沥青混合料生产质量变异性分析

针对某高速公路沥青面层建设项目,分析了沥青混合料级配变异性、沥青含量变异性、温度变异性等影响沥青混合料生产质量的关键因素。结果表明:AC-16混合料4.75mm筛孔通过率在39.5%~42.5%之间时,能使平整度及压实度两者均达到理想效果;建议采用较为准确的燃烧炉法日常抽检沥青用量,通过统计每天打印数据计算当天的沥青总用量非常必要;控制好集料的干湿程度、确保加热设备干燥滚筒和燃烧器性能稳定,可有效确保混合料的出场温度的稳定性。     

基于综合性能的沥青混合料组成结构优化

为了基于性能进行沥青混合料组成设计,对沥青混合料的综合性能优化进行了研究。根据胶浆理论,将沥青混合料的性能分为分散相主导型和分散介质主导型两类。选择4.75 mm筛孔通过率、0.075 mm筛孔通过率(矿粉用量)、粉胶比、空隙率作为沥青混合料性能优化决策参数。采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法,对沥青混合料组成结构参数进行了优化。研究结果表明,随着疲劳性能的权重减小和高温稳定性权重的增大,4.75 mm筛孔通过率应逐渐减小;无论对疲劳性能还是高温稳定性,都需要5%~7%的矿粉用量和足够的沥青用量;粉胶比越小,沥青用量越大,疲劳性能越好;3%~4.5%空隙率的沥青混合料综合性能较好。     

施工变异性对水泥稳定基层强度的影响及质量控制

结合周口市公路建设,通过正交试验的方法,分析水泥剂量、4.75 mm筛孔通过率、压实度和含水量4种施工变异性因素对抗压强度和劈裂强度的影响,得出4个因素对7 d抗压强度和90 d劈裂强度影响次序为:水泥剂量>级配(4.75 mm筛孔通过率)>压实度>含水量.最后提出了减小施工变异的措施和质量控制方法.     

级配碎石基于CBR的关键筛孔合理范围确定

通过级配碎石CBR试验研究,分析了不同筛孔及其通过率对级配碎石CBR值的影响。级配碎石的CBR值随4.75mm和0.6mm筛孔通过率的增加呈上凸抛物线趋势变化,随2.36mm筛孔通过率的增加呈平卧的“S”形状变化,随0.075mm筛孔通过率的增加近似呈抛物线趋势变化。结果表明,对于最大粒径为31.5mm、n值为0.5的级配碎石而言,4.75mm、2.36mm、0.6mm、0.075mm筛孔均应视为关键筛孔进行控制;以CBR值不小于180%为控制指标,推荐关键筛孔4.75mm、2.36mm、0.6mm和0.075mm基于CBR值的通过率合理变化范围分别为37.0%~45.5%、不小于25.5%、13.5%~18.0%和3.5%~8.0%。     

矿料级配对超薄层罩面UTFC-10混合料高温性能的影响研究

为了分析矿料级配对超薄层罩面UTFC-10高温性能的影响,采用正交试验方法,研究9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.075mm筛孔不同通过率对超薄层罩面UTFC-10混合料的空隙率、稳定度和动稳定度的影响。研究结果表明:各因素对空隙率影响的显著程度依次为2.36mm通过率4.75mm通过率2.36~4.75 mm所占比例9.5mm通过率0.075mm通过率。各因素对稳定度影响的显著程度依次为2.36mm筛孔通过率9.5mm筛孔通过率2.36~4.75mm所占比例4.75mm筛孔通过率0.075mm筛孔通过。各因素对稳动定度影响的显著程度排序依次为9.5mm筛孔通过率2.36mm筛孔通过率2.36~4.75 mm所占比例0.075mm筛孔通率4.75mm筛孔通过率。     

橡胶改性沥青混合料的降噪性能研究

为研究橡胶改性沥青混合料参数与降噪效果的关系,文中通过室内轮胎自由下落法,研究沥青用量、胶粉掺量、4.75 mm筛孔通过率对橡胶改性沥青降噪性能的影响,并确定各参数的推荐范围,结果表明：(1)随着沥青用量、胶粉掺量的增大,混合料降噪性能提升,振动衰减系数增加,胎-路振动噪声减小;(2)随着4.75 mm关键筛孔通过率的减小,混合料降噪性能提升,表面构造深度增大,胎-路泵吸噪声减小;(3)结合基本路用试验及降噪试验结果,确定橡胶改性沥青混合料参数的推荐范围为：沥青用量6.2%～6.9%、胶粉掺量19%～23.4%、4.75 mm筛孔通过率28.1%～30.5%。     

骨架密实型沥青混合料的设计方法与配合比实验

提出了一种新的抗车辙的骨架密实性沥青混合料级配设计方法,在粗集料级配设计时,筛除4.75mm粒径以下的细集料,以干捣实密度值为粗设计指标;采用SAC方法进行细集料的设计,得到的细集料级配较为密实。在骨架级配设计时,沥青混合料的标称粒径与0.75 mm筛孔通过率数值密切相关,0.075 mm的筛孔的通过率是会变化的,能够根据标称粒径的减小而从一定的程度上有增大的情况,从以往的施工得到的经验,在标称的粒径为25 mm的时候,0.075 mm筛孔通过率在4.5%~5.5%的范围内较为合适;在标称粒径为13 mm时,0.075 mm筛孔通过率在6.5%~8.5%的范围内较为合适。在进行抗车撤骨架密实性沥青混合料配合比设计时,以标称粒径为13 mm的骨架级配设计为例,根据马歇尔试验结果,本例设计指标空隙率为4%,毛密度值为2.444 g/cm~3,油石比为4.46%。最后对沥青混合料在拌和、运输、摊铺、碾压、养护等阶段的施工技术进行了分析,提出相关注意事项。     

严寒地区路面面层沥青混合料配合比及路用性能试验研究

以综合性能较好的SMA-16沥青混合料为研究对象,根据相关材料及严寒地区气候特点对沥青混合料配合比进行设计,并对其路用性能展开研究,以有效延长沥青路面使用寿命,节约养护维修费用。根据研究结果,提出关键筛孔4.75 mm通过率在25%~30%之间,0.075 mm筛孔通过率控制在8%以上;适当增加级配中细集料的含量,降低粗集料的含量的建议,可有效提高严寒地区沥青路面的路用性能,延长路面使用寿命。     

基于灰熵法的SMA-5混合料级配组成范围研究

为确定SMA-5混合料级配组成范围及关键控制筛孔,分别以2.36mm、1.18mm为粗细集料分界筛孔,采用粗集料断级配的矿料设计和贝雷法进行级配研究,结合沥青混合料体积特性与路用性能分析,借助灰关联熵法推荐出级配范围及关键控制筛孔。结果表明:2.36mm、1.18mm和0.3mm为SMA-5混合料矿料级配的关键筛孔,而9.5mm、4.75mm、0.6 mm、0.15 mm、0.075 mm为非关键筛孔;确定出SMA-5矿料各筛孔通过率范围0~9.5mm:100%;4.75 mm:98%~92%;2.36 mm:38%~28%;1.18 mm:34%~21%;0.6 mm:29%~18%;0.3mm:25%~15%;0.15mm:21%~13%;0.075mm:16%~12%。     

沥青种类对SMA-13级配的影响

为了研究不同沥青种类对SMA-13级配的影响,进行了武云高速复合改性橡胶沥青AR-SMA-13和中州大道整治工程SBS-SMA-13的级配、油石比、粗集料的骨架分界筛孔、粉胶比、沥青膜厚度及混合料路用性能等的对比研究。研究过程中采用贝雷法对两种沥青混合料的级配嵌挤效果进行了分析。由于复合改性橡胶沥青和SBS改性沥青的化学成分差异较大,其运动黏度和延度均差异较大。试验得出,AR-SMA-13中2.36~4.75 mm之间的碎石含量接近12%,是传统间断级配的2倍,路用性能仍然较好;AR-SMA-13中0.075 mm筛孔的通过率仅为6%,与SBS-SMA-13中0.075 mm通过率8%~12%形成显著区别;SMA-13骨架分界筛孔选择4.75 mm还是2.36 mm,对混合料的骨架嵌挤的判断是不同的,结果表明,传统间断级配理论关于SMA-13级配中2.36~4.75 mm间断是不必要的;SMA-13骨架分界筛孔建议选择2.36 mm。虽然复合改性橡胶沥青5℃延度远小于SBS I-D,但AR-SMA-13也具有较好的抗低温变形能力,低温弯曲应变与SBS-SMA-13混合料相比,差异不大;复合改性橡胶沥青运动黏度与SBS I-D改性沥青相比差异非常大,但两种级配的混合料都具有较好的抗车辙性能,SBSSMA-13比AR-SMA-13的动稳定度仅低12%,其混合料高温性能的差异远没有沥青运动黏度之间的差异大。当沥青性能差异较大时,沥青混合料的设计指标应做出适当调整,以保证沥青混合料能够具有良好的路用性能。     

开级配OGFC矿料组成设计研究

以OGFC-13为研究对象,以标准级配矿料组成设计的关键性筛孔2.36 mm为出发点,分别选取级配的上限、下限、中值及中值时关键性筛孔2.36mm通过率相差±3%等5种级配类型,在各自最佳沥青用量的基础上通过马歇尔参数对比分析,得出OGFC-13级配设计时,当关键性筛孔通过率控制在与中值相差-3%以下,即2.36 mm通过率为13%~下限时,沥青混合料的强度及大空隙排水特性优势明显。     

基于单轴贯入试验的AC-20级配优化

为了提高沥青混合料的路用性能,利用颗粒流软件PFC~(2D)构建了沥青混合料单轴贯入数值试验方法,阐述了沥青混合料单轴贯入数值试验中试验条件的模拟方法和模型参数的取值,结合实体工程中AC-20室内单轴贯入试验评价了其可靠性。选取不同的原材料得到3组模型参数,基于单轴贯入数值试验研究了模型参数取值、粗集料级配、细集料级配和粗细集料比例对沥青混合料抗剪强度的影响规律。最后,通过室内单轴贯入试验确定了关键筛孔最佳通过率范围,提出了以抗剪强度最大为原则的AC-20矿料级配,并验证了其路用性能。结果表明:单轴贯入强度模拟曲线与室内实测曲线基本吻合;单轴贯入数值试验模型参数的取值对最大抗剪强度时集料的比例不产生影响;五档粗集料19~26.5mm,16~19mm,3.2~16mm,9.5~13.2mm,4.75~9.5mm的比例为3∶12∶5∶10∶10,细集料级配取I=0.75时所对应的级配,粗细集料比为60∶40时,沥青混合料抗剪强度最大;建议AC-20沥青混合料矿料级配9.5mm,4.75mm,2.36mm及0.075mm筛孔通过率分别为50%~60%、34%~44%、31%~37%和3%~7%;与规范推荐级配中值相比,优化级配AC-20混合料的抗剪强度、动稳定度分别提高了25%、27%。     

数学回归法在大孔隙沥青混合料级配设计中的应用

透水型沥青路面(OGFC)是一种具有连通空隙的开级配沥青路面材料,具有排水、降噪等良好的功能性.大孔隙沥青混合料的空隙率直接影响到沥青混合料的路用性能和功能性能,而控制OGFC空隙率主要靠确定合理的关键筛孔通过率,但是对于二点通过率与空隙率的具体关系尚无深入研究.文中采用二元线性回归找出OGFC-13的2个关键筛孔通过率与空隙率的关系.研究表明,2.36 mm和4.75 mm两个关键筛孔与OGFC混合料空隙率有很好的线性关系.     

橡胶沥青混合料高温性能的改善方法

通过橡胶沥青混合料级配关键筛孔通过率的设计控制,对GTME．实法与马歇尔击实法设计结果进行对比。结果表明,选择合理的设计方法,控制级配曲线关键筛孔的通过率,设计适当的矿粉含量是提高橡胶沥青混合料高温稳定性的关键。针对橡胶沥青混合料的特点,建议在具备条件时最好采用GTM压实法;并提出应根据中国实际情况．进一步研究马歇尔击实法与GTM设计法的有效结合。     

超薄磨耗层矿料级配试验研究

针对超薄磨耗层SMA-10矿料级配,在现行技术规范提供的级配范围基础上,以2.36 mm作为关键控制筛孔,设计了13种SMA-10级配;采用旋转压实法成型混合料试件,测试并计算混合料的体积指标,对比分析关键体积指标与2.36～4.75 mm集料含量之间的关系,并对满足级配设计要求的沥青混合料进行路用性能评价.研究结果表明,当2.36～4.75 mm集料含量为0～8%或20%～28%时,所获得SMA-10混合料的体积指标更容易满足设计要求;其中,2.36～4.75 mm集料含量控制在0～8%时的矿料级配,更适合用于超薄磨耗层路面.     

倒装式沥青路面级配碎石过渡层渗水特性分析

针对路面结构内部自由水易诱发路面出现唧浆、松散及冻融等病害,研究了倒装式沥青路面级配碎石过渡层的排水性能,测试了级配碎石试件渗水系数。采用重型击实法成型试件,采用路面渗水仪测试其渗水系数,分析了主要影响因素(如主要筛孔通过率、空隙率等)对级配碎石混合料渗水性能的影响,进而拟合了其渗水系数预估公式。研究表明:空隙率及4.75mm以下筛孔通过率对渗水系数的影响大于4.75mm以上筛孔通过率,过渡层级配碎石空隙率宜分布在13%～15%内;基于各因素对渗水系数影响程度的综合分析,采用关键因素(关键筛孔通过率和空隙率等)回归得出了渗水系数预估公式,该公式适用于0.075mm筛孔通过率在3%～14%范围内的级配碎石渗水系数预估,可为倒装式沥青路面过渡层级配碎石的设计、渗水系数现场测试提供指导。     

粗粒式沥青混合料配合比模型

级配各筛孔通过率的变化对沥青混合料马歇尔指数的影响存在显著差异,通过合理控制关键筛孔的通过率可以获得最优性能的沥青混合料配合比。采用L50(511)正交表进行了粗粒径(AC25)沥青混合料的马歇尔试验,并采用SPSS软件进行回归分析,分别建立了沥青混合料的马歇尔指数和体积参数与各两两筛孔间的百分用量的关系。结果表明,对沥青混合料马歇尔稳定度、流值和体积参数显著影响的因素,关键筛孔并不只是一个4.75mm筛孔,而是存在显著的交互影响,而且交互影响的筛孔并不一定是两相邻筛孔。影响显著性排列的顺序也存在一定差异。此外受1.18～2.36mm和13.2～16mm两个筛孔间的百分用量影响很小或不受影响。利用本文提出的模型,在给定的马歇尔参数下,通过编程迭代计算,可计算出满足性能要求的沥青混合料配合比,大大减少试验工作量。     

多孔沥青混合料级配与骨架强度关系

通过骨架贯入试验，对多孔沥青混合料(PAC)骨架强度与不同筛孔通过率之间的关系进行了研究。并得出如下结论：(1)2.36～4.75 mm粒径大小的石料会为PAC-13混合料提供一部分骨架强度，因此混合料2.36mm通过率越高，混合料骨架强度越小；(2)4.75 mm通过率对PAC-13混合料骨架强度影响不大；(3)对多孔沥青混合料骨架强度具有最大影响的筛孔是9.5 mm筛孔，多孔沥青混合料骨架强度会随9.5 mm通过率的增长呈现出先增加后减小的趋势。骨架强度与高温稳定性具有较好的相关性，因此可以根据上述试验结果，对PAC-13设计级配范围进行改进。     

细粒式SMA-5级配组成设计研究

针对目前规范中缺少细粒式SMA-5的级配设计,分别以2.36 mm和1.18 mm作为粗细集料分界筛孔,分析了SMA-5的体积指标参数特性;通过体积指标特性分析和路用性能试验,确定了SMA-5级配的粗细集料控制筛孔及通过率;结果证明马歇尔稳定度与流值不适合作为SMA配合比设计的关键控制指标,矿料间隙率VMA及VCAmix受级配变化的影响大于受沥青用量的影响,VCADRC值随着级配的增粗略微增大,试验用混合料级配对压实功的变化不敏感,采用双面击实75次的击实标准可行,推荐以2.36 mm作为SMA-5粗细集料的分界筛孔,通过率宜控制在28%~40%范围之内。     

钢桥面铺装浇注式沥青混合料级配性能

为研究浇注式沥青混合料级配性能,采用室内试验的方法,以沥青胶浆理论为基础,通过变动关键筛孔通过率并结合贝雷设计法3参数,研究GA10沥青混合料级配对性能的影响;通过改变沥青种类以及沥青用量,研究了不同沥青粘度和沥青用量对GA10性能的影响;通过变换集料种类,研究了集料棱角性对沥青混合料的性能影响.结果表明:在保证粉胶比相同的情况下,o.075、2.36 mm和4.75 mm筛孔通过率对GA10路用性能影响显著;使GA10级配的贝雷设计法3参数接近于推荐值范围,能够提高其高温稳定性,但低温性能同时有所下降,而且CA似乎不受推荐范围的限制,表现出越低高温性能越好的趋势;沥青胶浆的比例是影响流动性的主要原因,当0.075 mm筛孔通过率达到25％以上时,沥青粘度和含量也有显著影响;使用棱角性较强的集料能够提高GA10的高温稳定性和低温抗裂性,但流动性略有降低.