粗集料分布形态对沥青混合料疲劳性能影响研究

为分析粗集料的分布形态对沥青混合料疲劳性能的影响,选择粗集料棱角性和混合料内部接触状态2个细观特征作为粗集料分布形态参数,利用MATLAB等图像软件分析并提取粗集料在沥青混合料中的细观特征,同时生成虚拟的二维沥青混合料试件。利用交互手段将虚拟试件导入离散元PFC2D软件,编辑设置相关细观参数和模拟间接拉伸室内虚拟实验的代码,完成离散元模拟实验。结果表明：定义的棱角性参数在110 000～130 000之间时,存在一个抗疲劳破坏的强度峰值;在级配正常的接触对范围内,接触对数量与沥青混合料抗疲劳破坏性能呈现一定的正相关关系。     

国内外轻集料沥青混凝土研究现状

轻集料沥青混合料具有密度低、模量高,及优越的抗车辙性、水稳性和抗滑性等特性,但在实际铺面工程的应用仍处于起步阶段,其工程应用价值没有受到应有的重视。对轻集料沥青混凝土的研究现状进行了分析评价,介绍了国内外结构用轻集料技术要求及有关沥青混凝土用轻集料规范及研究现状,为路面、桥面铺面工程研究人员提供参考。     

水泥稳定建筑垃圾再生集料的路用性能研究

以建筑垃圾再生集料为主要原料,系统研究了水泥稳定建筑垃圾再生集料的强度和刚度等路用性能指标,分析了建筑再生集料掺入量对混合料路用性能的影响规律,试验结果表明,水泥稳定建筑垃圾再生集料的强度等指标满足作为公路基层材料的需求,可以用其修筑公路基层。     

集料取向对沥青混合料永久变形性能的影响

为了研究压实过程中集料取向对沥青混合料永久变形行为的影响,采用三维离散元方法进行分析,生成了包含粗集料、沥青砂浆及空隙的沥青混合料三维离散元模型,对混合料离散元模型微观组成结构之间的接触行为赋予了相应的微观接触模型及参数,在此基础上对沥青混合料单轴静态蠕变试验进行了三维离散元模拟,并分析了集料取向对沥青混合料永久变形行为的影响。研究结果表明:三维离散元模拟结果与室内试验较为接近; 4. 75 mm粒径集料取向对沥青混合料的永久变形性能影响较为显著;集料的取向趋于水平时,排列相对稳定,沥青混合料的永久变形性能较好。     

沥青混凝土面层材料设计探析

混合料设计包括集料类型选择、集料最大粒径确定、集料级配确定、沥青类型和沥青含量确定等方面.在明确路面各层次路用功能的基础上,设计能够满足沥青混凝土面层功能要求的混合料十分重要.     

辉绿岩集料和石灰岩集料混用路用性能研究

为解决部分地区辉绿岩集料在配合比设计过程中四档料均用辉绿岩集料易出现空隙率Va、矿料间隙率VMA和流值FL偏大的问题,结合工程实例,首先通过室内试验从辉绿岩的集料品质、粗集料压碎值、细集料棱角性、细集料粉尘含量和粉胶比、集料与沥青的粘附性及矿料级配等多方面论述了辉绿岩的集料特性对沥青混合料配合比设计的影响;其次,提出了采用石灰岩集料和辉绿岩集料混用的方法来提高混合料的和易性,降低矿料间隙率VMA和流值FL;再次,通过浸水马歇尔试验、劈裂试验和车辙试验验证了石灰岩和辉绿岩混用后,其沥青混合料的高温性能和水稳定性能均有不同程度的提高;最后,结合试验路铺筑和相关检测,总结说明了石灰岩集料和辉绿岩集料混用具有良好的路用性能,路面压实度、渗水系数、构造深度及抗滑系数等技术指标均良好,适用于高速公路上面层.     

SMA混合料在桥面铺装中的应用

SMA由于含70%以上的粗集料,粗集料相互接触,相互嵌挤,形成石石接触的坚强骨架结构,而由细集料、填料与沥青组成的玛蹄脂,只是填充骨架结构的空隙。交通荷载主要由骨架结构承担,而沥青玛蹄脂,并不直接承受荷载,只对骨架结构起稳定加固的作用。因此,即使在高温季节SMA路面的变形都很小,具有优异的抗车辙能力。SMA混合料还能将路面的抗滑性     

攸县玄武岩用作沥青路面路用特性应用研究

介绍了沥青路面玄武岩集料的选取,路用玄武岩碎石的加工技术及其注意事项,通过对以玄武岩为集料的沥青混合料的拌制、运输、摊铺和碾压等方面的分析介绍,以攸县玄武岩的路用性能为依据,论证了玄武岩用作沥青路面集料具有较好的社会、经济效益。     

集料剪切性能的数值模拟分析

使用微观结构的离散单元模型对集料直剪试验进行数值模拟,以预测集料颗粒的抗剪强度和影响因素．模型用法向和切向刚度等来描述颗粒及接触的本构关系,可通过各参数的调整进行颗粒抗剪强度分析．计算结果表明,微观力学方法评价集料的抗剪强度有较大的分析潜力．     

SMA骨架标准研究

传统观点认为，粗集料的干插捣间隙率VDRC大于压实混合料中粗集料间隙率VMix是SMA骨架结构形成的标准，但是VDRC与VMix在压实方法、测量精度、换算密度指标等方面存在系统误差，导致VDRC在多数情况下都大于VMix，失去了优选级配的作用。试验及结果分析表明，用体积法测量的毛体积密度换算的VMix较合理，用VMix随细集料增加的突变点判定骨架形成是可行的。     

基于几何形态学影响的集料建模及评价方法

目前流行的数字集料建模技术效率和质量低,参数不可控且不能兼顾集料的形状、棱角、纹理等多个几何形态参数,导致难以有效在细观层面研究集料几何形态参数对颗粒复合材料综合性能的影响. 针对上述问题,首先,研究了单一集料几何形态特征评价,并给出一种评价集料表面微观纹理和集料系统的数学方法;其次,基于3D Max提出一种新颖的单一集料数字模型设计技术,创建了带有不规则形状、无序棱角和精细表面纹理的集料数字模型;最后,基于PFC 3D并采用“颗粒替换法”创建颗粒复合材料数字模型,进而分析了实物模型和数字模型空隙率差异,并给出解决空隙率差异的数学方法. 在此基础上,通过单轴压缩试验研究了集料几何学特性对颗粒复合材料峰值抗压强度的影响. 研究结果表明:1） 给出的集料纹理评价数学方法能量化集料微观结构,而集料系统评价数学模型拓展了集料几何形态学评价指标;2） 颗粒复合材料实物模型和数字模型空隙率存在较大差异;3） 集料的几何学特征能提高集料之间的咬合互锁效应,用不规则颗粒替换粒径 ≥ 2.36 mm的球形颗粒可使复合材料的峰值抗压强度提高20.7%.      

黑龙江省交通科学研究所钢筋、集料、水泥及水泥混凝土试验设备更新介绍

JCJ-Ⅱ型集料冲击值测定仪 适用试验：符合交通行业标准JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》中的“粗集料冲击值试验T0322-2000”的要求，适用于测定路面用粗集料如碎石，砾石等的冲击值，测定集料抵抗冲击的能力。     

用体积参数控制法计算SMA初试沥青用量

用体积法设计SMA沥青混合料配合比,可以用体积率控制参数集料间隙率VMA、压实混合料空隙率VV计算单位体积沥青混合料中有效沥青质量Mbe和组合集料质量Ms,用组合集料表观相对密度和毛体积相对密度计算单位质量集料的孔隙体积率,用集料孔隙吸收胶浆(沥青和矿粉的混合物)假设法计算集料吸收沥青质量Mba,Mbe与Mba之和与单位体积沥青混合料质量(Ms+Mbe+Mba)之比即为沥青用量Pb。计算结果与经验方法及以前常用经验公式计算值基本一致。更精确的沥青用量计算应考虑纤维稳定剂在VMA中所占的体积率和集料孔隙吸入的矿粉质量。     

粗集料对路面用水泥混凝土强度的影响研究

混凝土的抗折抗压强度是道路水泥混凝土路面极为重要的指标,而作为占混凝土体积四分之三以上的集料对其强度有着显著的影响,只有当集料与路面混凝土基体的强度和刚度相匹配时,才能有效地通过调解集料来调整混凝土的性能。主要研究粗集料的用量、强度、粒径、级配、形貌等特性对路面用水泥混凝土强度的影响。     

粗集料纹理对钢渣多孔沥青混合料的路用性能影响研究

为了研究粗集料表面纹理对钢渣多孔沥青混合料路用性能的影响,采用洛杉矶磨耗机对钢渣粗集料进行磨耗作用(0、500、1 500次),以生产不同表面粗糙度的集料,通过配合比设计制备了3种多孔沥青混合料,并分别对其进行了高温稳定性、低温抗裂性、渗水性、水稳定性、抗滑性以及抗松散性等性能测试研究。结果表明,集料表面纹理对多孔沥青混合料的相关路用性能影响显著,其高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性和抗松散性均表现良好,满足规范要求,且各性能指标均随着集料表面粗糙度的降低而下降,当粗糙度下降44.1%时,高温抗车辙性能和抗滑性能指标分别降低了19.25%和12%。多孔沥青混合料在保持良好渗水性的同时,受粗集料表面纹理粗糙度的影响较小,粗糙的表面纹理可有效减轻集料之间的滑动。选择具有足够表面纹理粗糙度的集料将是确保多孔沥青混合料具有所需性能的有效解决方案,建议在混合料中使用表面粗糙的集料。     

沥青混合料分子模拟技术综述

分析了沥青混合料分子模拟技术的基本原理、主要实现手段和模拟流程, 研究了沥青分子模型构建的2类主要方法, 总结了不同时期的沥青质结构模型与不同应用场合中的集料模型, 探讨了沥青扩散现象、外加剂对沥青性能的影响机理、沥青与再生剂的融合、沥青-集料的界面作用模拟影响因素以及水、沥青老化等因素对沥青-集料黏附性的影响等问题, 展望了沥青路面材料分子模拟技术的未来研究方向。研究结果表明: 分子模拟技术可以从微观角度探究道路工程材料的性能变化与内在机理, 为材料的精确设计和定量分析奠定基础; 分子组装法是目前沥青分子模型构建的重要思路, 能够有效表征沥青材料的物化和力学特性; 集料模型的构建思路主要是根据集料的化学成分来选择构建相关晶胞, 进而代表集料的宏观特性; 分子模拟技术动态展现了沥青的扩散过程, 体现了内部各组分的扩散速率; 利用分子模拟技术可以分析沥青自愈行为的过程, 并提出不同指标来表征了各个阶段的愈合速率; 借助分子模拟技术, 可以从微观角度解释和分析沥青内部组分和外加剂对沥青性能影响; 在沥青-再生剂融合研究中, 分子模拟技术可表征再生剂扩散深度、掺入时机与再生机理等问题; 在沥青-集料界面作用研究中, 分子模拟技术可表征材料的化学组成、加载模式、模型参数与界面接触等因素的影响; 水、温度与沥青的老化等因素将会对沥青-集料界面作用产生重要影响, 通过构建含水模型可将微观模拟与宏观试验联系起来。      

基于分形理论SMA-13级配设计与路用性能分析

设计5种SMA—13级配,分析了粗细集料分形维数与集料级配和路用性能之间的关系.结果表明:粗集料分形维数Dc与粗细集料的粗料率CA、FAc相关性较好,而细集料分形维数Df则与细集料的FAc、FAf相关性较好,结合沥青混合料性能试验,提出了SMA级配分形维数的建议值.     

含砖再生集料配制混凝土的适用性

为了探讨含砖再生集料配制混凝土的适用性,在拟定的不同强度等级混凝土的配合比基础上,用再生集料和废砖再生集料替代不同比例的天然粗集料配制不同强度等级的混凝土,通过系统的试验,研究了再生集料掺入量及废砖再生集料掺入量对再生混凝土抗压强度、抗折强度的影响规律。试验结果表明：再生混凝土的抗压强度会随着再生粗集料掺入量和废砖再生集料掺入量的增大而降低,含砖再生集料可以用于配制C20～C35强度等级的混凝土。但是粗集料中再生集料所占比例为50%时,C20～C35强度等级的混凝土中废砖再生集料的掺入量分别不宜大于20%、25%、40%和60%,研究成果有利于控制和提高含砖再生混凝土的质量。     

集料吸水率对沥青混合料最佳油石比的影响

试验时发现集料不同吸水率会影响沥青混合料最佳油石比。采用试验方法分析影响沥青混合料最佳油石比的两个因素：集料吸水率、纤维用量。试验表明,在集料吸水率发生较大波动情况下,在沥青混合料中掺加纤维可以有效减小吸水率对最佳油石比的影响,并且用试验验证了掺加纤维前后混合料多项路用性能的变化。     

高速公路沥青面层用集料加工工艺研究

针对目前中国高速公路建设中,沥青路面施工存在的问题,从沥青面层用集料加工工艺方面入手,给出了适合于高速公路沥青面层用粗、细集料的加工工艺,不仅可以规范集料的加工工艺、提高沥青路面的施工质量,也可为编制相关的技术标准起到一定的参考作用.