富沥青混合料的体积设计方法研究

结合广州南部快速路沥青路面的施工,进行了富沥青混合料体积设计方法的研究完善工作:确定了设计空隙率、初试沥青用量的确定方法及粗集料紧装密度的测试方法;明确了粗细集料的分界点;提出了富沥青混合料中粗集料的骨架嵌挤结构是否真正形成的检验方法;提出了根据期望的设计空隙率来确定最佳油石比。     

粗集料对排水沥青混合料性能的影响

排水沥青混合料为骨架空隙结构,其粗集料的骨架结构对排水沥青混合料的稳定性和耐久性至关重要。为了研究粗集料类型对排水沥青混合料体积特性的影响,选择3种岩性的粗集料(S10、S12),1种TPS改性沥青,通过粗集料骨架间隙率VCA、马歇尔试验、车辙试验、间接拉伸试验、冻融劈裂试验,分析了3种不同粗集料对VCA、满足排水沥青混合料设计空隙率20%时各矿料级配组成的影响,结果表明,为满足排水沥青混合料的骨架结构和高温、低温、水稳定性能要求,2种粗集料S10和S12的相对用量比例应在40∶60~50∶50之间。     

几种不同级配大粒径沥青混合料大马歇尔试件研究

采用析漏试验和大马歇尔试验方法确定开级配大粒径沥青混合料最佳沥青用量。通过实验研究几种不同级配大粒径沥青混合料的抗车辙能力、水稳定性和力学性能。研究表明,大粒径沥青混合料均具有良好的高温稳定性,水稳性能随着空隙率的增大呈减小趋势,LSM力学性能优于OLSM。     

沥青混合料临界矿料间隙率试验分析研究

JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中VMA的大小是根据集料的最大公称粒径和空隙率规定的。理论上讲,规范规定的最小VMA应该是此种混合料的临界VMA。笔者采用动态三轴蠕变试验对表面层AC-13型3种级配沥青混合料进行试验研究,确定AC-13型沥青混合料的临界矿料间隙率值。沥青混合料在相同的沥青用量下,其耐久性与裹覆在集料表面的沥青膜厚度相关,沥青膜厚度越大,其耐久性越强;否则,反之。将确定的临界矿料间隙率值转化为设计空隙率下的矿料间隙率,并通过计算沥青膜厚度验证该矿料间隙率的合理性。     

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.     

排水沥青混合料设计方法工程实例

排水沥青混合料配合比设计与普通沥青混合料设计方法差距明显,本文结合工程实例对其进行介绍并与普通沥青混合料设计方法进行比较。排水沥青混合料配合比设计首先利用空隙率与沥青用量关系曲线依据混合料的目标空隙率初步确定沥青用量,然后进行析漏试验和飞散试验检验,最终确定排水沥青混合料的最佳沥青用量。     

大碎石沥青混合料柔性基层在路面补强中的应用研究

将空隙率较高的最大粒径为37.5cm的大粒径沥青碎石混合料铺筑在老沥青路面上代替半刚性基层,解决半刚性基层补强中反射裂缝及排水问题。采用集料嵌挤方法进行级配设计,使用高粘度沥青增加沥青膜厚度,以析漏指标确定沥青用量,通过试验路提出大碎石沥青混合料柔性基层的施工工艺。试验路观测表明:大碎石沥青混合料柔性基层用于旧路改造,能够满足道路结构强度及高温稳定性要求,起到路面结构排水的作用,有效地防止了反射裂缝的产生。     

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.     

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。     

不同AC-13型沥青混合料在实际工程中的应用对比研究

主要讨论了两种不同AC-13型沥青混合料AC-13C和AC-13I的配合比设计方法,并通过马歇尔试验以及车辙试验等方法,对两种混合料在两个不同工程中的应用性能加以比较。结果发现AC-13C型沥青混合料的抗车辙能力为AC-13I型的1.25倍,沥青用量比AC-13I型的用量节约14.3%,而集料表面形成的沥青膜比AC-13I的厚5.3%;路面芯样图片显示AC-13C型沥青混合料中的粗集料形成了更好的骨架嵌挤型结构。     

大空隙混合料沥青用量的灰色关联分析

为研究灌注式半柔性路面大空隙混合料母体沥青用量与各影响因素的关联程度,引入灰色关联理论,以拌合温度、空隙率、细集料搅拌时间与矿粉搅拌时间为比较序列,结合肯塔堡飞散试验、谢伦堡析漏试验,综合得出的沥青混合料母体最佳沥青用量作为参考序列,进行沥青混合料的沥青用量分析,得出对沥青用量的影响因素的关联度,影响因素关联度大小排序为空隙率>矿粉拌合时间>细集料拌合时间>拌合温度。     

大粒径碎石沥青稳定排水基层混合料设计方法的研究

对大粒径碎石沥青稳定排水基层混合料设计方法进行系统研究,提出排水性大粒径碎石沥青稳定基层级配,通过析漏试验、飞散试验和马歇尔试验确定最初沥青用量,并通过水稳定性试验、高温性能试验和疲劳性能试验,确定最佳沥青用量。     

温拌橡胶沥青混合料性能研究与级配优化

通过车辙与冻融劈裂试验,分析了DAT-H5温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,提出以集料及其级配为研究对象的级配优化方法.分析了粗集料类型对橡胶沥青混合料可压实性、高温稳定性和水稳定性的影响;结合温拌橡胶沥青混合料的特异性,对ARAC-13级配进行调整优化.研究结果表明,提高温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性措施有:根据集料与胶结料配伍性,合理选择粗集料类型;适当提高9.5 mm及以上大粒径集料用量,并以橡胶沥青与矿粉组成的沥青胶浆填充集料空隙,可降低油石质量比和VMA,有效控制空隙率.     

矿料级配对沥青混合料体积参数的影响

对8组AC—13沥青混合料级配进行马歇尔试验,测定其体积参数空隙率W、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA;利用灰色关联度理论计算3个粒径组和油石比与体积参数的关联度,得出大于2.36 mm部分矿料粒径对混合料体积参数的影响最大,其次是小于0.3 mm粒径和沥青形成的沥青胶浆,0.3～2.36 mm部分对体积参数的影响最小.在混合料设计中,矿料级配对沥青混合料体积参数的影响大于沥青用量,应注重矿料级配特别是粗集料骨架结构的设计.     

沥青混合料骨架稳态参数及模型

为明确沥青混合料粗集料的骨架特征参数与路用性能之间的相关性,基于优化的分级掺配设计方法设计3种骨架密实型沥青混合料,采用数字图像处理技术观察混合料粗集料骨架特征参数转变的全过程,结合路用性能试验建立基于骨架特征参数的动稳定度估算模型,研究骨架参数的合理范围。研究结果表明：采用简化的分级掺配设计方法可以得到3种不同骨架特征的沥青混合料;混合料的空隙率和矿料间隙率VMA随着粗集料分级掺配次数的增加而降低,稳定度和动稳定度指标则随着掺配次数的增加而增加;混合料密度和有效沥青饱和度VFA最大值出现在二级掺配混合料中,采用间断级配有利于增加混合料的密度;随着掺配次数的增加,混合料粗集料接触点数量先增多后减少,但集料长轴水平倾角呈减小趋势;成型后混合料粗集料长轴初始倾角越小,混合料的动稳定度越高;试验数据暗示了沥青混合料存在一个粗集料骨架初始接触点数与初始倾角的合理范围,使混合料在一定的压实功下能够形成稳定的骨架嵌挤结构;混合料的粗集料接触点不宜过多,级配设计时应将粗集料接触点的数量控制在一个合理范围内;建立的沥青混合料动稳定度估算模型可分辨出粗集料接触点、倾角和沥青种类对混合料动稳定度的影响,但仅适用于有显著骨架特征的混合料。     

排水性沥青混合料渗透系数测试研究

为了对排水性沥青混合料的透水能力进行测评,分析影响沥青混合料透水能力的各种因素,使用了自行研制的渗透系数测试仪进行测试。通过对不同空隙率、级配、沥青品质试件的测试,发现空隙率与沥青混合料的渗透系数有着良好的相关性;空隙率相同的条件下,集料粒径越大,混合料的渗透系数越大;沥青品质对混合料的渗透系数影响不大。结果表明:空隙率可以作为沥青混合料渗透系数的控制指标,集料的最大粒径、2.36mm筛孔的通过率都是影响渗透系数的重要因素;测试得出排水性沥青混合料的合理水力坡度应小于等于0.03,渗透系数大于1.5×10-2cm/s可以作为评价排水性沥青混合料渗透能力的指标。     

骨架密实型沥青混合料实用设计方法

提出了一种新的骨架密实级配沥青混合料的实用设计方法,方法以矿料筛分结果为基础、以粗集料干捣实密度作为粗集料骨架设计指标进行骨架结构设计,采用粗细集料级配双向调整避免了级配设计过程中的二次设计步骤,通过计算影响系数、对比试件空隙率变动和切面观测三种方法科学直观判别沥青混凝土骨架形成状况,在实际工程中简单易行,整套方法具有实用性特点。     

大粒径透水性沥青混合料配合比设计研究

本文以沥青混合料设计孔隙率和粒子干涉理论为设计依据,采用多级嵌挤的级配设计方法,提出了具有骨架嵌挤结构得大粒径透水性沥青混合料级配参考范围;建立以沥青膜厚度、设计孔隙率、析漏试验与飞散试验为控制指标、并通过透水性试验和水稳定性试验进行性能验证的大粒径透水性沥青混合料设计方法。     

集料级配对沥青混合料空隙率的影响

通过对Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ沥青混合料级配进行大量室内试验，综合国外对沥青混合料级配的最新研究成果，总结出集料级配对沥青混合料空隙率的影响。     

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。