集料与沥青混合料密度不同测定法的研讨

沥青混合料的组成设计，集料与沥青混合料的密度正确与否，对技术指标的分析结果有重大影响。本文认为，在理论密度计算中，对吸水率大的集料应采取沥青浸渍密度，对一般集料采用视密度和毛体积密度的平均值。对沥青混合料密度，都指毛体积密度，一般用表干法。当表干法测定有困难时，可用蜡封法。对有大孔隙的沥青混合料试件可用改进蜡封法。对此，文中作了全面分析和示例。     

沥青混合料空隙率测定方法研究

介绍封口膜密封法测定压实沥青混合料空隙率。通过与常用空隙率试验方法对比,分析表干法、蜡封法、水中重法以及封口膜密封法的优缺点。封口膜密封法操作简单、对试验设备要求低,可以方便地测出吸水率大于2%的沥青混合料试件空隙率。试验结果表明:开口空隙体积对试件空隙率影响较大,封口膜密封法得到的空隙率比蜡封法大,数据的变异性比蜡封法小。     

不同测定方法对沥青混合料密度测定值影响

利用不同方法测出的沥青混合料密度与实际密度相比,误差明显偏大,引起沥青混合料配合比设计丧失可信度。采用表干法、水中重法和蜡封法对不同级配沥青混合料进行测试,以数理统计方法为理论计算依据,以相关系数作为判断指标,综合考虑空隙率和吸水率与密度的相关性,确定与不同级配沥青混合料相适应的密度试验方法。结果表明：对同一种沥青混合料,不同密度试验方法实测结果差别较大,对最佳沥青用量的确定和沥青混合料的路用性能的影响不容忽视;以相关系数作为判断指标,以空隙率确定沥青混合料不同密度测定方法,为沥青混合料密度试验方法的合理选择提供了理论依据和判断标准。     

沥青混合料体积参数影响因素分析

研究了马歇尔试验击实次数、短期老化、成型压实方法、成型温度几种试验条件对密级配沥青混合料体积参数的影响。结果表明:击实次数显著影响密级配沥青混合料的体积参数,随着击实次数的增加,马歇尔试件的空隙率和矿料间隙率减小,试件的沥青饱和度增加;沥青混合料老化后的体积指标变化规律与老化前一致,随着沥青混合料成型温度降低或老化,沥青混合料的矿料间隙率和空隙率增大,沥青饱和度减小,增加了沥青混合料水损坏的可能性。     

沥青混合料毛体积密度测定方法研究

沥青混合料毛体积实测密度是沥青路面中至关重要的一个指标,其测定方法一直在道路工作者中存在争议。剖析了表干法和钻件蜡封法的试验方法及原理,之后针对骨架密实型沥青混合料SAC矿料级配进行了大量试验。试验结果表明,钻件蜡封法比表干法更准确。对于骨架密实型沥青混合料,钻件蜡封法的测试结果比表干法的大,且随着沥青混合料最大公称粒径的增加,两种结果的差异性就越大。对于最大公称粒径<25mm的骨架密实型沥青混合料用表干法测定试件毛体积密度已能满足精度要求;对于最大公称粒径≥25mm的骨架密实型沥青混合料,表干法毛体积密度测试结果应采用修正公式进行修正。     

基于沥青介质法混合料理论最大相对密度影响因素的灰关联分析

为准确测定沥青混合料的体积参数,以及克服沥青路面芯样空隙率或压实度代表性差,避免主控指标验收计算不准确导致沥青路面早期损坏,提出用沥青介质法测定马歇尔试件或芯样的理论最大相对密度。基于沥青介质法测定不同沥青材料及级配类型的马歇尔试验数据,利用灰关联分析法分析了矿料级配、沥青的性质、油石比和毛体积相对密度对沥青混合料理论最大相对密度的影响程度。根据灰关联度排序结果表明:矿料级配对于沥青混合料理论最大相对密度影响最大,矿料颗粒愈细,影响程度愈高;毛体积相对密度次之,反映了试件的密实程度对其影响较大;沥青用量和性质相对较小。     

表干法测试件毛体积密度对Superpave混合料的适应性

简要介绍了Superpave混合料的设计思想,强调了如何准确测量沥青混合料压实试件毛体积密度的重要性,分析了表干法在测量Superpave混合料试件方面的局限性,同时通过试验说明了表干法与Corelok法在测试结果方面存在显著的差异,最后建议开发类似的国产设备以适应我国公路建设的快速发展。     

沥青混合料空隙率影响因素的灰关联分析

基于几种不同沥青材料及级配类型的沥青混合料马歇尔试验数据,利用灰关联分析法分析了矿料级配、沥青原材料的性质、沥青质量分数、毛体积密度、吸水率等指标对沥青混合料空隙率的影响程度,并得出各相关因素对沥青混合料空隙率影响程度的排序结果。研究结果表明:灰关联分析法用于分析诸因素对空隙率的影响能获得较好的结果。基于灰关联理论的排序结果表明:沥青质量分数是影响空隙率最主要的因素,粒径小于0.075 mm细集料颗粒尽管在沥青混合料中所占的分量很少,但其影响程度却很高,因此,级配中应注意粒径小于0.075 mm颗粒质量分数的重要作用;吸水率值的大小既反映试件的密实程度又反映对有效沥青含量计算的准确性,也是影响空隙率的重要因素。     

压实沥青混合料毛体积密度测定方法综述

精确测定压实沥青混合料的毛体积密度对于沥青混合料的配合比设计与沥青路面压实度的控制至关重要,尽管现有许多方法广泛应用于测定压实沥青混合料的毛体积密度,但是这些方法对空隙率较大、吸水率较高的沥青混合料试件,所得的结果仍难以令人满意.笔者在研究分析国内外相关研究的基础上,总结了常用的传统测定方法与新型测定方法的原理、误差来...     

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.     

沥青混合料疲劳响应模型试验研究

首先总结分析了沥青混合料不同疲劳试验方法的特点、两种疲劳试验控制模式的适用范围,建议采用应力控制模式的间接拉伸疲劳试验方法。然后分析了不同试验因素的影响,选定了加载波型,确定了疲劳试验的应力比水平、频率及温度等试验参数的范围。采用旋转压实成型方法,对3种沥青混合料进行试件成型。分别考虑3种空隙率水平,应用均匀试验设计方法,进行了不同温度、频率、应力比水平下的间接拉伸疲劳试验,对试验结果进行了显著性分析,并应用多元线性回归方法,得到了适用于不同荷载条件下基于温度、频率、沥青饱和度、初始应变及初始劲度模量的沥青混合料疲劳模型。与国外疲劳模型进行了对比分析,表明得到的疲劳模型具有较好的比对性,可用于沥青混合料疲劳寿命的预估。     

基于CT扫描与图像处理技术的沥青混合料空隙特征分析

为了探究沥青混合料空隙特征,以不同级配类型与成型方式的沥青混合料为研究对象,采用CT无损扫描技术获取大量断面图像,应用Matlab软件对断面图像的空隙部分进行识别与分析,得到了空隙在试件内部的分布规律以及空隙分形维数的变化规律.采用压力机模拟沥青混合料马歇尔稳定度的试验过程,并在不同阶段扫描试件,获得其断面图像,确定了...     

考虑第二次压密的乳化沥青冷再生混合料室内试验方法研究

冷再生沥青混合料在常温下摊铺和碾压,空隙率较大,性能方面不能达到热拌沥青混合料（HMA）的标准,一般被用在路面结构中的基层或下面层中,其上还须加铺一定厚度的HMA以满足道路使用的要求。在冷再生层上摊铺HMA时,HMA高达150～170℃的高温,会将冷再生层加热,加之施工机械和车辆荷载等作用,致使冷再生层会被进一步压实,称之为冷再生层的“第2次压实”过程。对现场冷再生层钻芯取样后发现,摊铺HMA前后的冷再生芯样的空隙率相差可达3％。现有冷再生混合料设计方法对这一现象并未考虑,导致冷再生层在实际施工过程中出现了严重的压密性车辙。提出在进行冷再生混合料设计时,应该考虑不同施工季节以及第2次压密过程的影响,并对现有试验方法进行了必要的改进。     

基于间接拉伸模式的沥青混合料内部力链分布特征

为了表征沥青混合料在间接拉伸模式下的力链分布特征，成型3种骨架结构沥青混合料的马歇尔试件，以及旋转压实试件和相应3种类型的沥青砂浆静压试件。利用简单性能试验分别测试不同温度条件下沥青混合料和沥青砂浆的动态模量、相位角，在获取沥青混合料旋转压实试件和马歇尔试件截面图像的基础上，结合数字图像处理技术和MATLAB编程，借助离散元方法重构了3种类型沥青混合料的旋转压实和马歇尔数字试件。对旋转压实数字试件进行虚拟简单性能试验，运用反演算法计算数字试件的细观参数，校验细观模型的准确性和合理性。对马歇尔数字试件开展虚拟间接拉伸试验，提取颗粒间接触力力链信息，以力链概率分布和角度分布作为量化指标进行分布特征分析。研究结果表明：利用离散元方法重构的3种骨架结构沥青混合料黏弹性细观模型具有较高的预测精度，动态模量和相位角的实测与预测最大差异分别为9.64%、0.24°；间接拉伸荷载模式下，3种骨架结构沥青混合料的内部法向压力力链概率分布均随f(接触力与平均接触力的比值)的增大而衰减，强力链(f≥1)的概率分布较小，而弱力链(f＜1)的概率分布较大，随着温度的升高，力链的最大概率分布基本呈增大的趋势；不同温度的压力力链角度分布差异较大，呈沿0°-180°水平线和90°-270°垂直线的非对称分布，0°-180°水平线以上分布占主导，随着温度的升高，角度分布均向外延伸，但延伸幅度不大，最大仅为3.954%；不同截面的沥青混合料具有一致的法向力链概率分布和角度分布。研究结果为从细观角度认知沥青混合料的非均匀力学响应及荷载传递演化提供了理论依据。     

冷再生沥青混合料第二次压实过程分析

冷再生沥青混合料(Cold Recycled Mixture)凭借其保护环境、节约资源、降低工程造价等诸多优点,已经开始在我国得到推广应用,并且有着非常好的应用前景。冷再生沥青混合料在常温下摊铺和碾压,空隙率较大,性能方面不能达到热拌沥青混合料(HMA)的标准,一般被用在路面结构中的基层或下面层中,其上还须加铺一定厚度的HMA以满足道路使用的要求。在冷再生层上摊铺HMA时,HMA高达150℃~170℃的高温,会将冷再生层加热,加之施工机械和车辆荷载等作用,致使冷再生层会被进一步压实,称之为冷再生层的"第二次压实"过程。对现场冷再生层钻芯取样后发现,摊铺HMA前后的冷再生芯样的空隙率相差可达3%。现有冷再生混合料设计方法对这一现象并未考虑,导致冷再生层在实际施工过程中出现了严重的压密性车辙。该文对这一现象进行阐述,提出在进行冷再生混合料设计时必须考虑"第二次压实"过程的影响,并对改进现有设计方法提出一些建议,可供同行参考。     

沥青混合料抗冻融循环性能的试验研究

通过对不同级配混合料做冻融循环试验 ,用无破损的方法测定了试件的强度与冻融循环次数的关系 ,分析了空隙率、级配等对沥青混合料冻融循环稳定性的影响 ,提出了冰冻地区满足冻融循环稳定性的要求空隙率     

沥青碎石混合料毛体积密度测定方法的改进

分析了大孔隙沥青碎石混合料毛体积密度的测定方法，指出了蜡封法和体积法的不足，对蜡封法作了改进，并通过试验研究对其进行了对比分析。分析结果表明，蜡封法计算的孔隙率平均值为5．45％，基本不透水的，而体积法计算的孔隙率平均值为29．54％，孔隙率对水几乎无阻力，蜡封法和体积法对于半开级配沥青碎石混合料密度测定均不适宜，而用改进的蜡封法测定的试件孔隙率平均值为11．32％，孔隙率变异系数最小，比较稳定，是一种较好的办法。改进的蜡封法能够阻止蜡液进入试件内部孔隙，因而测定的试件体积比蜡封法和体积法准确，且理论上也趋于合理。     

沥青混合料三维空隙形态特征评价方法及分析

为了给沥青混合料细观特征研究提供空隙特性评价方法,实现空隙三维形态特征的描述,基于X-ray CT技术提取了沥青混合料空隙的三维结构,以空隙断面形心作为骨架节点,构建了三维空隙骨架模型;以骨架走向和断面形状为主要评价对象,建立了空隙形态特征的评价方法,提出了垂面内方向角、相邻垂面夹角、断面圆度以及断面丰度作为空隙形态的评价指标;以实验室成型的沥青混合料试件为研究对象,指明了空隙尺度、成型条件以及混合料级配（包括AC,SMA以及OGFC级配）对空隙空间形态的影响规律。结果表明：空隙形态特征评价方法可以反映空隙的三维形貌;空隙体积小于5 mm³的微细空隙接近于椭球形,大于5 mm³的结构空隙不规则程度较大;沥青混合料的成型方式与压实程度对空隙的形态特征无显著影响,其特征值分布曲线的均方根偏差均低于1.2%;OGFC级配下微细空隙相较其他2种级配更加圆润,丰度为0.9~1.1处的分布频率比其他2种级配高出19.2%,圆度在大于5区间的分布频率高出14.9%;结构空隙中,AC级配的垂面内方向角分布曲线在80°~90°区间内高出OGFC级配5.3%;AC级配的空隙骨架最为迂曲,不规则性最强,而OGFC级配的空隙骨架比较顺直。     

超粒径土石混合料最大干密度的试验研究

采用自行研制的大型击实仪对超粒径土石混合料进行击实试验,同时对土石混合料超粒径部分采用剔除法、相似级配法及等量替换法处理后进行中型击实试验,根据试验结果,提出采用等量替换法可间接求出超粒径土石混合料最大干密度的结论。其次,对于连续级配的土石混合料,采用剔除法处理其超粒径部分,得出不同最大粒径下的松装密度、干燥密度、最大干密度和最佳含水量,从而提出剔除法处理超粒径土石混合料的最大干密度确定方法。最后综合比较等量替换法和剔除法的优缺点及适用条件,提出超粒径土石混合料最大干密度的确定方法。     

沥青混合料矿料间隙率的计算方法探讨

研究了我国的沥青混合料矿料间隙率(VMA)规定值和计算方法。研究发现：我国普遍使用的马歇尔设计方法。根据集料公称最大粒径规定的最小VMA值与美国马歇尔设计方法给定的最小VMA及美国Superpave设计方法规定的最小VMA值本质上是一致的。但计算方法却不同。因此，采用现行计算VMA的4种方法，计算了25种工地沥青混合料的VMA值。研究表明：我国的计算方法之一，用空隙率与总沥青用量的和计算的VMA明显偏大，有时难以排除不满足最小VMA要求的混合料。我国的粗集料用毛体积相对密度和细集料用表观相对密度计算VMA的方法和美国的方法所用公式形式一样，但用我国方法计箅的VMA比用美国方法计算的VMA均偏大。在实际使用时，建议按照细集料含量与细集料平均吸水率的乘积大小，修正我国计算公式。使之接近沥青混合料的真实VMA。