大粒径沥青混合料的力学特性和路用性能研究

分别采用主骨架空隙体积填充法、Superpave方法和贝雷法设计了5种大粒径沥青混合料级配,然后采用大马歇尔试验配合比设计法对所设计的5种大粒径沥青混合料进行了最佳油石比的确定,并对最佳油石比下的大粒径沥青混合料进行了力学特性和路用性能研究.结果表明:大粒径沥青混合料具有较高的抗压强度、抗压回弹模量和劈裂强度,且具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和水稳定性.     

不同方法设计SMA沥青混合料路用性能评价

为评价不同方法设计的沥青混合料路用性能,通过室内马歇尔试验、劈裂试验、单轴贯入试验、车辙试验、小梁弯曲试验及劈裂疲劳试验等对垂直振动成型法(VVTM)和马歇尔法(Marshall)设计的SMA沥青混合料路用性能进行了分析与评价。结果表明:1) VVTM法设计的SMA沥青混合料密度约为Marshall的1. 02倍,最佳油石比约降低7%; 2)与Marshall设计法相比,VVTM法沥青混合料的马歇尔稳定度、抗剪强度、动稳定度、低温劈裂强度至少可提升30%,疲劳性能和水稳定性均有提升,但抗弯拉强度略有降低; 3)强嵌挤骨架密实级配(GM)可有效提升SMA沥青混合料路用性能。结论是VVTM法设计的SMA沥青混合料较Marshall法设计的有更好的路用性能。     

油石比对多年冻土区沥青混合料强度特性的影响分析

青藏高原海拔高、昼夜温差大、冻融循环频繁等各种不利条件对沥青混合料强度特性影响显著。通过沥青混合料劈裂试验、弯拉试验与单轴抗压试验,研究油石比对沥青混合料强度特性的影响。借助方差分析方法研究油石比对沥青混合料劈裂抗拉强度、抗弯拉强度与抗压强度的影响程度。研究结果表明:SBR-AC-13和SBRAC-16沥青混合料的最佳油石比为6.5%,130号沥青混合料最佳油石比为6.0%。油石比对沥青混合料的抗弯拉强度及单轴抗压强度影响显著,在沥青混合料油石比6.0%~7.0%的基础上适当增加沥青用量,有利于提高沥青混合料的低温性能。     

超薄磨耗层小粒径沥青混合料性能研究

为探究小粒径、大孔隙沥青混合料应用于超薄磨耗层的可行性,采用公称最大粒径4. 75mm的集料设计制备了一种空隙率大于20%的透水沥青混合料。利用车辙、低温弯曲小梁、冻融劈裂、摆式摩擦、手工铺砂法、以及渗水试验对小粒径大孔隙透水沥青混合料的高温、低温、水稳定性、摩擦以及透水等路用性能与表面特性进行了评价,试验结果显示:混合料的60℃动稳定度为8201次/mm,-10℃极限弯曲应变为2896με,冻融劈裂残留强度比为84. 62%,BPN摆值为69,构造深度为0. 71mm,渗水系数为6857mL/min。研究表明小粒径大孔隙沥青混合料具有良好的路用性能,高温稳定性、抗滑性能、排水性能显著,与OGFC-13的路用性能对比分析后,小粒径沥青混合料可以考虑作为超薄磨耗层使用。     

材料组成与温度对超薄沥青磨耗层性能影响研究

超薄沥青磨耗层是一种有效的高等级公路预防性养护技术。主要研究了材料组成与温度对超薄磨耗层沥青混合料性能的影响。研究结果表明,超薄磨耗层采用SMA-10沥青混合料和UTFO-10沥青混合料均具有良好的路用性能,且采用UTFO-10级配和SBS改性沥青时性能表现更优;击实温度和油石比对超薄磨耗层沥青混合料的空隙率具有较大影响,当击实温度为120℃时,沥青混合料最佳油石比需增加约0．5％才能满足设计空隙率要求。     

中空聚酯纤维沥青混合料性能的试验研究

在沥青混合料中掺加中空聚酯纤维,改善了沥青混合料的性能。室内试验表明:加入中空聚酯纤维后,沥青混合料的最佳油石比增大,稳定度、流值增大,劈裂强度增大,冻融循环后劈裂强度比及车辙试验动稳定度明显增加。中空聚酯纤维改善了沥青与集料的粘附性,使沥青混合料的路用性能得到明显改善,而其性能价格比明显优于普通沥青混合料。特别适用于季节性冰冻地区。     

小粒径沥青混合料路用性能试验研究

采用CAVF法设计小粒径沥青混合料,采用3种沥青分别成型沥青混合料.基于室内车辙试验、冻融劈裂试验、摩擦系数试验、构造深度试验、渗水系数试验评价3种小粒径沥青混合料的高温稳定性能、水稳定性能、抗滑性能和透水性能.试验结果表明:小粒径沥青混合料高温稳定性能受沥青性能影响较大,为保证混合料动稳定度大于3000次/mm,建议采用PG高温分级温度大于82℃和软化点大于85℃的高黏沥青;小粒径沥青混合料冻融劈裂强度较低,采用不同沥青制备的混合料冻融劈裂强度比TSR相差较大;混合料具有较好的抗滑性能和透水性能.     

高原寒冷地区沥青混合料劈裂强度影响因素

针对青藏高原地区的气候特点,试验分析了油石比、温度、加载速率等对沥青混合料劈裂强度的影响。结果表明,不同温度条件下,油石比对沥青混合料劈裂强度的影响有所不同。高温时,沥青混合料劈裂强度随油石比的增大而波动变化,但影响较小;常温时,劈裂强度随油石比的增大呈抛物线形变化,出现峰值;低温时,劈裂强度随油石比的增大呈增大趋势。在相同的加载速率下,劈裂强度随温度的升高而减小。在常温及高温条件下,劈裂强度最大值及其对应的油石比均随温度的升高而减小。-10℃时的劈裂强度对加载速度的变化比较敏感。     

沥青混合料应力吸收层设计方法研究

为了充分发挥细粒式沥青混合料应力吸收层作用,提升沥青路面使用性能及耐久性,针对应力吸收层的功能需求提出了细粒式AC-10沥青混合料应力吸收层"4个控制点"的设计方法,进行了不同油石比下沥青混合料的析漏试验、0℃小梁弯曲试验、车辙试验、浸水马歇尔及冻融劈裂试验,研究了油石比对抗裂性能及高温抗变形能力的影响规律,并提出以相对变形作为高温抗变形能力的控制指标。研究结果表明,采用该方法设计的AC-10沥青混合料具有良好的路用性能。     

两种温拌剂对沥青混合料性能的影响研究

为克服热拌沥青混合料路面施工时存在污染严重、能耗浪费的问题,提出将降粘型EC-120和发泡型ASMIN两种温拌剂掺入沥青中制备温拌沥青及沥青混合料,分别测定了沥青的粘温曲线和混合料的空隙率,开展了车辙试验和冻融劈裂试验。结果表明:1)降粘型温拌剂EC-120能明显降低基质沥青的表观粘度,发泡型温拌剂ASMIN降粘效果不明显;通过拟合粘温曲线,得到了基质沥青与掺温拌剂沥青的压实温度与碾压温度。2) 2种温拌剂沥青混合料的空隙率、稳定度和流值均满足规范要求,且空隙率相同时,EC-120、ASMIN的压实温度较普通基质沥青混合料分别降低了15℃和10℃。3) EC-120能增加沥青混合料的动稳定度,改善其高温稳定性,但会小幅度降低混合料的冻融劈裂残留强度比,导致其水稳定性略有减弱;而ASMIN能小幅度提高混合料的动稳定度和冻融劈裂残留强度比,进而增强其高温性能和水稳定性能。     

寒冷地区沥青混合料弯拉强度性能研究

结合寒冷地区年平均气温低、大温差等气候特点,采用室内弯曲试验,研究温度、公称最大粒径、沥青种类、油石比对沥青混合料弯拉特性的影响及其作用规律.研究结果表明:在5种试验温度下,抗弯拉强度曲线存在两个关键点温度:-10℃和15℃;在低温情况下,两种公称最大粒径相比,AC-13的劈裂强度较AC- 16大;在6.0％～7.0％...     

温拌橡胶沥青混合料浸水劈裂性能研究

为了检验浸水时间、温度以及空隙率对温拌橡胶沥青混合料水稳定性的影响,对温拌橡胶沥青混合料WMRAC-13进行了不同浸水时间、浸水温度与空隙率下的劈裂强度试验。试验结果显示,基于马歇尔试验方法的温拌橡胶沥青混合料设计结果满足冻融劈裂技术要求;60℃和4℃下的浸水劈裂强度均随浸水时间的增加而衰减,但60℃的浸水劈裂强度比4℃衰减更快;60℃和4℃下的浸水劈裂强度随浸水时间增加而衰减,拟合曲线分别采用二阶多项式和幂函数拟合的相关性最好,其衰减曲线的拐点分别在浸水3d和浸水20d;与此同时,浸水劈裂强度均随空隙率的增大而衰减,拟合曲线采用二阶多项式具有较好的相关性,其衰减曲线拐点分别为7%和7.5%。     

大粒径大空隙沥青混合料成型方法试验研究

成型温度与击实次数对大粒径大空隙沥青混合料的路用性能影响显著。为了确定MAC改性沥青大粒径大空隙沥青混合料的室内成型方法,首先采用软化点试验,分析了加热温度对MAC改性沥青软化点测试结果的影响,推荐了MAC改性沥青的加热温度;其次采用大型马歇尔击实试验,分析了击实次数对大粒径大空隙沥青混合料体积指标的影响。试验结果表明:随着加热温度的增加,MAC改性沥青软化点增势先急后缓,以195℃为变化节点;随着击实次数的增加,大粒径大空隙沥青混合料毛体积相对密度先增大后减小,而空隙率则相应地先降低后增高,均在112次击实次数时达到极值;推荐195℃沥青加热温度、112次击实次数作为MAC改性沥青大粒径大空隙沥青混合料的室内成型方法。     

聚酯纤维对橡胶沥青混合料路用性能的影响研究

为了分析纤维对橡胶沥青混合料的路用性能影响,选用橡胶沥青混合料AC-13C级配,对纤维改性橡胶沥青混合料的水稳定性能、高温抗车辙性能、抗裂性能及去疲劳性能进行试验.试验结果表明,纤维含量的增多,使得混合料的空隙率增大,最佳油石比也不断提高;纤维存在着适宜的掺入范围,适量的纤维与橡胶相互作用能够显著提高橡胶沥青混合料的路用性能,但纤维掺量过多不利于橡胶沥青混合料路用性能的改善.     

基体沥青混合料的体积参数对半柔性路面材料的性能影响分析

基体沥青混合料体积参数是半柔性路面材料设计的重要指标,它关系到半柔性路面的各项使用性能.通过体积法设计了不同空隙率以及相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,并且对不同龄期半柔性路面材料进行了力学性能和路用性能的试验,然后与普通沥青混合料的性能进行比较,分析研究基体沥青混合料的空隙率和孔结构对半柔性路面材料性能的影响规律.研究结果表明:随着基体沥青混合料空隙率的增加,半柔性路面材料的力学性能明显提高,路用性能有所改善;对相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,均匀级配设计的力学性能和路用性能优于连续级配设计.采用30%空隙率均匀孔结构基体沥青混合料制备的半柔性路面材料,7 d马歇尔稳定度高达17.69 kN,7 d劈裂强度达到6.32 kN,残留稳定度和冻融劈裂强度比均超过100%,动稳定度达到30 000次/mm以上,低温抗弯拉劲度模量达到6 486 MPa,抗压回弹模量模量达到2 812 MPa.     

沥青混合料基灌注式半刚性路面抗腐性能研究

以空隙率28%的沥青混合料矿料级配为基准,按油石比为1.8%、2.1%、2.4%、2.7%、3.0%配制成大孔隙沥青混合料,在不同油石比配制成的大孔隙沥青混合料中灌入橡胶粉水泥砂浆生成沥青混合料基灌注式半刚性路面。通过油石比为1.8%、2.1%、2.4%、2.7%、3.0%的沥青混合料基灌注式半刚性路面试样浸水、冻融劈裂强度、动水抗冲磨等抗腐性能试验研究,表明油石比大小影响沥青混合料基灌注式半刚性路面抗腐性能。当油石比在2.4%~2.6%范围内时,生成的沥青混合料基灌注式半刚性路面抗腐性能最佳。该研究可为沥青混合料基灌注式半刚性路面在工程上的应用提供依据。     

贝雷法进行大粒径沥青混合料级配设计的研究

介绍了贝雷法的基本概念,采用贝雷法设计了公称最大粒径为31．5mm的大粒径沥青混合料BLF30,然后采用大马歇尔配合比设计方法确定了BLF30的最佳油石比,并对最佳油石比下的BLF30进行了路用性能检验。结果表明,采用贝雷法设计的大粒径沥青混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和抗渗性。     

Influencing Factors of Compression Strength of Asphalt Mixture in Cold Region

针对寒区低温特点,对沥青混合料进行室内单轴压缩试验,分析温度、油石比、沥青种类和级配对混合料抗压强度的影响.结果表明,混合料抗压强度随温度的升高而降低；对比不同最大公称粒径的沥青混合料的抗压强度可知,SBR改性AC - 16混合料的抗压强度高于AC - 13；存在对应于抗压强度达到最大值时的最佳油石比,约在6.0％～7.0％之间；SBR改性沥青混合料的低温抗压性能明显优于l30#道路石油沥青混合料.混合料抗压强度值的对数与温度及油石比的关系符合二元一次函数关系.用SPSS相关分析方法分析各影响因素对混合料抗压特性的影响程度可知,温度和沥青种类对抗压强度影响较大.     

环氧沥青混合料设计及性能研究

采用体积设计方法,研究了环氧沥青混合料级配组成和成型前后养护时间对混合料性能的影响。试验结果表明:采用体积设计方法设计的环氧沥青混合料粗集料多,空隙率小,保证了环氧沥青混合料具有良好的抗滑性和抗渗性能。环氧沥青混合料成型前后养护时间影响试件的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度和劈裂强度。成型前经过养护的环氧沥青混合料,成型后初始稳定度和劈裂强度比成型前未经过养护的高;但成型前经过养护试件的最终稳定度和劈裂强度低于成型前未经过养护的试件。而且,环氧沥青混合料在60℃养护7d后,已经具有良好的抗水损害性能和抗车辙性能。     

冷再生沥青混合料性能评价

从基层材料的功能要求出发,评价了乳化沥青冷再生混合料的高温性能、劈裂强度和水稳定,从而论证冷再生沥青混合料用作高速公路沥青路面基层材料的可行性。通过马歇尔稳定度试验和劈裂强度试验评价了冷再生混合料的强度性能,确定了混合料的最佳沥青用量;用车辙试验检验了再生混合料的高温稳定性;用冻融劈裂试验评价了再生混合料的水稳定性。研究发现,冷再生混合料的最佳沥青用量为(纯沥青油石比)2.5%;最佳油石比下,冷再生混合料车辙动稳定度均大于3000次/mm,冻融劈裂残余劈裂强度比为97.39%。结果表明,所设计的冷再生混合料具有较高的力学强度,优良的高温性能和水稳定性,能够用于铺筑高速公路沥青路面基层。