沥青混合料细集料棱角性测试方法研究

细集料棱角性对沥青混合料的路用性能有重要影响,建立科学的细集料棱角性评价方法和技术标准对于路面集料质量控制尤为重要。文章对比分析了美国AASHTO TP33和我国T0344、T0345等细集料棱角性测定方法,在大量工程实践调研的基础上,文章提出了改进的棱角性测试方法,针对不同的测试方法提出了细集料棱角性的技术要求。根据分析,所提出的测试方法更能反映我国路面工程实际,且具有更好的甄别能力。     

沥青混凝土路面细集料棱角性表征方法及技术标准研究

利用间隙率U法和流动时间S法表征细集料棱角性,分析表明,两者具有明显的线性相关性,其回归系数可用于细集料棱角性的间隙率U与流动时间S指标间相互换算。通过SMA-13沥青混凝土路用性能试验,分析了细集料棱角性对SMA沥青混凝土性能的影响规律,建立了沥青混凝土性能与细集料棱角性表征指标的相关关系,结合沥青混凝土路用性能要求,提出了沥青混凝土路面细集料棱角性技术标准。结果表明,这可作为沥青混凝土路面施工技术规范的修订建议,以提高石料企业加工细集料的质量。     

细集料棱角性评价新方法研究

分析了细集料棱角性常用评价方法的缺点,提出了一种新方法-CAR(Compacted Aggregate Resistance)法。该方法为单轴贯入试验,用贯入荷载表征细集料棱角性,试验结果表明,该方法能较好地评价细集料的形状和棱角性,CAR值与沥青混合料高温性能有较好的相关性。     

细集料棱角性试验的改进

探讨现行两种细集料棱角性试验方法不易操作之处,并提出改进试验方法来考察机制砂、石屑、天然砂等3种细集料的棱角性差异,发现机制砂和石屑的棱角性相近,都优于天然砂.推荐用改进流动时间法测定细集料棱角性.开展标准击实下和旋转压实下3种细集料的SMA-13和AC-13的常温静态三轴试验,发现细集料棱角性和混合料抗剪切能力存在正相关关系,验证了改进试验方法的有效性.     

沥青路面粗集料棱角性表征方法及技术标准

利用ASTM D3398-97试验方法的改进表征法计算了粗集料颗粒指数Iap,采用数字图像处理技术提出了粗集料半径法棱角性指数IArm和梯度法棱角性指数IAgm的计算公式;通过对2类沥青混凝土的常规与动三轴试验,分析了粗集料棱角性表征指标对沥青混凝土性能和抗剪参数的影响规律,建立了沥青混凝土性能、抗剪参数与粗集料颗粒指数Iap的相关关系,结合沥青混凝土路用性能要求,提出了沥青路面粗集料棱角性技术标准。分析结果表明:Iap与棱角性指数IA具有明显的线性相关性,其回归系数可用于由粗集料颗粒指数Iap换算成IArm和IAgm;所提出的粗集料棱角性技术标准可作为沥青路面施工技术规范修订建议,有利于提高石料企业加工粗集料的质量。     

影响细集料密度及吸水率的试验因素分析

针对中国现行细集料密度与吸水率标准试验方法 T0330-2005在测试时存在主观性、重现性及精确性上的不足,选择2种常用细集料、3个实验室,分别对其0.075 mm通过率、筛分类型、浸泡类型、浸泡时间、锥形试验、转动方法、冷却时间7个试验因子进行测试,汇总测试结果进行方差分析。结果表明,0.075mm以下细料对试验结果影响较大,需对0.075 mm以下细集料进行单独测试;0.075mm以下部分要明确规定采用水洗法或干筛法获得;T0330-2005试验方法关于细集料的浸泡方法、浸泡时间、锥形试验击实方法的规定合理。     

集料颗粒形态特征对沥青混合料高温性能的影响

采用数字图像处理技术及流动时间法分别对粗集料和细集料的棱角性、圆度和纹理等形态特征进行试验定量描述,并采用车辙试验来评价集料特性对沥青混合料高温性能的影响。试验结果显示:随着集料棱角性及圆度的增大及集料纹理的复杂程度增加,沥青混合料的高温稳定性提高;随着细集料中河砂含量的增加,混合料高温稳定性降低,因此建议沥青混合料中河砂含量不宜超过集料总量的20%。     

基于单轴贯入试验的沥青混合料最大抗剪强度影响因素研究

介绍了单轴贯入试验的原理及试验过程中试件典型形变的4个阶段;结合有限元软件和莫尔圆,给出了求解主应力和抗剪强度的方法;依托单轴贯入试验,研究了粗集料技术指标、细集料棱角性、沥青标号和加载速率对沥青混合料最大抗剪强度的影响。结果显示,粗集料棱角性与沥青混合料最大抗剪强度相关性最大,而粗集料针片状含量、磨耗值和压碎值与沥青混合料最大抗剪强度之间的相关性较差;随着细集料棱角性的提高,沥青混合料的最大抗剪强度提高;在沥青的各项技术指标中,60℃粘度指标与沥青混合料最大抗剪强度的相关性最好,随着粘度的提高(针入度降低),混合料最大抗剪强度不断增大;最大抗剪强度随着加载速率的增大而增大。     

基于图像分析的粗集料形状特征参数及分布规律

沥青混合料的路用性能受粗集料的形状特征影响显著。为解决集料基本轮廓形状特征的测量和表征问题,通过对集料进行清洗、染色、烘干、平铺拍照等一系列试验,使用MATLAB软件编程计算,对试验采集的玄武岩粒径分别为4.75,9.5,13.2,16,19 mm的粗集料图像进行了增强、分割等处理。基于数字图像处理技术计算得到不同粒径集料的大小指标(长短轴、周长和面积)。引入形状参数指标(矩形度、形状指数和棱角性),通过集料大小指标计算了不同颗粒的形状特征参数。基于统计学方法研究了各形状特征参数的分布规律,利用线性回归模型分析了各形状特征参数与级配的相关性,并通过形状参数对集料加工和混合料级配进行了评价。结果表明:矩形度在数值上体现出较好的一致性,平均值与最大值变化幅度小,粒径为9.5 mm的集料矩形度分布更均匀;形状指数的平均值和最小值变化不明显,在数值上其差异性较大;不同粒径集料的棱角性差异性较大,棱角性大于1.20的集料颗粒较少;矩形度和棱角性与集料级配之间有着较好的相关性,而形状指数与级配不相关;矩形度和棱角性能够表征混合料级配的粗细;形状指数可以评价集料加工是否符合要求,为混合料级配范围的确定提供依据。     

沥青混合料剪切强度显著影响因素研究

为了研究沥青混合料剪切强度的显著影响因素,通过正交试验对沥青类型、矿料级配、油石比、粗集料针片状含量和细集料棱角性五个影响因素进行分析。结果表明,在相同条件下,影响沥青混合料剪切强度程度最大的因素是矿料级配,其余依次分别是沥青类型、细集料棱角性、油石比和粗集料针片状含量。     

粗集料棱角性试验方法研究

针对粗集料棱角性评价方法进行理论和试验研究。从集料棱角性定义出发,考虑其对混合料路用性能的影响。提出松装密度、振装密度和流动时间3种评价粗集料棱角性的试验方法,并对石灰岩碎石、玄武岩碎石和破碎河滩料粗集料棱角性进行评价。研究针片状颗粒和浑圆状颗粒（破碎河滩料）含量与棱角性的关系,提出基于3种试验方法的粗集料棱角性技术指标及标准。     

细集料对抗滑沥青磨耗层的影响研究

通过小型加速加载设备MMLS3对不同细集料形成的SMA沥青混合料进行室内模拟试验,每隔一定时间对试件的摩擦系数(BPN)和平均构造深度(MTD)进行测量,之后对所得BPN和MTD数据进行衰变分析,并将BPN和MTD转化成国际摩擦指数IFI进行抗滑性能衰变评价。经过分析发现,细集料棱角性对沥青混合料抗滑性能具有较大的影响,细集料棱角性越大,混合料抗滑指标也会越大。     

基于数字图像处理的粗集料棱角性量化研究

基于数字图像处理技术,对粗集料棱角性进行量化研究,以取代传统的试验方法。首先从单个颗粒的棱角性定义出发,建立了4个粗集料棱角性量化指标:AR、ARmax、AP、APc;然后采用数字图像处理(DIP)技术,对拍摄的粗集料二维图像进行处理分析,得到粗集料样本棱角性量化结果,最后将20份粗集料样本的未压实空隙率试验与DIP试验进行了比较。结果表明:4个用于评价粗集料棱角性的量化指标与未压实空隙率之间均有较强的相关性,其中以AP指标最佳;AP和APc指标更好地拉大了两个棱角性极端,有利于区分不同棱角性的粗集料。4个量化指标的面积加权平均值与未压实空隙率之间的相关系数均要大于它们的算术平均值与未压实空隙率之间的相关系数,这也表明经面积加权的棱角性指标考虑了粗集料的宏观性能,因此更加合理。     

粗集料形态对宽温度域下沥青混合料高低温性能影响

为了掌握粗集料形态对宽温度域条件下沥青混合料高低温性能影响,基于集料图像测量系统(AIMS),对5种粗集料棱角性、三维形状和表面纹理进行量化分析,进而制备SMA-13试件进行不同温度范围高温车辙试验和低温弯曲蠕变试验,分析集料棱角性指数、球度和表面纹理指数与高低温性能指标的相关性.结果 表明:选用棱角性好、粒形饱满和表...     

细集料毛体积相对密度测定方法分析

细集料的毛体积相对密度是进行沥青混合料体积指标计算的一个重要参数,也是较难测准的一个参数.该文用CoreLok法和我国<公路工程集料试验规程>(JTG E42-2005)中的T0330法对不同料源的细集料进行试验,并对数据进行了相关性和差异性分析,结果表明两种方法实测的表观相对密度相关性较好,毛体积相对密度和吸水率的相关性较差.两因素ANOVA分析结果表明,对于4#料(0～3 mm),两种方法实测3个指标时不存在显著差异,而对于3#料(3～5 mm),两种方法对毛体积相对密度和吸水率存在显著差异,而对表观相对密度则没有显著差异.考虑到采用T0330方法确定3#料的饱和面干状态受人为因素影响较大,结合试验结果,建议对于3#料或3#料和4#料的混合料,采用CoreLok方法确定其毛体积相对密度.对于4#料,则T0330和CoreLok两种方法都可以采用.     

利用真空饱水法确定粗集料密度

目前,对于粗集料的密度和吸水率试验是根据AASHTO T85和ASTM C-127标准进行的,该方法需要将粗集料样品浸泡15 h(AASHTO T85)和(24±4)h(ASTM C-127),然后用干燥的吸水布擦干集料表面使其达到表干(SSD)状态.该方法对粗集料是否达到SSD条件的判断带有主观性,同时测试时间过长也会给施工质量控制和质量监测(QC/QA)带来不便.该文提出一种新的真空饱水方法确定粗集料的密度和吸水率.该方法是在30 mm汞柱(4 kPa)的压力下,将粗集料置于真空状态下饱水10、20和30 min,代替传统的(24±4)h浸泡时间.粗集料的真空饱水法是去除样品中夹带的所有空气,使水进入粗骨料的有效毛孔,该文采用这种方法对各种不同性质的集料进行了测试,包括玄武岩、石灰石、砂石、钢渣及粉碎混凝土块,并将测试结果与AASHTO T85得到的结果进行对比.结果表明:真空饱水法在10、20和30 min的真空饱水状态下进行的粗集料密度测试可以取代AASHTO T85.同时,该文得到一项重要发现,与真空饱水法相比,AASHTO T85存在低估集料吸水量的问题.     

再生集料路用性能关键指标分析与研究

利用再生集料进行公路建设,既可以缓解天然石材紧缺的现状,也有利于减少建筑垃圾,但是目前对再生集料路用性能关键指标的研究较少。文章对再生粗集料和再生细集料进行了一系列试验,通过分析和比对,提出了再生集料的三个关键路用性能指标:再生粗集料吸水率、再生细集料的坚固性和棱角性,为再生集料路用性能指标的选择提供参考。     

细集料几何特性对沥青混合料影响性研究

针对细集料的几何特性(棱角性、扁平、细长颗粒含量和粘土含量)对沥青混合料性能的影响性进行了研究,通过对设计的三个级配方案中细集料材料的替换,研究了不同几何特性细集料对沥青混合料空隙率的影响,即沥青混合料对不同几何特性细集料的敏感性.     

集料棱角性对级配的影响

结合沥青混合料击实困难的工程实际问题,通过室内试验比较了辉绿岩和花岗岩碎石性质的差异,通过堆积密度试验分析了细集料矿料棱角性对合成矿料级配干涉状态、性质的影响。     

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。