基于分形与VCADRF法的沥青混合料空隙研究

结合二度域分形级配定向化设计与VCADRF矿料级配检验方法,研究了矿料级配组成与沥青混合料空隙率之间的关联性。研究结果表明:二度域分形级配沥青混合料空隙率计算公式是矿料级配分形特性与沥青混合料空隙率之间的纽带;二度域分形级配沥青混合料设计方法有利于在沥青混合料配合比设计过程中定量分析矿料级配分形特性对沥青混合料空隙率的影响。     

嵌挤密实型粗级配沥青混合料压实特性探讨

嵌挤密实型粗级配沥青混合料与细级配沥青混合料相比，其压实要求高，压实难度大。提高和保证压实密度是成功铺筑嵌挤密实型沥青混合料的关键因素。从嵌挤密实型沥青混合料的特点、压实空间（层厚与集料粒径大小关系）、压实工艺和压实温度几个方面探讨了嵌挤密实型沥青混合料的压实特性。     

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。     

MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料配合比设计与施工技术研究

为有效解决沥青面层抗高温稳定性和抗水损害能力,以工程项目为依托开展骨架嵌挤密实型沥青混合料配合比设计和施工技术研究,分析了骨架嵌挤密实型级配形成机理,提出了"三次破碎+三次筛分"改进型集料加工工艺,推荐了改进型沥青混合料用粗集料、细集料规格和MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料级配组成范围,提出了施工质量控制重点,形成了成套技术并推广应用,可为其他项目和规范修订提供参考。     

基于GTM法钢渣沥青混合料矿料级配与性能研究

在分析钢渣集料工程特性的基础上,对不同级配的AC-13细粒式钢渣沥青混合料分别采用GTM法确定其最佳油石比与体积参数,并对其性能进行对比分析,优化得出骨架嵌挤密实型钢渣沥青混合料的矿料级配组成,然后对优化的混合料性能开展系统研究。试验结果表明,与石灰岩沥青混合料相比,骨架嵌挤密实型钢渣沥青混合料膨胀性、高温稳定性及水稳定性更优,具有良好的工程应用前景。     

分形几何理论在沥青混合料研究中的应用

首先介绍了分形几何理论,根据分形几何理论建立了沥青混合料级配集料分布与分维数D的关系,给出了集料级配分维值的计算方法.分析了分维值对级配压实特性的影响,并且介绍了采用分维值定量预测评价沥青混合料的抗车辙性能和均匀性的方法.大量研究表明,采用分形几何理论研究沥青混合料微细观结构与路用性能的关系是一种合理且有效的方法.     

常温沥青混合料的骨架嵌挤结构设计及评价

针对常温沥青混合料早期强度不足、胶结材料强度较低等问题,以逐级填充和干涉理论为基础,借鉴集料和土粒的分形理论建立数学函数模型,并根据数学模型得出5种不同的设计级配。结果表明:5种设计级配的沥青混合料均具有良好的密实度和嵌挤能力,且存在一个粗集料级配曲线范围,使沥青混合料具有较高的密实度和骨架嵌挤能力。     

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.     

基于多级嵌挤型骨架的沥青混合料配合比优化设计及路用性能评价

针对传统连续级配设计的不足,以某高速公路沥青混合料配合比设计为基础,进行多级嵌挤形式级配设计,采用马歇尔试验方法确定最佳油石比,并对最佳设计配合比沥青混合料的路用性能进行评价。结果表明,沥青混合料的毛体积相对密度、沥青饱和度随着油石比的增大而增大,空隙率与油石比则呈现相反的趋势,沥青含量对矿料间隙率的影响较小;粗级配矿料形成的密实结构需要较多的次集料及沥青填充,一般通过调整粗集料比例可获得最佳密实状态;随着沥青含量的增大,混合料的流值增加量略有提高,沥青混合料的高温抗变形能力降低;该工程不同面层最佳油石比分别为5%、4.8%、4.2%,采用多级嵌挤级配设计获得的级配具有较好的路用性能。     

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...     

基于集料分形特征的橡胶沥青混合料体积特征研究

根据橡胶沥青混合料集料级配质量分布的分形特性,利用分形几何理论建立了橡胶沥青混合料级配集料分布与分维值D 的关系,探讨了级配分维值与混合料体积指标之间的相关性,并回归得到了分维值与体积指标之间的方程;以 AR-AC13型橡胶沥青混合料为例进行验证,结果表明,利用分维数与体积指标之间的相关性可以简便地获得橡胶沥青混合料的各项体积指标,可为橡胶沥青的设计和施工提供理论参考。     

冷补沥青混合料嵌锁骨架级配及其性能研究

为改善冷补沥青混合料早期路用性能及中后期抗车辙性能,以集料间嵌锁能力为基础,研究了粗集料级配组成、细集料级配组成以及粗细集料比例对混合料嵌锁能力的影响,提出了冷补沥青混合料嵌锁骨架级配,并对采用该级配的冷补沥青混合料路用性能进行了验证。试验结果表明:研究得到的嵌锁骨架级配高温稳定性明显提升,低温稳定性与水稳定性略有增加,实际工程应用表现优良。     

济南经十路SMA混合料的质量控制

SMA属于间断级配沥青混合料,它依靠大量粗集料形成嵌挤并通过沥青玛蹄脂填充而形成高性能沥青路面,其设计与验证依然沿用马歇尔试验方法,另附加了其他试验方法以弥补马歇尔法的不足。SMA设计必须对其混合料是否形成嵌挤进行验证。     

SMA路面技术在济徐高速公路(江苏段)的应用

沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA),是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂来填充断级配的粗集料间隙而形成的一种沥青混合料,是一种密实式粗集料嵌挤型断级配沥青混凝土,具有较好的抗车辙、抗裂、抗滑、及耐久等特点。本文通过济徐高速工程实践,对SMA混合料配合比设计、前后场施工控制进行系统分析,在SMA路面质量控制方面进行了深入探讨。     

沥青混合料骨架稳态参数及模型

为明确沥青混合料粗集料的骨架特征参数与路用性能之间的相关性,基于优化的分级掺配设计方法设计3种骨架密实型沥青混合料,采用数字图像处理技术观察混合料粗集料骨架特征参数转变的全过程,结合路用性能试验建立基于骨架特征参数的动稳定度估算模型,研究骨架参数的合理范围。研究结果表明：采用简化的分级掺配设计方法可以得到3种不同骨架特征的沥青混合料;混合料的空隙率和矿料间隙率VMA随着粗集料分级掺配次数的增加而降低,稳定度和动稳定度指标则随着掺配次数的增加而增加;混合料密度和有效沥青饱和度VFA最大值出现在二级掺配混合料中,采用间断级配有利于增加混合料的密度;随着掺配次数的增加,混合料粗集料接触点数量先增多后减少,但集料长轴水平倾角呈减小趋势;成型后混合料粗集料长轴初始倾角越小,混合料的动稳定度越高;试验数据暗示了沥青混合料存在一个粗集料骨架初始接触点数与初始倾角的合理范围,使混合料在一定的压实功下能够形成稳定的骨架嵌挤结构;混合料的粗集料接触点不宜过多,级配设计时应将粗集料接触点的数量控制在一个合理范围内;建立的沥青混合料动稳定度估算模型可分辨出粗集料接触点、倾角和沥青种类对混合料动稳定度的影响,但仅适用于有显著骨架特征的混合料。     

宣曲高速直投式胶粉与SBS复合改性沥青混合料级配设计

基于直投式干法橡胶沥青技术,将直投胶粉与SBS改性沥青复合,使其具有了湿法改性沥青的优点,而且现场施工方便。在级配方面,于AC-13C的基础上,通过设计粗细不同的4种级配,对比各级配混合料的性能,优化了AC-13C级配范围,提出了适用于胶粉与SBS复合改性沥青混合料的AC-13G的级配类型,并与间断级配AR-SMA13混合料进行性能对比。试验证明,AC-13G能形成较好的嵌挤结构,但不如AR-SMA13密实;在高温稳定性方面,AC-13G优于间断级配AR-SMA13;在低温性能方面稍差一些,但是也满足规范的使用要求;在水稳定性方面,两种沥青混合料水稳定性能较为接近。     

橡胶颗粒沥青混合料的级配设计

分析了橡胶颗粒沥青混合料的结构组成特点与防冻抗滑作用机理.为保证橡胶颗粒沥青混合料的结构整体性和密实性,确定混合料类型采用骨架密实结构.由于橡胶颗粒的密度与集料的密度差距较大,传统沥青混合料级配组成范围和设计方法显然已不再适用于橡胶颗粒沥青混合料.根据橡胶颗粒沥青混合料的材料组成特点,针对橡胶颗粒沥青混合料进行了基于主骨料嵌挤的体积法优化,提出了橡胶颗粒沥青混合料的级配设计方法.依据此级配设计方法进行了橡胶颗粒沥青混合料配合比设计实例分析.结果表明:按照此级配设计方法设计的橡胶颗粒沥青混合料各项技术指标均满足规范要求,设计的橡胶颗粒沥青混合料具有良好的路用性能.     

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。     

超薄磨耗层SMA-10在高速公路中的应用

为提高广东惠清高速公路工程路面的使用性能,采用一种间断级配的骨架嵌挤型密实结构的沥青混合料—超薄磨耗层SMA-10,通过材料的比选、配合比设计优化、路用性能验证、实体工程的铺筑及检测,探讨了该超薄磨耗层SMA-10作为上面层铺筑的应用效果.研究中通过选用坚硬、耐磨的辉绿岩集料并进行级配优化设计,确定了油石比为6.4％的...     

基于离散单元法设计骨架密实型沥青混合料

为了减少沥青混合料设计过程中的误差和工作量,提高沥青混合料设计的社会经济效益,提出基于离散单元法进行骨架密实型混合料级配可视化设计和评价的方法,并对理想骨架结构的细观力学指标进行了定量分析。结果表明:在应用离散元方法进行混合料级配设计过程中,不需测量集料毛体积密度和混合料体积指标等中间变量,操作方便、数据变异小,克服了传统试验误差较大和试验量大的不足,极大地提高了沥青混合料设计的效率和经济性;骨架密实型混合料内部平均接触力与最大接触力呈线性相关关系,平均接触力、最大接触力与混合料的空隙率并无明显的相关关系;由粒径大于2.36mm理想球形粗集料构成的主骨架结构,平均配位数一般在3.3~3.5之间,当细集料掺入时,混合料的平均配位数有所降低;随着次一档集料的掺入,混合料内部的应力发生重分布,应力逐渐向细集料转移。对骨架密实抗车辙型沥青混合料设计来说,较粗的级配应提高主骨架的嵌挤能力,而较细的级配重点在于改善沥青砂浆的抗变形能力。