中面层沥青混合料改性前后疲劳性能对比研究

采用材料试验系统MTS810进行小梁应力疲劳试验,通过对中面层采用的级配AC-20、LAC-20和SAC-20沥青混合料改性前后的耐疲劳性能进行对比分析发现:除级配SAC混合料外,级配LAC和级配AC混合料改性后的抗疲劳性能均有提高,在相同应力比情况下,级配LAC混合料改性后其抗疲劳性能提高显著.在一定应力水平作用下,随着应力比的提高,载重量的增大,级配LAC混合料改性后的疲劳寿命增加的幅度逐渐减小,在较低应力比情况下,其抗疲劳性能明显增强.荷载应力水平不同,改性沥青混合料疲劳寿命提高的倍数不同,基本随着荷载应力水平的提高,疲劳寿命提高的倍数逐渐减小.     

基于粘弹性沥青路面疲劳性能的数值模拟研究

沥青混凝土路面主要破坏形式为疲劳破坏。分析了沥青胶浆粘弹性疲劳损伤原理,建立了粘弹性连续损伤力学模型,根据ANSYS9.0软件模拟计算得出以下几点结论:相同粉胶比下SBS改性沥青损伤速率小于高粘高弹沥青;材料损伤速率越低疲劳寿命越长,胶浆疲劳性能受粘弹性影响较大。在温度为15℃1 000次疲劳荷载作用不同级配沥青混合料情况下,当粘弹比从8增大到9.5过程中沥青竖向变形从2 mm增大到6 mm翻了三倍,在实际工程中可适当降低粘弹比以减弱沥青路面竖向变形;在疲劳荷载为4 000次情况下AC-5级配类型竖向变形约为AC-13级配类型竖向变形的两倍,前者存储模量大于后者导致变形积累速率小于后者。     

Aspha-min温拌沥青混合料路用性能研究

针对AC-13和AC-20两种Aspha-min温拌沥青混合料,通过室内试验研究,确定了温拌沥青混合料的制备工艺参数,对比分析了Aspha-min温拌沥青混合料和普通沥青混合料的强度特性、疲劳性能和高温稳定性等路用性能。研究结果表明:冻融之前,Aspha-min温拌沥青混合料和普通沥青混合料的劈裂强度变化不大,冻融之后,Aspha-min温拌沥青混合料劈裂强度比普通沥青混合料有所下降;在级配类型和温度相同的情况,Aspha min温拌沥青混合料和普通沥青混合料的疲劳寿命曲线几乎重合,疲劳寿命的变化规律一致,并回归了疲劳方程;在高温稳定性方面,Aspha min温拌沥青混合料比普通沥青混合料表现更好。     

沥青胶浆数量对浇注式沥青混合料性能的影响

为研究沥青胶浆数量对浇注式沥青混合料性能的影响,保持粉胶比相同而变动0.075mm筛孔通过率设计合成矿料级配,并采用高粘度聚合物改性沥青进行混合料性能试验和与甲基丙烯酸树脂防水粘结体系的层间粘结性能试验。结果表明:随着沥青胶浆含量的增加,浇注式沥青混合料流动性和低温抗裂性逐渐增强,但高温稳定性和层间粘结性能逐渐降低。     

基于DMA方法的沥青类材料相态转变温度研究

为了研究沥青类材料(包括沥青、沥青胶浆及沥青混合料等)的相态转变温度T_p的特性及其内在关系,选择2种不同特性的沥青并制备了其各自对应的不同粉胶比的沥青胶浆及不同级配的沥青混合料,采用动态力学分析(DMA)方法在相同的试件尺寸及相似的温度扫描模式下测试了每一类材料的T_p;进而对27种不同沥青、不同级配及不同油石比的AC5型沥青混合料的T_p采用标准方法进行了测试比较。结果表明:选择损耗模量峰值点对应的温度作为T_p可以有效地将3种沥青材料进行对比,沥青及沥青胶浆的T_p为负值,而沥青混合料的T_p变为正值;沥青性质是影响沥青类材料T_p的主要因素,相同沥青的3种沥青类材料具有很好的相关性;粉胶比对于沥青胶浆以及级配对于沥青混合料同样产生影响,随着粉胶比的增加,沥青胶浆的T_p逐渐增加,随着细集料的增加,沥青混合料的T_p逐渐降低;AC5型沥青混合料中,油石比及级配同样对T_p产生不同影响,橡胶沥青混合料AR的T_p更低,说明其具有更好的低温性能。采用DMA方法测试T_p可以为评价沥青类材料的低温特性提供一定的参考。     

超薄磨耗层沥青混凝土力学特性与疲劳性能研究

该文研究了级配类型和集料种类对超薄层沥青混凝土力学特性与疲劳性能的影响.研究结果表明,密实型级配类型或石灰岩作为细集料均能显著改善沥青混合料的力学性能,提高超薄层沥青混合料的抗压强度、劈裂强度和破坏劲度模量;超薄层沥青混合料的动态模量均大于普通沥青混合料,有利于提高沥青混合料抵抗永久变形的能力;普通沥青混合料的疲劳方程适合于描述超薄层沥青混合料的疲劳寿命与应力的关系,SAC-10(完断)级配的沥青混合料的疲劳寿命在相同的应力强度比下始终最大.     

硅藻土复配SBR改性沥青混合料的疲劳性能试验研究

为研究硅藻土复配SBR改性沥青的疲劳性能，制备了连续级配和间断级配硅藻土复配SBR改性沥青混合料，对多种类型硅藻土复配SBR改性沥青混合料展开间接拉伸疲劳性能试验，得到不同类型沥青混合料在不同温度下的疲劳方程。研究表明：混合料的类型、试验温度、硅藻土及SBR均对沥青混合料的疲劳寿命有影响；相同温度及混合料类型条件下，间断级配的疲劳寿命高于连续级配；相同级配及沥青混合料条件下，5℃条件下的疲劳寿命高于25℃的疲劳寿命；相同温度及级配条件下，硅藻土、SBR均可提高基质沥青混合料的疲劳寿命，表现为疲劳方程的K值增大，n值减小，且硅藻土对疲劳方程系数的影响程度大于SBR，即硅藻土复配SBR改性沥青混合料疲劳寿命的提高主要取决于硅藻土。     

粉胶比对冷补沥青混合料性能的影响

合理粉胶比的沥青胶浆是影响沥青混合料性能的重要因素。由于稀释剂和添加剂的存在,冷补沥青胶浆的性质和组成均与一般沥青胶浆不同,最佳粉胶比范围也有所差异。为了提出冷补沥青混合料合理的粉胶比范围,采用室内试验方法,通过分析冷补沥青混合料在不同粉胶比下的高温稳定性、成型强度和水稳定性等路用性能,研究粉胶比对冷补沥青混合料性能的影响规律。试验结果表明,合理的粉胶比范围能取得最佳的冷补沥青混合料性能,综合考虑各种路用性能和经济性的要求,建议广东地区冷补沥青混合料的粉胶比范围宜为1.0～1.3,但干旱或寒冷地区可以适当降低。     

沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响

为了研究沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响,采用简单性能试验(SPT)对矿粉、添加剂和沥青三者组成的沥青胶浆进行研究,分析了粉胶比、纤维和水泥用量变化对沥青混合料粘弹性的影响。结果表明,粉胶比、纤维和水泥对沥青混合料粘弹性的影响程度不同,但沥青胶浆中添加适量的纤维、水泥后均可以提高混合料的抗高温变形性能。随着加入纤维量的增加,沥青混合料动态模量减小,而粘性增大;在胶浆中加入水泥对提高混合料粘弹性的效果不明显。另外,混合料动态模量随粉胶比的减少,先增大后减小,相位角逐渐增大。因此,在混合料设计时应注意对胶浆构成的比例,以达到改善沥青混合料粘弹性的目的。     

粉胶比对沥青混合料低温性能影响的试验研究

选用大兴安岭本地石材、大庆AH-130基质沥青,按密级配AC-16Ⅰ上限配比,通过小梁低温弯曲试验,采用不同粉胶比的沥青胶浆,找出了影响沥青混合料路用性能的规律。再用弯曲破坏能替代弯曲强度、弯曲应变评价沥青混合料的低温抗裂性能。     

矿渣粉作为填料的沥青混合料性能试验

用磨细矿渣粉等量代替常用的石灰石粉作为沥青混合料的填料,以AC-16Ⅰ沥青混合料规范级配中值为研究对象,提出了3种试验方案。在这3种试验方案最佳油石比的基础上对沥青混合料的路用性能指标进行了试验分析;测试了石灰石粉与矿渣磨细粉的粒度分布;按照沥青材料试验方法对两种矿粉与沥青胶浆做了检验。结果表明:用矿渣粉全部或部分代替石灰石粉不仅可以将AC-16Ⅰ沥青混合料的最佳油石比分别减小0.9%、0.5%,而且提高了动稳定度,残留稳定度保持不变,低温弯曲应变几乎不受影响。从微观上分析两种矿粉的结构差别,进一步说明用矿渣粉代替石灰石粉不仅利用了工业废渣,使生态环境得到保护,而且在结构级配与性能上是更优选择。     

再生沥青混合料路用性能研究

针对AC-25型再生沥青混合料和新拌沥青混合料,通过劈裂强度试验、间接拉伸试验和三轴重复荷载试验对比分析了掺加30%旧料的再生沥青混合料与新拌沥青混合料的路用性能。研究结果表明:在相同温度时,再生沥青混合料的劈裂强度和劲度模量均比新拌沥青混合料要大,水平变形略低。依据间接拉伸疲劳试验,新拌AC-25型沥青混合料的疲劳性能要优于再生AC-25型沥青混合料。建立了新拌和再生AC-25型沥青混合料的应力疲劳方程和应变疲劳方程,其拟合相关系数之平方均大于0.91,相关性较好。在温度60℃、相同应力水平下,再生AC-25沥青混合料的永久应变小于新拌AC-25型沥青混合料,再生沥青混合料的抗永久变形性能优于新拌沥青混合料。建立了新拌和再生AC-25型沥青混合料在重复荷载作用下的黏弹性力学模型,相关系数达0.99。     

沥青混合料疲劳寿命及其影响因素研究

通过对AC-13沥青混合料进行直接拉伸疲劳试验,改变加载的应力比、试验温度以及间歇时间对沥青混合料疲劳寿命的影响进行分析。结果表明:在相同条件下,沥青混合料有间歇时间的疲劳寿命明显长于无间歇时间的疲劳寿命,而且沥青混合料随应力比和温度的提高,疲劳寿命减小。     

应力比和加载频率对橡胶沥青混合料疲劳寿命的影响

不同试验条件对橡胶沥青混合料的疲劳寿命影响效果具有差异性。文章选取AC-13和SMA-13两种级配,研究应力水平和加载速率对两种橡胶沥青混合料疲劳寿命的影响。试验结果表明,应力比越大,疲劳寿命越低,应力比为0.5是疲劳寿命大幅改变的分界点;随着加载速率的增大,疲劳寿命逐渐增大最后趋于稳定。     

钢桥面铺装浇注式沥青混合料级配性能

为研究浇注式沥青混合料级配性能,采用室内试验的方法,以沥青胶浆理论为基础,通过变动关键筛孔通过率并结合贝雷设计法3参数,研究GA10沥青混合料级配对性能的影响;通过改变沥青种类以及沥青用量,研究了不同沥青粘度和沥青用量对GA10性能的影响;通过变换集料种类,研究了集料棱角性对沥青混合料的性能影响.结果表明:在保证粉胶比相同的情况下,o.075、2.36 mm和4.75 mm筛孔通过率对GA10路用性能影响显著;使GA10级配的贝雷设计法3参数接近于推荐值范围,能够提高其高温稳定性,但低温性能同时有所下降,而且CA似乎不受推荐范围的限制,表现出越低高温性能越好的趋势;沥青胶浆的比例是影响流动性的主要原因,当0.075 mm筛孔通过率达到25％以上时,沥青粘度和含量也有显著影响;使用棱角性较强的集料能够提高GA10的高温稳定性和低温抗裂性,但流动性略有降低.     

紫外光老化下沥青胶浆材料性能评价研究

紫外光老化是我国西部地区各等级公路沥青路面老化形式之一,影响着沥青路面路用性能和使用寿命。沥青混凝土路面是由沥青胶浆和骨架结构的矿料组成,其中沥青胶浆的性能对沥青混合料耐久性起着决定性的作用。因此,研究了紫外光老化下沥青胶浆的流变性能,得出填料掺量对沥青胶浆紫外光老化程度影响较大;紫外光老化对沥青胶浆的抗疲劳性能影响最为显著;基质沥青胶浆粉胶比F/A为1.1~1.2,改性沥青胶浆粉胶比F/A为0.9~1.1,材料性能受紫外光影响程度最小。     

不同级配下面层沥青混合料综合性能对比

基于室内试验,对比了ATB-25、ATB-30、AC-25、LSAM-25、LSAM-30、AM-20等6种沥青混合料的路用性能、力学性能、疲劳性能和抗反射裂缝性能。结果表明：6种沥青稳定类材料的高温抗车辙性能排序为ATB-30>ATB-25>LSAM-30>LSAM-25>AC-25>AM-20,低温抗裂性能与抗水损害性能排序为AC-25>ATB-25>ATB-30>LSAM-25>LSAM-30>AM-20。抗裂性能方面,AC-25抗疲劳性能最优,ATB-25抗反射裂缝能力对水的敏感程度最低。ATB沥青稳定碎石和密级配沥青混合料AC-25兼顾了高温抗车辙性能和抗疲劳性能,适用于重载和重交通沥青路面,半开级配沥青混合料适用于中轻荷载等级沥青路面。工程实践中应结合道路所在气候分区特点和使用性能要求,综合考虑下面层沥青稳定类材料结构类型。     

基于综合性能的沥青混合料组成结构优化

为了基于性能进行沥青混合料组成设计,对沥青混合料的综合性能优化进行了研究。根据胶浆理论,将沥青混合料的性能分为分散相主导型和分散介质主导型两类。选择4.75 mm筛孔通过率、0.075 mm筛孔通过率(矿粉用量)、粉胶比、空隙率作为沥青混合料性能优化决策参数。采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法,对沥青混合料组成结构参数进行了优化。研究结果表明,随着疲劳性能的权重减小和高温稳定性权重的增大,4.75 mm筛孔通过率应逐渐减小;无论对疲劳性能还是高温稳定性,都需要5%~7%的矿粉用量和足够的沥青用量;粉胶比越小,沥青用量越大,疲劳性能越好;3%~4.5%空隙率的沥青混合料综合性能较好。     

沥青技术性能对混合料疲劳性能的影响

研究了沥青技术性能与混合料疲劳性能的相关性。首先 ,测定不同沥青的 2 5℃针入度、针入度指数 PI、含蜡量、老化前软化点、老化后软化点、PAV压力老化残留物的动态剪切试验 G* sinδ值等技术指标 ;其次 ,用这几种沥青拌制相同级配 (AC- 16 I)的沥青混合料 ,并成型试件 ,用 MTS810材料试验系统测定其疲劳寿命 ;最后 ,用灰关联的分析方法 ,分析各种沥青技术指标与混合料疲劳性能的相关性。研究表明 :沥青的含蜡量对沥青混合料的疲劳性能影响最显著 ,实际工程中应严格控制沥青的含蜡量 ;SHRP所提出的表达沥青胶结料疲劳性能的指标 G* sinδ与混合料疲劳性能的灰关联度较大     

水对沥青混合料疲劳性能影响的试验模拟研究

研究水对沥青混合料疲劳性能的影响,初步分析水使混合料抗疲劳性能下降的力学机理。本研究采用试验模拟的方法,采用4种级配沥青混合料,对试件设计了两种水处理条件,与未经水处理试件的疲劳试验结果进行对比,并运用统计分析方法对试验数据进行处理。与未经水处理试件相比,经两种水处理条件处理后试件的疲劳寿命均缩短。水使沥青混合料力学性能发生改变而使其疲劳寿命缩短,初步分析水使沥青混合料力学性能发生改变而使其疲劳寿命缩短的原因可能与水的作用使沥青混合料劲度模量指标减小有关。