三种级配高模量沥青混合料技术性能试验分析

高模量沥青混合料具有较高的动态模量和高温稳定性能,在同等交通条件下,能减薄路面厚度,适用于路面标高受限制路段,如：位于上跨桥下的路段;适用于对高温稳定性能有较高要求路段,如：长上坡路段。按中、法2种标准,试验分析EME20、AC20和Sup20等3种级配高模量沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、动态模量、疲劳性能,供同行设计、施工高模量沥青混合料时参考。     

PE/TLA复合改性高模量沥青混合料的结构特性

为研究PE/TLA复合改性高模量沥青混合料的路用性能,采用抗压回弹模量、动态模量、低温弯曲、高温变形及弯曲疲劳试验对PE/TLA高模量沥青混合料结构的各项性能进行验证。结果显示:PE/TLA高模量沥青混合料具有较高的抗压回弹模量和动态模量、良好的高温抗车辙和抗疲劳性能,而低温抗裂性能、水稳定性能略低于SBS改性沥青混合料;PE/TLA高模量添加剂具有较低为温度敏感性,其抗压回弹模量随温度的增加呈缓慢下降趋势,高温累积变形随荷载作用次数增加而显著提高。     

HM-I/SBS复合改性高模量沥青混合料性能研究

HM-I（复合高模量剂）/SBS复合改性沥青综合了高模量沥青与SBS改性沥青的优势，能显著提升混合料的高温性能。采用残留稳定试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、车辙试验、四点弯曲疲劳试验及动态模量试验，分析HM-I/SBS复合改性高模量沥青混合料的路用性能及动态力学性能，并与基质沥青+硬质沥青颗粒及HM-I/基质沥青所制备的混合料进行对比。结果表明，HM-I/SBS复合改性高模量沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性、抗疲劳性能及动态模量值更为优异，且各项技术指标均满足高模量沥青混合料的需求。     

高模量沥青混合料的路用性能评价

为全面分析高模量沥青混合料的路用性能,选取2种高模量添加剂分别形成高模量沥青混合料与普通沥青混合料进行路用性能的对比试验研究,包括水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性及疲劳性能,试验分别为浸水马歌尔试验、车辙试验、弯曲试验及疲劳试验,通过残留稳定度、动稳定度、弯曲应变及疲劳寿命指标来评价及对比3种沥青混合料的路用性能。此外,还测试了3种混合料的动态模量,分析它们变化情况。研究表明：2种高模量沥青混合料比普通沥青混合料有更高的动态模量值、更优越的水稳定性、高温性能及疲劳性能;至于低温性能,则取决于外掺剂的类型。     

20号硬质沥青混合料性能试验研究

低标号硬质沥青具有针入度小、软化点高、粘度大的特点,其混合料高温稳定性及水稳定性优越、低温抗裂性略差。本文采用高模量沥青混合料配合比设计方法对HMAC-20C及HMAC-20F两种级配20号硬质沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及动态模量进行了试验研究,结果表明20号沥青混合料各项路用性能均满足规范要求,且动态模量满足高模量沥青混合料的技术指标要求。     

高模量沥青混凝土在公路养护工程中的应用研究

高模量沥青混凝可以有效降低车辆荷载引起的沥青混凝土塑性变形，具有较好的高温抗车辙能力，在我国高等级公路和城市交叉口路段得到越来越多地应用。通过对北京六环快速路大修工程中高模量沥青混凝土应用技术的分析。指出高模量混合料的级配可遵循我国常用的AC型沥青混合料级配，并通过添加高模量添加剂的方式制备高模量沥青混凝土。PRM高模量沥青混凝土的室内性能测试结果表明，掺加0．7％PRM添加剂的高模量沥青混凝土高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性等路用性能指标均能满足规范的要求，特别是其高温稳定性得到大幅提高。工程试验路的检测结果也得出了相同的结论，表明掺加PRM添加剂的高模量沥青混凝土能够适应当前道路交通的需求，具有良好的应用前景。     

高模量沥青混合料动态模量及其主曲线研究

为了指导高模量沥青混凝土的设计和应用,采用简单性能试验机(SPT)测试了两种不同掺加剂(ZQ-2和ECB)的高模量改性沥青混合料的动态模量,根据时间-温度置换原理,利用非线性最小二乘法拟合得到了参考温度下的动态模量主曲线,并应用其预测了两种高模量沥青混合料的高低温性能,最后与抗压回弹模量进行对比分析。结果表明:高模量沥青混合料的动态模量依赖温度和频率的变化;ZQ-2高模量沥青混合料的高温抗车辙性能和低温抗变形能力均优于ECB高模量沥青混合料;抗压回弹模量对应于频率较低时(0.01~0.1 Hz)的动态模量,采用动态模量进行沥青路面设计更合理科学。     

高模量再生沥青混合料性能研究

为了研究热再生高模量沥青混合料的路用性能,通过将普通沥青和不同掺量的布墩岩沥青(BRA)配制成改性沥青,分析了BRA掺量对改性沥青性能的影响规律,并以改性沥青混合料的动态模量为指标确定了BRA的合理掺量。通过测试不同旧料掺量下的再生混合料的动态模量、高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,提出热再生高模量沥青混合料的旧料合理掺量。结果表明:随着BRA掺量的提高,改性沥青的高温稳定性有所提升,BRA的合理掺量为40%。旧料掺量的提升对于再生混合料的模量提高影响不大;旧料掺量的提升有益于改善再生混合料的抗车辙性,但会影响其低温稳定性;在旧料掺量小于60%时,对高模量再生混合料水稳定性影响不大;旧料掺量过高不利于高模量再生混合料的疲劳性能。     

高模量沥青混合料技术指标与技术要求研究

选择不同的高模量沥青混合料,进行力学试验与路用性能试验,分别测试不同条件下高模量沥青混合料的静态模量、动态模量、动稳定度、抗剪强度、低温破坏应变与水稳定性,确定高模量沥青混合料的技术指标与技术要求。     

高模量沥青改性剂在武汉江北快速路中的应用

通过对沥青的高、低温性能及沥青混合料的动态模量、车辙、低温弯曲、水稳定性能进行试验分析,对比研究了不同高模量沥青改性剂的综合性能。试验结果表明:掺加0.3%高模量改性剂的沥青混合料在45℃、10Hz条件下动态模量可达7 214MPa,动稳定度可达13 754次·mm~(-1),-10℃弯拉应变大于2 500με,冻融劈裂强度比为91.2%;自主开发的高模量改性剂(MA103C)具有良好的高温模量和抗车辙性能,且能够兼顾低温性能,综合性能较优,已成功应用于武汉江北快速路新建工程。     

高劲度模量沥青混合料力学性能试验研究

通过测试几种高劲度模量混合料在不同温度下回弹模量、动态模量和劲度模量,比较其高劲度混合料的性能,得出测试的高劲度模量混合料的回弹模量明显高于一般的沥青混合料;掺加一定比例外加剂PR.M可以提高沥青混合料的回弹模量;20℃劲度模量试验结果表明,橡胶沥青混合料劲度模量最高,硬质沥青、SBS改性沥青劲度模量相当,橡胶沥青混合料ARAC20达到了高劲度模量沥青混合料标准。     

掺加PR PLASTS抗车辙剂的沥青混合料性能研究

通过室内试验,研究了掺加PR PLASTS抗车辙剂的AC-13I型沥青混合料的配合比设计及其高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。通过对比分析,发现掺加PRPLASTS抗车辙剂的沥青混合料性能得到了显著改善,特别是其沥青混合料的动稳定度比SBS改性沥青混合料提高了27．56％。结果表明PRPLASTS抗车辙剂适合铺筑在大交通量、重载较多的路段以及夏季气温较高地区的高速公路上。     

高模量沥青混合料力学性能试验研究

为了研究高模量剂掺量对沥青混合料力学性能的影响,通过劈裂强度、静态回弹模量和动态模量等试验,分析了高模量剂在不同掺量、不同温度条件下对沥青混合料劈裂强度、抗压强度、静态回弹模量、动态模量和相位角等指标的影响。结果表明:高模量剂的加入能明显提高劈裂强度,但其掺量不宜超过0.6%;随着高模量剂掺量的增大,抗压强度和静态回弹模量逐渐增大,当掺量由0%增至0.7%时,抗压强度和静态回弹模量分别提高30.8%和49.4%;高模量剂掺量对动态模量的影响小于静态回弹模量;高模量剂的加入对相位角的影响很小,表明高模量剂对沥青混合料的黏弹特性影响较小。     

基于实测与预测的沥青混合料回弹模量与温度的关系

我国沥青路面设计采用20℃抗压回弹模量和15℃劈裂模量作为设计标准,不能够反应温度变化对沥青混合料性能的影响。新颁布的沥青路面设计规范虽然采用了动态回弹模量,但仍然是采用20℃模量值。本研究通过采用不同型号沥青(70#、90#、SBS改性70#、SBS改性90#)及不同集料级配(AC-13、AC-16、AC-20)组成12种不同型号沥青混合料,采用马歇尔试件与静压法测试在不同温度(±60℃)下的沥青混合料抗压回弹模量,建立沥青混合料回弹模量与温度的回归关系。通过与其它方法得到的沥青混合料回弹模量预测结果对比分析,评价不同预测方法的技术特点。结果表明,沥青混合料回弹模量与温度有较好的回归关系,研究结果可以为沥青路面与材料设计提供一定的技术参数。     

基于动态模量试验的沥青混合料老化性能研究

为研究沥青混合料老化过程中的动态特性,对在不同温度条件下经受不同频率的动荷载的沥青混合料在不同老化期的动态模量进行试验,分析温度和荷载频率对动态模量及相位角的影响,采用车辙因子对沥青混合料的高温稳定性进行评价,并根据时间温度等效原理建立了不同老化程度的动态模量主曲线。研究结果表明：老化沥青混合料的动态模量和相位角具有明显的温度和频率依赖性,老化使沥青混合料动态模量增大,相位角减小。动态模量主曲线研究结果表明老化使沥青混合料的动态模量在整个温度（或频率）范围内变化幅度减小。     

沥青混合料动态模量Hirsch预测模型的验证研究

动态模量可以描述沥青混合料对温度和荷载频率的敏感性,从而可以客观地反映沥青混合料在路面结构中的行为特性。本文对SMA 13、Superpave 20、Superpave 25和ATB 25等4种沥青混合料分别进行了不同温度和荷载频率下的动态模量试验,并利用DSR对混合料中所用的两种沥青胶结料(普通70号沥青和SBS改性沥青)进行对应温度和荷载频率下的动态剪切模量试验,利用试验结果对动态模量Hirsch预测模型进行了验证研究。研究结果表明利用Hirsch模型预测动态模量的精度较好,只是在高温和低荷载频率时预测偏差较大。     

高模量沥青混合料性能研究与路面结构响应分析

对高模量沥青混合料的路用性能、力学性能进行了试验研究,应用有限元方法对不同轮轴类型标准荷载下中下面层采用高模量沥青混合料及普通模量沥青混合料的两种沥青路面结构的力学响应进行了对比分析。     

纤维沥青混合料高温稳定性研究

从纤维改善沥青温度稳定性入手,分析了纤维改善混合料高温稳定性的机理,进而研究纤维沥青混合料的高温稳定性。通过锥入剪切试验,用纤维沥青"剪切强度-温度敏感性系数"的概念评价纤维沥青的温度敏感性,发现纤维沥青的温度敏感性低,温度稳定性好。混合料车辙试验证明纤维明显提高了混合料的高温稳定性,研究发现只采用动稳定度作为指标具有局限性,建议同时采用"车辙变形的时间累积"这个指标综合评价混合料的高温稳定性。     

主动降温型沥青混凝土制备及性能研究

为降低炎热季节沥青路面温度,提高沥青路面的高温稳定性,减少沥青路面高温车辙病害的产生,同时减少有毒的有机沥青改性剂或路面涂料的使用,采用无机矿质粉末负离子粉作为新型环保沥青改性剂,制备了具有主动降温功能的沥青混凝土(active pavement cooling asphalt concrete,APC-AC)。通过室内车辙板温差试验与室外光照试验,研究了不同负离子粉掺量对APC-AC路面降温性能的影响,并以降温性能为参考指标推荐了负离子粉最佳掺量;借助Hot Disk 2500S导热系数仪对APC-AC及普通沥青混凝土的导热系数、比热容及导温系数进行测试,研究了负离子粉对APC-AC的热学参数影响规律;对APC-AC及普通沥青混凝土进行路用性能试验,研究了负离子粉对沥青混合料高温性能、低温性能、水稳定性的影响。结果表明:与普通沥青混合料相比,APC-AC具有较明显的路面降温效果,当负离子粉掺量为沥青质量的16%时,APC-AC车辙板室内温差试验表面降温幅度为5.9℃,室外光照试验表面温度可降低7.4℃;APC-AC的导热系数、导温系数相较于普通沥青混凝土分别降低9%和20%,比热容则提升14%;与普通沥青混凝土相比,APC-AC的动稳定度提高16%~42%,负离子粉对沥青混凝土的水稳定性与抗裂性能基本没有不良影响。