骨架密实型沥青混合料级配优化设计

以骨架密实级配为研究对象,探讨集料级配与沥青混合料骨架稳定性之间的联系,提出骨架密实级配优化设计方法。运用分形级配理论对SMA型级配进行分析,得出各级配粗、细集料的组成特点。采用离散单元程序建立骨架密实级配的直观离散元数值模型,推导了模型颗粒生成的计算式,并进行骨架结构稳定性虚拟试验。得出优化骨架密实级配的分维数范围以及分维数对骨架结构稳定性的影响,可以为骨架密实级配优化设计提供参考。     

密级配沥青稳定碎石混合料性能研究

首先对ATB-25混合料的组成结构进行了分析,提出了主骨架和亚骨架的分界线,提出了关键筛孔通过率,并用贝雷法对ATB-25混合料的级配进行了分析研究,提出了ATB-25级配贝雷法参数范围;对大马歇尔击实法和旋转压实成型方法对ATB-25混合料体积指标的影响进行了研究,最终推荐使用大马歇尔法进行ATB-25混合料的设计。同时对ATB-25和AC-25混合料的路用性能进行了对比分析。     

沥青稳定碎石ATB-30的抗车辙性能研究

采用动稳定度DS、相对变形δ和综合稳定系数CSI评价沥青稳定碎石ATB-30的高温性能,以全面考察矿料级配和外加剂的影响。对3种级配的ATB-30进行车辙试验,分析了骨架嵌挤指数IVCA与DS、δ和CSI的关系;对掺不同外加剂和剂量的ATB-30进行车辙试验,分析不同外加剂和掺量对高温性能的影响。研究结果表明,骨架嵌挤指数IVCA与DS、δ和CSI具有良好的相关性,IVCA越小、级配骨架性越好,则混合料的高温性能越好;掺入外加剂能大幅提高ATB-30的高温性能,且随着外加剂剂量的增加,混合料的高温性能也大幅增大,不同的外加剂的效果存在较大差距;比起调整矿料级配,添加抗车辙剂是提高ATB-30高温性能的更为有效的措施。     

沥青混合料抗车辙能力优化设计

对沥青混合料的抗车辙性能进行优化设计,设定骨架密实和设计8%空隙率2个优化条件,据此提出新型矿料级配设计方法--分级掺配法.矿料成型采用改进的干捣实方法,根据集料分界点分2步逐级掺配集料,粗集料部分每级集料掺配比例依据骨架判断公式和高斯拟舍结果得出,细集料部分每级掺配比例依据高斯拟合结果得出,进而确定粗细集料各自总的质量百分率,由此得到一条骨架密实型级配曲线,并进一步按照优化务件确定油石比.用成型试件对混合料沥青膜厚度、矿料间隙率、空隙率、动稳定度等各项性能指标进行验证,结果表明沥青混合料抗车辙性能较好,功能化设计方法能有效地改善沥青混合料的性能.     

基于X-ray CT和离散元法级配离析对沥青混合料骨架结构力学性能的影响

为从细观角度探究分析级配离析对沥青混合料骨架结构力学性能的影响,基于X-ray CT断层图像扫描技术和离散元法建立三维混合料骨架模型,对不同级配离析情况下的混合料骨架内部受力情况、抵抗荷载性能、应力传递性能等方面进行了对比和研究。结果表明:提出了利用X-ray CT断层图像扫描技术构建更接近于真实形态的集料颗粒模型的方法;骨架结构中较粗集料承受了主要的外力荷载作用;以典型的SMA-16级配为例,4.75~9.5 mm档集料是构成该级配集料骨架的关键粒径;骨架结构中细集料的增多有助于提高骨架的抗压强度,发生粗集料离析时,抗压强度将随着离析程度的加剧而显著地降低;不同的级配离析状态对混合料骨架结构的竖向与横向应力传递性能产生不同影响,其中细集料离析对应力传递性能的影响更大。     

级配碎石试样成型方法的研究

对现行规范关于级配碎石成型方面存在的问题进行了深入的分析,并通对不同粗集料含量的级配碎石材料进行最大干密度和CBR强度试验,提出了级配碎石按粗集料含量分为细料业、悬浮密实类、骨架密实类、骨架空隙类四类,并提出不同类型级配碎石采用不同的成型方法.     

利用压碎值试验方法评价粗集料骨架结构性能

结合虚拟力学试验反映出的矿料级配骨架结构与荷载传递路径的关系,引入粗集料压碎值试验对粗集料骨架结构性能进行评价,利用均匀设计方法得出了试验方案,进行了40组级配粗集料压碎值试验,将压碎值试验结果与VCADRC试验结果进行了比较,并对试验结果进行了线性回归分析与二次非线性回归分析.     

振动法微粘结级配碎石矿料级配与性能研究

在分析级配碎石粗集料骨架组成的基础上,采用振动压实仪进行室内CBR试验,以研究细集料含量对级配碎石承载特性的影响规律,并优化得出骨架密实型级配碎石的矿料级配组成。另外,采用振动成型方式对不同结构类型微粘结级配碎石性能进行对比试验。试验结果表明:微粘结级配碎石的内部结构类型对其性能有重要影响,与悬浮密实结构相比,骨架密实结构微粘结级配碎石的抗压强度与抗压回弹模量更优,而抗弯拉性能略差。     

级配碎石强嵌挤骨架密实级配

为了提高级配碎石力学性能,采用逐级填充方法以空隙率最小为原则优化得到粗集料级配,通过变化粗细集料比例、细集料级配以研究级配碎石物理力学特性,初步提出具有优良物理力学特性的级配。在此基础上,进一步深入研究筛孔通过率对级配碎石力学性能的影响规律,以力学性能最优为原则,提出强嵌挤骨架密实级配,并通过颗粒流模拟技术予以验证。结果表明,与已有文献中骨架密实级配碎石相比,本文提出的骨架密实型级配力学性能最优,CBR达500%～550%,围压100、300、500 kPa和700 kPa时的剪切强度分别为0.28、0.78、1.78 MPa和2.45 MPa,实现了强嵌挤的目的。     

ATB—25沥青混合料级配优化

以混合料骨料填充理论为基础,运用理论计算的手段给出了高温多雨大交通量高速公路沥青路面下面层用ATB—25的合理级配范围,并且根据生产实践对级配进行了优化。与规范规定的级配范围相比,优化后的ATB—25混合料级配范围,适当提高了级配下限的细集料比例,保证了ATB—25混合料的密实性;且大幅度减少了级配上限细集料比例,使ATB—25混合料始终处骨架密实结构,提高了ATB—25混合料的高温抗车辙性能。同时,ATB—25矿料级配骨架密实结构理论分析与试验验证表明,考虑正常的施工偏差,优化后的级配范围始终处于骨架密实结构,高温稳定性和水稳性能可以得到保证,可以应用在我国高温多雨大交通量高速公路的下面层中。     

骨架密实型沥青混合料实用设计方法

提出了一种新的骨架密实级配沥青混合料的实用设计方法,方法以矿料筛分结果为基础、以粗集料干捣实密度作为粗集料骨架设计指标进行骨架结构设计,采用粗细集料级配双向调整避免了级配设计过程中的二次设计步骤,通过计算影响系数、对比试件空隙率变动和切面观测三种方法科学直观判别沥青混凝土骨架形成状况,在实际工程中简单易行,整套方法具有实用性特点。     

ATB-30沥青混合料在柞小高速公路中的应用

结合柞小高速公路路面结构层,分析了ATB-30沥青混合料路用性能要求。根据级配理论及参考国内外沥青稳定基层级配,初选3组ATB-30沥青混合料级配,并进行了性能对比试验研究。文中介绍了这种沥青混合料的施工工艺,最后根据路用性能和层位功能要求,得出ATB-30沥青混合料优化后工程级配范围。     

嵌挤骨架型集料级配设计的研究

该文以填充理论和干涉理论为基础,根据集料的填充特性,提出了嵌挤骨架型沥青混合料集料新的临界筛孔的计算系数,从理论上计算出了多级嵌挤骨架型沥青混合料集料中粗、细集料的用量:粗集料占74%,细集料和填料占26%.同时引入了分形理论,根据粗、细集料的架构效应和填充作用的不同,分别提出了粗、细集料级配设计的数学模型.通过计算得出了多级嵌挤骨架型沥青混合料矿料的级配曲线,并用贝霄法对其进行了检验.结果表明,文中提出的矿料级配设计方法有别于以往的级配设计方法,是一种纯理论的设计方法.     

骨架密实结构水泥稳定碎石粗集料抗破碎性能研究

粗集料形成的骨架结构对骨架密实结构水泥稳定碎石路用性能有较大影响。在室内利用振动压实设备对不同级配4.75～26．5mm的粗集料进行上振压实,并对压实后的粗集料进行了破碎情况试验。试验结果表明粗集料的破碎程度不但与压实后粗集料的孔隙率而且与集料中较粗颗粒含量有关。在几种级配形式中连续级配粗集料在压实后孔隙率最小,集料中粗颗粒含量适中,故破碎程度较小。     

基于贝雷法的逐段填充对混合矿料骨架特性影响分析

以贝雷法为基础,采用AC-16型正交级配进行了粗细集料的多级填充试验,观测和分析了逐级填充对上级集料骨架形成特性的影响,验证了粗细集料划分原则的合理性,指出了不同填充段对混合集料骨架特性影响的差异程度,并根据捣实状态下混合矿料空隙率的变化曲线回归公式,找出了各相邻粒径集料间的界限填充比例,为级配设计的骨架密实情况检验提供了重要参考依据。     

碎石基层混合料中粗集料性质的研究

采用上置式表面振动成型方法,对碎石基层级配混合料中粗集料的性质进行了广泛的研究,提出骨架级配的结构与骨架性质的关系。     

基于高温稳定性的沥青混合料粗集料骨架性能评价

对3种典型的级配类型沥青混合料进行高温车辙试验,分析了级配对于混合料高温稳定性的影响.通过数字图像技术对沥青混合料的粗集料骨架进行识别,使用贝雷法的粗集料比和图像拓扑性质分别评价粗集料骨架结构,结果发现图像拓扑性质能够较好评价粗集料骨架结构性对沥青混合料高温性能的贡献.     

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。     

基于改进粗集料空隙填充法的密断级配沥青混合料设计

为准确评价密断级配沥青混合料中粗集料的嵌挤特性,提出了粗集料骨架间隙率最小值的测定方法和密断级配混合料骨架嵌挤的新标准;据此,改进了粗集料空隙填充法,应用于密断级配沥青混合料的设计;并通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验等检测了所设计混合料的路用性能.发现所设计的密断级配沥青混合料中粗集料间隙率比...     

贝雷法和CAVF法在AK-13A和SMA-13的混合料级配设计中的应用

传统的沥青混合料配合比设计时,通过粗、中、细3种级配试配,然后再进行马歇尔试件的击实,分析体积指标确定级配、油石比,过程复杂,试验人为误差较大,耗时,耗力。通过贝雷法的粗集料选取密度,CAVF法计算粗细集料比例及油石比,对AK-13A和SMA-13的级配和油石比进行优化,并运用贝雷法3个比例参数CA比、FAc比、FAf比对优化后的级配的骨架嵌挤情况进行判别,以评价优化后的级配是否符合贝雷法3个比例参数的要求,旨在严格控制沥青砂浆体积与粗集料间隙率之间的关系,使沥青混合料的骨架嵌挤效果更好,性能更稳定。研究过程中采用GTM方法成型试件,用马歇尔方法进行沥青混合料路用性能验证。结果表明,粗集料的设计密度位于松装密度及干捣实密度之间时可以达到嵌挤状态,对于一般的密级配沥青混合料如AK-13A,粗集料的设计密度选择松装密度,对于SMA选用干捣实密度。采用改进的CAVF法计算粗细集料的比例并优化级配,通过计算得到的油石比与最终实际采用的油石比基本一致。粗型密级配AK-13A混合料的3参数符合贝雷法范围,形成一种嵌挤密实结构;SMA的3参数都不在贝雷法的范围内,其形成的骨架密实结构是独有的。SMA-13的粉胶比较AK-13A大,同时沥青膜厚度小于AK-13A,但2种混合料路用性能经实践证明都是良好的。