超服役周期沥青路面抗裂性能及疲劳性能评价

为解决传统四点弯曲疲劳试验所需试件尺寸较大、现场取芯对路面损坏较严重等问题,针对不同的横向裂缝间距,选取6个典型路段,引入半圆弯曲试验(SCB)开展沥青路面抗裂性能与疲劳性能研究。通过SCB劈裂试验和疲劳试验的结果发现:当横向裂缝间距小于100 m时,断裂能和横向裂缝间距的相关性系数R~2=0.984 4,故断裂能可以用来评价不同病害沥青路面的抗裂性能;基于疲劳寿命和应力幅(lg N_f-σ)的单对数线性回归能够更好地反映沥青路面的疲劳性能。     

基于SCB试验的沥青混合料低温性能评价指标研究

研究沥青混合料低温性能评价指标与路面开裂状况之间关系，是合理确定沥青混合料低温性能评价标准的重要依据。为解决传统小梁弯曲试验同现场开裂相关度不高的问题，针对现场不同裂缝间距段落的芯样，引入半圆弯曲试验（SCB）开展混合料低温断裂与抽提沥青BBR试验研究，建立沥青路面开裂间距与沥青混合料断裂能、断裂韧性、劲度模量等指标的关系。从SCB与BBR对比试验可得出结论：改进后的SCB试验能真实反映吉林地区沥青路面实际低温开裂状况；提出了寒区沥青路面低温开裂判定标准；并通过断裂能及断裂韧性等指标的对比分析，提出采用SCB试验的断裂能作为混合料低温性能的评价指标更为合理。研究成果丰富了沥青混合料低温性能评价方法，为完善沥青路面低温抗裂设计提供了技术支撑。     

沥青混合料低温抗裂性能影响因素的灰关联分析

通过对沥青混合料低温开裂机理的分析，以弯曲应变能密度临界值为指标，运用灰关联的方法分析沥青混合料的弯拉强度、临界弯拉应变、油石比、表现密度及所用沥青的针入度等指标对混合料低温抗裂性能的影响程度。研究表明，由于沥青混合料的应变能密度临界值指标是混合料临界弯拉应变和弯拉强度2个指标的综合，用它来评价沥青混合料的低温抗裂性能更加科学；低温时沥青混合料的允许变形能力较差，提高混合料的允许变形能力可明显增强沥青路面的低温抗裂性能。     

纤维沥青混合料抗裂性的试验评价方法

根据马歇尔试验方法设计AC沥青混合料和SMA沥青混合料,采用间接拉伸试验、三点弯曲试验和开口半圆弯拉试验3种试验方法比较纤维沥青混凝土抗裂性能,比较不同试验方法和试验评价指标的稳定性。研究表明,最大应变和应变能是较为稳定的评价指标;间接拉伸试验试件制备较为简单,比较适合工程应用,并且试验结果较为稳定。     

嵌挤式橡胶沥青应力吸收层抗裂性能研究

随着我国公路交通行业的迅猛发展,沥青混凝土路面成为我国主要的路面结构形式。但越来越多的沥青路面半刚性基层在行车荷载和环境等因素的耦合作用下出现了一系列的诸如反射裂缝等病害,从而使路用性能大大降低,增加了养护成本。现有工艺中橡胶沥青应力吸收层可有效减缓反射裂缝等病害的出现,但国内对橡胶沥青应力吸收层的抗裂性能研究较少。因此通过自行设计的将伺服液压试验机、静态电阻应变仪相结合的抗裂试验,分别测试不同橡胶沥青用量下的嵌挤式橡胶沥青应力吸收层的抗裂性能。结果表明:当橡胶沥青的用量为3.0kg/m2～3.2kg/m²时,其性能达到最佳。研究结果可为今后沥青路面的建设和改造提供参考,具有较好的运用前景。     

水泥填料对沥青混合料抗裂性能影响的试验研究

通过弯曲试验和劈裂试验,分析了水泥替代部分或全部矿粉对沥青混合料抗裂性能的影响。试验结果表明;使用应变能密度理论能够比较准确的评价沥青混合料抗裂性能;使用水泥替代部分或全部矿粉和对沥青混合料的抗裂性能并无明显影响。     

泡沫温拌-橡胶沥青混合料力学性能与疲劳性能研究

为了研究泡沫温拌沥青技术对橡胶沥青混合料力学性能与疲劳性能的影响,分别对泡沫温拌和热拌橡胶沥青混合料进行动态模量试验和四点弯曲疲劳试验。动态模量试验结果表明,不同温度及加载频率下泡沫温拌橡胶沥青混合料动态模量相较于热拌橡胶沥青混合料平均降低了11%。通过主曲线构建,预测得到在0℃以下的低温范围内泡沫温拌橡胶沥青混合料的动态模量小于热拌混合料;在55℃以上的高温范围,泡沫温拌和热拌橡胶沥青混合料动态模量基本相同。四点弯曲疲劳试验结果表明,泡沫温拌橡胶沥青混合料的疲劳寿命远高于热拌混合料;同时,循环加载41万次后泡沫温拌橡胶沥青混合料的累积耗散能Wɑ为(29.2±4.2)kJ/m³,低于热拌的(34.1±2.8)kJ/m³,说明泡沫温拌橡胶沥青混合料具有更优异的抗疲劳性能。     

RAP掺量对再生沥青混合料的性能影响研究

高RAP掺量再生沥青混合料在我国沥青路面养护中得到越来越多的应用,厂拌热再生中RAP掺量可达到30%～50%,就地热再生中RAP掺量更是达到80%以上。在室内设计RAP掺量为0%、30%、50%、85%和100%的5种AC-13级配沥青混合料,依托UTM试验机分别采用动态蠕变试验、半圆弯曲试验和多重冻融劈裂试验对混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和抗水损害性能进行评价,结果表明:相比新沥青,RAP沥青胶结料高温性能增强而低温性能衰退;随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温抗车辙性能增强,低温抗裂性能和抗水损害性能降低,100%RAP混合料受到级配细化的影响,抗车辙性能不及新沥青混合料;多重冻融劈裂相比单次冻融劈裂能够更好地评价再生混合料的水稳定性。     

基于SCB的片麻岩-复合改性沥青混合料断裂性能研究

为研究片麻岩-复合改性沥青混合料的断裂特性,文章采用马歇尔试验进行了片麻岩-复合改性沥青混合料配合比设计,并制备半圆弯曲试验试件,利用不同温度条件下半圆弯曲试验的破坏荷载和位移,计算评价沥青混合料抗裂性能的指标。结果表明：与-15℃时的最大弯曲力相比,-10℃和0℃分别降低了23.5%、24.2%;断裂能随温度的升高而减小,-10℃和0℃时的断裂能比-15℃分别下降了17.02%、51.86%;开裂阻力指数随温度的变化规律,与最大弯曲力和断裂能随温度的变化规律具有一致性。     

高抗裂半柔性路面的性能研究与工程应用

试验研究了掺加不同增韧材料的灌浆料对半柔性路面材料高温抗车辙、低温弯曲性能、半圆弯曲抗裂性能的影响规律,并进行了工程试验段的应用。研究结果表明,掺加15%乳化沥青的灌浆料使半柔性路面材料获得高低温性能平衡兼顾的路用性能,实验室抗裂性能比以前技术提升45%,实际道路抗裂能力比以前技术提升2.6倍以上。     

TP-101聚烯烃改性剂对沥青混合料路用性能及效益影响分析

为提高沥青路面使用性能，采用TP-101聚烯烃外掺型改性剂改性沥青混合料，以车辙试验、弯曲蠕变试验、冻融劈裂试验、半圆弯曲试验等评价TP-101改性沥青混合料(TP-101 modified asphalt concrete, TPAC)的路用性能，并采用道路工程有限元软件BISAR分析TPAC的性能效益。试验结果表明，随TP-101改性剂掺量增加，TPAC的动稳定度、低温破坏应变显著增大，马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比先增大后减小；TP-101掺量在0.3%～0.4%时，其动稳定度达到6 000次/mm以上，远超规范要求值，低温破坏应变达3 000με,冻融劈裂强度比为84%,柔韧性指数为30～34,TPAC的路用性能满足重载交通的使用需求。BISAR分析结果表明，使用TPAC可优化路面结构，提高路面使用寿命。     

掺加旧水泥混凝土再生粒料的沥青混合料路用性能评价

废弃的旧水泥混凝土板块再生利用于沥青路面工程既环保又经济.通过大量试验,着重评价了旧水泥混凝土路面改造工程中,混凝土板块破碎加工成的再生粒料拌制的沥青混合料的路用性能.首先,通过车辙试验和高温蠕变试验,评价了混合料的高温性能;其次,通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价了混合料的水稳定性;最后通过低温弯曲试验,采用应变能密度临界值指标评价了混合料的低温抗裂性能.试验结果表明,再生粒料拌制的沥青混合料的性能优良,再生粒料的掺量对混合料性能的影响较小.因此,建议在沥青路面工程中大规模的推广应用旧水泥混凝土再生粒料.     

基于长期老化作用的再生混合料路用性能试验研究

高RAP掺量的再生沥青混合料的长期路用性能成为当前沥青路面再生技术关注的焦点。在室内设计85%RAP掺量的再生沥青混合料,采用长期烘箱加热法在85℃烘箱加热5 d和10 d对其进行模拟老化,然后采用动态蠕变试验、半圆弯曲试验和冻融劈裂试验对再生混合料的路用性能进行评价,结果表明:长期老化作用下,再生混合料的抗车辙性能增强,低温抗裂性能和抗水损害性能下降;与新沥青混合料相比,再生混合料在长期老化作用下具有较大幅度的抗车辙性能提升和低温抗裂性能下降,其抗老化能力较差。如何进一步提升再生混合料的长期路用性能还需要更多的研究和探索。     

基于弯曲应变能的纤维沥青混凝土抗裂性能评价方法

沥青混合料常采用低温小梁弯曲试验来评价其低温抗裂性,其中抗弯拉强度、弯拉应变和弯曲劲度模量被用作表征沥青混合料低温性能的重要指标。通过室内试验揭示,以上三个指标并不能单独准确地反映沥青混合料的低温抗裂性能。借用弯曲应变能密度临界值这一概念,采用能量法对不同掺量下的纤维沥青混合料的低温抗裂性能进行重新分析、评价,能较好地反映纤维沥青混凝土的抗裂性能,同时也对这一指标进行了验证分析。研究结论认为,采用弯曲应变能密度临界值作为纤维沥青混凝土的低温抗裂性能评价指标是合理、可行的。     

乳化沥青冷再生混合料低温性能研究

随着乳化沥青冷再生混合料逐渐在高等级公路较高层位的应用,其低温抗裂性能需要引起更多的关注。通过半圆弯曲(Semi Circle Bending,SCB)试验,采用断裂能指标评价乳化沥青冷再生混合料的低温性能,提出不小于1 000J/m2的评价标准。同时与低温弯曲试验进行对比分析,结果表现出相同的变化规律,即不添加水泥的乳化沥青冷再生混合料其低温性能相对较差,随着水泥用量的增加,冷再生混合料低温性能逐渐提高,但随着水泥用量的继续增加,冷再生混合料表现出一定的脆性,导致混合料的低温性能降低,因此,建议乳化沥青冷再生混合料设计时应严格控制水泥用量,并建议水泥用量不超过1.5%为宜。     

加纤沥青碎石封层养护技术研究与应用

为研究加纤沥青碎石封层在公路预防性养护工程中的应用,文中基于拉拔试验、渗水试验及构造深度试验,探究材料配比对加纤沥青碎石封层黏结性能、渗水性能、抗滑性能的影响,结合实际养护维修工程,通过跟踪调查构造深度、渗水系数对维修养护效果进行评价。结果表明,乳化沥青用量对加纤沥青碎石封层拉拔强度、构造深度影响较大,纤维用量影响较小,3种材料最佳掺比为：乳化沥青1.6 kg/m²,碎石8 kg/m²,纤维80 g/m²。原路面经加纤沥青碎石封层养护1年后,路面构造深度在1.1～1.6 mm范围内,渗水系数均小于0.3 mL/min,实际应用效果良好。     

抗车辙沥青混合料技术经济评价

为选择满足沥青路面抗车辙要求的沥青混合料,采用高模量剂、抗车辙剂、30^#沥青和70^#沥青设计AC-25沥青混合料,通过高温稳定性、低温抗裂性能与水稳定性试验进行技术性能评价,通过混合料材料组成进行经济性评价。结果表明,高模量剂、抗车辙剂沥青混合料与30^#沥青混合料均具有良好的抗车辙能力;抗车辙剂沥青混合料的低温抗裂性能优于高模量剂沥青混合料;抗车辙剂、高模量剂沥青混合料的水稳定性优于30^#、70^#沥青混合料;30^#沥青混合料的材料成本低于高模量剂、抗车辙剂沥青混合料;抗车辙剂沥青混合料的综合性能最好。     

应用测力延度试验评价改性沥青的低温性能

低温开裂是低温地区沥青路面发生的主要病害,而沥青结合料的低温抗裂性能是病害的主导因素,因此选择合适的评价方法和合理的评价指标显得尤为重要。本文主要对6种SBR改性沥青进行测力延度试验、常规技术指标试验以及SHRP的弯曲梁流变仪试验,通过将FDT与常规技术指标试验、SHRP的弯曲梁流变仪试验进行相关性分析,验证了应用FDT评价改性沥青的低温性能经济合理性以及采用粘弹比RV E、拉伸柔度f、屈服应变能E作为评价指标的正确性,同时也对其拉伸机理进行了研究分析。     

基于环形加载试验的稳定型橡胶沥青热再生混合料抗裂性能研究

为改善厂拌热再生沥青路面材料的抗裂性能,将新型稳定型橡胶沥青应用于厂拌热再生技术当中,设计并制备了热再生沥青混合料EME-20。同时,为优化混合料抗裂性能评价方法,设计开发了环形加载试验,基于70~#道路石油沥青制备的AC-20混合料确定了最佳试验参数,并提出了极限荷载F_(max)、破坏变形δ_(Fmax)、劲度指数IRT及断裂能W等评价指标。结合环形加载与小梁弯曲试验,对不同旧料掺量的橡胶沥青再生混合料开展了抗裂性能对比研究。结果表明:依托UTM-25试验平台,在10℃、5 mm/min加载条件下能够稳定、完整地检测环形加载试验过程中的荷载-变形曲线,从而准确反映混合料的抗裂性能;随着橡胶沥青混合料中旧料掺量的提高,环形加载试验极限荷载F_(max)及劲度指数IRT逐渐增大,破坏变形δ_(Fmax)及断裂能W逐步降低,说明旧料的掺加使得橡胶沥青混合料的强度和模量提高,但抗变形能力和综合抗裂性能有所下降;稳定型橡胶沥青再生混合料的低温抗裂性能良好,当旧料掺量低于20%时极限弯曲应变达3 000με以上,即使在50%的旧料高掺量下极限弯曲应变仍大于2 500με;基于环形加载试验获得的检测结果与小梁弯曲试验结果相关性良好(R~20.9),对再生沥青混合料抗裂性能的评价有较好的可靠性。     

长大纵坡路面路用性能评定标准研究

为了分析长大纵坡沥青路面路用性能不同于常规路面的特点,通过全厚式车辙板试验及对其动稳定度指标的讨论、层间直剪试验分析层间容许剪应力、复合式小梁进行小梁弯曲试验对路面抗弯拉强度以及破坏指标进行分析,提出了以动稳定度评价高温稳定性,以路面层间容许剪应力评价抗剪性能,以破坏应变控制低温抗裂性能的具体指标。可做为设计与施工的指导。