寒区沥青混合料劈裂抗拉特性研究

结合青藏地区年平均气温低、大温差等气候特点,采用室内劈裂抗拉试验,研究温度、油石比对沥青混合料劈裂抗拉性能的影响及其作用规律.研究结果表明,较低温度时,劈裂强度、劲度模量随油石比的增大而减小,拉伸应变随油石比的增加而增大;低温度时,劈裂强度、劲度模量随油石比的增大而增大,拉伸应变随油石比的增加而减小.运用二元方差分析温度和油石比对劈裂抗拉性能的影响程度,结果显示,温度对劈裂抗拉性能的影响显著,油石比对劈裂强度影响较大.     

高原寒冷地区沥青混合料冻融循环作用下劈裂性能分析

通过沥青混合料冻融循环劈裂试验,分析了冻融循环次数以及油石比对混合料劈裂性能的影响．试验得出：随着冻融循环次数的增多,沥青混合料的劈裂抗拉强度、破坏劲度模量均呈减小趋势,最初的几次冻融循环混合料性能衰减较快,经历9～15次冻融循环后性能衰减趋于平缓;冻融作用后混合料的破坏拉伸应变反而增大;油石比对沥青混合料的劈裂性能有明显影响,随着油石比的增大,冻融循环作用对劈裂性能的影响减小．结果表明,在青藏高原寒冷地区对于AC-13沥青混合料,最佳油石比为5．5％或适当增加油石比可以提高沥青混合料冻融循环作用下的劈裂性能．     

现场热再生沥青混合料耐久性能试验研究

为了研究热再生沥青混合料的耐久性能,对经不同冻融循环次数、长期老化前后的现场热再生沥青混合料进行劈裂试验和小梁低温弯曲试验,并与新沥青混合料作对比。试验结果表明:随着冻融循环次数的增多,两种沥青混合料的劈裂抗拉强度和劈裂劲度模量都逐渐减小,最后趋于稳定;弯拉强度和弯曲劲度模量都随着冻融循环次数的增多逐渐减小,而最大弯拉应变总体却随冻融循环次数的增多而增大;热再生沥青混合料的劈裂抗拉强度和劈裂劲度模量都小于新沥青混合料,而最大弯拉应变大于新沥青混合料,说明热再生沥青混合料具有较强的低温抗变形能力;老化对热再生沥青混合料的影响大于新沥青混合料。     

高原多年冻土地区沥青劈裂性能研究

结合青藏地区年平均气温低、大温差等气候特点,采用室内劈裂抗拉试验,研究SBR改性沥青与130#重交沥青混合料在不同温度、油石比下的劈裂性能。研究表明,SBR改性沥青与130#重交沥青相比,沥青混合料的劈裂强度和劈裂拉伸应变较大,且随温度降低,优势更加显著,在多年冻土地区有更好的适用性。     

高寒地区沥青混合料的弯拉特性试验研究

研究了高寒地区沥青混合料的弯拉特性。基于AC-13、AC-16、SMA-16这3种级配,通过弯曲试验研究了不同温度下,不同油石比对沥青混合料弯曲特性的影响。研究表明:沥青混合料弯拉特性与试验温度、油石比和级配直接相关,随着试验温度的增加,沥青混合料的弯拉强度先增大后降低,弯拉应变增大,劲度模量降低,在高寒地区沥青混合料路面面层设计时应充分考虑常年低温的气候条件对沥青混合料实际弯拉特性的影响;在马歇尔试验确定最佳油石比条件下适当提高沥青的用量,采用粒径较大的级配有利于提高沥青混合料的低温抗裂能力。     

热再生沥青混合料低温抗裂性能研究

为了探究热再生沥青混合料的低温抗裂性,通过低温劈裂试验和小梁低温弯曲试验,研究了冻融循环次数对热再生沥青混合料老化前后劈裂抗拉强度、劈裂劲度模量、弯拉强度和弯拉应变等低温抗裂性指标的影响,并与新拌沥青混合料和旧沥青混合料作对比。试验结果表明,热再生沥青混合料和新沥青混合料的低温抗裂性指标都随冻融循环次数的增大逐渐减小。长期老化后,破坏拉伸应变的大小顺序是:旧沥青混合料热再生沥青混合料新沥青混合料,表明热再生使沥青混合料的低温抗裂性得到了一定的改善。     

寒区沥青混合料弯拉特性研究

结合寒冷地区年平均气温低、大温差等气候特点,采用室内弯曲试验,研究温度、公称最大粒径、沥青种类、油石比对沥青混合料弯拉性能的影响及其作用规律。研究结果表明,在五种试验温度下,抗弯拉强度曲线存在两个关键点温度,-10℃和15℃;在低温情况下,两种公称最大粒径相比,AC-13的劈裂强度较AC-16大;在6.0%～7.0%之间存在对应于抗弯拉强度达到最大值时的油石比;SBR改性沥青混合料低温性能优势明显。     

环氧沥青混合料冲击韧性及疲劳性能研究

通过试验研究了油石比对环氧沥青混合料冲击韧性和疲劳性能的影响,确定了冲击韧性和疲劳性能之间的等价关系,得出了最佳油石比,并由车辙试验和小梁低温弯曲试验验证了试验结果的正确性。试验结果表明,温度越高环氧沥青混合料的冲击韧性越好,随着油石比的增大冲击韧性和疲劳性能都出现先变好后变差的变化趋势,当油石比为7.1%时两者最佳;相同油石比下,冲击韧性和疲劳性能之间有很好的线性相关性,可用冲击韧性评价环氧沥青混合料的疲劳性能。随油石比增大,动稳定度总体呈减小趋势,而最大弯拉应变表现出先增大后减小的趋势,其中当油石比为6.6%时最大弯拉应变有最大值,此时环氧沥青混合料的低温抗裂性最好。综合考虑,环氧沥青混合料的最佳油石比应在6.6%~7.1%之间。     

多年冻土区温度对沥青混合料力学特性的影响

我国多年冻土地区主要分布于青藏高原和大小兴安岭地区,青藏公路自通车以来,由于当地海拔高、太阳照射强烈、昼夜温差大等原因,沥青路面经常发生低温收缩开裂病害。为研究温度对沥青混合料弯拉特性、抗压特性及劈裂特性的影响,分别对3种不同的沥青混合料进行弯拉试验、单轴抗压试验和间接拉伸试验,研究表明:-10℃是3种沥青混合料抗弯拉强度与温度关系曲线的变坡点,最大弯拉应变均随温度的升高而增大且变化率较大,弯曲劲度模量均随温度的升高而减小。多年冻土地区沥青路面设计时需严格控制-10℃下沥青混合料的最大弯拉应变,有必要对强度与模量参数取值进行修正。     

冻融作用下的沥青混合料力学特性

冻融损坏是冰冻地区沥青混合料的主要破坏形式。通过冻融循环作用下的沥青混合料单轴压缩和劈裂强度试验,分析了冻融循环次数、油石比等因素对沥青混合料力学特性的影响。试验得出,冻融循环次数和油石比对混合料的抗压和劈裂抗拉特性均有影响,油石比越小,影响越明显;在最佳油石比5.5%时,混合料的抗冻性能最好;冻融循环次数对沥青混合料力学特性的影响逐渐减弱,在10~12次冻融循环后,沥青混合料冻融后的强度和模量损失率均逐渐趋于稳定。     

空隙率对沥青混合料性能影响

基于室内试验并以AC13为例,对空隙率与沥青饱和度和吸水率、沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度,抗剪强度)、冻融劈裂强度(比)及疲劳寿命间关系展开研究.研究结果表明:空隙率影响沥青混合料性能,其间存在很好的相关性;随着沥青混合料的空隙率增大,沥青饱和度降低,吸水率增大;空隙率增大,沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度、抗剪强度)降低;空隙率增大,沥青混合料冻融劈裂强度降低,冻融劈裂强度比减小,沥青混合料抗水损坏性能降低;随着空隙率增大,沥青混合料剪切疲劳寿命减少.     

泡沫沥青冷再生混合料配合比设计

为了研究掺人旧路铣刨材料的泡沫沥青冷再生混合料设计与性能,以广东佛山到开平高速公路扩建T程为例。通过在混合料中掺人不同水泥用量（0％、1．5％、2．5％）,旋转压实成型试件,对试件进行干、湿劈裂强度检测,干、湿劈裂强度随水泥用量增加而增加。按试验得到设计参数（最佳含水量为4．9％、最佳沥青用量为3％、水泥掺量为1．5％）制备混合料。分别对其进行车辙试验和疲劳试验。试验结果表明,增加沥青用量会降低泡沫沥青混合料高温稳定性能,沥青用量限定于3．5％以下确保泡沫混合料高温稳定性能。在300its应变水平下,增加沥青用量,混合料疲劳寿命没有明显变化;而在200儿￡应变水平下,沥青用量的增加对疲劳寿命有显著影响。     

乳化沥青冷再生混合料性能研究

分别对掺三种不同乳化沥青剂量的冷再生混合料进行了水稳定性试验、高温稳定性试验、松散试验和抗压回弹模量试验等室内试验,结果表明：混合料的水稳定性良好,残留稳定度试验和劈裂强度试验结果均满足规范要求,同时具有较好的抵抗变形的能力,在最佳乳化沥青用量下成型的试件能满足抗压回弹模量大于800MPa的要求。     

基于重复加载蠕变试验的沥青混合料高温稳定性能研究

为了研究车辙随温度和应力改变的变化规律,对AC-13、AC-16和AC-20三种不同级配沥青混合料,在三种温度下进行重复加载蠕变试验,提取多种反映沥青混合料高温变形性能的力学参数,并进一步分析了这些参数在不同温度水平下的变化规律.研究结果表明,随着温度的增加,劲度模量、流动次数和斜率表现出一定的规律性,而永久变形没有明显的规律性;加载应力为0.7MPa、温度为60℃时,劲度模量、流动次数和斜率对于三种不同的混合料区分度最大.     

公路隧道SMA无机阻燃沥青路面研究

针对在公路隧道沥青路面的使用过程中交通事故容易造成火灾的问题,对SMA沥青混合料4.75mm以上的粗骨料级配做了调整,并添加无毒、低烟的复合型无机阻燃剂.研究加入阻燃剂后SMA沥青混合料氧指数的变化及其阻燃性和阻燃剂的比例关系,改变粗骨料级配和加入阻燃剂对沥青混合料路用性能的影响.试验结果表明：阻燃剂的掺量为7％时较为合理,此时SMA阻燃沥青混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、粘结性、抗压回弹模量和劈裂强度.     

沥青与沥青混合料水稳性的关系分析

通过沥青混合料的浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验分析了沥青类型及沥青用量对沥青混合料水稳定性的影响,并给出了浸水残留稳定度与冻融劈裂强度与油石比的线性拟合函数关系,以及水稳性指标与油石比的二次函数关系,最后指出改性沥青和沥青用量对混合料水稳定性的意义。     

添加Sasobit的沥青与沥青混合料性能分析

为了评价Sasobit的降温效果及其对沥青混合料路用性能的影响,对掺加中温沥青改性剂Sasobit后的沥青胶结料进行了针入度及软化点试验,对未掺加Sasobit的正常温度拌和成型的沥青混合料试件与添加Sasobit后降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件进行了空隙率试验、车辙试验、小梁弯曲试验及冻融劈裂试验,分析了沥青与沥青混合料的性能。分析结果表明,掺加Sasobit后,沥青胶结料的高温稳定性得到提高,降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件的空隙率、低温抗裂性及水稳定性与未掺加Sasobit的正常温度拌和的沥青混合料试件相比基本保持不变,同时沥青混合料高温稳定性提高较大,因此,通过添加Sasobit降低混合料的拌和及成型温度是可行的。     

基于抗剪性能的沥青混合料剪切疲劳变形研究方法

在不同的温度下进行沥青混合料剪切性能试验．结果显示：随着温度的升高,沥青混合料的抗剪强度减小,剪切模量也变小。抗剪强度与剪切模量有较好的相关性。具有较高抗剪强度的沥青混合料也具有较大的剪切模量,在车辆荷栽作用下不会产生较大的剪切疲劳变形。与剪切疲劳变形试验相比,抗剪强度试验相对简便和快速,在确定抗剪强度与剪切模量之间的关系后,就可以直接采用抗剪强度试验来评价沥青混合料抵抗剪切变形的能力。     

界面改性剂对沥青混合料水稳定性的影响与机理分析

一种新型界面改性剂X对沥青混合料的水稳定性具有一定的贡献,浸水马歇尔试验与冻融劈裂试验表明,X改性剂的掺量越大,混合料浸水残留稳定度越大,劈裂抗拉强度越大,冻融劈裂抗拉强度比越大。并利用扫描电镜试验以及改性沥青胶浆试验分析了界面改性剂改善混合料水稳定性的机理。