基于GTM法密级配沥青稳定碎石性能研究

为研究成型方式对密级配沥青稳定碎石路用性能的影响,采用不同最大公称粒径的密级配沥青稳定碎石,分别以GTM法与大马歇尔法确定其最佳油石比与体积参数,并对不同参数标准下的混合料进行了性能对比分析。结果表明:成型方式对沥青稳定碎石的性能有着重要的影响,GTM法设计的密级配沥青稳定碎石较大马歇尔法性能更优。同时,试验路检测结果表明:以GTM法确定的密度控制现场施工质量更为合理。     

沥青稳定碎石基层混合料设计方法的研究

对沥青稳定碎石基层混合料设计方法进行了系统研究,通过室内试验,提出了沥青稳定碎石基层混合料的级配,评价了沥青稳定碎石基层混合料的路用性能,并且,采用了大马歇尔法、旋转压实体积法、GTM法3种方法研究了沥青稳定碎石基层混合料最佳沥青用量的确定方法.     

从GTM试验看路面的严格压实

近年引进的美国GTM试验，在用于沥青混合料的试验扣组成设计方面，其主要创新在于该法脱开了现行马歇尔击实成型的试验方法，而另辟于模拟道路行车荷载的实际受力状况，通过旋转揉搓性的压实，来同时完成一系列有关物理力学性能的实验.GTM与传统马歇尔试验、设计方法相比，前结果具有较高密度和较低沥青含量的试验标准和特点。试验表明，加大压实功(垂直压强)可以再度提高压实密度这样一个创新和启示。本在研究分析这些新方法、新标准的基础上，着重提出了试验数据与实际应用二之间的结合问题。在新标准与施工压实方面，提出并强调了高温碾压，保热压实，这一压实环节中的重要潜能所在和实用效果。     

成型方式对SMA沥青混合料路用性能影响研究

分别对细、中、粗3 种不同的SMA 级配,采用GTM 法与马歇尔法进行设计,并对其体积特性参数和路用性能进行了比较研究。结果表明:GTM 法设计的试件密度和饱和度较马歇尔法设计的试件大,空隙率和矿料间隙率小,GTM法设计的SMA沥青混合料具有较高的高温稳定性,低温抗裂性和水稳定性。     

沥青稳定碎石基层设计与施工

提出4种沥青稳定碎石柔性基层路面结构，选用2种沥青，用大马歇尔法进行沥青稳定碎石基层材料组成设计，用GTM设计法确定最佳油石比，并结合试验路工程，研究了沥青碎石基层的施工工艺。     

基于GTM设计方法的ARAC-13C型橡胶沥青混合料性能

采用GTM设计方法进行ARAC-13C型橡胶沥青混合料配合比设计,通过力学参数和体积参数确定了混合料配合比,结合现场施工质量监控情况,总结提出了基于GTM设计方法的ARAC-13C型橡胶沥青混合料施工工艺.结果表明,采用GTM设计方法设计的橡胶沥青混合料空隙率和油石比低,水稳定性和高温稳定性好.     

二秦高速张家口段应力吸收层配合比设计方法适用性研究

为解决二秦高速张家口段沥青路面反射裂缝严重的问题,本文以高黏高弹改性沥青应力吸收层的配合比设计为研究目标。通过研究真空法、计算法、沥青浸渍法对应力吸收层混合料理论最大相对密度的测定,并采用马歇尔法、旋转压实法和基于路用性能的油石比确定方法对应力吸收层的配合比设计进行了研究。研究表明,相比真空法和计算法,沥青浸渍法更适用于应力吸收层混合料最大理论密度的确定;马歇尔法不适用于应力吸收层的配合比设计,而旋转压实法和基于路用性能的油石比确定方法都适用于二秦高速张家口段应力吸收层的配合比设计。     

AK-13A抗滑表层的GTM法设计

针对传统的马歇尔设计法在抗滑表层沥青混合料AK-13A设计中的不足,通过优化AK-13A级配、采用混合料GTM法配合比设计进行弥补。对沥青混合料的体积指标、路用性能、拌和工艺、碾压工艺都进行了详细的研究。依据贝雷法,将沥青混合料的级配范围进行适量的调整,使其更满足道路需求;通过GTM法配合比设计,提高压实度,降低孔隙率,满足日益增加的交通荷载要求。采用GTM方法成型试件,并对试件进行切割,用马歇尔方法进行沥青混合料路用性能验证。将马歇尔方法和GTM方法成型的试件试验结果进行对比分析,研究不同的配合比设计方法对沥青混合料路用性能指标的影响。试验得出,优化后的AK-13A级配下限通过率增大,保证混合料密实,上限通过率减小,保证路面的抗滑,路面4.75 mm以上碎石较多且无明显离析现象;采用GTM方法设计的混合料油石比低、密度高,比马歇尔密度提高2%,在现有施工设备条件下,能够达到较高的压实度,使抗滑表层的路面实际空隙率控制在4.5~5.5%;路面表面构造深度达到0.65,横向力系数SFC60达到75,渗水系数在50 m L/min以内,同时平整度标准差σ达到0.53 mm,各项检测指标都远远优于交工验收的标准。级配范围、配合比设计方法调整后得到的AK-13A抗滑表层具有优良的抗水损、抗滑和抗车辙性能。     

基于GTM设计方法的AC-13C型沥青混合料应用研究

针对现行沥青混合料配合比设计方法的不足,本文提出采用能够模拟现场碾压工况并以力学参数为设计指标的GTM设计方法进行沥青混合料配合比设计,通过分析对比了GTM与马歇尔方法的设计结果,结合现场施工经验总结提出了与GTM设计方法相匹配的施工工艺。研究结果表明,与马歇尔设计结果相比,GTM方法设计的沥青混合料路用性能大幅度提高。实体工程表明,尽管GTM设计的混合料油石比较低、压实度标准较高,但使用现有的施工设备,施做的路面压实度完全可以达到较高标准,现场空隙率可控制在5%左右。     

沥青稳定碎石基层设计与施工

提出4种沥青稳定碎石柔性基层路面结构,选用2种沥青,用大马歇尔法进行沥青稳定碎石基层材料组成设计,用GTM设计法确定最佳油石比,并结合试验路工程,研究了沥青碎石基层的施工工艺.     

温拌沥青混合料压实特性试验研究

通过马歇尔击实试验和旋转压实试验,研究不同压实方式对温拌沥青混合料压实特性的影响.以AC-13F为例,分析了成型方式和压实次数对温拌沥青混合料体积参数的影响,并采用热拌沥青混合料进行对比.结果表明:采用旋转压实法成型的试件密度大于击实法;在压实次数为50次时,试件体积参数对成型方法和沥青混合料类型均不敏感等,为温拌沥青混合料的设计和施工提供了对比参数.     

贝雷法和CAVF法在AK-13A和SMA-13的混合料级配设计中的应用

传统的沥青混合料配合比设计时,通过粗、中、细3种级配试配,然后再进行马歇尔试件的击实,分析体积指标确定级配、油石比,过程复杂,试验人为误差较大,耗时,耗力。通过贝雷法的粗集料选取密度,CAVF法计算粗细集料比例及油石比,对AK-13A和SMA-13的级配和油石比进行优化,并运用贝雷法3个比例参数CA比、FAc比、FAf比对优化后的级配的骨架嵌挤情况进行判别,以评价优化后的级配是否符合贝雷法3个比例参数的要求,旨在严格控制沥青砂浆体积与粗集料间隙率之间的关系,使沥青混合料的骨架嵌挤效果更好,性能更稳定。研究过程中采用GTM方法成型试件,用马歇尔方法进行沥青混合料路用性能验证。结果表明,粗集料的设计密度位于松装密度及干捣实密度之间时可以达到嵌挤状态,对于一般的密级配沥青混合料如AK-13A,粗集料的设计密度选择松装密度,对于SMA选用干捣实密度。采用改进的CAVF法计算粗细集料的比例并优化级配,通过计算得到的油石比与最终实际采用的油石比基本一致。粗型密级配AK-13A混合料的3参数符合贝雷法范围,形成一种嵌挤密实结构;SMA的3参数都不在贝雷法的范围内,其形成的骨架密实结构是独有的。SMA-13的粉胶比较AK-13A大,同时沥青膜厚度小于AK-13A,但2种混合料路用性能经实践证明都是良好的。     

不同压实方法对乳化沥青冷再生混合料疲劳性能的影响研究

不同压实成型方法制备的乳化沥青冷再生混合料的疲劳性能存在较大差异，通过采用改进的马歇尔击实法和垂直振动压实法制备两种乳化沥青冷再生混合料，进一步对乳化沥青冷再生混合料进行间接拉伸疲劳试验，在试验结果基础上建立基于Weibull分布的间接拉伸疲劳方程，对不同压实成型方法的疲劳方程参数进行分析研究，探索不同压实成型方法对乳化沥青冷再生混合料疲劳性能的影响。试验结果表明，垂直振动压实法制备乳化沥青冷再生混合料的平均力学强度可达到现场取芯试件的92%，而改进的马歇尔击实成型试件的平均力学强度仅为现场取芯的65%；与改进的马歇尔击实法相比，垂直振动压实法的最佳乳化沥青掺量和外掺水量分别降低了9%和11%，同时抗水损害性能、低温抗裂性能和高温抗车辙性能可分别提高4%、12%和35%；基于Weibull分布建立的疲劳方程可有效评价乳化沥青冷再生混合料的疲劳寿命，垂直振动压实法制备的乳化沥青冷再生混合料表现出良好的应力变化敏感性和疲劳耐久性，其在应力比为0.5时的疲劳寿命是改进马歇尔击实法的1.36倍。     

基于旋转压实法的双层联铺路面油石比研究

为研究基于双层联铺工艺上、下沥青面层形成整体后的油石比确定方法,采用SGC法成型10 cm双层联铺沥青混合料试件,分析该试件的压力参数,通过试件的体积参数研究双层联铺沥青混合料试件的最佳油石比。结果表明,当SGC法竖向压力取550 kPa时,分形维数与原级配最接近;SGC法与马歇尔法相比,上、下面层最佳油石比分别降低了0.32%和0.25%,降幅分别为6.9%,6%,双层沥青路面油石比至少可降低6%;相比于传统摊铺工艺,采用双层联铺高温性能、低温性能与水稳定性能分别提升42%,18%,3%;通过室内试验与现场芯样,验证了双层联铺工艺的优越性。     

二广高速公路洛阳段沥青路面GTM设计方法及施工工艺

在分析现行高速公路沥青混合料配合比设计方法不足的基础上,提出采用能够模拟现场碾压工况并以力学参数为设计指标的GTM设计方法进行沥青混合料配合比设计,研究结果表明:与马歇尔设计相比,GTM方法设计的沥青混合料油石比较低、压实度标准较高,使用组合式碾压施工设备,达到孔隙率小,饱和度大,高温抗车辙能力强等优点,路用性能大幅度提高。     

抗车辙沥青路面的马歇尔试件体积指标

针对现行规范中VMA最小值标准过大的问题,通过重载交通下抗车辙沥青混合料的GTM法设计得到级配和油石比,然后用马歇尔法进行了VMA、VFA验证。马歇尔试验得出,GTM法设计的AK-13A、AC-20C、AC-25C配合比经马歇尔试验验证,试件的VMA均低于现行规范的要求;GTM法设计的AK-13A、AC-20C、AC-25C配合比的马歇尔试验验证的VFA的情况为:AK-13A仅比规范最低值高2%,AC-20C比规范最低值低4.3%,AC-25C比规范最低值高6.8%,但按GTM密度的97%(相当于马歇尔密度的99%)进行混合料路用性能验证,混合料高低温性能、抗水损害性能均较好满足规范的要求,实体工程经检测,路用性能较好。结果表明,重载交通下,抗车辙沥青路面现场压实度按GTM密度的97%(相当于马歇尔密度的99%),路面实际空隙率控制在5%~6%时,室内马歇尔试件的VMA、VFA是允许小于规范值的。     

矿料级配对沥青混合料体积指标的影响

采用正交试验方法,研究了矿料级配对GTM和马歇尔法成型的AC-16型沥青混合料体积指标的影响,并采用SPSS统计软件对混合料体积指标与其矿料级配参数的关系进行了多元线性回归,发现成型方法不同,级配各因素对沥青混合料空隙率的影响大小排序并不一致,传统马歇尔击实可能会改变矿料级配的结构,而GTM混合料体积指标与其矿料级配参数的回归关系式可作为优化级配的依据。     

路面大碎石柔性基层设计与施工

提出4种大碎石柔性基层路面结构,选用两种沥青,用大马歇尔法进行大碎石柔性基层材料组成设计,用GTM设计法确定最佳油石比,并结合试验路段工程,研究了大碎石柔性基层的施工工艺.     

基于GTM法的AC-13改性沥青混合料目标配合比设计

采用旋转剪切压实法(GTM)对渝长(重庆渝北—长寿)高速公路扩能工程路面上面层AC-13改性沥青混合料目标配合比进行设计,初步完成原材料选择、级配确定,并对沥青混合料性能进行检验和评价,最终提出在最佳油石比情况下的目标配合比,提高改性沥青混合料的水稳性和抗车辙能力。     

密级配沥青稳定碎石基层混合料最佳油石比确定方法研究

分别采用大马歇尔配合比设计方法、Superpave混合料设计法、力学指标设计法对4种密级配沥青稳定碎石混合料ATB30、SUP30、CAVF30、BLF30进行最佳油石比确定,并根据设计过程和设计结果对3种最佳油石比确定方法进行了比较评价。在此基础上建议采用大马歇尔击实成型试件的力学指标设计方法来确定密级配沥青稳定碎石混合料的最佳油石比,并在初步确定最佳油石比后再考虑沥青混合料的老化情况适当增加0~0.2%作为最终的最佳油石比。