沥青稳定基层混合料抗变形能力试验研究

在分析含沥青稳定基层结构的全厚式沥青路面温度特性基础上,得出沥青基层混合料性能试验的合理温度,结合蠕变试验,分析了温度和级配对沥青基层混合料抗永久变形能力的影响,结果表明骨架密实级配比连续级配抗永久变形能力强.     

沥青稳定基层混合料抗变形能力试验研究

在分析含沥青稳定基层结构的全厚式沥青路面温度特性基础上，得出沥青基层混合料性能试验的合理温度，结合蠕变试验，分析了温度和级配对沥青基层混合料抗永久变形能力的影响，结果表明骨架密实级配比连续级配抗永久变形能力强。     

高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料永久变形预估模型

选用HDPE和TOR两种改性剂制备胶粉掺量20%和25%的胶粉/SBS改性沥青混合料,并与SBS改性沥青混合料对比分析技术性能。通过三轴重复荷载动态蠕变试验,研究3种胶粉/SBS改性沥青混合料的永久变形规律;基于修正Burgers模型构建重复荷载作用下胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型。研究结果表明：高掺量胶粉/SBS改性沥青混合料的制备是可行的,其路用性能满足规范要求;不同胶粉掺量的胶粉/SBS改性沥青混合料具有基本一致的永久变形规律。胶粉的掺入有利于提高沥青混合料抗永久变形性能,但胶粉掺量过大,容易增大沥青的黏度,不利于施工;胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型,拟合效果良好,相关性系数均大于0.98。构建全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估模型,为胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型的应用提供思路。     

湿热地区沥青混合料配合比设计研究

针对我国南方湿热多雨的气候条件,通过采用贝雷法对连续密级配沥青混合料进行矿料级配设计和检验,提出了与之相应的贝雷法检验指标适用范围。研究表明,采用贝雷法对连续密级配沥青混合料进行设计,可使矿料级配达到骨架密实结构的效果,具有良好的抗永久变形能力和抗水损害能力,并较好地改善了沥青路面施工中的级配离析问题和压实度不足问题,满足了湿热地区对沥青路面的性能要求。     

无机结合料稳定类基层沥青路面永久变形影响因素分析

按照《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017)提出的方法,计算和分析了基层厚度、模量以及面层模量、抗车辙能力等对无机结合料稳定类基层沥青路面永久变形量的影响,结果表明,中、上面层的抗车辙能力对永久变形量的影响最为显著。     

基于性能的级配碎石混合料设计指标

为提高高速公路用级配碎石基层的混合料质量,需要建立基于性能的级配碎石混合料设计指标。利用BISAR程序计算了福建典型结构级配碎石的最大应力、最大剪应力值,同时预估了100 kN标准荷载作用2 000万次下级配碎石变形量占结构总变形量的百分比;然后选择12种级配碎石混合料测定了动态三轴试验的回弹模量、变形率和静态三轴试验的剪切强度;最后分析提出了基于性能的级配碎石混合料设计指标,用于指导福建省级配碎石混合料设计。结果表明:⑴级配碎石需要足够的模量来保证承载能力,同时在沥青路面结构中该混合料可能会产生压缩永久变形或剪切破坏,因此其混合料需要具有一定的抗永久变形能力和较高的剪切强度;(2)可以取回弹模量300 MPa作为级配碎石混合料承载能力的性能指标;(3)福建省典型结构中级配碎石基层最大剪应力为332.8 kPa,最大主应力为396 kPa,考虑1.2倍保证系数,可以取静态三轴试验的剪切强度395 kPa作为级配碎石混合料的抗剪设计指标;(4)按照级配碎石基层永久变形量占结构总变形率不大于13%考虑,可以取动态三轴试验的20 000次和50 000次的变形率不大于10~(-8)作为级配碎石混合料抗永久变形设计指标。     

沥青路面抗车辙性能影响因素研究

沥青路面是中国高等级公路的主要路面类型,车辙病害是沥青路面的主要病害之一。为分析沥青路面车辙影响因素及其程度,该文针对不同沥青混合料类型、不同路面构造类型进行了室内车辙试验,影响因素包括结合料类型、集料级配类型、最大粒径、上下面层混合料类型等。试验结果表明:沥青针入度、集料级配、沥青混合料物理性能对沥青混合料抗高温稳定性的影响比较接近,防治沥青路面车辙需要从沥青材料、矿料级配和沥青混合料施工质量等方面采取综合处置措施。沥青路面上面层混合料的动稳定度对沥青路面结构整体高温稳定性的影响大于下面层混合料的动稳定度。在沥青路面产生的永久变形(车辙)中,上面层混合料仍具有重要影响,但下面层混合料的影响程度上升。因此,在进行路面抗车辙能力设计时,既要考虑沥青混合料的高温稳定性,又要考虑路面结构组合。     

半刚性基层上沥青路面车辙研究

本文在分析室内环道试验成果的基础上，建立了在重复荷载作用下沥青路面的永久变形规律－车辙深度与荷载作用交数之间的数学关系式，并且分析了沥青性质、沥青混凝土级配、试验温度、沥青面层厚度对车辙深度的影响。     

基于温度场的BRT沥青路面结构永久变形特性分析

为揭示BRT沥青路面结构在温度场和公交车移动荷载联合作用下的永久变形特性,依托兰州BRT沥青路面工程,采用数值模拟方法建立沥青路面结构力学分析模型,通过Fortran语言编写用户子程序,引入夏季BRT道路实际温度场,研究了夏季BRT重复荷载作用下温度场与车速对路面结构永久变形的影响,并解释了其作用机理。结果表明,夏季BRT沥青路面结构易发生失稳性车辙;相较于BRT车辆作用的频次,温度对沥青路面永久变形的影响更大;上、中、下面层的凹陷和隆起变形均随车辆速度的增大而减小,且不同行车速度下,中面层的变形值大于上面层和下面层,为延缓BRT沥青路面结构永久变形的产生和发展,应在合理提高公交车车速的同时,重点关注中面层的抗变形能力,并加强面层之间的黏结力。     

沥青稳定碎石基层混合料高温稳定性试验研究

沥青稳定基层处在受压区,其永久变形主要是由于在荷载作用下,沥青混合料的压密以及局部颗粒的重新定向运动产生的。对于受压产生的永久变形,单轴压缩蠕变试验可以较好地模拟其实际的变形作用。通过试验证明,沥青稳定碎石基层混合料级配偏上限时,集料的间隙率呈减小趋势,抗永久变形能力提高。     

胶粉复合改性沥青混合料嵌挤级配计算方法与应用

利用废旧轮胎进行沥青改性不但具有可观的环保效益,而且其路用性能优良,尤其与再生PE进行复合改性后,高温性能明显改善。由于胶粉复合改性沥青中胶粉有回弹性,若沥青混合料的级配不合理,将会造成沥青混合料难以压实,采用骨架嵌挤密实型结构,可增大矿料的内摩擦角,提高混合料的抗车辙性能。在研究过程中总结了嵌挤级配的计算方法并加以了应用,效果明显,值得推广。     

胶粉复合改性沥青混合料嵌挤级配计算方法与应用

利用废旧轮胎进行沥青改性不但具有可观的环保效益,而且其路用性能优良,尤其与再生PE进行复合改性后,高温性能明显改善。由于胶粉复合改性沥青中胶粉有回弹性,若沥青混合料的级配不合理,将会造成沥青混合料难以压实,采用骨架嵌挤密实型结构,可增大矿料的内摩擦角,提高混合料的抗车辙性能。在研究过程中总结了嵌挤级配的计算方法并加以了应用,效果明显,值得推广。     

沥青混合料旋转压实密实曲线信息及其应用

为了在配合比设计阶段预测沥青混合料的可施工特性和路用性能,采用高性能沥青路面(Superpave)旋转压实仪SGC对美国战略公路研究计划(SHRP)中推荐的粗、细沥青混合料进行了旋转压实,对密实曲线作了深入分析,提出了密实曲线斜率和密实能量指数概念以反映沥青混合料的内在信息。采用该方法对两种级配沥青混合料施工可压实特性和抵抗交通荷载抗变形能力进行了分析并结合车辙试验和试验路对指标的合理性进行了验证,研究表明:粗型级配沥青混合料的抗变形能力未必优于细型级配沥青混合料。     

基于抗开裂性能的水泥稳定碎石配比设计及路用性能研究

水泥稳定碎石基层强度高,变形量较小,在中国高等级道路中得到广泛运用,但其在温度、湿度和荷载等因素不断变化的情况下容易产生裂缝.文中依据《公路沥青路面设计规范》对悬浮密实和骨架密实级配的要求,选取其上限、中值和下限3种级配,采用级配分维数对6种级配进行评价分析,并通过室内试验验证6种级配的路用性能;通过对6种级配路用性能的分析及路用性能与级配走向和级配分维数的关系,提出了抗开裂性能较好的水泥稳定碎石配合比设计.     

典型地区沥青混合料永久变形动态模量代表值研究

沥青混合料在不同的试验温度和荷载频率作用下,其动态力学响应特征不同,不同的温度和行车荷载作用下服役的沥青路面产生的主要路面病害也不同。在沥青路面常见的路面病害中,永久变形属于结构性破坏,可以利用行车荷载作用下的沥青面层混凝土力学响应特征参数来描述。文章通过对内蒙古地区基本状况进行调研,得到分析路面结构参数,然后选取典型区域历年温度参数进行调研,利用调研所得数据,进行永久变形等效温度预估分析,进一步得到永久变形模量代表值。研究结果显示:典型路面结构上、中、下面层的代表温度分别为22.2℃、21.1℃、20.8℃,永久变形模量代表值分别为8570 MPa、9755 MPa、9276 MPa。     

不同因素对高黏复合改性橡胶沥青技术性能的影响

研究了石油树脂、脱硫剂、不同脱硫胶粉等添加剂和胶粉、SBS改性剂对高黏复合改性橡胶沥青性能的影响,最后拟定高黏复合改性橡胶沥青的不同掺配方案,分析了不同方案下高黏复合改性橡胶沥青的综合性能。结果表明,制备脱硫胶粉时石油树脂最佳掺量为10%,脱硫剂掺量宜为0.3%;2%SBS+15%胶粉的复配方案可用于AC类连续级配,3%SBS+15%胶粉的复配方案可用于SMA类间断级配,4%SBS+20%胶粉的复配方案可用于OGFC类开级配。     

青临高速试验路沥青路面结构应变分析和永久变形预估

为了分析和预估青临高速试验路沥青路面结构疲劳寿命和永久变形,为长期性能观测验证提供基础对比数据,按照标准试验方法对试验路土基、粒料、无机结合料以及沥青混合料的力学参数进行测试分析;结合同类道路交通荷载分析,得出试验路交通组成、轴载谱及3类典型轴的最大特征值;按照弹性层状理论计算了常温和高温条件下沥青层底最大弯拉应变;用MEPDG永久变形预估模型分析了不同路面结构沥青层永久变形发展规律,预测车辙养护修复的时间。结果表明,所设计的沥青路面结构基本满足长寿命沥青路面沥青层底弯拉应变小于疲劳极限应变的要求,MEPDG预测车辙主要发生在表面层,中下面层车辙较小,表面层采用高模量沥青混合料可显著提高路面抗车辙能力。     

基于混合料特性的搅拌设备振动筛筛孔的确定

为了合理确定搅拌设备振动筛筛孔,基于SuperPave级配设计理论和Bailey级配理论,分析了沥青混合料中粗细集料的比例与骨架嵌挤结构之间的关系、细集料含量对混合料抗永久变形能力和压实难易程度的影响、半筛孔材料通过率对粗集料骨架结构和施工特性的影响及最大粒径筛孔对剔除超限料的作用等,得出筛孔的选择原则;以AC-16型沥青混合料为例,进行了搅拌设备筛孔选择与生产级配控制试验研究,结果表明,目标级配和生产级配偏差可控制在±1%以内。     

稀浆封层用于新旧沥青路面联结层中的试验研究

采用乳化沥青、不同矿料级配的稀浆封层作为新旧沥青路面的联结层,提出了室内模拟新旧路面联结层复合试件的成型方法。分别进行不同温度下的室内剪切试验、拉拔试验和渗水试验确定新旧沥青路面联结层材料的抗剪强度、抗拉强度和抗渗强度的变化趋势,研究成果具有较强的应用价值。     

低剂量水泥改性级配碎石动回弹模量研究

为了提供沥青路面结构设计依据,以利于低剂量水泥改性级配碎石的推广应用,采用室内动三轴试验,测试低剂量水泥改性级配碎石的动回弹模量特性,分析应力水平(围压和轴压)、级配、水泥剂量、压实度和含水率对其动回弹模量的影响规律。研究结果表明,低剂量水泥改性级配碎石具有明显的非线性力学特征,其动回弹模量与应力水平有关,当水泥剂量为3%时,接近半刚性材料力学特性。级配类型对动回弹模量有显著的影响,优良的骨架密实结构优于悬浮密实型;动回弹模量随含水率的减小和压实度的增大而增大;压实度较低时,增大围压和轴压有利于提高其抗变形能力。3种经典的碎石材料动回弹模量模型参数的回归分析表明,NCHRP1-28A复合模型能更好地反映低剂量水泥改性级配碎石的动回弹模量与应力水平的关系,并根据沥青路面结构非线性数值模拟分析,指出在级配碎石中添加低剂量水泥能显著提高其抗变形能力,并提出了组合式基层、半刚性基层和柔性基层沥青路面结构中不同层位低剂量水泥改性级配碎石模量的取值范围。