矿质混合材料组成优化设计方法研究

介绍一种新的矿质材料组成优化设计方法。在分析现有的矿质混合料配合比组成设计方法的基础上，提出以最佳级配和造价为优化目标的优化方法，该方法技术合理，经济实用，地矿料设计具有参考价值。     

基于分形与VCADRF法的沥青混合料空隙研究

结合二度域分形级配定向化设计与VCADRF矿料级配检验方法,研究了矿料级配组成与沥青混合料空隙率之间的关联性。研究结果表明:二度域分形级配沥青混合料空隙率计算公式是矿料级配分形特性与沥青混合料空隙率之间的纽带;二度域分形级配沥青混合料设计方法有利于在沥青混合料配合比设计过程中定量分析矿料级配分形特性对沥青混合料空隙率的影响。     

基于光电成像的矿质混合料级配在线检测技术

为了给路面施工现场中矿质混合料级配提供参考,针对矿质混合料生产过程的特点,设计了一种基于光电成像的矿质混合料级配在线检测系统,该系统可全天候对生产现场的矿质混合料进行级配检测,为生产过程提供实时数据参考.在冷料仓下方的一、二级传送带之间架设光电成像装置,通过红外线激光器和高速线扫描CCD相机全天候获得稳定的矿料数字图像,利用光纤模块使图像数据远程传输至控制室端服务器,采用最小边界计算和尺寸特征计算的方法计算出当前时刻的矿质混合料级配,最后给出了不同环境下的实际级配数据与该系统检测出的级配数据,并进行了误差分析.结果表明:采用此种检测技术可以实现任意时刻的矿质混合料级配在线检测.     

骨架密实型矿料级配设计方法探究

矿料级配决定了矿料颗粒间嵌挤力的大小及混合料密实程度,对路面的抗剪强度影响很大。目前的级配设计方法没有在设计过程中考虑矿料的性状,只考虑了矿料粒径的大小,矿料性状对级配及混合料性能的影响只能通过完成配比后进行试验验证。针对骨架密实型级配设计方法,提出了将骨架密实级配混合料的骨架及密实分开进行设计的思路。"骨架"设计思路是由粗到细,逐级填充逐级找出最强"骨架",直至倒数第二档;密实设计思路是骨架级配设计完成的矿质级配集料的间隙率应等于最后一档料(最细的一档料)的体积,通过体积法完成密实填充。两种方法合并在一起,简称强度体积法(CBR-V法)。     

矿质混合料组成设计计算机分析

根据矿质混合料组成设计原则与方法，采用功能强大的C语言编程求解连续级配矿质混合料配合比并绘制级配曲线。利用计算机所绘级配曲线可对计算结果分析处理，提出了在计算机上求解、调整混合料配合比的具体实现方法。     

PC—1500机在矿料级配计算及绘图程序中的应用

为了提高沥青混凝土路面的强度,确保工程质量,施工时必须严格按照规范的要求进行沥青混凝土混合料的级配组成设计。由于石料的生产厂家及进料时间的不同,各种集料的颗粒组成也有一定差异。所以在路面施工的全过程中都要经常抽查,调整矿料的掺配比例,以保证矿质混合料具有良好的级配。这项工作一般用图解法或试算法人工计算,计算速度慢、精度也较低。鉴于施工现场     

TLA改性沥青BLSMA—16混合料配合比设计及路用性能研究

根据特立尼达湖沥青的性能,并结合广西的气候和交通特点,对33%TLA改性沥青及其混合料BLSMA-16的配合比和路用性能进行了试验研究。首先在矿料级配设计过程中,采用贝雷设计方法对BLSMA—16的矿质混合料进行优化设计,确定出了满足各项技术要求的矿料级配和最佳油石比。然后据此矿料级配和最佳油石比,拌制33%TLA改性沥青混合料和5%SBS改性沥青混合料,对比两种混合料的路用性能,进一步验证了33%TLA改性沥青混合料BLSMA—16的优良路用性能和33%TLA掺量的合理性,为广西地区将TLA改性沥青应用于路面工程提供了技术支持。     

骨架密实型沥青混合料矿料级配的设计与优化

在有关沥青混合料矿料级配设计理论与方法的基础上,提出了在拌制沥青混合料试验之前,先由筛分试验结果和测试的材料密度对骨架密实型沥青混合料进行矿料级配设计的方法,并利用Matlab、Excell等办公软件对矿料组成进行了优化.按该方法设计的矿料级配拌制沥青混合料,进行了动稳定度和冻融劈裂试验.结果表明,在相同原材料条件下,按该方法设计与优化的矿料级配拌制的沥青混合料具有比按规范级配范围中值拌制的沥青混合料具有更好的路用性能,尤其是高温稳定性和表面抗滑性.     

浇注式沥青混合料矿料评价法级配优化设计

针对浇注式沥青混合料性能波动范围大和高温性能不足的问题,结合混合料结构组成特点,基于矿料最大密度理论及贝雷理论,初拟10种级配曲线的矿料,通过体积性能、流动性能、嵌挤性能等多个参数的测试评价,提出了浇注式沥青混合料配合比设计过程中矿料评价指标,并制定了优化的级配范围。测试结果表明,所提出矿料级配评价指标及级配范围是合理可行的,级配范围内的浇注式沥青混合料的贯入度及增量波动范围极小,对指导浇注式沥青混合料配合比设计和保障混合料施工质量具有重要作用,但对混合料高温性能的改善非常有限。     

SMA混合料体积结构影响因素的试验研究

SMA混合料组成设计的关键技术是保证其骨架密实结构及合理的体积结构,既涉及到组成材料和施工工艺,也与评判标准相关。通过室内试验和现场检测,结合SMA混合料组成设计,分析矿质混合料级配组成、细集料品种和试件击实次数对SMA混合料的骨架密实结构和体积结构的影响,为SAM混合料的应用技术提供建设性意见。     

混合料配合比矿料组成设计的正规方程法改进

为解决正规方程法进行混合料配合比组成设计时出现负数解及混合料级配超出理论界限范围的问题,采用迭代算法,先按普通正规方程法计算矿料组成比例系数,将得到的混合料级配作为目标级配初始值,当矿料组成比例系数为负数时则取消对应的矿料,将超出理论级配范围上限(或下限)的目标级配值强制调整为相应的界限值,根据修正后的目标级配再利用普通正规方程法计算新的矿料组成比例系数,将得到的新混合料级配作为新的目标级配,通过迭代计算最终得出完全满足理论设计级配范围要求的解,其结果与采用二次规划法的计算结果完全相同。改进后的正规方程法算法简单明了、应用方便,计算结果收敛、稳定,具有良好的工程实用性。     

大粒径透水性沥青混合料级配设计方法研究

在借鉴贝雷法级配设计思想的基础上引入"预留空隙率"这一预设参数对大粒径透水性沥青混合料矿料级配进行设计,并初步提出"预留空隙率"的设定方法。同时对国内外同类工程矿料级配用量进行反算,确定贝雷法设计LSPM级配的初始体积参数。通过对设计级配的检验及混合料路用性能的测试,基于贝雷法设计的LSPM矿料级配具有良好的骨架结构,且混合料空隙率适当,综合路用性能良好,验证了应用贝雷法进行骨架型开级配或半开级配沥青混合料矿料级配设计的可行性。     

AC-25沥青混合料矿料级配优化及应用研究

为提高AC-25沥青混合料路用性能,应用正交试验设计,研究了各因素水平对马歇尔性能指标的影响,提出了优化的AC-25矿料级配工程设计范围.结果表明,2.36 mm筛孔通过率是空隙率、毛体积相对密度、矿料间隙率和稳定度的主要影响因素;混合料性能指标主要受控于细集料(＜2.36 mm)的级配组成和含量的变化.通过相关力学性能和实体工程检验,证明了采用优化的AC-25混合料级配具有良好的骨架密实特性、高温抗车辙性能和力学行为特性,可应用于高温多雨地区高速公路沥青路面中,对提高混合料组成设计水平和沥青混合料质量控制具有指导借鉴作用.     

沥青混合料数字图像分形特性分析

利用沥青混合料数字图像技术,以直观的沥青混合料颗粒级配体积特征为研究对象开展了分形特性研究,从级配颗粒填充理论的角度,分析了沥青混合料颗粒级配组成和矿料间隙分布的统计自相似分形特性,给出了相应的分形维数计算方法.试验结果表明,采用"小岛法"可以定量描述级配颗粒组成的分形特性,利用"计盒维数"能够描述沥青混合料矿料间隙在行车荷载作用下发生变化的分形特性.     

集料密度和吸水率对SMA混合料VMA的影响

沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphalt,简称SMA),是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料,填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料。SMA既具备了开级配混合料的嵌挤能力、提高抗车辙能力和抗滑力,又具备了密级配混合料的空隙率小、沥青用量多、增加疲劳寿命和抗水损害能力高的特点。矿料间隙率VMA指标是沥青玛蹄脂碎石混合料设计中的重中之重,它随着集料的性质及级配变化而变化。本文从集料的密度干涉出发,分析了不同密度下矿料间隙率VMA的变化,通过对具体试验数据的分析研究得出的结论供同行参考。     

新SAC13沥青混合料性能控制参数研究

沥青路面是我国高等级路面的主要形式,由于级配选用不合理、石料选择不当,再加上施工工艺不科学,新建沥青路面常常出现水损坏、车辙等病害,进而降低了道路的使用寿命。采用新SAC粗集料断级配矿料级配设计方法,计算出混合料的级配组成;并进行了不同级配和石料的路用性能试验,且在此基础上研究了SAC级配和石料对混合料性能的影响规律。     

海南岛AC-13型沥青混合料矿料级配区域优化研究

结合海南岛典型的热带季风海洋性气候,以AC-13型沥青混合料的矿料级配主要控制筛孔9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm和油石比组成5个因数,《沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)中AC-13型沥青混合料的矿料级配范围对应筛孔取上限、上中值、中值、下中值和下限等5个通过率作为5个水平,采用正交试验方法对AC-13型沥青混合料的矿料级配区域进行优化设计。     

基于Matlab的沥青混合料级配优化设计

阐述了目前沥青混合料矿料级配设计的方法以及存在的缺点,针对现行方法的不足提出了基于Matlab的沥青混合料级配优化设计方法。该方法依据矿料级配设计原理,在最小二乘法的基础上,考虑满足贝雷法矿料骨架嵌挤要求的约束条件即:CA值、FAC值、FAf值的合理范围,建立优化模型,利用Matlab规划求解工具,实现沥青混合料的矿料级配设计。实际应用证明:该方法能够很好地解决密级配沥青混合料的初始配合比问题,极大地提高设计效率;能够通过改变约束条件满足多样级配设计需求,具有较高的扩展性。     

粗集料对排水沥青混合料性能的影响

排水沥青混合料为骨架空隙结构,其粗集料的骨架结构对排水沥青混合料的稳定性和耐久性至关重要。为了研究粗集料类型对排水沥青混合料体积特性的影响,选择3种岩性的粗集料(S10、S12),1种TPS改性沥青,通过粗集料骨架间隙率VCA、马歇尔试验、车辙试验、间接拉伸试验、冻融劈裂试验,分析了3种不同粗集料对VCA、满足排水沥青混合料设计空隙率20%时各矿料级配组成的影响,结果表明,为满足排水沥青混合料的骨架结构和高温、低温、水稳定性能要求,2种粗集料S10和S12的相对用量比例应在40∶60~50∶50之间。     

矿料级配类型对半刚性基层材料早期强度的影响

本文通过魏予斯间断级配理论，设计出优良的间断级配矿质混合料，并通过室内试验，研究了分析 应用于半刚性基层材料中的早期强度，试验结果具有实际意义。