沥青混合料抗车辙性能的灰色理论分析

基于对秦巴山区内公路沥青路面车辙病害成因的调查与分析,通过室内模型试验和对已有研究成果的总结,利用灰色理论分析了不同影响因素对沥青混合料抗车辙性能的影响程度,并建立了以沥青用量、碾压次数及级配类型等因素为参数的沥青混合料抗车辙性能预估模型。研究结果表明:沥青混合料的集料粗细程度与分形维数成反比,集料越细,其分形维数越大,反之越小;沥青用量对沥青混合料抗车辙性能的影响程度最大,级配类型和温度次之,碾压次数的影响最小;沥青混合料抗车辙性能的主要影响因素为沥青用量、集料级配类型及温度;基于材料组成和外界环境因素建立的沥青混合料抗车辙性能预估模型为沥青路面抗车辙设计提供了依据和手段。     

滚筒渣性能分析及其在工业厂区道路中的应用

研究了滚筒渣的成分和安定性,设计制备钢渣沥青混合料并在厂区道路中进行了应用。结果发现,滚筒渣中金属含量低,粒度均匀,游离氧化钙含量低。滚筒渣用作路用集料时,其压蒸粉化率不宜超过5.9%,掺量不宜超过50%。陈化后滚筒渣的游离氧化钙含量、压蒸粉化率和压蒸膨胀率趋于稳定,满足道路集料规范要求。以滚筒渣代替普通集料拌制的沥青混合料的马歇尔稳定度、水稳定性能及动稳定度等性能均满足要求。在厂区道路翻修工程应用结果表明,钢渣沥青路面各项性能良好,满足沥青路面规范要求。     

砂岩用于高速公路沥青路面面层可行性研究

为探究砂岩在高速公路沥青路面面层应用的可行性,该文对比分析砂岩与石灰岩集料的物理力学指标,从级配类型、沥青种类及集料岩性方面研究沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能。结果表明：洁净规整的砂岩集料合成的沥青混合料路用性能满足现行规范要求;同时沥青中外掺1%抗剥落剂的砂岩沥青混合料的综合路用性能有一定提高。     

沥青路面抗滑性能影响因素研究

为研究沥青路面抗滑性能，利用室内小型加速加载设备对3种集料类型、3种级配组成的沥青混合料的抗滑指标BPN和构造深度的衰变规律进行研究，并通过温控箱模拟路表温度，分析了相同混合料在不同温度下BPN值的差异。结果表明：1)集料类型显著影响沥青路面的抗滑性能及衰变趋势，若集料的磨光值越大，磨耗值和压碎值越小，则沥青混合料BPN值衰减速率越小，衰减终值越大；2)沥青混合料级配对构造深度的初值和终值均有较明显影响，级配稳定程度决定了BPN值的衰减幅度和衰减速率；3)温度影响着沥青混合料的材料性能，若温度升高，则使材料性能降低、混合料BPN值呈下降趋势。由此可知，沥青路面抗滑性能受多方面因素的影响，在改善其性能时须考虑相关因素的耦合作用。     

凝灰岩集料针片状颗粒含量对沥青混合料力学性能的影响研究

为了探讨凝灰岩用于沥青路面表面层混合料的可行性,在凝灰岩集料针片状含量分别为8%、11%、13%、15%、18%情况下对沥青混合料开展了室内试验,测试了混合料的抗压回弹模量、劈裂强度、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及抗疲劳性能和抗滑耐久性。试验结果表明,减小凝灰岩集料针片状含量可以改善沥青混合料的上述性能,不过其对沥青混合料抗滑耐久性的影响很有限。研究表明,严格控制集料针片状含量是将凝灰岩用于表面层沥青混合料的可行方法之一。     

基于不同岩性排水沥青混合料路用性能对比研究

排水性沥青路面作为一种新型的第五代功能型路面,具备优良的排水、抗滑等特殊功能,而合格的排水性沥青混合料具备级配粗集料多、细集料少的级配特征。本文基于大空隙排水沥青混合料的高低温性能、水稳定性能、抗飞散性能、排水性能和强度性能对两种不同岩性集料制备的沥青混合料进行了较为系统的研究。结果表明:高粘改性沥青可显著提高排水性沥青混合料的高低温性能,通过合理的级配设计和沥青用量优选后的排水性沥青混合料的水稳定性和抗飞散性能均满足规范要求。大空隙排水性沥青混合料相较于普通沥青混合料具有更优秀的排水性能,但劈裂加载和单轴压缩加载方式下测定的强度性能稍劣于普通密级配沥青混合料。     

基于差异磨光的沥青路面抗滑性能研究进展

为保证道路行车安全,沥青路面上面层一般要求采用具有优异抗磨光和抗磨耗性能的集料.但随着中国公路建设速度的提升及优质石料资源的不断消耗,利用优劣集料间的差异磨光特点铺筑高抗滑沥青路面表层的理念逐渐引发关注.该文概述了路表常用粗集料的材料特性及复配沥青混合料的组成设计,介绍了不同天然集料、固体废物、人造集料复配沥青混合料的抗滑性能,分析了差异磨光的原理与磨光检测设备,剖析了现有研究存在的问题,并进行了展望.     

磷渣沥青混合料抗剪强度影响因素试验研究

通过单轴贯入试验评价沥青混合料的抗剪强度,研究集料类型、沥青种类、温度、加载速率等因素对磷渣沥青混合料抗剪强度的影响,并结合无侧限抗压强度试验得到混合料的粘聚力和内摩阻角。结果表明,磷渣取代沥青混合料中0.075~4.75mm各档集料后,混合料的内摩阻角稍有降低,粘聚力值提高显著,因而使混合料的抗剪强度明显提高;磷渣沥青混合料的抗剪强度随加载速率的增加及试验温度的升高呈现对数变化趋势;这些因素主要是通过影响混合料的粘聚力而影响其抗剪性能,对内摩阻角的影响不明显。     

粗细集料比对排水性沥青混合料性能的影响

基于马歇尔、贯入剪切、低温SCB、间接拉伸疲劳试验研究了88/12、85/15、80/20、78/22、75/25、70/30共6种粗细集料比例对排水性沥青混合料体积指标和路用性能的影响。试验结果表明:粗细集料比对排水性沥青混合料体积指标和路用性能均有显著影响,粗细集料比合理的排水性沥青混合料具有较高的贯入剪切强度,较小的粗细集料比能有效提高混合料的抗疲劳性能和低温抗裂性能。综合考虑沥青路面的功能性和路用性能,建议的排水性沥青混合料粗细集料比的范围为80/20~75/25。     

基于Ⅰ法的沥青砂浆组成设计方法

随着交通的不断发展,沥青路面早期破坏显现日趋严重,提升沥青混合料性能刻不容缓。沥青混合料可以分为沥青砂浆和粗集料两部分,其中沥青砂浆主要起填充、粘结作用,为了提高沥青混合料的性能,有效防止沥青路面的早期破坏,通过动态剪切流变试验、旋转粘度试验、低温弯曲试验、车辙试验和冻融试验,对沥青砂浆进行配合比设计。结果表明:当粉胶比为1.4,用I法确定细集料级配I值取0.65,沥青胶浆与细集料质量比为3∶2时,得到的沥青砂浆抗车辙性能最优,水稳定性最好。     

钢渣SAC-10沥青混合料路用性能研究

钢渣集料具有表面粗糙、强度高、耐磨和耐久性好等特性,针对用于沥青路面超薄磨耗层的SAC-10沥青混合料,采用钢渣每档等比例替换天然集料的方式进行配合比设计。以沥青混合料高温性能为基准,确定钢渣的最佳等比例替换天然集料掺量,并对钢渣SAC-10沥青混合料的低温抗裂性、水稳定性等其他路用性能进行研究。结果表明:掺入钢渣对于SAC-10沥青混合料高温性能的提高有显著影响,且当钢渣每档等比例替换掺量为60%时,SAC-10沥青混合料的高温抗永久变形能力最好,同时具有良好的低温抗裂性、水稳定性、体积稳定性及抗滑性能。     

掺水泥花岗岩沥青混合料的性能研究与应用

在公路建设中使用酸性集料铺筑沥青路面,必须掺加抗剥落剂来增强与沥青的粘附性。文章通过马歇尔残留稳定度试验、冻融劈裂强度试验以及高温车辙试验,对酸性花岗岩掺加水泥沥青混合料路用性能与未掺加抗剥落剂碱性石灰岩沥青混合料的性能进行对比研究,表明掺水泥抗剥落剂的花岗岩沥青混合料的性能完全满足规范要求,可应用于公路建设中。     

抗剥落剂对花岗岩沥青路用性能的影响研究

提出通过外加消石灰和AR-68两种抗剥落剂来改善沥青相关性质,以及沥青和集料之间的粘附性,从而综合提高沥青路面的路用性能。试验表明,外加抗剥落剂能显著提高沥青与集料之间的粘附性,改善沥青混合料的组成结构,并且沥青混合料的水稳定性、高温稳定性均有明显提升。     

沥青混合料水稳定性试验研究

沥青混合料水稳定性不足是沥青路面发生水损害的主要原因,而沥青混合料水稳性不足的根本原因在于沥青从集料表面发生了剥落.试验表明,用消石灰取代部分矿粉,可以有效地增强沥青抗剥落性能,同时还可以改善沥青混合料的抗车辙、抗疲劳以及抗老化能力.     

酸性蚀变闪长岩集料沥青混合料水稳性能改善及评价研究

为验证酸性集料用于沥青路面面层的适用性,结合宝汉高速路面工程,通过对沿线的蚀变闪长岩酸性集料沥青混合料不同浸水时长残留稳定度、不同冻融次数劈裂强度以及不同老化时长的冻融劈裂强度试验,评价了采用减小沥青混合料空隙率并添加矿物填料以及抗剥落剂复合改性的酸性蚀变闪长岩集料沥青混合料的水稳性能,并与原路面中性集料沥青混合料进行对比。结果表明:采用复合改善措施,能明显提高酸性蚀变闪长岩集料沥青混合料的水稳性能及抗老化性能,其复合改性后技术指标达到了中性石料的水平,具有用于沥青面层的可行性。     

酸性类蚀变闪长岩集料沥青混合料路用性能对比研究

为有效解决秦巴山区公路建设材料紧缺的困境,结合宝汉高速公路,研究了沿线酸性蚀变闪长岩集料用于沥青路面上面层的适应性,并全面对比了蚀变闪长岩集料与原路面设计中性集料混合料的性能。研究结果表明:经过黏附性改善的蚀变闪长岩集料相比未改善集料的沥青混合料路用性能明显提高,达到了原路面设计中性集料沥青混合料的水平,具有铺筑沥青路面上面层的可行性。     

基于虚拟劈裂试验研究影响沥青混合料低温抗裂性能的因素

使用X-ray CT扫描粗集料,在PFC3D中重建颗粒,按照集料级配设计随机生成各档集料,构建沥青砂浆相并结合空隙相的实际分布,在重力作用和伺服机制控制下生成沥青混合料虚拟试件,随后设置合适的接触模型以及微观参数,进行虚拟劈裂试验,对影响混合料低温性能的因素进行分析。结果表明：本研究使用虚拟劈裂试验研究沥青混合料的低温抗裂性能是可行的；增大沥青砂浆间以及集料与沥青砂浆间的粘结强度可以提升沥青混合料的低温抗裂性能；增大集料体积分数、空隙率会减弱沥青混合料的低温抗裂性能；集料摩擦系数与沥青混合料的低温抗裂性能无明显相关性。     

沥青路面用机制砂的生产与应用研究

细集料是沥青路面不可缺少的材料组成部分，由于天然砂的粘附性较差又是一种有限资源，品质较差的石屑影响沥青混合料的性能，致使机制砂的大量应用成为必然趋势。文章介绍了沥青路面用机制砂的生产、应用及与其他细集料的性能差异，实验研究了机制砂及石屑对沥青混合料性能的影响，并通过工程应用状况的跟踪，证明了机制砂是优良的沥青路面用细集料，可显著提高沥青路面的抗力。进一步的经济性分析表明，机制砂的价格因索不应成为其推广应用的制约条件。     

集料棱角对沥青混合料性能影响研究

利用棱角不同的粗、细集料制备了5种沥青混合料试件,通过单轴蠕变和间接抗拉强度试验,研究了集料棱角对混合料体积特性及疲劳性能的影响。利用抗裂性能试验,并结合有限元分析方法,分析了集料棱角与沥青混合料开裂间的关系。利用车辙试验研究了集料棱角与混合料抗车辙性能之间的关系。研究成果表明:1)集料棱角值越高,需要越高的沥青用量才能达到沥青混合料设计标准,而较高的沥青用量,就增加了沥青粘弹性,进而对沥青混合料抗裂能力产生积极影响;2)集料棱角也会因应力集中而造成开裂。集料棱角间的嵌挤作用会对沥青混合料的抗车辙产生重要影响,棱角值越高,嵌挤作用越强,抗车辙性能越好。利用有限元软件对混合料微观结构的分析验证了室内试验结果。     

基于虚拟单轴贯入试验研究集料对沥青混合料抗剪性能的影响

基于X-ray CT技术对集料进行二维断层扫描,并将扫描图像二值化后使用MATLAB将集料轮廓点导入PFC3D中生成集料几何模型。在PFC3D中分别建立粗集料相、砂浆相和空隙相构建沥青混合料虚拟试件,随后根据接触对象分别设置相应的接触模型和微观参数,进行虚拟单轴贯入试验,探究集料对沥青混合料抗剪性能的影响。结果表明:通过离散元法构建沥青混合料的模型并进行虚拟单轴贯入试验来探究其抗剪性能是可行的;增大集料最大公称直径有利于提升沥青混合料的抗剪性能;在集料最大公称直径相同的情况下,骨架密实结构的沥青混合料的抗剪性能优于密实悬浮结构,而骨架空隙结构的沥青混合料的抗剪性能则表现最差;沥青混合料试件横向内部集料的少量增加可以提升沥青混合料的抗剪性能,但内部集料增加过多则会减弱沥青混合料的抗剪性能,而横向外部集料的增加将会导致沥青混合料抗剪性能的下降,但综合来说集料横向分布均匀时沥青混合料实际的抗剪性能表现更加优秀;当集料纵向分布采用不同的结构时,沥青混合料的抗剪强度受上层结构层的影响较大;针片状集料的含量增加以及针片状集料的长细比的增大均会导致沥青混合料的抗剪性能的下降;增大集料的摩擦系数、增加棱角型集料含量均有助于提升沥青混合料的抗剪性能。