海南岛AC-13型沥青混合料矿料级配区域优化研究

结合海南岛典型的热带季风海洋性气候,以AC-13型沥青混合料的矿料级配主要控制筛孔9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm和油石比组成5个因数,《沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)中AC-13型沥青混合料的矿料级配范围对应筛孔取上限、上中值、中值、下中值和下限等5个通过率作为5个水平,采用正交试验方法对AC-13型沥青混合料的矿料级配区域进行优化设计。     

基于正交Marshall试验设计的技术指标影响因素研究

结合安徽省沿江高速公路沥青路面工程施工实践,运用正交试验设计方法,研究AC-20改性沥青混合料矿料级配范围内各筛孔及对应筛孔不同质量通过百分率的5因素5水平对马歇尔技术性能指标的影响,通过数学方差分析,确定了各因素对空隙率、矿料间隙率、有效沥青饱和度、压实试件毛体积相对密度、稳定度和流值的影响排序和各因素的显著性定量分析,找到了影响马氏性能指标的各因素排序,为提高AC-20改性沥青混合料组成设计水平和其他结构类型的矿料级配设计提供了分析方法和调整满足性能指标的科学方法.     

AC-25C沥青混合料级配正交优化试验研究

考虑南方湿热地区沥青路面的使用要求,选取了19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm和0.075 mm筛孔的通过率和油石比六种因素及相应的五个水平,采用正交表试验表L25(56)进行了优化试验,通过极差分析法和趋势图分析了各因素和各水平对各马歇尔指标的影响程度和规律,分析提出了满足各沥青混合料指标要求的AC-25C沥青混合料的矿料级配和油石比范围.     

基于正交试验设计AC-20改性沥青混合料性能指标影响因素研究

结合安徽省沿江高速公路沥青混凝土路面工程施工实践,运用正交Marsball试验设计方法,研究AC-20改性沥青混合料矿料级配范围内各筛孔、对应筛孔不同质量通过百分率与不同油石比的5因素5水平对马歇尔技术性能指标的影响,通过数学方差分析,确定了各因素对空隙率、矿料间隙率、有效沥青饱和度、压实试件毛体积相对密度、稳定度和流值的影响因素排序和各因素的显著性定量分析,找到了影响马氏性能指标的各关键性影响因素,对AC-20改性沥青混合料组成设计水平和其他结构类型的矿料级配设计提供了调整满足性能指标的科学方法和分析方法.     

基于高温稳定性的浇注式沥青矿料级配研究

为了提高浇注式沥青混合料的高温稳定性,采用线性插值法分析了国内外浇注式沥青混合料矿料级配设计范围,通过贝雷法参数CA比的研究,提出了关键筛孔(0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm)通过率和CA比的适宜控制范围,以及基于高温稳定性的浇注式沥青混合料设计矿料级配范围,解决了浇注式沥青混合料抗高温变形能力差的问题。     

沥青混合料配合比优化设计及性能验证

本文以AC-16C沥青混凝土为例,基于提高沥青混合料的高温稳定性提出沥青混合料配合比优化设计。通过调整工程级配范围、使用改性沥青、降低沥青用量、提高填料用量、增大混合料空隙率等措施进行优化设计,分析矿料级配、沥青性能、油石比、粉胶比、空隙率对高温稳定性的影响,并验证混合料马歇尔稳定度、动稳定度、浸水残留稳定度等性能指标。为夏季炎热地区沥青混合料配比设计提供参考。     

骨架密实型沥青混合料矿料级配的设计与优化

在有关沥青混合料矿料级配设计理论与方法的基础上,提出了在拌制沥青混合料试验之前,先由筛分试验结果和测试的材料密度对骨架密实型沥青混合料进行矿料级配设计的方法,并利用Matlab、Excell等办公软件对矿料组成进行了优化.按该方法设计的矿料级配拌制沥青混合料,进行了动稳定度和冻融劈裂试验.结果表明,在相同原材料条件下,按该方法设计与优化的矿料级配拌制的沥青混合料具有比按规范级配范围中值拌制的沥青混合料具有更好的路用性能,尤其是高温稳定性和表面抗滑性.     

基于AC-13沥青混凝土的贝雷法级配设计研究

沥青混合料的矿料级配设计是影响路用性能主要因素之一,选用AC-13级配,通过研究不同CA、FAC和FAf值的沥青混合料性能和体积参数变化,结合CBR试验评价级配骨架结构,确定适用于AC-13沥青混凝土三参数范围,为沥青路面配合比设计提供必要参数,具有一定指导意义。     

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.     

基于GTM法钢渣沥青混合料矿料级配与性能研究

在分析钢渣集料工程特性的基础上,对不同级配的AC-13细粒式钢渣沥青混合料分别采用GTM法确定其最佳油石比与体积参数,并对其性能进行对比分析,优化得出骨架嵌挤密实型钢渣沥青混合料的矿料级配组成,然后对优化的混合料性能开展系统研究。试验结果表明,与石灰岩沥青混合料相比,骨架嵌挤密实型钢渣沥青混合料膨胀性、高温稳定性及水稳定性更优,具有良好的工程应用前景。     

基于单轴贯入试验的AC-20级配优化

为了提高沥青混合料的路用性能,利用颗粒流软件PFC~(2D)构建了沥青混合料单轴贯入数值试验方法,阐述了沥青混合料单轴贯入数值试验中试验条件的模拟方法和模型参数的取值,结合实体工程中AC-20室内单轴贯入试验评价了其可靠性。选取不同的原材料得到3组模型参数,基于单轴贯入数值试验研究了模型参数取值、粗集料级配、细集料级配和粗细集料比例对沥青混合料抗剪强度的影响规律。最后,通过室内单轴贯入试验确定了关键筛孔最佳通过率范围,提出了以抗剪强度最大为原则的AC-20矿料级配,并验证了其路用性能。结果表明:单轴贯入强度模拟曲线与室内实测曲线基本吻合;单轴贯入数值试验模型参数的取值对最大抗剪强度时集料的比例不产生影响;五档粗集料19~26.5mm,16~19mm,3.2~16mm,9.5~13.2mm,4.75~9.5mm的比例为3∶12∶5∶10∶10,细集料级配取I=0.75时所对应的级配,粗细集料比为60∶40时,沥青混合料抗剪强度最大;建议AC-20沥青混合料矿料级配9.5mm,4.75mm,2.36mm及0.075mm筛孔通过率分别为50%~60%、34%~44%、31%~37%和3%~7%;与规范推荐级配中值相比,优化级配AC-20混合料的抗剪强度、动稳定度分别提高了25%、27%。     

基于灰熵法的SMA-5混合料级配组成范围研究

为确定SMA-5混合料级配组成范围及关键控制筛孔,分别以2.36mm、1.18mm为粗细集料分界筛孔,采用粗集料断级配的矿料设计和贝雷法进行级配研究,结合沥青混合料体积特性与路用性能分析,借助灰关联熵法推荐出级配范围及关键控制筛孔。结果表明:2.36mm、1.18mm和0.3mm为SMA-5混合料矿料级配的关键筛孔,而9.5mm、4.75mm、0.6 mm、0.15 mm、0.075 mm为非关键筛孔;确定出SMA-5矿料各筛孔通过率范围0~9.5mm:100%;4.75 mm:98%~92%;2.36 mm:38%~28%;1.18 mm:34%~21%;0.6 mm:29%~18%;0.3mm:25%~15%;0.15mm:21%~13%;0.075mm:16%~12%。     

矿料级配走向对沥青混合料性能的影响

为研究不同矿料级配走向对沥青混合料性能的影响,在推荐的AC-16型级配范围内,选取了5种代表性的级配曲线,分析了不同级配走向对沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性能的影响.试验结果表明,"S"型级配走向(粗型密级配)沥青混合料具有最佳的高温稳定性和低温抗裂性,而规范级配上限(细型密级配)沥青混合料的高低温性能最差.     

浇注式沥青混合料矿料评价法级配优化设计

针对浇注式沥青混合料性能波动范围大和高温性能不足的问题,结合混合料结构组成特点,基于矿料最大密度理论及贝雷理论,初拟10种级配曲线的矿料,通过体积性能、流动性能、嵌挤性能等多个参数的测试评价,提出了浇注式沥青混合料配合比设计过程中矿料评价指标,并制定了优化的级配范围。测试结果表明,所提出矿料级配评价指标及级配范围是合理可行的,级配范围内的浇注式沥青混合料的贯入度及增量波动范围极小,对指导浇注式沥青混合料配合比设计和保障混合料施工质量具有重要作用,但对混合料高温性能的改善非常有限。     

基于分形理论的沥青混合料级配组成分析研究

以分形理论为基础,对分形级配在密级配沥青混合料配合比设计中的适用性进行试验研究。研究结果表明:分形理论级配计算公式与传统级配计算方法具有高度相似性;分形级配与现行规范密级配设计上下限范围相关性较高;分形矿料级配需要对个别筛孔通过率进行修正;分形级配粗集料堆积密度在分维数D=2.5附近存在最大堆积密度;分维数D=2.40~2.55范围内,修正的分形矿料级配对应的AC-20沥青混合料和AC-16沥青混合料具有良好的高温稳定性、马歇尔体积指标和抗水损性能等路用性能。     

超薄磨耗层矿料级配试验研究

针对超薄磨耗层SMA-10矿料级配,在现行技术规范提供的级配范围基础上,以2.36 mm作为关键控制筛孔,设计了13种SMA-10级配;采用旋转压实法成型混合料试件,测试并计算混合料的体积指标,对比分析关键体积指标与2.36～4.75 mm集料含量之间的关系,并对满足级配设计要求的沥青混合料进行路用性能评价.研究结果表明,当2.36～4.75 mm集料含量为0～8%或20%～28%时,所获得SMA-10混合料的体积指标更容易满足设计要求;其中,2.36～4.75 mm集料含量控制在0～8%时的矿料级配,更适合用于超薄磨耗层路面.     

沥青混合料在高速公路大修中的环境性能优化与质量控制

基于不同级配下沥青混合料,对其在高温多雨地区高速公路大修中的环境性能优化与质量控制进行研究。结果表明,通过分析不同级配对SBS改性沥青混合料路用性能的影响,各级配高温稳定性排序为:AC-2503级配工地级配 AC-2502级配 AC-2501级配。在改善SBS改性沥青混合料高温抗车辙能力时,RA最佳掺量取0. 35%较为合适,同时沥青混合料的浸水强度可得到改善。就冻融劈裂强度和浸水马歇尔稳定度而言,AC-2503 KH-25 Sup-25;就冻融劈裂强度比和残留稳定度而言,KH-25 AC-2503 Sup-25,AC-2503比KH-25更适应恶劣气候条件。同时提出了沥青混合料施工质量控制措施。     

热拌薄层AC-5沥青混合料体积参数及矿料级配范围研究

通过室内试验研究8种空隙率下热拌薄层AC-5沥青混合料的路用性能,提出最佳目标设计空隙率;借鉴国内外对热拌薄层AC-5沥青混合料体积参数范围的规定,提出适合中国国情的体积参数范围;以此为基础进行热拌薄层AC-5沥青混合料矿料级配范围研究,提出改进的矿料级配范围。     

矿料级配对沥青混凝土体积特性及抗车辙性能的影响

以2.36mm作为粗细集料的分界筛孔尺寸,将级配曲线分为粗段与细段两部分。采用分段设计思想,依据分界筛孔的通过率设计了3种公称最大粒径沥青混凝土混合料的15种级配。通过粗集料振实试验、沥青混凝土混合料马歇尔击实与车辙试验,研究了矿料级配对混合料体积特性与抗车辙性能的影响。结果表明:级配明显影响混合料的体积参数与组成结构形态,是抗车辙性能的显著影响因素。当分界筛孔的通过率设计适当时,沥青混凝土混合料为骨架密实结构,该结构呈现最好的抗车辙性能。     

3种沥青混合料表面层现场路用性能试验研究

为配合交通部公路沥青路面施工规范的修订．在总结已建高速公路经验的基础上．提出了沥青混合料AC-13的一个新的矿料级配范围。选择我国规范推荐的工程中常用的表面层AC-13Ⅰ型和AK-13A型与我们提出的新型级配沥青混合料表面层在青海平西高速公路修筑了试验路。室内沥青混合料马歇尔试验、车辙试验和低温弯曲试验均表明,3种沥青混合料均可以作为青海地区的高速公路表面层。现场检测表明,新提出的级配沥青混合料综合了现行规范规定的路面设计中常用的2种沥青混合料表面层的优点．具有密水、抗裂兼顾抗滑和抗车辙等功能。从3种沥青混合料矿料级配和结构组成特性两方面．分析了它们的现场压实特性、空隙率、密水性能、构造深度等现场路用性能差异的原因。理论和实践均表明：新提出的AC-13调整型沥青混合料是一种较好的高速公路沥青混合料表面层材料。