泡沫沥青现场冷再生室内试验探索

泡沫沥青是高温沥青(140℃以上)遇到冷水滴(环境温度)产生的。当水遇到高温沥青时,发生热量传递,水会迅速蒸发,沥青产生泡沫,体积膨胀至原来的10至20倍。泡沫沥青大大增加了沥青的体积和表面活性,在发泡的过程中,沥青的粘度显著降低,从而使沥青能充分地扩散进骨料中去。由于对旧材料进行重复利用,在施工过程中,路面的几何线形及厚度能得到很好地保持。与其他路面修复技术相比,现场冷再生还能在一定程度上减少连续交通中断的现象。根据旧路调查和FWD弯沉测试结果,确定再生深度,形成了水泥全深度冷再生、泡沫沥青全深度冷再生和泡沫沥青再生旧路面层三种冷再生方案。在参考国内外冷再生技术研究成果的基础上,确定了稳定剂最佳剂量的选择方法,初步形成冷再生混合料的配合比设计方法。     

PR-Module高模量沥青混合料动态模量—温度分布研究

为了研究PR-Module高模量沥青混合料的动态模量变化规律、时温等效下动态模量主曲线和沥青混合料层动态模量沿深度(温度)的分布规律,以SK-70~#作为基质沥青,选用PR-Module作为改性剂制备高模量沥青混合料,通过简单性能试验(SPT试验)测试了PR-Module掺量为0%、0.3%、0.5%和0.7%时沥青混合料的动态模量,并对比分析了PR-Module添加量、温度、加载频率对沥青混合料动态模量的影响;依据时温等效原理,通过非线性最小二乘法拟合得到高模量沥青混合料动态模量的主曲线方程。以抚吉高速公路为例,建立了行驶速度为60、80、100、120 km/h时高模量沥青混合料层动态模量沿深度(温度)的分布曲线。结果表明:不同PR-Module掺量的高模量沥青混合料的动态模量试验结果具有较好的一致性;建立了参考温度为20℃时PR-Module高模量沥青混合料的动态模量主曲线方程。AC-25型高模量沥青混合料在不同温度区间相比普通沥青混合料动态模量的增长率为37%～63%。     

PQI用于沥青混合料密度检测的影响因素分析

分析无核密度仪(PQI)用于沥青混合料密度检测时的影响因素。影响因素包括:集料种类,级配,碾压遍数,水,沥青混合料温度,检测深度。检测结果表明:集料种类及水对PQI检测值有显著影响;级配变化及碾压遍数变化对PQI检测值有影响;沥青混合料温度和检测深度对PQI检测值无显著影响。基于检测结果,给出PQI用于沥青路面施工中压实度快速检测的建议。     

基于MMLS3和四点弯曲试验的沥青混合料疲劳性能研究

利用小型加速加载设备MMLS3对5,25,50℃下的2种沥青混合料(SMA-13和AC-13)的车辙深度变化规律进行研究,并将试验结果与2种沥青混合料在与MMLS3试验相同温度条件下通过四点弯曲疲劳试验获得疲劳寿命进行分析对比。结果表明:(1)由于更低的孔隙率与更好的抗剪切变形能力,SMA-13的车辙深度始终低于OGFC-13;(2)沥青混合料疲劳寿命受控制应变、温度、级配类型的影响,在评价不同的沥青混合料疲劳性能时必须综合考虑;(3)相同温度条件下,通过控制车辙深度获得的使用寿命远大于通过控制应变为300×10~(-6),600×10~(-6)时的四点弯曲疲劳试验获得的疲劳寿命。     

沥青路面老化的试验研究

针对沥青老化对路面结构的影响,通过短期RTFOT试验,对使用年限、路面深度及空隙率进行研究。结果表明:沥青路面在使用初期的老化最为严重,随后老化速率逐渐降低;路面深度增加时,沥青老化程度降低,面层底部沥青的软化点有所增加;空隙率增加时,沥青老化程度逐渐增加;上面层模量增加时,路面表层的开裂概率随之增加。     

掺加再生老化沥青下SBS改性沥青特性研究

该文对不同老化沥青掺量(0、15%、25%、40%)的再生沥青的温度敏感性、抗车辙性能、疲劳强度和化学成分共4方面进行分析研究。试验结果表明:随着老化沥青掺量的增加,在低温时(135℃),再生沥青的黏度逐渐增大,高温时的黏度无明显变化;由黏温指数(VTS)得出当老化沥青掺量≥40%时,才能改善再生沥青的温度敏感性;高温蠕变试验(MSCR)显示:老化沥青的加入并没有影响沥青的高温性能等级,但再生沥青的恢复率降低和不可恢复蠕变柔量的明显增加,表明再生沥青的抗车辙性能较差;线性幅值扫描(LAS)试验表明:老化沥青掺量较高或者振幅频率较大时,使再生沥青的损坏率和疲劳破坏率增加,再生沥青抗疲劳性能降低。由红外光谱分析(FTIR)看出:老化沥青的掺加,引入了较多的亚矾和羰基基团,从而破坏了SBS的网状结构。     

路面横坡度与大空隙沥青混合料渗水性能的关系分析

通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验以及改进的渗水试验,来评价同一种级配不同沥青的大空隙沥青混合料的水稳定性、高温稳定性和渗水性能等,模拟在不同路面横坡度下大空隙沥青混合料的横向及竖向渗水系数与横坡度之间的关系,回归了路面横坡度与渗水系数之间的线性关系。     

基于MEPDG的温拌发泡沥青混合料性能研究

为探究泡沫沥青温拌技术对沥青混合料性能及沥青路面设计厚度的影响,通过力学-经验路面设计指南(MEPDG)软件对温拌发泡沥青混合料(WMA Foam)路面和热拌沥青混合料(HMA)路面在相同设计条件下的车辙、疲劳开裂以及国际平整度指标(IRI)等进行预测比较,并根据MEPDG路面设计方法分别得出了温拌发泡沥青混合料和热拌沥青混合料在相同情况下的路面设计厚度。结果表明:采用石灰岩碎石作集料时,WMA Foam与HMA表现出相近的性能。而对以天然砾石为集料的PG 64-22原样沥青混合料,发泡沥青温拌技术的采用使得混合料的车辙深度和国际平整度指数(IRI)相比HMA混合料有显著增加。此外,采用天然砾石和PG 64-22原样沥青的温拌发泡沥青路面设计厚度远大于对应热拌沥青路面的设计厚度。     

温拌与热拌沥青混合料水敏感性对比研究

以添加Sasobit有机降粘剂的温拌沥青混合料为研究对象,采用浸水马歇尔试验和改良罗特曼试验,对比研究温拌沥青混合料(WMA)和传统热拌沥青混合料(HMA)的抗水损害能力差异。研究结果表明,Sasobit有机降粘剂在高温时可降低沥青混合料的粘度,低温时可提高混合料的粘度;未经抗剥落处理的沥青混合料,高温时其剥落较为严重;在温拌沥青混合料中添加熟石灰粉与水泥,能有效提高其抵抗水损害的能力;添加熟石灰粉的沥青混合料,抗剥落效果最为明显,而添加水泥可明显提高沥青混合料的稳定度和间接抗拉强度。     

基于发泡技术的半温拌再生沥青混合料性能研究

该文探究了采用湿集料和回收材料的半温拌沥青混合料(HWMA)的水稳定、抗车辙、抗疲劳等性能。试验基于发泡技术,从混合料的劈裂强度(ITS)、抗拉强度比(TSR)、浸水流变性、浸水韧性、韧度损失、干湿条件下的车辙深度以及抗疲劳性能等方面分析其力学性能。结果表明:在半温拌沥青混合料中掺加RAP或回收沥青油毡瓦,不会降低其ITS和TSR值;湿集料对HWMA的车辙深度影响不大,且掺加回收材料有利于提高其抗车辙性能;混合料劲度模量主要取决于其集料类型;基于统计分析发现,掺加回收材料前后混合料疲劳寿命并无明显变化。     

试验条件对车辙试验影响的研究

鉴于沥青混合料车辙试验对车辆重载、超载、大坡度沥青路面适用的局限因素,即对超载、超高温,坡度等因素考虑不足等原因,依据沥青及沥青路面时间等温效应,在分析剪切作用对沥青混合料车辙影响的基础上,研究了不同试验条件对沥青混合料车辙试验的影响,得出了车辙试验结果与温度、荷载、坡度、冻融循环等条件间关系.     

基于DSR时间扫描的沥青常应力疲劳演化规律分析

为了研究沥青疲劳特性在常应力模式下的演变规律,采用动态剪切流变仪(Dynamic Shear Rheometer,DSR),在应力控制模式下对70#基质沥青和SBS改性沥青进行时间扫描试验,获得复数剪切模量(G*)、耗散能变化率(DR)和累计耗散能比(DER)3种物理指标随荷载作用次数的变化曲线,通过分析3种曲线变化规律确定沥青疲劳寿命:(1)G*值下降到初始值50%时对应的荷载作用次数(NG*);(2)DR-N曲线转折点对应的加载次数(NDR);(3)DER-N曲线转折点(70#基质沥青)和曲线偏离DER=N直线20%时(SBS改性沥青)对应的加载次数(NDER),并建立沥青疲劳破坏方程。结果表明:NG*处于复数剪切模量加速下降阶段,而NDR和NDER处于沥青缓慢破坏和加速破坏转折阶段,NG*是根据经验所确定,而NDR和NDER是根据曲线转折点定义,物理意义明确;70#基质沥青和SBS改性沥青疲劳寿命(NG*、NDR和NDER)与应力在双对数坐标中表现出良好的线性关系;70#基质沥青疲劳破坏规律性强,疲劳曲线有明显的转折点,能明确定义沥青疲劳寿命;而改性沥青由于改性剂的作用,沥青弹性恢复能力增强,沥青疲劳曲线变化规律不明显;相同分析方法下,SBS改性沥青疲劳寿命明显优于70#基质沥青;随着加载应力提高,两种沥青的疲劳寿命均下降。     

沥青路面表面水膜厚度试验

汽车在有水膜覆盖的路面上行驶时,轮胎与路面之间的附着力降低程度与道路表面水膜厚度有关,道路表面的水膜厚度越厚,附着力降低越多。道路表面的水膜厚度和下面几个因素有关:降雨强度,坡面的构造深度、长度以及坡度。本项目修建9个试验段,包括3种不同的沥青混合料级配和3种不同的坡度,并且进行了人工降雨试验,实测了表面的水膜厚度。根据测得的试验数据,回归了水膜厚度的计算公式,该式和英国的经验公式相比,能够反映出坡面粗糙程度对水膜厚度的影响,可以用于工程实践,预估道路表面的水膜厚度。     

对油路罩面工程质量评定的建议

油路罩面是利用层铺法铺筑在沥青(渣油)路面上的一个薄层。其作用是封闭表面孔隙防止水分浸入路面和改善路面结构,保持路面的强度;对于老沥青(渣油)路面强度虽然足够,但有裂缝时,或已进行填缝修补(或挖补)后,可以用罩面来改善路面的外观;同时也是对因油路在长期受行车磨耗及     

不同橡胶沥青路面结构静载力学数值分析

为探讨不同结构沥青路面在静载作用下的力学性能,基于ANSYS有限元理论,拟定3种类型橡胶沥青路面结构并建立静力学有限元模型,分别针对沥青层层底拉应变、沥青层剪应力和半刚性基层拉应力进行数值分析。结果表明,3种结构路面在荷载作用下沥青层第一层层底均出现压应变,路面深度增至临近第二层层底时逐渐转变成拉应变;沥青层层底发生拉应变主要是由于沥青层模量和基层类型的影响;3种结构沥青路面层剪应力均随着路面深度的增加呈现先增后减的趋势。     

就地热再生老化沥青室内外再生效果差异试验研究

为研究就地热再生老化沥青室内外再生效果的差异,采用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)对比了室内外老化沥青和再生沥青的高低温流变性能,采用傅里叶红外光谱(FTIR)分析了不同状态沥青的官能团组成,并对就地热再生路面的长期使用性能进行跟踪。结果表明:现场再生利于提升再生路面抵抗高温流变变形能力,新沥青在现场施工时短期老化程度偏大,原路面老化沥青经高温加热后发生了二次老化,具体表现为失效温度升高,羰基指数和亚砜基指数增大,低温抗裂性能下降;加入再生剂后室内外再生沥青的蠕变劲度S分别下降12.24%、9.4%,蠕变速率m分别提高28.57%、24.13%,再生剂对室内老化沥青低温抗裂性能的改善效果优于现场再生;相比于铣刨重铺技术,就地热再生养护路段的车辙深度增长较为缓慢,疲劳裂缝比例上升较快,该现象可从室内外再生沥青流变性能的差异得以解释。     

沥青稳定基层沥青混凝土路面抗剪性能的理论分析

沥青稳定基层沥青混凝土路面是否会出现严重车辙,为人们所担忧。理论计算分析表明,在静力荷载作用下沥青层中最大剪应力发生在深度8 cm处,且随着基层厚度的增加剪应力降低,故采用沥青稳定柔性基层不会产生结构性车辙;当基层模量增大时,沥青层中下层剪应力反而增大;沥青混凝土面层采用高模量材料能有效降低剪切应变,而当采用复合基层时也有利于面层剪应力的减小。     

汽车行驶状态对沥青混凝土路面结构力学响应的影响

采用有限元软件ABAQUS建立了半刚性基层沥青混凝土路面的结构模型,分析了纵坡段、制动以及超载过程中的水平荷载对沥青混凝土路面结构力学响应的影响。结果表明:纵坡坡度、水平制动系数以及荷载对沥青混凝土路面纵向层间剪切应力的影响大于横向;可利用坡度、水平制动系数以及荷载来判断层间的抗剪切强度。     

公路工程设计准则若干问题解说(五)

1、为什么要折减纵坡(1213)? 当小半径的平曲线位于大的纵坡上时,对行车条件来说是不利的。因为在这种情况下,路线纵坡与超高横坡度的综合坡度(在对角线方向上)将大于路线纵坡,如果纵坡为该级路的最大纵坡,那么纵合坡度将大于该级路的最大纵坡。从下表所列数值可以看出由于横坡度的影响而综合坡度超过各级路最大纵坡的数值:     

高温环境对潮湿地区沥青路面抗滑性能影响的实验分析

在高温环境下,对潮湿地区3种级配沥青混合料SMA-13、OGFC-13、AC-13的路面抗滑性能影响进行了分析。结果表明,随着温度增加,3种级配沥青混合料的迟滞分量、摩擦系数总体呈现降低趋势,随温度的变化,粘附分量变化趋势由于级配不同存在差异。随着温度降低,混合料摆值衰减速率增加,在温度为35℃时,沥青混合料摆值衰减呈现出先增大后减小最后趋于平稳的趋势。在温度为5℃时,沥青混合料摆值衰减呈现出逐渐减小最后趋于平稳的趋势。在磨光200次后,AC-13构造深度进入稳定阶段;在磨光2 050次后,SMA-13构造深度进入稳定阶段。SMA-13构造深度要远大于AC-13的构造深度,经过磨光就能与稳定构造深度相接近。