热压式沥青混合料高温黏弹塑性特征分析

采用单轴蠕变循环加卸载试验,探讨了热压式沥青混凝土路面柔性基层沥青混合料HRA20在高温、低应力状态下的黏弹塑性.试验结果表明,温度的升高将导致混合料对外荷载的黏弹塑性响应的迅速增长,但是,黏性(特别是黏弹性)变形对时间变化的敏感程度却随温度的升高反而有所下降.所以,高温主要通过应力函数来影响混合料黏滞性对温度的敏感性,促使其由黏弹塑性向塑性稳定流动过渡.     

基于Bodner-Partom模型的水泥乳化沥青混合料黏弹塑压实特性

为揭示水泥乳化沥青混合料压实过程中的黏弹塑性变形特性及其变形机理，结合现场路面压路机的施工工艺参数，采用万能试验机压缩试验模拟该混合料的压实过程。针对试验循环荷载力学响应曲线变形特征，引入有效平均应力构建混合料压实变形的Bodner-Partom本构模型。通过对应变-时间的非线性拟合识别出该混合料的B-P模型参数值，进而揭示压实过程中混合料的黏弹塑性动态流变特性及变形机理。试验结果表明：压缩试验可充分反映混合料压实过程中的力学响应变形特性；随着循环荷载次数的增加，混合料塑性和黏塑性变形减小而弹性和黏弹性变形增大。据混合料复压阶段的黏塑性变形规律导出试样空隙率的计算式，进而获得有效平均应力随试样空隙率的变化规律。B-P本构模型分析结果表明：黏性参数η随荷载作用次数的增加而逐渐增大，说明混合料在压实过程中黏性增强；应变率敏感系数n₁基本保持不变，表明压实过程中混合料温度相对稳定；参数值Z，D₀随荷载作用次数的增加分别呈递增、递减的规律，前者显示随着混合料被进一步压实其非弹性变形抵抗力增大，进而导致塑性和黏塑性应变逐渐减小，后者显示塑性应变率减小，表明单次循环荷载下塑性变形占总变形量的比例逐渐减小。B-P模型参数值可准确表征水泥乳化沥青混合料与时间和荷载相关的黏弹塑性流变特性，重构后的B-P本构模型可有效揭示混合料压实过程中的黏弹塑性变形机理，可为深入研究其压实流变性能和路面压实工艺奠定基础。     

沥青混合料破坏阶段的黏弹性行为

采用基于连续破坏力学和功势原理的模型对沥青混合料破坏阶段的黏弹性行为进行研究.该模型中利用虚应变来描述沥青混合料的时间依赖性,利用破坏参数和虚劲度模量的关系描述沥青混合料的破坏特性.通过不同条件下的复数模量试验确定了沥青混合料的线黏弹性力学参数,进行了不同条件下的恒应变率压缩试验来确定沥青混合料的破坏特性.确定了破坏参数、应力的勒贝格范数和虚劲度模量之间的关系,进而用线性分段法计算了沥青混合料的黏弹性应变.利用该模型对不同条件下的恒应变率压缩试验结果进行了分析.结果表明:预测值和实测值吻合良好.     

基于蠕变试验分析沥青路面车辙的能量方法

利用MTS810型液压伺服试验系统和旋转压实仪GC(Gyratory Compactor)进行沥青混合料的五级单轴压缩蠕变试验,研究了重荷载下沥青混合料的高温稳定性。从能量的角度分析了沥青混合料的永久变形机理,并找出了耗散能与永久变形的关系,通过多元回归得到了重载交通下沥青路面的车辙预估模型。     

沥青混合料蠕变柔量转换松弛模量的新方法

为了精确、简便地在广泛时间域内获得沥青混合料的松弛模量,提出了一种利用蠕变柔量转换求解松弛模量的新方法。该方法的主要实现过程为:(1)利用沥青混合料单轴压缩蠕变试验的测量结果获取蠕变柔量;(2)根据松弛模量和蠕变柔量在频率域内的关系,即复数模量和复数柔量互为倒数,得到了松弛模量Prony级数表达式中的黏弹性参数;(3)根据确定的黏弹参数确定松弛模量。针对两种沥青混合料在5个不同温度下的单轴压缩蠕变试验测量结果,利用该方法将蠕变柔量转换得到松弛模量,并根据松弛模量和蠕变柔量在时间域内的关系验证了松弛模量求解的准确性,然后根据时温等效原理绘制了两种类型沥青混合料松弛模量的主曲线。计算结果表明:基于单轴压缩蠕变试验的测量数据,可采用提出的新方法准确计算出沥青混合料在不同温度下的松弛模量,控制误差绝对值在1.4%以内;根据在不同温度下计算得到的松弛模量,绘制松弛模量主曲线可表征更广时间和温度范围内的沥青混合料松弛性质,从而更加全面地描述沥青混合料的黏弹性性质,为沥青混合料的黏弹性分析提供了有效的方法。     

温拌沥青混合料粘弹特性研究

温拌沥青混合料是通过一定的技术措施,降低沥青的粘度,从而沥青混合料可在相对较低的温度下进行拌和施工,其粘弹特性与普通沥青混合料有显著差异,本文从粘弹性理论的角度对温拌沥青混合料高温蠕变这种力学变形行为作进一步研究。采用温拌沥青混合料轮碾成型的板块切割成尺寸为40mm×40mm×80mm的棱柱体试件,在MTS810材料试验机上进行高温压缩蠕变试验,试验荷载分别采用0.1MPa和0.2MPa,试验温度为30℃、40℃和50℃。高温压缩蠕变试验表明,温拌沥青混合料的蠕变柔量较高,随着应力水平的增加,蠕变应变速率增长缓慢,具有更好的抗高温变形性能,即温拌沥青混合料拥有良好的抗车辙性能。     

湿度对沥青混合料性能影响研究

为研究湿度对沥青混合料性能影响,采用真空干燥箱和恒温恒湿箱对AC-20C沥青混合料试件进行湿度养生,开展单轴贯入试验、三轴试验、低温弯曲试验以及单轴压缩动态模量试验,获得所选用沥青混合料的高低温性能和不同温度、频率下的动态模量和相位角,并绘制动态模量主曲线。通过分析试验结果,得到如下结论：湿度对沥青混合料的高温性能影响较大,随着湿度增加,沥青混合料黏聚力减小,其高温稳定性主要依靠集料的嵌挤作用;气态水在沥青混合料内部因温度下降而转化为固态会破坏沥青混合料的沥青-集料界面特性,从而导致沥青混合料的低温性能快速下降;湿度对沥青混合料常温黏弹特性也有较大程度影响,具体表现为随着湿度增加,相位角对温度变化更加敏感,同时沥青混合料的动态模量主曲线在低频区间逐渐降低,损害了沥青混合料在该区间抵抗永久变形能力。     

基于多级加载蠕变试验的沥青混合料变形特性研究

沥青路面的永久变形是路面结构层在荷载作用下塑性变形的积累.采用旋转压实仪GC减小沥青混合料试件制作过程中的变异性,在此基础上以MTS810型液压伺服务系统分五级进行单轴压缩蠕变试验,研究重复荷载作用下沥青混合料的变形特性.从能量的角度分析了沥青混合料的永久变形内在机理,探讨了受压状态下耗散能与混合料不可恢复变形间的联系,分析了室温下荷载作用时间对沥青混合料应力与应变关系的影响.     

高比例RAP热再生沥青混合料黏弹性试验

为了研究高比例RAP热再生沥青混合料的黏弹性能,采用动态模量试验对其进行性能试验,分析了混合料动态模量|E*|、相位角φ、抗车辙因子|E*|/sinφ等指标随荷载作用频率和温度的变化规律。同时,利用黏弹性材料的"时间—温度等效原理",结合最小二乘法回归了混合料的动态模量主曲线。结果表明:高比例RAP热再生沥青混合料的黏弹性能非常明显,在低温高频时,混合料表现出更多的弹性性能,在高温低频时,混合料的黏性性质更为明显。     

缓黏型沥青混合料应用技术研究

降低沥青混合料拌和与压实温度,延长混合料施工时间,具有重要的经济和社会效益。缓黏型沥青混合料是一种具有高温降黏,中温缓黏和低温增黏特性的绿色经济高效路用材料,不仅能实现温拌技术的降温效果,而且低温增黏又能保证其路用性能不低于热拌路面,同时缓黏技术可以延长混合料施工时间。对掺加缓黏剂(FH-3)沥青混合料降温效果和路用性能试验与基质沥青混合料对比研究,结果显示:拌和温度降低18.1℃,降温效果明显,同时所测试路用性能都符合规范要求,且低温、水稳和抗疲劳性能提高。     

旧料特性对热再生沥青混合料压实性能的影响研究

为了研究热再生沥青混合料的压实特性,采用旋转压实试验,通过对2种类型再生料的密实曲线计算所得的斜率K1和K2、压实能量指数CEI、交通密实指数TDI1和TDI2分析各旧料在不同加热温度和掺量下对再生料压实特性的影响。结果表明:1)旧料加热温度升高能提升旧沥青与新沥青的融合,可增加再生料中沥青的粘度,但并非旧料加热温度越高再生料越容易压实,在100℃、120℃和140℃三种温度条件下,120℃掺加旧料的再生料更易压实;2)旧料掺量越大,再生料越难压实,但使用过程中其抗变形能力越好;3)AC-20普通沥青再生混合料更易压实,但抗变形能力明显不如AC-13改性沥青再生混合料。     

成型方法对沥青混合料体积参数及路用性能影响

对不同成型方法对沥青混合料的性能影响进行了试验研究,通过室内试验对沥青混合料的体积参数及路用性能机械了分析。研究结果表明,通过旋转压实获得的沥青混合料空隙率、间隙率大于马歇尔击实成型试件,通过旋转压实成型试件的沥青饱和度小于马歇尔击实成型试件。与马歇尔击实成型试件相比,旋转压实成型沥青混合料试件的动稳定度、抗弯拉强度及水稳定性均有大幅度的提高。     

温拌沥青混合料在福银高速公路养护中的应用

基于温拌沥青混合料具有降低能耗、减少污染、易施工、路用性能优良等优点,结合温拌剂的改善原理,从沥青试验、沥青混合料试验及试验段情况等方面对温拌与热拌工艺进行对比分析。结果表明：温拌沥青混合料在较低的温度下满足孔隙率等指标要求;采用温拌沥青混合料可降低施工温度,并达到甚至超过热拌的压实效果;具有较好的节油率。     

厂拌热再生沥青混合料生产温度的确定方法

通过测定不同温度的再生沥青粘度,得到再生沥青的粘温曲线,由此确定再生混合料的拌和与碾压温度;通过拌和模拟试验建立了基于热传导的新集料加热温度计算公式．用于控制再生沥青混合料的出料温度．结果可为类似工程提供参考。     

聚合物纤维加筋沥青混合料疲劳特性的研究

在MTS上采用应变控制模式和中点加载方式的小梁弯曲疲劳试验方法,研究了不同沥青用量、纤维掺量和应变水平条件下聚合物纤维加筋沥青混合料的弯曲疲劳特性及其变化规律;根据试验结果提出了基于疲劳寿命下的最佳聚合物纤维掺量,建立了以拉应变、混合料的初始劲度、体积参数VFA和纤维掺量为参数的聚合物纤维加筋沥青混合料疲劳性能模型.结果表明,沥青混合料的疲劳寿命随着聚合物纤维掺量的增加而延长,但当掺量过大时疲劳寿命反而可能有所下降.通过多元线性回归分析表明,含纤维掺量参数的新模型的精度比其他疲劳模型得到了明显提高.     

AH-1温拌剂对SBS改性沥青路用性能的影响

为了研究与比较自行研发的AH-1温拌剂对SBS改性沥青路用性能的影响,对比不同掺量的AH-1与Sasobit的路用性能差异,应用常规的沥青性能试验对针入度、延度和软化点进行测试,通过沥青旋转黏度试验和变温击实马歇尔试验确定最佳成型温度,根据规范对 SMA-13 型混合料按照最佳拌和及成型温度制作马歇尔试件,测定各项指标。结果显示：掺入AH-1和Sasobit均增加了SBS改性沥青的软化点,减小了延度和针入度;4%的AH-1比普通热拌沥青混合料的拌和温度降低25℃,且降温效果比sasobit要好;AH-1增加了沥青混合料的高温性能,降低了混合料的低温和水稳性能,但仍然满足规范要求。     

沥青混合料抗剪性能试验仪开发

为了有利于设计与施工部门进行混合料抗剪性能评价,开发了简易型抗剪仪,并成型不同混合料,分别采用抗剪仪与M TS进行混合料的抗剪试验。通过试验对比发现,在不同混合料和不同试验方案组合下,两种试验方法的抗剪强度结果具有较好的相关性。本文也指出,M TS试验结果均比抗剪仪结果要大,而且在混合料抗剪强度较大时,M TS试验结果比抗剪仪大的较多。本文从设备加载频率与温度控制方面进行了原因分析。最后,认为该抗剪仪可以用于设计与施工监控阶段混合料抗剪强度的快速评价。     

AC-16C型沥青混合料级配及碾压工艺研究

通过几个典型AC—16C型级配沥青混合料的马歇尔试验和各种路用性能对比试验,提出了适用于湖北地区高等级公路沥青路面上面层的AC—16C型设计级配。通过分析该设计级配的压实特性,并结合不同碾压组合下的试验路测试数据．提出了适合于该级配的碾压方式。该研究为沥青混合料的级配设计和碾压方式提供了可靠的手段与方法。     

基于GTM的温拌再生沥青混合料压实特性

基于温拌再生技术,利用GTM设计法对沥青混合料的级配进行设计并确定拌和与压实温度,研究温拌再生沥青混合料压实特性随压实温度和旧料掺配比例变化规律,分析不同温度(100℃、110℃、120℃、130℃、140℃)、不同旧料掺量比例(0%、20%、30%、40%、50%)下温拌再生沥青混合料体积参数的变化规律。结果表明,温拌再生沥青混合料的空隙率随压实温度的提高而减小,沥青混合料的沥青饱和度、旋转剪切系数GSF、旋转稳定值GSI随着压实温度的升高而增加;压实温度一定时,温拌再生沥青混合料的空隙率随旧料掺量的增加而增大,沥青混合料的沥青饱和度、旋转剪切系数、旋转稳定值随着旧料掺量的增加而减小;旧料掺量在40%以下、压实温度在100℃~140℃范围,温拌再生沥青混合料的体积指标均满足要求。     

多级矿料-沥青体系的颗粒特性、界面效应及迁移行为研究进展

沥青混合料是多级多相颗粒性材料,其复杂的颗粒特征、界面效应和迁移行为决定了离析特性、压实效果与力学响应。为了解析沥青混合料的微细观作用机理,为混合料组成优化设计、施工控制及性能预测提供理论基础,进而提升沥青路面的耐久性,综述了国内外学者在矿料-沥青体系的研究成果,并将摊铺、压实、服役阶段的沥青混合料分别看作不同状态及迁移自由度的矿料-沥青体系。首先,针对矿料体系的颗粒特性,分析了颗粒几何形态以及尺寸效应对沥青混合料性能的影响,给出了多级矿料复合几何特征表征方法。其次,针对松散态的矿料-沥青体系,梳理了矿料颗粒体系的接触摩擦特性、界面交互作用等细观特征,介绍了沥青混合料的离析行为评价方法,分析了颗粒迁移行为对离析倾向的影响,并讨论了离析形成机理;针对沥青混合料的压实过程,描述了动态压实特性与颗粒的迁移行为,分析了矿料几何特征、矿料-沥青界面效应对颗粒迁移行为的影响,从内部颗粒迁移角度讨论了沥青混合料的压实过程;针对压实成型的沥青混合料,介绍了矿料-沥青体系的颗粒迁移行为,并分析了颗粒微迁移特性对沥青混合料力学强度的影响。最后,将运输摊铺过程的松散态、压实过程中的错动态、服役过程中的成型态...