大空隙沥青混合料空隙率测量方法的评价与分析

对设计空隙率15％～25％的大空隙沥青混合料试件,用体积法和真空密封法分别测量和计算了试件的连续空隙率和总空隙率.最后测量了各试件的渗透系数.利用数据统计软件SPSS建立了两种方法测量的4种空隙率与渗水系数之间的回归模型,并将4种空隙率预测渗水系数的模型进行了实际效果的检验.得出了如下结论:1 用4个回归模型预测的渗水系数与实测渗透系数的检验结果表明,预测效果最好的是真空密封法连续空隙率,其次是真空密封法空隙率,最差的是体积法空隙率和体积法连续空隙率;2 综合测量方法的变异性和预测模型的显著性和预测模型的实用效果,对于大空隙沥青混合料试件的空隙率,建议采用真空密封法测量.     

不同方法测量的排水沥青混合料试件空隙率关系

排水沥青混合料路面的排水机能和耐久性均与混合料的空隙率密切相关。因此,测出排水沥青混合料试件的空隙率显得非常关键。提出连续空隙率的测量方法,对设计空隙率为15%~25%的排水沥青混合料试件,采用体积法和真空密封法测量并计算其空隙率和连续空隙率。研究表明,体积法测量的空隙率的变异性比真空密封法测量的空隙率变异性大。体积法和真空密封法测量的空隙率与连续空隙率的相关性大,回归效果显著。     

沥青混合料降温特性及有效碾压时间的研究

为了分析沥青混合料降温特性及其影响因素,通过室内测试密级配沥青混合料AC-13和大空隙沥青混合料OGFC-13的降温曲线,分析在不同试件厚度、深度、环境温度和空隙率下的降温特性,并计算有效碾压时间。结果表明:沥青混合料降温速率随着试件厚度、深度与环境温度的增加而逐渐降低,有效碾压时间也随之增长;密级配沥青混合料的降温速率、有效碾压时间与空隙率的关系不大,而大空隙沥青混合料的降温速率与有效碾压时间则与空隙率密切相关;建立了以厚度、气温、空隙率作为变量的沥青混合料有效碾压时间的预估模型。     

应力吸收层混合料最小沥青用量确定方法分析

文章分析了应力吸收层混合料的性能要求与级配特点,提出了应力吸收层混合料的设计矿料级配,通过颗粒堆积模型预估了合成集料的矿料间隙率,在已知混合料空隙率的前提下推导了计算混合料沥青用量的公式,据此提出了确定最小沥青用量的确定方法。     

不同空隙率沥青混合料的粘弹性能

为了研究沥青混合料在宽频范围内的动态粘弹性能,采用AR-2000型动态剪切流变仪对不同空隙率沥青混合料进行动态频率扫描,得到了复数剪切模量和相位角等粘弹参数。根据时温等效原理,得到了复数剪切模量、相位角随频率变化的主曲线,同时分析了频率、沥青种类、温度和空隙率对沥青混合料粘弹性能的影响;基于主曲线采用CAM模型拟合分析了不同空隙率沥青混合料试件的粘弹性能。结果表明:频率与温度对不同空隙率沥青混合料粘弹性能的影响规律相同;沥青混合料相位角主曲线在中高温时欠光滑;沥青混合料粘弹性能对空隙率有较强的依赖性;应用CAM模型可以较好地分析不同空隙率沥青混合料的粘弹性能,为沥青混合料设计和性能评价提供参考。     

Superpave体系级配设计关键技术分析与VMA曲线预测

为了发展沥青混合料配合比设计原理,基于空隙率VV和矿料间隙率VMA计算公式推导获得了油石比Pa预估公式及沥青含量Pb与Pa之间的近似线性关系,采用数学推导与数据计算的方法,建立了Pb与VV之间的关系式;通过对Pa预估公式进行变换得到了VMA的新公式;基于VV与Pa之间的负幂律关系,建立了VMA曲线预测新方法。研究结果表明:Superpave体系中沥青含量预测公式体现的是平均意义上Pb与VV之间的一种近似线性关系;Superpave给出的VMA估算公式是多余的,其计算结果也不准确,可由推导的VMA新公式来代替;仅利用初始沥青含量的制件结果即能进行VMA-Pa或VMA-VV曲线预测。     

盐化物沥青混合料抗冻融循环性能及灰色预测

通过反复冻融循环试验对盐化物沥青混合料空隙率和劈裂强度变化规律进行分析,并运用灰色理论建立冻融循环次数对空隙率以及劈裂强度的GM(1,N)预测模型.试验结果表明:随冻融循环次数的增加,盐化物沥青混合料的空隙率呈现出先增加后逐渐稳定的规律,而劈裂强度衰减显著,且相比普通沥青混合料,盐化物沥青混合料的变化幅度更大.建立的GM(1,N)灰色预测模型,能够较好地预测冻融循环条件下盐化物沥青混合料的空隙率和劈裂抗拉强度,且计算结果与试验数据吻合较好.     

沥青路面老化与温度场引起的模量梯度研究

由沥青路面老化与温度引起的模量梯度是造成路面Top-Down裂缝的主要原因,为对Top-Down裂缝进行开裂预估,本文通过计算路面不同深度的平均温度得出路面的温度场分布,研究沥青路面老化随龄期、温度、空隙率和深度的发展变化规律,建立老化预估模型。根据老化预估模型中沥青粘度与沥青混合料动态模量的关系,得到沥青混合料随老化时间、温度、深度、空隙率变化的梯度模量。研究结果表明:通过全寿命沥青路面结构的老化预测模型、沥青粘度与沥青混合料动态模量的关系式,可建立不同老化程度和动态模量之间的关系。     

确定沥青混合料空隙率影响因素的研究

本文通过对不同级配细粒式沥青混合料的研究,分析了集料密度和混合料空隙率的不同测试方法和计算方法对于确定沥青混合料空隙率的影响,对其间的异同及相互关系进行了探讨,提出了确定沥青混混合料空隙率时应极力避免的人为影响同时对今后测定和计算方法的规范化进行了展望。     

沥青混合料空隙率影响因素研究

通过对不同级配细粒式沥青混合料的研究，分析了集料密度和混合料空隙率的不同测试方法和计算方法对于确定沥青混合料空隙率的影响，对其间的异同及相互关系进行了探讨，提出了确定沥青混合料空隙率时应尽量避免的人为影响，同时对今后测定和计算方法的规范化进行了展望。     

沥青混合料空隙率影响因素的灰关联分析

基于几种不同沥青材料及级配类型的沥青混合料马歇尔试验数据,利用灰关联分析法分析了矿料级配、沥青原材料的性质、沥青质量分数、毛体积密度、吸水率等指标对沥青混合料空隙率的影响程度,并得出各相关因素对沥青混合料空隙率影响程度的排序结果。研究结果表明:灰关联分析法用于分析诸因素对空隙率的影响能获得较好的结果。基于灰关联理论的排序结果表明:沥青质量分数是影响空隙率最主要的因素,粒径小于0.075 mm细集料颗粒尽管在沥青混合料中所占的分量很少,但其影响程度却很高,因此,级配中应注意粒径小于0.075 mm颗粒质量分数的重要作用;吸水率值的大小既反映试件的密实程度又反映对有效沥青含量计算的准确性,也是影响空隙率的重要因素。     

基于Matlab的沥青混合料内部空隙率测定与分析

为了研究沥青混合料CT图像空隙率大小及其分布特征,基于Matlab图像处理软件对各层位扫描CT图像进行图像增强、图像锐化处理。采用二维最大熵阈值分割法对沥青混合料不同层位的CT图像进行二值化,利用Canny算子模板进行边缘检测,检测出图像边缘内部空隙点数与试件CT图像总点数做熵运算,计算空隙占整个试件的百分率。同时,对试件空隙率检测计算结果差异的显著性进行数理统计检验。结果表明:空隙率随层位呈两头大中间小的分布趋势,验证了沥青混合料内部微观结构的非均匀性;CT图像计算的空隙率均值可以作为试件的空隙率值,同时试验数据结果与图像处理结果具有一致性,表明图像处理具有一定的准确性和可信度。     

关于透水性沥青混合料的透水性与空隙率的关系

通过对不同最大粒径的透水性沥青混合料空隙率透水性试验结果的分析计算,得到了其透水系数与各空隙率的相关关系。在此基础上可预估透水性沥青混合料的目标空隙率或透水能力。这一结论对透水性沥青路面混合料的配合比设计具有指导意义。     

沥青混合料动静态渗透性能研究

设计了一种沥青混合料动静态渗透试验系统,测量了40 ～350 kPa压力作用下沥青混合料的渗透系数和透水量,并分析了沥青混合料试件的空隙率与渗透系数的关系.研究结果表明:设计的沥青混合料动静态渗透试验系统可以测量较高水压力下沥青混合料的渗透性能;随着水头差(水压力)的变大,2种混合料渗透系数不断减小,但沥青混合料的透水量随着水压力的变大接近线性增加;各级动态水压力作用下沥青混合料的透水量远小于静态水压力作用下的透水量;对于SMA-13混合料,其动态透水量只达到同级水压力时静态的50％ ～75％;对于AC-20混合料,其动态透水量是同级静态的48％ ～56％;在1 Hz、10 Hz 2种频率作用下,其渗透性能变化很小;沥青混合料的渗透性能对水压力的变化频率不敏感,对水压力的峰值敏感.     

超薄磨耗层用开级配小粒径透水沥青混合料的研制

超薄磨耗层是一种有效的道路预防性养护方法。现研发了一种用于超薄磨耗层用开级配、公称最大粒径为4.75 mm的透水沥青混合料,并对其力学性能、空隙率和连通空隙率以及渗水系数试验结果作了系统评价。此外,为得到准确的空隙率计算结果,提出了小粒径沥青混合料的矿料合成毛体积相对密度和沥青混合料理论最大相对密度计算方法,有利于细粒径透水沥青混合料在超薄磨耗层中的推广应用。     

基于级配理论的沥青混合料骨架结构研究

沥青混合料由集料、沥青胶结料和空隙组成.沥青混合料体积90％由集料构成,集料所形成的结构主要取决于集料的粒径分布及其形状.该文提出了基于集料级配理论的沥青混合料骨架结构,并以此来表征沥青混合料的路用性能.研究提出了一个基于球体填充理论的计算方法.参数包括:一级结构下的空隙率、一级结构的破坏因子和沥青胶结料在骨架结构的分布情况,它们可用于评价骨架结构的承载能力.采用骨架结构模型对几种不同级配的沥青混合料高温抗车辙能力和水稳性进行了预测,预测结果和室内外试验结果具有很好的相关性,建立的骨架结构模型可很好地用于判别沥青混合料的抗车辙性能.     

大粒径透水性沥青混合料动态模量预估模型研究

将不同级配类型沥青混合料动态模量实测结果与Witczak预测模型进行了比较,指出了Witczak预估模型并不适合预测开级配、大空隙率沥青混合料的动态模量。基于这个观点,开展多因素、多水平的沥青混合料动态模量试验,考察沥青混合料动态模量影响显著的因素,通过对动态模量试验结果进行回归分析,建立了大粒径透水性沥青混合料动态模量多元线性预估模型,同时对模型进行验证和修正,并对预估模型的适用性进行了初步探讨。     

基于二维离散元法的沥青混合料低温开裂研究

基于离散元软件PFC2D建立沥青混合料半圆弯拉试验数值模型,该模型开展半圆弯拉试验的模拟和分析,通过试验和模拟中荷载峰值对比,验证了模型的合理性与科学性,分析了沥青混合料空隙率、级配类型对断裂韧性的影响以及不同级配拉压力链与断裂特性之间的联系。研究表明:纯I型断裂模式下,AC-5断裂韧性受空隙率影响较大,空隙率较低的沥青混合料具有较好的抗低温受拉开裂性能。其抗断裂能力与最大公称粒径成正相关,集料粒径对沥青混合料的混合断裂行为有显著影响,AC-13具有较高抗裂性。另外,接触拉压力链能够较好地表征混合模式下低温沥青混合料开裂特性与受力分布之间的联系。     

用于生态化路面铺装的大孔隙透水沥青混合料配合比设计研究

介绍了生态化路面和大孔隙透水性沥青混合料的特点,探讨了大孔隙透水性沥青混合料的配合比设计方法,将强度理论运用于透水沥青混合料铺装结构设计中,通过对设计区域汇水量的计算,确定沥青混合料的目标空隙率;利用主骨架空隙体积填充法进行集料级配设计;再通过混合料析漏试验和马歇尔试件肯塔堡飞散试验确定最佳沥青用量并进行相关的强度检测.试验表明:混合料在确保空隙率的同时满足路面的强度要求,具有较好的使用性能,对研究应用大孔隙透水沥青路面具有参考价值.     

直投式改性沥青混合料体积指标计算的探讨

通过试验研究了直投式改性沥青混合料的理论最大相对密度和体积指标的计算问题。结果表明,直投式改性剂参与计算后,沥青混合料的理论最大相对密度和空隙率计算结果减小,矿料间隙率和有效沥青饱和度计算结果增大。对掺用直投式改性剂的沥青混合料,在配合比设计及体积指标计算时,直投式改性剂不宜忽略不计。