗粒沥青混合料配合比设计实例分析.结果表明:按照此级配设计方法设计的橡胶颗粒沥青混合料各项技术指标均满足规范要求,设计的橡胶颗粒沥青混合料具有良好的路用性能.     

沥青混合料矿料级配分形特性研究

该文以嵌挤密实型沥青混合料级配分形分析思路对比分析了连续级配和间断级配的分形特性,结果表明:连续级配、嵌挤密实型沥青混合料级配和间断级配具有二度域分形特征,可以按照二度域分形级配来研究。在此基础上,结合二度域级配分形特征图,引入参数K、ΔD、tana和∠a详细阐述了连续级配、嵌挤密实型沥青混合料级配和间断级配三者之间的内在关系;探讨了参数K的几何、物理意义及其与沥青混合料性能指标的相关性。研究结果表明:参数K、ΔD、tan a和∠a可定量反映连续级配、嵌挤密实性沥青混合料级配和间断级配三者之间的转化关系;其中参数K物理意义是粗细集料的相对粗细比,几何意义是二度域分形级配直角坐标系中级配坐标点与坐标原点连线的斜率;参数K可定量反映粗细集料的相互作用情况,可作为沥青混合料级配的分形评价指标,结合矿料级配分形参数,建立了沥青混合料级配分形指标体系。     

骨架嵌挤型粗粒式高模量沥青混凝土设计方法研究及应用

对于局部结构承载能力不足、需要进行结构补强设计的路段,提出采用骨架嵌挤型高模量沥青混凝土进行修补。所设计的混合料采用骨架密实型级配和低标号硬质沥青起到较好的抗车辙作用和结构补强作用,其模量比一般混凝土高30%~50%,对于改善沥青路面的高温性能和结构承载能力有显著效果,而且混合料本身低温收缩率较普通级配低,具有可靠的抗裂性能和良好的经济效益。     

骨架嵌挤密实结构的TOR沥青-橡胶混合料及其抗车辙性能的研究

目前应用最为广泛的断级配沥青-橡胶混合料,由于粘结剂用量高,其生产成本要比常规改性沥青混合料高出25%左右。文章探讨了在TOR沥青-橡胶混合料中通过骨架嵌挤结构的矿料级配来提高其抗车辙性能和降低生产成本的可能性。在保持McDonald湿法处理基本特性的基础上设计了一种骨架密实型的TOR沥青-橡胶混合料,在APA试验机上进行的车辙试验表明,新的TOR沥青-橡胶混合料具有更高的抗车辙能力,而其生产成本则可降低降20%左右。     

纤维对嵌挤骨架密实沥青混合料疲劳性能的影响

通过室内试验研究了纤维对嵌挤骨架密实沥青混合料(SISG)疲劳性能的影响,应用威布尔分布建立疲劳方程,并与规范级配沥青混合料(GF)疲劳性能进行了对比。研究结果表明,与规范级配沥青混合料相比,SISG沥青混合料疲劳寿命最少提升17%;与不掺纤维SISG级配沥青混合料相比,在最佳掺量下掺木质素纤维、矿物纤维和聚酯纤维的SISG沥青混合料的疲劳寿命最少分别可提升2%、32%、48%。     

SBS-橡胶粉复合改性沥青混合料应用研究

利用废旧橡胶粉和SBS对沥青进行复合改性,不仅体现出良好的经济效益,而且复合改性沥青的路用性能良好。结合武汉市南三环线试验段工程,采用骨架密实型间断嵌挤级配进行混合料配合比设计,严格控制施工质量,经过1年多的运营观测,没有发现裂缝和车辙。     

大粒径透水性沥青混合料配合比设计研究

本文以沥青混合料设计孔隙率和粒子干涉理论为设计依据,采用多级嵌挤的级配设计方法,提出了具有骨架嵌挤结构得大粒径透水性沥青混合料级配参考范围;建立以沥青膜厚度、设计孔隙率、析漏试验与飞散试验为控制指标、并通过透水性试验和水稳定性试验进行性能验证的大粒径透水性沥青混合料设计方法。     

多级嵌挤型沥青混合料路用性能

通过试验研究,系统分析了以Baley method[5]为基础的多级嵌挤型沥青混合料的路用性能,包括马歇尔稳定度、水稳定性、低温抗裂性、高温稳定度、疲劳耐久性和抗滑性能,并与密级配沥青混凝土进行了对比分析.结果表明,多级嵌挤型沥青混合料具有较密级配沥青混合料更好的路用性能,可以改善沥青路面使用品质,延长使用寿命,具有较好的经济和社会效益,是一种性能优良的沥青混合料.     

多级嵌挤型沥青混合料路用性能

通过试验研究，系统分析了以Baley method为基础的多级嵌挤型沥青混合料的路用性能，包括马歇尔稳定度、水稳定性、低温抗裂性、高温稳定度、疲劳耐久性和抗滑性能，并与密级配沥青混凝土进行了对比分析。结果表明，多级嵌挤型沥青混合料具有较密级配沥青混合料更好的路用性能，可以改善沥青路面使用品质，延长使用寿命，具有较好的经济和社会效益，是一种性能优良的沥青混合料。