桥面铺装沥青混合料优化设计研究

结合西安咸阳国际机场专用高速公路桥面铺装项目的级配设计,应用贝雷法的3个参数CA、FAc、FAf进行级配设计检验,同时对不同级配沥青混合料的使用性能进行对比研究.在此基础上,优化出了项目使用的级配方案,可供桥面铺装施工参考.     

采用“贝雷法”优化ATB沥青稳定碎石级配设计

利用贝雷法,通过CA、FAc、FAf三个参数对ATB-40级配进行优化,对优化前后混合料的粗集料骨架、粉胶比、细集料填充等方面的路用性能进行了对比研究,阐述了贝雷法在优化ATB-40骨架型级配方面的应用情况。     

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.     

针片状颗粒含量对沥青混合料高温稳定性的影响

沥青混合料高温稳定性影响因素诸多,包括集料性状、沥青性能和矿料级配等,通过室内试验定量分析了集料针片状颗粒含量对沥青混合料动稳定度的影响规律,同时,对沥青性能和矿料级配对沥青混合料高温稳定性的影响进行了实验分析,结果表明,当针片状颗粒含量小于14%时,对沥青混合料的高温稳定性影响减缓;选用改性沥青和粗型、“S”型级配能...     

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.     

基于高温稳定性的浇注式沥青矿料级配研究

为了提高浇注式沥青混合料的高温稳定性,采用线性插值法分析了国内外浇注式沥青混合料矿料级配设计范围,通过贝雷法参数CA比的研究,提出了关键筛孔(0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm)通过率和CA比的适宜控制范围,以及基于高温稳定性的浇注式沥青混合料设计矿料级配范围,解决了浇注式沥青混合料抗高温变形能力差的问题。     

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。     

多孔安山岩沥青混合料组成设计方法研究

采用贝雷法优化多孔安山岩混合料的级配设计,进行了不同FAc和FAf值矿料级配的压实特性试验;在配合比设计中分别应用沥青浸渍法和计算法测定混合料的最大理论相对密度,并对比分析安山岩沥青混合料的路用性能;进行了安山岩沥青混合料的水稳定性能试验和汉堡车辙试验。试验结果表明:适当增大FAc和FAf值能提高安山岩沥青混合料的压实效果;较之计算法,沥青浸渍法可以更为准确地测定多孔安山岩沥青混合料的最大理论相对密度;掺加消石灰是改善安山岩沥青混合料的最优措施。     

多孔安山岩沥青混合料组成设计方法研究

采用贝雷法优化多孔安山岩混合料的级配设计,进行了不同FAc和FAf值矿料级配的压实特性试验;在配合比设计中分别应用沥青浸渍法和计算法测定混合料的最大理论相对密度,并对比分析安山岩沥青混合料的路用性能;进行了安山岩沥青混合料的水稳定性能试验和汉堡车辙试验。试验结果表明:适当增大FAc和FAf值能提高安山岩沥青混合料的压实效果;较之计算法,沥青浸渍法可以更为准确地测定多孔安山岩沥青混合料的最大理论相对密度;掺加消石灰是改善安山岩沥青混合料的最优措施。     

沥青混合料配合比设计中若干技术问题

通过对沥青混合料集料级配计算、设计、调整和沥青混合料高温性能评价指标的研究,提出了变i法及其公式,给出了满足AC-16、SMA-16和Sup-12.5级配的i值范围;将0.075 mm筛孔作为最小控制筛孔,提出了FAP指标,以此检验0.075 mm筛孔的通过率,完善了贝雷法对设计级配关键筛孔通过率的检验,给出了满足SMA-16型级配的CA比和FA比检验的合理指标范围,为SMA的设计和检验提供了理论依据;综合考虑行车速率、累积变形量和最大永久变形量等因素对沥青混合料高温性能影响,提出的动抗压强度(DCS)指标 能较好体现工程实际中车辙的形成规律,有效提高了对沥青混合料高温性能评价的区分率.     

超薄磨耗层SMA-10矿料级配比较试验研究

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.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超薄磨耗层的技术要求.     

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...     

超薄层沥青混凝土UTA10矿料级配试验研究

超薄沥青混合料可有效改善高等级公路路面行驶功能,但目前国内级配较为单一,相关研究较少,因此需对它的级配、混合料性能深入研究。文中在分析其级配特点的基础上,通过抗滑能力和高温性能测试,认为超薄沥青混合料粗集料的最佳含量为70%,提出在4.75mm和9.5mm筛孔之间增加6.7mm筛孔,而且6.7～9.5mm最佳含量为80%,综合得到推荐的UTA10级配。通过水稳、高低温和抗滑耐久性等路用性能试验,证明了UTA10完全满足规范要求,可在实际工程中应用。     

经济型SMA沥青混合料级配优化与路用性能研究

对石灰岩集料的经济型SMA沥青混合料开展矿料级配优化工作,首先根据逐级填充理论和粒子干涉理论确定粗集料最佳组成,以等体积替代方法试验得出细集料各含量最佳组成;然后通过分析粗、细集料含量与路用性能的关系,确定经济型SMA沥青混合料的最佳矿料级配;最后对经济型SMA路用性能与不同集料、级配混合料做了对比分析。结果表明:石灰岩集料级配优化后的经济型SMA混合料的高温性能与玄武岩集料SMA沥青混合料相当,低温性能与水稳定性优于玄武岩集料SMA沥青混合料。     

粗集料性能对沥青混合料高温性能的影响

为明确沥青混合料中粗集料的表面特性及几何形状对高温性能的影响机理,进而为集料选择及性能评定提供参考,结合当前沥青混合料高温性能的研究状况,通过大量室内试验,分析了粗集料表面纹理、棱角性、扁平颗粒含量对沥青混合料高温性能的影响.研究结果表明:粗集料表面纹理与内摩擦角、动稳定度呈线性关系,表面纹理越大,动稳定度越高;平均棱角性系数大于14.5%时,沥青混合料动稳定度提高幅度明显;粗集料扁平颗粒含量越高,其混合料的高温稳定性越差,同时不同级配条件下,扁平颗粒含量对混合料高温性能影响程度不同,骨架型级配最为敏感.     

聚酯纤维沥青混合料级配设计的理论方法

应用分形理论,推导出聚酯纤维沥青混合料粗、细集料级配设计的数学模型。根据颗粒填充特性,计算出粗、细集料各级筛孔的理论通过率。将粗、细集料分别看作一个整体对其级配进行设计,在保持集料总比表面积基本不变的情况下,建立在实际设计中粗集料级配调整设计的数学模型。根据数学公式,得出3种不同的设计级配。结果表明,粗集料占74%,细集料占15.2%,填料占10.8%;对于掺量为0.2%的聚酯纤维沥青混合料而言,级配1和级配2的体积参数不满足规范要求,级配3的体积参数均满足规范要求,是最优级配组成。     

级配组成对沥青混合料高温稳定性能的影响分析

通过对普通密级配沥青混凝土(AC型)与美国Superpave型沥青混合料的级配曲线分析,认为AC型沥青混凝土中2.36mm以下细集料用量偏高,会对其高温稳定性产生不利影响。采用马歇尔试验、车辙试验对两种级配沥青混合料的高温稳定性能进行比较后,对AC型级配范围提出修正建议:级配曲线应通过控制点要求的区间,并低于0.3mm与2.36mm集料级配限制区。试验结果表明,调整AC型级配范围后的沥青混合料,高温稳定性能得到提高。     

基于贝雷法参数的AC-20型沥青混合料优化设计

为了研究集料级配对AC-20型沥青混合料的体积参数和路用性能的影响,该文以AC-20型混合料为基础,采用4组不同的级配进行试验,找出关键档集料含量与混合料空隙率(VV)、矿料间隙率(VMA)、沥青饱和度(VFA)等体积参数和动稳定度之间的关系。通过分析试验数据,发现FAc值对混合料各体积参数、动稳定度影响最为显著,其次是CA值。当FAc值一定时,通过调整CA值可以有效预估AC-20型混合料体积参数和高温性能,达到减少试验量的目的。     

温拌橡胶沥青混合料性能研究与级配优化

通过车辙与冻融劈裂试验,分析了DAT-H5温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,提出以集料及其级配为研究对象的级配优化方法.分析了粗集料类型对橡胶沥青混合料可压实性、高温稳定性和水稳定性的影响;结合温拌橡胶沥青混合料的特异性,对ARAC-13级配进行调整优化.研究结果表明,提高温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性措施有:根据集料与胶结料配伍性,合理选择粗集料类型;适当提高9.5 mm及以上大粒径集料用量,并以橡胶沥青与矿粉组成的沥青胶浆填充集料空隙,可降低油石质量比和VMA,有效控制空隙率.     

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.