SMA骨架标准研究

传统观点认为，粗集料的干插捣间隙率VDRC大于压实混合料中粗集料间隙率VMix是SMA骨架结构形成的标准，但是VDRC与VMix在压实方法、测量精度、换算密度指标等方面存在系统误差，导致VDRC在多数情况下都大于VMix，失去了优选级配的作用。试验及结果分析表明，用体积法测量的毛体积密度换算的VMix较合理，用VMix随细集料增加的突变点判定骨架形成是可行的。     

用体积参数控制法计算SMA初试沥青用量

用体积法设计SMA沥青混合料配合比,可以用体积率控制参数集料间隙率VMA、压实混合料空隙率VV计算单位体积沥青混合料中有效沥青质量Mbe和组合集料质量Ms,用组合集料表观相对密度和毛体积相对密度计算单位质量集料的孔隙体积率,用集料孔隙吸收胶浆(沥青和矿粉的混合物)假设法计算集料吸收沥青质量Mba,Mbe与Mba之和与单位体积沥青混合料质量(Ms+Mbe+Mba)之比即为沥青用量Pb。计算结果与经验方法及以前常用经验公式计算值基本一致。更精确的沥青用量计算应考虑纤维稳定剂在VMA中所占的体积率和集料孔隙吸入的矿粉质量。     

嵌锁密实水泥混凝土粗集料级配组成设计方法

根据水泥混凝土中粗集料的作用, 引入了集料填充比参数来表征粗集料的级配组成结构与集料颗粒之间的关系。以粒子干涉理论和颗粒填充理论为基础, 参考体积法设计思想, 提出了水泥混凝土粗集料嵌锁骨架结构级配组成设计方法, 并编制了设计软件。根据试验工程水泥混凝土设计要求, 应用设计软件确定了粗集料级配组成和嵌锁密实水泥混凝土设计配合比, 并进行了混凝土性能试验验证。试验结果表明: 应用设计软件直接确定的嵌锁骨架结构粗集料级配组成, 比《公路水泥混凝土路面施工技术规范》 (JTG F30—2003) 推荐的级配范围下限偏粗, 整体骨架结构更好; 嵌锁密实水泥混凝土的坍落度为25 mm, 满足10~30 mm的工作性设计要求; 28 d弯拉强度为7.9 MPa, 大于配制弯拉强度7.7 MPa, 满足设计强度要求; 应用快冻法试验得出的混凝土最大抗冻循环次数为250次, 抗冻耐久性指数为49.2%, 满足寒冷地区200次抗冻循环的要求。     

粗集料UHPC收缩与力学性能

为降低超高性能混凝土(UHPC)收缩和开裂风险, 进行了5组不同粗集料掺量(质量分数分别为0、12.5%、22.5%、32.5%和42.5%)的UHPC的自收缩、基本材性(抗压强度、抗拉强度和弹性模量)、集料级配和圆环约束收缩等试验, 分析了粗集料掺量和集料级配对UHPC自收缩和基本材性的影响, 并采用提出的收缩开裂应力相对差值评价粗集料的掺入对UHPC收缩开裂的影响; 进行了有、无粗集料UHPC在圆环约束下的开裂性能试验与对比分析, 验证粗集料掺入对减小UHPC收缩开裂的有效性, 并给出UHPC中粗集料掺量和最大粒径限制的建议。研究结果表明: 随着粗集料掺量的增加, UHPC早期自收缩量降低, 最大降幅近20%;粗集料对UHPC的弹性模量、抗压强度和抗拉强度等的影响程度与其掺量和级配有关, 当粗集料掺量为22.5%时, 其级配曲线几乎全部处于富勒氏与泰勃特曲线范围内, 是5组材料中堆积最紧密的一组, 对UHPC弹性模量与抗压强度提高最为显著, 对抗拉强度的降低幅度影响最小; 当粗集料掺量为22.5%时, UHPC收缩开裂应力相对差值最大为1.31 MPa, 为试验中的最合理掺量, 可有效降低收缩开裂风险; 与未掺粗集料的UHPC相比, 圆环约束下掺有22.5%粗集料的UHPC的残余应力与拉应力水平分别降低15.8%和14.7%, 其抗裂性能得到提高; 建议对粗集料UHPC进行紧密堆积设计以获得尽可能优的材性, 对掺有长度为12~20 mm钢纤维的UHPC, 其集料的最大粒径可放宽至9.5 mm。     

基于离散元法的ATB-30沥青碎石混合料级配设计

基于离散元法进行ATB-30的级配设计,通过构建虚拟试验,以抗压强度最优为原则初步提出了粗集料级配;采用改进的k法,根据抗压强度与劈裂强度最优为原则提出了细集料级配,并通过抗压强度最优为原则逐步缩小级配范围。经室内试验验证,优选出的级配综合路用性能不低于规范中值级配,离散元法确定级配无需繁琐的试验且高效,重点在于确定合适的模型参数。     

粗集料分布形态对沥青混合料疲劳性能影响研究

为分析粗集料的分布形态对沥青混合料疲劳性能的影响,选择粗集料棱角性和混合料内部接触状态2个细观特征作为粗集料分布形态参数,利用MATLAB等图像软件分析并提取粗集料在沥青混合料中的细观特征,同时生成虚拟的二维沥青混合料试件。利用交互手段将虚拟试件导入离散元PFC2D软件,编辑设置相关细观参数和模拟间接拉伸室内虚拟实验的代码,完成离散元模拟实验。结果表明：定义的棱角性参数在110 000～130 000之间时,存在一个抗疲劳破坏的强度峰值;在级配正常的接触对范围内,接触对数量与沥青混合料抗疲劳破坏性能呈现一定的正相关关系。     

TLA和DCLR对沥青与集料黏附性的影响

为了研究煤直接液化残渣(direct coal liquefaction residue,DCLR)和特立尼达湖沥青(Trinidad lake asphalt,TLA)对沥青与集料黏附性的影响,基于表面自由能理论,以SK-90沥青为基质沥青,选用石灰岩和花岗岩为集料,采用躺滴法分别测量了DLCR、TLA掺量为0%、2%、4%、6%、8%、10%(与SK-90质量比)的改性沥青的表面自由能,计算了沥青的黏聚功,以及沥青-集料的黏附功、剥落功和水稳定性评价参数值。结果表明:随着DCLR、TLA的掺入且掺量的增加,沥青的表面自由能、黏聚功以及沥青-集料黏附功和水稳定性评价参数值均在不断增加,说明DCLR和TLA的掺入可以改善沥青-集料的黏附性、提高沥青混合料的水稳定性能;在相同掺量下,DCLR提高沥青表面自由能、沥青-集料黏附性和水稳定性能的效果要明显优于TLA。     

细集料毛体积相对密度和吸水率的新型试验方法研究

在沥青混合料配合比设计中,为合理确定空隙率Va、矿料间隙率VMA等体积参数,需要提供准确的细集料毛体积相对密度和吸水率等基本物理参数,但传统方法在此方面的试验精度尚有不足。近几年,国际上就细集料毛体积相对密度和吸水率试验方法提出了不少新的思路,本文介绍了这些新方法的工作原理和初步试验结果。研究表明：这些方法与传统方法相比而言,更加直接、客观,是未来的发展趋势。     

沥青玛蹄脂碎石混合料级配试验研究

为了研究沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA)的级配组成 ,笔者采用配方均匀设计方法对粗集料间隙率VCA的影响因素进行了试验研究 ,对VCA试验数据进行了回归分析 ,得到了粗集料的合理配比组成 ;利用沥青裹覆集料试验确定了最小沥青用量 ,用体积法和填充理论对细集料和矿粉的组成进行了分析 ,并对设计的混合料的路用性能给予了试验验证 .结果表明 :文中设计的SMA级配混合料具有优良的路用技术性能 .     

沥青稳定碎石骨架结构评价方法

通过系统测试粗集料指标和混合料动稳定度,研究了沥青稳定碎石骨架结构评价方法及其影响因素.测试了不同级配的沥青稳定碎石动稳定度,发现规范范围内不同混合料抗车辙能力有明显差距,且粗型沥青稳定碎石混合料抗车辙能力未必优于细型混合料;粗集料指标测试结果证实SSC及VCADRC与混合料动稳定度间有着良好联系,因而可利用VCADRC进行沥青稳定碎石粗集料设计或评价;利用均匀设计法进行的粗集料体积指标测试发现:单独一档粒径集料含量均与粗集料体积指标缺乏联系,整体的搭配才是关键.     

细集料对沥青混合料性能的影响

针对AC-10沥青混合料的骨架形式,研究粒径为2.36mm和1.18mm的细集料用量与沥青混合料体积、力学及路用性能的关系。研究结果表明,细集料不仅影响混合料的体积特性,而且对其路用性能也有很大影响。     

混合料生产过程中骨料破碎对HMA体积特性的影响

对沥青混合料生产和铺筑过程中集料破碎降解现象与生产摊铺不同阶段的混合料的体积特性进行了研究,结果发现：①在矿料的转运、提升与拌合过程中会产生显著破碎降解;②集料的最大公称粒径（NMAS）与混合料厂拌生产过程中的集料的破碎降解率无关;③虽然集料破碎降解是集料类型的函数,但粗集料洛杉矶磨耗损失与细集料磨耗试验均不能用来预测所研究类型集料的降解情况;④实验室取样与运料车取样成型试件的空隙率与矿料间隙率存在显著差异,研究没有找到通过采用混合料体积参数来预测厂拌过程中集料破碎降解情况的方式。     

集料毛体积相对密度测试方法研究

文章分析了粗集料试样烘干质量对于毛体积相对密度测试值以及沥青混合料最佳沥青用量的影响．并提出了测试方法的改进措施;分析采用吻合表观相对密度值的方法,以保证细集料毛体积相对密度测试结果的准确可靠。     

沥青混合料劈裂试验的颗粒流程序模拟研究

为了从细观角度模拟分析沥青混合料的低温开裂行为,选取了4种集料类型、4种矿料级配类型,运用颗粒流程序PFC2D内置"Fish"语言,重构了包含沥青砂浆和粗集料在内的沥青混合料细观数字试件,采用离散元方法实施了虚拟劈裂试验。研究结果表明:离散元模拟得到的劈裂抗拉强度与室内试验结果的匹配程度较好;试件在加载至峰值荷载前,内部已萌生一定数量微观裂纹,极值点荷载后微观裂纹数量大幅增加;高强度集料组成的混合料基本沿着集料与砂浆的界面发生破坏,低强度集料则部分会被裂纹贯穿;基于颗粒流程序的虚拟劈裂试验可以作为研究沥青混合料断裂特征的辅助手段。     

热阻式SMA-13沥青混合料级配优化

为了研究热阻式SMA-13沥青混合料中耐火碎石最佳掺量, 设计了SMA-13沥青混合料配合比方案, 即在2.36~4.75 mm集料中, 耐火碎石体积掺量为100%, 在4.75~9.5 mm集料中, 耐火碎石体积掺量分别为20%、40%、60%、80%、100%, 在9.5~13.2 mm集料中, 耐火碎石体积掺量分别为10%、20%、30%;研究了耐火碎石掺量对SMA-13沥青混合料路用性能和阻热性能的影响规律, 提出了耐火碎石最佳掺量, 并分析了最佳掺量下热阻式SMA-13沥青混合料路用性能和阻热性能。试验结果表明: 与普通SMA-13沥青混合料相比, 将2.36~4.75 mm集料全部替换为耐火碎石时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能降低约3%, 试件温度降低约1.4℃; 4.75~9.5 mm耐火碎石掺量占该粒径普通集料60%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能降低5%~10%, 试件温度降低约5.7℃, 阻热效果明显, 耐火碎石掺量超过60%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能急剧衰减, 阻热效果不明显, 掺量为60%~80%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能降低幅度达到10%~20%, 而试件温度降低幅度不超过0.7℃; 9.5~13.2 mm耐火碎石掺量占该粒径普通集料10%~20%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能基本不变, 而阻热效果明显, 掺量达到20%时, 路用性能降低约13%, 试件温度降低约7℃, 耐火碎石掺量超过20%时, 路用性能急剧下降, 无阻热效果, 试件温度增加0.1℃; 基于热阻式SMA-13沥青混合料降温效果最佳原则, 建议2.36~4.75、4.75~9.5与9.5~13.2 mm耐火碎石掺量分别占同粒径普通集料的100%、60%和20%。     

钢渣集料微观与表观形貌特征试验分析

钢渣作为钢铁行业的工业副产品,经破碎后整体特征与筑路集料类似,是目前短缺的优质石料的良好替代品。为系统研究钢渣集料作为筑路集料的外观形态特征,采用包括X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、压汞试验和集料图像测量系统在内的多种现代检测仪器和方法分析其微观表面构造、孔隙特征、形态特征等指标,并与常见的石灰岩、玄武岩集料进行对比论证,结果表明:钢渣是一种密度大、吸水率大、压碎值小、黏附性良好的集料;钢渣表面存在较多的粉体颗粒,孔隙分布丰富,大于1μm的孔隙占比达到65.24%;钢渣的棱角性高于石灰岩和玄武岩集料,表面纹理指标介于石灰岩和玄武岩之间,球度指标优于石灰岩和玄武岩集料。     

针、片状颗粒含量对混凝土性能的影响

粗集料是混凝土的重要组成部分,一般能占到混凝土总体积的60%以上,所以粗集料在混凝土的成分中占有很重要的地位。当水泥混凝土的结构相同时,粗集料的强度,形状以及级配等都会对混凝土的性能产生很大的影响。粗集料的颗粒形状尤其是针、片状颗粒的含量会直接影响混凝土拌和物的物理和力学性能。通过一系列的混凝土配合比试验,初步探讨粗骨...     

采用核子法（浅层）现场测定土壤及土壤集料湿度AASHTO编号：TS239—91

0引言 本标准规定了采用核子仪现场测定土壤及土壤集料湿度的方法.测量值的单位为每单位体积水的质量lb/in3或kg/m3.湿度被定义为:在给定的土壤中水的质量与其中固体颗粒的质量之比,以百分比表示.     

钢渣沥青混合料的路用性能及体积稳定性研究

为探究钢渣粗集料对沥青混合料的路用性能和体积稳定性的影响,分别用石灰岩和不同膨胀性的两种钢渣为粗集料,设计配合比为AC-13C型的沥青混合料。通过浸水马歇尔、动稳定性、冻融劈裂、间接拉伸和体积稳定性试验,研究钢渣对沥青混合料性能的影响,并采用X-射线衍射、扫描电子显微镜分析其机理。研究结果表明:两种钢渣沥青混合料的路用性能均好于石灰岩沥青混合料的;两种钢渣的沥青混合料的间接拉伸疲劳性能分别为石灰岩沥青混合料的1.36倍和2.16倍,用钢渣2为粗集料的沥青混合料比用钢渣1为粗集料的沥青混合料更稳定。虽然钢渣沥青混合料的体积稳定性降低,但是两种钢渣沥青混合料的72 h浸水马歇尔稳定度分别是石灰岩沥青混合料的1.25倍和1.52倍。     

红砂岩与石灰岩集料掺配后路用性能研究

通过对红砂岩和石灰岩集料掺配后进行磨光试验、混合料配合比设计、高温、低温及水稳性的验证试验,探究了不同掺配比例下(红砂岩)对集料磨光值、混合料各项性能的影响,并对主要影响因素进行了分析,得到了将红砂岩按一定比例(>25%)掺配于石灰岩中,可以提高混合料路用性能的结果。