骨架密实型沥青混合料矿料级配的设计与优化

在有关沥青混合料矿料级配设计理论与方法的基础上,提出了在拌制沥青混合料试验之前,先由筛分试验结果和测试的材料密度对骨架密实型沥青混合料进行矿料级配设计的方法,并利用Matlab、Excell等办公软件对矿料组成进行了优化.按该方法设计的矿料级配拌制沥青混合料,进行了动稳定度和冻融劈裂试验.结果表明,在相同原材料条件下,按该方法设计与优化的矿料级配拌制的沥青混合料具有比按规范级配范围中值拌制的沥青混合料具有更好的路用性能,尤其是高温稳定性和表面抗滑性.     

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。     

大粒径透水性沥青混合料级配设计方法研究

在借鉴贝雷法级配设计思想的基础上引入"预留空隙率"这一预设参数对大粒径透水性沥青混合料矿料级配进行设计,并初步提出"预留空隙率"的设定方法。同时对国内外同类工程矿料级配用量进行反算,确定贝雷法设计LSPM级配的初始体积参数。通过对设计级配的检验及混合料路用性能的测试,基于贝雷法设计的LSPM矿料级配具有良好的骨架结构,且混合料空隙率适当,综合路用性能良好,验证了应用贝雷法进行骨架型开级配或半开级配沥青混合料矿料级配设计的可行性。     

浇注式沥青混合料体积设计法研究

为使浇注式沥青混合料设计时体积特征更明确,最佳沥青用量来源更有依据,采用土工击实试验方法确定合成级配的矿料间隙率,并按照常温下沥青刚好填满矿料间隙的假设换算沥青用量和有效沥青用量,然后进行混合料性能试验。试验结果表明,该沥青用量符合浇注式沥青混合料经验用油量范围,且混合料性能试验结果满足相关要求,说明浇注式沥青混合料体积设计法具有实用性和可行性。     

矿料级配设计理论的研究现状与发展趋势

简述了以Fuller最大密度曲线理论为基础发展起来的n法、I法、变I法、k法、变k法、折断级配算法等级配算法的优缺点和以粒子干涉理论为基础发展起来的间断级配算法的优缺点。阐述了不同排列方式下颗粒堆积特性与填充特性,说明了集料密排方式的非单一性。同时根据高等级路面对沥青混合料路用性能的要求,指出了多级嵌挤骨架型沥青混合料的矿料级配设计是沥青混合料矿料级配设计理论的发展趋势,指出了矿料级配设计从实践到理论的发展,对沥青路面结构材料的发展具有重要的意义。     

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。     

沥青混合料VMA技术指标探讨

矿料间隙率(VMA)是沥青混合料一项非常重要的技术指标.现行规范对不同类型的沥青混合料提出了不同的VMA最小值要求.通过对沥青混合料VMA值影响因素的分析,给出经过变化矿料级配、沥青用量等途径得到满足要求的VMA值的调试方法.为配合比设计提供依据.     

沥青混合料数字图像分形特性分析

利用沥青混合料数字图像技术,以直观的沥青混合料颗粒级配体积特征为研究对象开展了分形特性研究,从级配颗粒填充理论的角度,分析了沥青混合料颗粒级配组成和矿料间隙分布的统计自相似分形特性,给出了相应的分形维数计算方法.试验结果表明,采用"小岛法"可以定量描述级配颗粒组成的分形特性,利用"计盒维数"能够描述沥青混合料矿料间隙在行车荷载作用下发生变化的分形特性.     

基于高温稳定性的浇注式沥青矿料级配研究

为了提高浇注式沥青混合料的高温稳定性,采用线性插值法分析了国内外浇注式沥青混合料矿料级配设计范围,通过贝雷法参数CA比的研究,提出了关键筛孔(0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm)通过率和CA比的适宜控制范围,以及基于高温稳定性的浇注式沥青混合料设计矿料级配范围,解决了浇注式沥青混合料抗高温变形能力差的问题。     

多孔安山岩沥青混合料组成设计方法研究

采用贝雷法优化多孔安山岩混合料的级配设计,进行了不同FAc和FAf值矿料级配的压实特性试验;在配合比设计中分别应用沥青浸渍法和计算法测定混合料的最大理论相对密度,并对比分析安山岩沥青混合料的路用性能;进行了安山岩沥青混合料的水稳定性能试验和汉堡车辙试验。试验结果表明:适当增大FAc和FAf值能提高安山岩沥青混合料的压实效果;较之计算法,沥青浸渍法可以更为准确地测定多孔安山岩沥青混合料的最大理论相对密度;掺加消石灰是改善安山岩沥青混合料的最优措施。     

海南岛AC-13型沥青混合料矿料级配区域优化研究

结合海南岛典型的热带季风海洋性气候,以AC-13型沥青混合料的矿料级配主要控制筛孔9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm和油石比组成5个因数,《沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)中AC-13型沥青混合料的矿料级配范围对应筛孔取上限、上中值、中值、下中值和下限等5个通过率作为5个水平,采用正交试验方法对AC-13型沥青混合料的矿料级配区域进行优化设计。     

多孔安山岩沥青混合料组成设计方法研究

采用贝雷法优化多孔安山岩混合料的级配设计,进行了不同FAc和FAf值矿料级配的压实特性试验;在配合比设计中分别应用沥青浸渍法和计算法测定混合料的最大理论相对密度,并对比分析安山岩沥青混合料的路用性能;进行了安山岩沥青混合料的水稳定性能试验和汉堡车辙试验。试验结果表明:适当增大FAc和FAf值能提高安山岩沥青混合料的压实效果;较之计算法,沥青浸渍法可以更为准确地测定多孔安山岩沥青混合料的最大理论相对密度;掺加消石灰是改善安山岩沥青混合料的最优措施。     

常温拌合沥青混合料薄层路面技术的应用

为了将常温拌合沥青混合料替代部分热拌沥青混合料应用于路面结构层,从常温沥青混合料的原材料、矿料级配范围、矿料级配设计、常温沥青拌合方法、最佳沥青用量、最佳水泥用量等方面进行配合比设计研究,并对设计的配合比进行性能验证。结果表明,常温拌合沥青混合料有较好的路用性能,同时通过工程应用效果证明了常温拌合沥青混合料作为路面结构层的可行性。     

沥青稳定碎石基层混合料矿料级配的优化

运用遗传算法与神经网络相结合的方法，以混合料的疲劳性能为目标函数，以矿料的9.5mm筛通过量和矿粉含量为决策变量，对沥青稳定碎石基层混合料的矿料级配进行优化。将优化后的级配曲线与Superpave相应的级配进行了比较，完全满足Superpave级配设计要求。经疲劳试验验证，用优化后的矿料级配成型的马歇尔试件的疲劳寿命最长，说明运用遗传算法与神经网络相结合的方法进行沥青混合料矿料级配的优化是可行的，这种优化方法可以广泛用于解决目标函数无法用显函数形式来表达的复杂的优化问题。     

胶粉沥青混合料配合比设计优化

为确定胶粉沥青混合料的最优配比方案,采用主骨架空隙填充法进行混合料级配设计,以目标空隙率作为主要控制指标,矿料间隙率、沥青饱和度等其他体积指标及马歇尔稳定度作为一般控制指标,同时对比研究了不同胶粉掺量对胶粉改性沥青混合料最佳油石比的影响效果。结果表明:采用主骨架空隙填充法(即CAVF法)进行胶粉改性沥青混合料级配设计,能有效解决胶粉颗粒对矿料骨架的干涉作用,设计级配方案最佳油石比为7.0%;胶粉掺量对混合料最佳油石比影响微小,可忽略不计。     

间断级配橡胶沥青混合料的性能研究

采用矿料主骨料空隙体积填充法对沥青混合料间断级配进行了设计,并采用橡胶沥青拌制了间断级配橡胶沥青混合料。通过室内试验分别测定了间断级配和密级配混合料的动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度比和低温破坏应变,对间断级配橡胶沥青混合料的路用性能进行了分析;通过四点加载试验对混合料的疲劳性能进行了试验,对间断级配橡胶沥青混合料的疲劳性能进行了分析。研究结果表明:设计的间断级配沥青混合料具有更好的低温性能和抗疲劳性能,且高温性能和水稳定性能也优于密级配混合料。     

基于正交试验设计AC-20改性沥青混合料性能指标影响因素研究

结合安徽省沿江高速公路沥青混凝土路面工程施工实践,运用正交Marsball试验设计方法,研究AC-20改性沥青混合料矿料级配范围内各筛孔、对应筛孔不同质量通过百分率与不同油石比的5因素5水平对马歇尔技术性能指标的影响,通过数学方差分析,确定了各因素对空隙率、矿料间隙率、有效沥青饱和度、压实试件毛体积相对密度、稳定度和流值的影响因素排序和各因素的显著性定量分析,找到了影响马氏性能指标的各关键性影响因素,对AC-20改性沥青混合料组成设计水平和其他结构类型的矿料级配设计提供了调整满足性能指标的科学方法和分析方法.     

浇注式沥青混合料矿料评价法级配优化设计

针对浇注式沥青混合料性能波动范围大和高温性能不足的问题,结合混合料结构组成特点,基于矿料最大密度理论及贝雷理论,初拟10种级配曲线的矿料,通过体积性能、流动性能、嵌挤性能等多个参数的测试评价,提出了浇注式沥青混合料配合比设计过程中矿料评价指标,并制定了优化的级配范围。测试结果表明,所提出矿料级配评价指标及级配范围是合理可行的,级配范围内的浇注式沥青混合料的贯入度及增量波动范围极小,对指导浇注式沥青混合料配合比设计和保障混合料施工质量具有重要作用,但对混合料高温性能的改善非常有限。     

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。     

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.