SMA-13施工过程中集料质量变异性研究

利用沥青路面原材料质量指标检测数据,通过单粒级集料加工级配变异性,并用灰色理论分析单粒级级配变异性对合成级配的影响,从而研究原材料质量的变异性及其对沥青混合料路用性能的影响。研究结果表明,可以通过集料加工场地、集料破碎工艺、破碎机产量均衡性、集料加工筛孔配置、除尘设备选用、碎石设备调试等方面加以改进,以减小集料加工变异性、保证沥青混合料的质量稳定性。     

基于分形理论的大粒径沥青混合料评价方法研究

首先介绍了分形理论,利用此理论建立大粒径沥青混合料(LSM)集料质量分布与分维数D之间的关系,并给出了集料质量分维的计算方法,得到LSM各级配的质量分维数值.进一步分析LSM不同级配分维数与体积参数、路用性能的关系,从而定量地评价了级配的优劣.通过研究证明利用分形理论研究LSM分维数与路用性能的关系,定量地评价大粒径沥青混合料级配是一种合理且可行的方法.     

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.     

取样部位对集料技术指标测试结果影响的试验研究

对6种规格集料从料堆顶部、中部和底部3个部位进行取样,分别测试了颗粒级配和针片状颗粒含量。测试结果表明：10~20mm规格集料颗粒级配平行试验在关键筛孔处通过率变异性相对于其他规格集料较大,并且在堆料时易发生离析,在取样检测时应严格按照规程要求取样。取样部位对集料规格范围较小即相邻筛孔不超过5mm的集料的颗粒级配和针片状试验结果影响不大。因此推荐在集料生产过程中相邻筛孔不宜超过5mm。     

基于分形理论橡胶沥青混合料集料级配优化研究

为了优化橡胶沥青混合料集料级配,基于分形理论,对四种橡胶沥青混合料集料级配进行评价,并通过混合料路用性能试验对其评价加以验证。研究结果表明:基于分形理论,可以对橡胶沥青混合料集料级配进行优化;橡胶沥青混合料集料级配质量分维值最佳为2.4左右。     

基于分形理论的沥青混合料级配组成分析研究

以分形理论为基础,对分形级配在密级配沥青混合料配合比设计中的适用性进行试验研究。研究结果表明:分形理论级配计算公式与传统级配计算方法具有高度相似性;分形级配与现行规范密级配设计上下限范围相关性较高;分形矿料级配需要对个别筛孔通过率进行修正;分形级配粗集料堆积密度在分维数D=2.5附近存在最大堆积密度;分维数D=2.40~2.55范围内,修正的分形矿料级配对应的AC-20沥青混合料和AC-16沥青混合料具有良好的高温稳定性、马歇尔体积指标和抗水损性能等路用性能。     

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。     

沥青混合料级配分形分析与路用性能研究

在集料逐级填充试验的基础上,结合分形理论,对粗、细集料内部构成情况进行分析;通过承载比和密度试验,确定粗集料分维数Dc、细集料分维数Df的合理取值范围;以30％ 关键筛孔4.75 m m通过率进行级配设计,并在最佳油石比情况下进行沥青混合料路用性能试验,依据试验结果分析沥青混合料分形维数与路用性能之间的相关性.     

基于单轴贯入试验的AC-20级配优化

为了提高沥青混合料的路用性能,利用颗粒流软件PFC~(2D)构建了沥青混合料单轴贯入数值试验方法,阐述了沥青混合料单轴贯入数值试验中试验条件的模拟方法和模型参数的取值,结合实体工程中AC-20室内单轴贯入试验评价了其可靠性。选取不同的原材料得到3组模型参数,基于单轴贯入数值试验研究了模型参数取值、粗集料级配、细集料级配和粗细集料比例对沥青混合料抗剪强度的影响规律。最后,通过室内单轴贯入试验确定了关键筛孔最佳通过率范围,提出了以抗剪强度最大为原则的AC-20矿料级配,并验证了其路用性能。结果表明:单轴贯入强度模拟曲线与室内实测曲线基本吻合;单轴贯入数值试验模型参数的取值对最大抗剪强度时集料的比例不产生影响;五档粗集料19~26.5mm,16~19mm,3.2~16mm,9.5~13.2mm,4.75~9.5mm的比例为3∶12∶5∶10∶10,细集料级配取I=0.75时所对应的级配,粗细集料比为60∶40时,沥青混合料抗剪强度最大;建议AC-20沥青混合料矿料级配9.5mm,4.75mm,2.36mm及0.075mm筛孔通过率分别为50%~60%、34%~44%、31%~37%和3%~7%;与规范推荐级配中值相比,优化级配AC-20混合料的抗剪强度、动稳定度分别提高了25%、27%。     

细集料形貌的分维数评价及沥青混合料性能试验

采用体视显微镜与面光源结合的细集料形貌测量方法获取五种细集料在0.003 mm/pixel分辨率下的颗粒图像,运用颗粒分维模型,以分维数表征细集料形貌特性,开展了细集料形貌及其对沥青混合料性能影响的研究.分析结果表明:细集料分维数服从三参数威布尔分布且不同细集料的分维数具有显著差异;细集料分维数与沥青混合料的体积参数具有显著的线性相关性;随着分维数的增大,混合料的极限弯拉应变和冻融劈裂强度比均是先增加后减小,在一定范围内存在最大值;但细集料分维数对混合料高温稳定性的影响并不明显.     

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。     

机场沥青混合料集料变异性研究

在机场沥青道面施工中,集料变异性对沥青混合料产生直接的影响,从而影响沥青道面的使用性能及寿命。本文通过某机场新建沥青跑道为依托,重点分析研究了集料级配变异性以及集料加工过程对变异性的影响,从而指导施工为提高工程质量起到不可替代的作用。     

基于分形理论的钢渣细集料在沥青混合料中的应用

为探究钢渣细集料对钢渣沥青混合料性能的影响,在分形理论的基础上,分别制备了石灰岩和钢渣两种AC-20型沥青混合料。基于级配的分维数建立体积指标预测方程,通过水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性对钢渣沥青混合料性能进行了对比研究。结果表明,体积指标预测方程有高于0.9的拟合度,分维数与级配中骨料细度成负相关。钢渣沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性较石灰岩分别提高了32.0%、61.8%,由于钢渣细集料中游离氧化钙带来的膨胀效应,其沥青混合料水稳定性较差,但符合规范要求。钢渣细集料替代石灰岩能较好地应用于沥青混合料中,有效地解决了钢渣堆积量大、利用率低和环境污染等问题,具有良好的社会和环境效益。     

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。     

基于CBR法的旧水泥混凝土路面再生集料级配碎石级配控制范围

为确定旧水泥混凝土路面再生集料级配碎石关键筛孔控制范围,在分析各国级配碎石关键筛孔控制范围的基础上,以CBR试验方法为测试手段,分析了集料4.75mm通过率、最大粒径和0.075mm通过率等因素对CBR值的影响。结果表明:最大粒径为31.5mm时CBR值较好,随着4.75mm和0.075mm通过率的增加,CBR值均呈现出先增加后减小的趋势。提出了旧水泥混凝土路面再生集料级配碎石级配控制范围的建议。     

水泥稳定碎石基层混合料生产过程质量控制

针对某高速公路水泥稳定碎石基层建设项目,基于大量日常检测数据,分析了水稳基层混合料级配变异性、含水量变异性、水泥剂量变异性、抗压强度变异性等影响基层混合料生产质量的关键因素。结果表明:(1)混合料级配的变异性随集料级配变异性的增大而增大,且随筛孔的减小,集料级配的变异系数和混合料级配的变异性系数都在增大;(2)混合料含水量需重点控制,规律宜近似显正态分布,且规律性较强、变异性并不多;(3)混合料水泥剂量也需重点控制,对季冻地区特殊的天气条件,应尽量选用较小的水泥剂量,以有效的改善干缩裂缝。     

集料及沥青混合料级配变异性分析与评价

在现场施工过程中,集料级配不稳定变异性过大等现象常有发生,显著影响了最终成型的沥青混合料质量的可靠度。调查3处玄武岩石料场石料级配,各进行了20次取样分析,结果显示,石料场石料级配总体变异性偏大。根据相互独立的正态分布随机变量的性质,提出了集料级配变异性与沥青混合料级配变异性相关假设,对现场石料级配及沥青混合料级配进行了分析,并建立了合格性检验标准。研究结果显示,热料仓振动筛"二次筛分"并不能改善集料的变异性,并且目前技术规范中对于石料的要求过低,应提高技术标准。同时建议,对于高速公路沥青路面,应当保证沥青混合料级配各关键筛孔通过率在标准差的2倍以内,否则难以满足高速公路沥青路面工程质量要求。     

小岛法分析沥青混合料图像中级配颗粒组成的分形特性

利用沥青混合料数字图像技术,针对碎石颗粒外观所表现出的轮廓尺寸测定的无标度性和粒径变化所表现出的颗粒间的统计自相似性开展了级配分形特性研究,给出了"小岛法"计算级配颗粒组成的分形维数计算方法,并设计了常见的3种石料4种沥青混合料级配进行试验分析.试验结果表明,采用"小岛法"可以定量描述集料颗粒级配组成的分形特性,不同级配具有不同的分维值,其结果为大于1的数.     

揭阳-惠来高速公路沥青路面材料变异性研究

依托揭阳-惠来高速公路建设,分析研究沥青路面上面层沥青混合料的变异性,确定相应的控制变异性措施和影响因素。结果表明,沥青用量变异性较小但影响沥青混合料的毛体积密度、空隙率、稳定度和沥青饱和度;级配变异性整体上显示出随筛孔粒径减小而增大的趋势,同时9.5mm筛孔通过率的变异性对平整度影响最大;施工温度变异性受集料干湿程度及拌和站设备等影响。     

土石混合体路基填料分形特性与压实破碎特征试验研究

山区高速公路土石混合体路基填料组成与来源复杂,研究其物理力学性质对路基沉降预测及边坡安全性评定具有重要意义。针对土石混合体路基填料,运用分形几何理论,进行5种不同含石量填料颗粒级配设计,分析颗粒级配评价指标与分维数的相关关系,并对击实后的填料进行破碎率与分维数变化规律研究。结果表明:评价土石混合体填料级配良好与否的两个指标可简化为分维数一个指标,填料级配良好的分维数区间为(2.22,2.631];在含石量相同的情况下,颗粒破碎率随着含水率的增大而增大,对应的分维数也随之增加;当含水率相同时,含石量高的土石混合体填料对应的破碎率更大,含石量大于50%时,填料破碎率与分维数的增加更为显著;破碎率对含水率与含石量变化较为敏感,但含石量的影响程度更大。