试验室压实方法对热拌沥青混合料空隙率及力学性能的影响

马歇尔和Superpave沥青混合料设计法都是主要基于体积参数,但是这两种方法确定最佳沥青用量均很大程度上受试验室压实方法的影响,该文主要评价压实方法对沥青混合料空隙率和力学性能的影响。试验方法包括马歇尔和Superpave沥青混合料设计法(两种试件尺寸)、法国旋转剪切压实机(PCG)压实法以及LCPC法国碾压机碾压法。对压实方法、试件尺寸和旋转压实次数对空隙率和最佳沥青用量、力学性能、永久变形和疲劳性能的影响进行了评价。在中、重交通下,对于公称最大粒径≤12.5 mm的沥青混合料,推荐采用直径100 mm的SGC试件;如果旋转压实次数小于该文采用的100次,则建议采用直径150 mm的SGC试件。     

泡沫温拌沥青混合料的体积性能

以密级配沥青混合料AC-20为例,采用马歇尔试验方法,研究泡沫温拌沥青混合料在不同拌和、击实温度和沥青含量条件下的的体积性能.试验共制作100个马歇尔试件和40组最大理论密度测定试样.研究结果表明,在相同温度条件下,随着沥青含量的增加,泡沫温拌沥青混合料的毛体积密度、饱和度和流值增大,空隙率减小,稳定度出现一定的峰值,矿料间歇率变化发生一定的变异;在相同沥青用量条件下,随拌和及压实温度的升高,泡沫温拌沥青混合料的毛体积密度、沥青饱和度、稳定度增大,空隙率、矿料间歇率和流值则减小.同时,试验还研究了泡沫温拌沥青混合料适宜的拌和及击实温度和相应的最佳泡沫沥青用量.     

基于图像处理的粗集料细观分布均匀性研究

沥青混合料的均匀性对其物理力学性能具有重要影响,是沥青混合料基因组的重要构成及研究对象。为了给沥青混合料精细化设计提供参考,该文基于数字图像技术,针对3组不同级配,在不同击实条件下深入分析马歇尔试件粗集料分布的均匀特性,进而评估粗集料分布均匀性量化指标与沥青混合料宏观力学性能的关系。结果表明：马歇尔试件粗集料分布具有两端稍少而中间较多、粗集料数量最大值出现在试件高度1/3～2/3处的特征,击实次数的增加有助于增加沥青混合料分布均匀性;级配对粗集料分布均匀性具有重要影响,粗级配具有更好的均匀性,对于不同粒径集料表现为粒径越小分布均匀性越好;标准差可作为粗集料分布均匀性的定量评价指标,随着标准差数值的减小,沥青混合料具有越来越好的抗车辙性能。     

沥青混合料最佳沥青用量确定方法的试验研究

为确定沥青混合料最佳沥青用量,采用了马歇尔试验方法进行研究,提出了最佳沥青用量的确定方法,并针对3种不同级配类型情况下的沥青混合料,进行了标准马歇尔试验和浸水马歇尔试验的研究,分析了沥青混合料表现的不同特性。结果表明:在不同级配的沥青混合料条件下,得出的最佳沥青用量值并不相同,从而导致沥青混合料稳定度、流值、沥青饱和度以及残留稳定度等马歇尔技术指标特性有所差异;标准级配下的最佳沥青用量,使得沥青混合料特性表现最佳。     

布敦岩沥青改性沥青混合料的二阶段设计方法研究

该文阐述一种布敦岩沥青改性沥青混合料的设计方法。它通过两个阶段的设计步骤,在沥青混合料拌和过程中加布敦岩沥青(Buton Rock Asphalt,以下简称BRA),提高了普通基质沥青混合料的路用性能。第一阶段不添加BRA,采用马歇尔设计方法获得沥青混合料的最佳油石比。第二阶段在第一阶段获得的沥青混合料最佳油石比的基础上采用限定沥青与布敦岩沥青比例的方式添加BRA,且必须保持初试总沥青用量与第一阶段最佳沥青用量基本持平。最后采用马歇尔设计方法获得BRA改性沥青混合料的最佳油石比。     

化学类抑制冻结沥青混合料配合比设计研究

采用填料体积等效置换方法对化学类抑制冻结沥青混合料进行配合比设计,通过马歇尔试验方法检验盐化物添加量对马歇尔试件体积指标、油石比及混合料路用性能的影响。试验结果表明,在相同矿料级配条件下,盐化物添加量对沥青混合料马歇尔试件体积指标及油石比影响不大;通过控制盐化物添加量,盐化物沥青混合料路用性能能够满足规范要求。     

沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法

在多年冻土、重冰冻等地区的低温、大温差特殊条件下,沥青稳定碎石基层易产生低温收缩开裂,导致路面破坏。通过沥青稳定碎石大马歇尔试件的温度收缩、低温弯曲等试验,分析了矿料级配组成、沥青用量等因素对混合料低温抗裂性能的影响。分析得出,利用沥青稳定碎石的强度试验与马歇尔试验结果,综合确定的最佳沥青用量更为合理;矿料级配组成对混合料温度收缩系数的影响较小,空隙率是影响混合料温度收缩系数的主要因素;适量增加沥青用量可以显著提高沥青稳定碎石的弯拉强度和变形能力;单一指标无法科学评价沥青稳定碎石的低温抗裂性能。研究提出了以温度应力比和弯曲应变能为指标的沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法。     

SGC设计方法与马歇尔设计方法设计SMA最佳沥青用量的比较研究

分别对细、中、粗3种不同的SMA级配,采用SGC设计方法与马歇尔设计方法,设计出SMA最佳沥青用量,进行了研究比较,结果表明:SGC设计方法确定的SMA最佳沥青用量比马歇尔设计方法确定的最佳沥青用量有大幅度减少,其原因在于当采用SGC旋转100次成型混合料试件时,其压实功显著大于马歇尔双面击实50次成型的混合料试件,而我国目前的施工条件在路面难以达到相应的压实条件,易出现空隙率偏大的问题,因此建议在我国采用SGC进行SMA混合料设计时,对美国的规范进行修改,降低旋转压实的次数以适应我国的施工条件。     

乳化型温拌沥青混合料性能试验方法研究

为系统地评价温拌沥青混合料的降温幅度,采用马歇尔击实、旋转压实(SGC)法成型试件,通过体积指标来评价温拌沥青混合料的降温特性,并采用和易性试验仪直观地检测了温拌混合料不同温度下的工作和易性.结果表明:马歇尔击实法不适合用来评价温拌沥青混合料的特性;旋转压实能较好地评价乳化型温拌沥青混合料最佳拌和及施工温度,和易性试验...     

不同RAP温度泡沫沥青冷再生混合料性能及影响机理

研究了RAP温度对泡沫沥青冷再生混合料干湿劈裂强度、高低温性能和泡沫沥青分散性状的影响。结果表明,随着RAP温度增加,泡沫沥青冷再生混合料干湿劈裂强度增大,混合料最佳泡沫沥青用量减小,RAP温度对泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度有显著的影响;增加RAP预热温度可显著改善泡沫沥青冷再生混合料的高温稳定性和低温抗裂性,不同RAP预热温度下,泡沫沥青冷再生混合料马歇尔试件劈裂破坏界面的泡沫沥青面积百分比与试件干湿劈裂强度之间的线性拟合关系良好,RAP预热温度对泡沫沥青冷再生混合料的影响机理在于其影响了泡沫沥青在混合料的分散形状和分散的均匀性,提高了混合料的压实特性。     

利用数字图像技术评价沥青混合料均匀性

为快速准确地评价沥青混合料的均匀性,采用数字图像技术对其进行检测。提出了基于T值的整体均匀性评价指标和局部均匀性量化方法。结果表明：AC-13C和SMA-13两种沥青混合料试件截面正三角形面积比存在显著区别,后者比前者高63.15%;SMA-13截面整体均匀性量化值比AC-13C减小19.6%,SMA-13集料分布更均匀;T值可有效评价沥青混合料截面的整体均匀性,而局部均匀性t可与整体均匀性形成一定对比性。     

Excel软件在沥青混合料马歇尔试验计算中的应用

沥青混合料马歇尔试验在沥青混合料配合比设计中主要用来确定最佳沥青用量,该试验贯穿于整个配合比设计,由于试验所需试件数量多,每个试件计算的指标也多,手工计算繁琐,容易出错。应用Excel软件计算马歇尔各指标,只需输入各试件的测试数据即可自动生成相应的马歇尔指标值。灵活方便,且得到的数据可靠。     

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。     

SGC方法与马歇尔方法确定不同级配最佳沥青用量的比较研究

采用美国Superpave中SGC旋转压实方法和传统的马歇尔击实方法对AC、SM A、OGFC等3种不同级配进行最佳沥青用量的确定。结果表明:用SGC确定的3种不同级配最佳沥青用量都显著低于马歇尔方法确定的最佳沥青用量,但降低幅度各不相同。其主要是由于采用SGC旋转压实100次成型混合料试件时,其压实功远大于马歇尔方法的双面击实50次或75次。因此建议用SGC方法进行不同级配的混合料设计时应适当减少旋转压实次数,以适应我国实际的施工条件。     

RAP温度对泡沫沥青冷再生混合料性能的影响

回收沥青路面材料(RAP)的温度受季节和一天当中空气温度的影响,既有泡沫沥青冷再生混合料配合比设计方法并没有考虑RAP温度对泡沫沥青冷再生混合料性能的影响。该文研究了RAP温度对泡沫沥青冷再生混合料干湿劈裂强度、高低温性能和泡沫沥青分散性状的影响。结果表明:RAP温度对泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度有显著的影响,随着RAP温度增加,泡沫沥青冷再生混合料干湿劈裂强度增大,最佳泡沫沥青用量减小;增加RAP温度可显著改善泡沫沥青冷再生混合料的高低温性能,不同RAP预热温度下,泡沫沥青冷再生混合料马歇尔试件劈裂破坏界面的泡沫沥青面积百分比与试件干湿劈裂强度之间线性拟合关系良好,RAP预热温度对泡沫沥青冷再生混合料的影响机理在于其影响了泡沫沥青在混合料中的分散形状和分散的均匀性,提高了混合料的压实特性。     

就地热再生沥青混合料均匀性的细观评价指标

就地热再生能直接在现场一次性完成路面修复,但因其材料组成和施工工艺复杂等极易出现混合料不均匀问题,为解决此问题,尝试从集料入手,对就地热再生沥青混合料均匀性的评价指标进行研究。首先,采用数码相机获取就地热再生沥青混合料试件截面的数字图像,基于数字图像处理技术识别截面中所有新旧集料的细观结构;然后,采用环扇分割法将截面分成36个等面积区域,基于区域集料颗粒面积比和新集料颗粒偏离度分别提出集料均匀性评价指标D和新集料均匀性评价指标H;最后,通过改变RAP加热温度、RAP拌和时间、新沥青混合料拌和温度与新旧料混合时间4个因素,进行正交试验,进一步分析均匀性指标的变化规律和可靠性。结果表明：环形分区结合OTSU阈值分割方法可准确识别沥青混合料截面图像中的集料信息,保留绿色通道的方法可有效识别不同灰度值的新旧集料;对试件截面均匀性的定性分析初步验证了这2个均匀性指标的有效性;RAP加热温度与新沥青混合料拌和温度对D影响显著,RAP加热温度和新旧料混合时间对H影响显著;而且,随着RAP加热温度、新沥青混合料温度和新旧料混合时间的增加,就地热再生混合料的均匀性变好,这与以往的研究结论相一致,进一步验证了这2个均匀性评价指标的可靠性。     

沥青混合料高温浸水车辙试验研究

采用马歇尔方法对两种集料进行沥青混合料设计,确定最佳油石比,用Superpave旋转压实成型沥青混合料试件,并用沥青路面分析仪(APA)分别进行干法和浸水车辙试验,以评价沥青混合料的高温车辙变形能力.     

沥青混合料Superpave与马歇尔设计方法的对比

为了对沥青混合料Superpave歇尔设计方法进行比较和分析,采用Superpave方法成型旋转压实试件,进行混合料设计,确定混合料级配和沥青用量,再按照确定的级配制作马歇尔试件,获取2种方法的体积指标以进行对比。结果表明：Superpave及歇尔设计方法2种指标具有良好的对应关系,可在进一步应用中继续进行对比分析。     

乳化沥青冷再生设计与施工质量控制研究

乳化沥青冷再生技术在我国高速公路中的应用尚处于起步阶段,对其设计还没有统一的设计标准。采用CAVF法进行混合料级配设计并预估沥青用量,以室内成型马歇尔试件确定最佳油石比,并用动水压力试验检验设计混合料的抗水损性能,通过施工质量控制来提高路面使用性能,为乳化沥青冷再生的设计和应用提供参考。     

考虑热压实过程的乳化沥青冷再生混合料设计方法研究

考虑热拌沥青混合料铺筑对冷再生层的＂热压实＂作用,室内试验采用＂两次击实＂的成型方法成型马歇尔及车辙试件;理论分析了土工击实法确定冷再生混合料最佳总水量的不合理性,并推荐采用美国再生沥青协会（ARRA）建议的先由经验初试总水量确定最佳乳化沥青用量,再根据空隙率确定最佳总水量的方法;通过工程实例和试验分析,中国规范中推荐的15℃劈裂强度和干湿劈裂强度比确定最佳乳化沥青用量的方法存在不足,推荐采用40℃马歇尔稳定度指标确定最佳乳化沥青用量,而15℃劈裂强度指标作为性能测试指标之一;采用-10℃低温小梁试验测试了冷再生混合料的低温性能。