《沥青路面施工及验收规范》简介(2)

二、沥青混合料 (一)定义和分类国际上对沥青碎石、沥青混凝土混合料或路面的定义及分类均不统一。如美国、日本等不分沥青碎石和沥青混凝土而统称为沥青混凝土,并按其集料中的最大粒径,空隙率和用途分为粗、细、密和开级配沥青混凝土。在苏联则有沥青碎石和沥青混凝土两种路面,而沥青碎石又分为使用均匀颗粒的石料和矿料混合料两种;沥青混凝土又根据矿     

“变Ⅰ法”在开级配大粒径沥青碎石级配设计中的应用

介绍采用"变Ⅰ法"设计开级配大粒径沥青碎石的集料级配,由计算和比较可知,采用"变Ⅰ法"设计级配具有可行性。通过实际应用,路用性能试验检验表明,利用"变Ⅰ法"理论设计的集料级配具有较高的使用品质,值得推广。     

一种半开级配沥青混合料级配优化设计研究

为了提高半开级配AM-20沥青碎石混合料的现场使用效果,对符合规范级配范围的三种不同级配的AM-20沥青碎石混合料进行室内试验设计,并对试验结果进行对比分析,系统研究了这三种不同级配沥青混合料的高、低温路用性能,最终确定了AM-20沥青碎石混合料的建议级配范围。同时,由于AM-20沥青碎石混合料的粗集料的含量通常在50%以上,孔隙率较大,沥青用量少,矿料之间的接触点比普通沥青混合料少,实际应用过程中,要特别注意其抗水损坏的性能。     

开级配沥青碎石在旧水泥混凝土路面改造中的应用

针对旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层出现反射裂缝这一问题,提出了采用开级配沥青碎石作为裂缝缓解层的方法。以实体工程为依托,对开级配沥青碎石的配合比设计、路用性能、施工工艺作了探讨,为开级配沥青碎石作为裂缝缓解层的应用提供了参考。     

贝雷法设计级配对沥青稳定碎石基层混合料性能影响研究

为研究密级配高性能沥青稳定碎石基层混合料,本文使用贝雷法对沥青稳定碎石基层混合料进行级配设计,并系统分析了级配对沥青稳定碎石基层混合料性能影响。采用贝雷法设计三组沥青稳定碎石基层混合料级配,确定了各档集料之间的掺配比例;系统研究分析了三组级配对沥青稳定碎石基层混合料性能的影响规律,当油石比为3.5%,级配2的稳定度为22.4kN,流值为3.9mm,其性能最优。     

沥青混合料抗车辙能力优化设计

对沥青混合料的抗车辙性能进行优化设计,设定骨架密实和设计8%空隙率2个优化条件,据此提出新型矿料级配设计方法--分级掺配法.矿料成型采用改进的干捣实方法,根据集料分界点分2步逐级掺配集料,粗集料部分每级集料掺配比例依据骨架判断公式和高斯拟舍结果得出,细集料部分每级掺配比例依据高斯拟合结果得出,进而确定粗细集料各自总的质量百分率,由此得到一条骨架密实型级配曲线,并进一步按照优化务件确定油石比.用成型试件对混合料沥青膜厚度、矿料间隙率、空隙率、动稳定度等各项性能指标进行验证,结果表明沥青混合料抗车辙性能较好,功能化设计方法能有效地改善沥青混合料的性能.     

提高沥青路面碎石加工质量的方法

针对影响沥青混合料生产质量及沥青路面使用寿命的各种因素,提出对碎石粒径与级配、颗粒组成一致性、粗集料中0.075mm颗粒含量、针片状颗粒含量的控制方法。结合工程实践及规范,证明了所提出的各种方法的可行性和有效性,为改进集料的生产质量提供了帮助。     

沥青混凝土试件集料特征细观力学分析

为研究集料形状、级配和空间位置对沥青混凝土材料竖向变形的影响,依据AC-20沥青混凝土级配曲线和瓦拉文公式分别确定方形和圆形集料投放数目,随机投放集料并生成数值试件,通过室内试验获取材料参数后对数值试件进行数值仿真分析。结果表明:集料级配曲线中最大集料与数值试件尺寸比小于19/300时能达到较好的仿真精度;最大粒径集料的数目和空间位置对试件变形影响最大,但缺少某些档位的断级配集料曲线的试件变形性能优于连续级配曲线,断去中间级配对试件变形的影响不大;圆形集料对断级配的敏感性高于方形集料。研究表明,细观力学方法能较好地分析沥青混凝土的材料特性;集料的空间位置对数值试件竖向变形影响较大。     

集料密度和吸水率对SMA混合料VMA的影响

沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphalt,简称SMA),是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料,填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料。SMA既具备了开级配混合料的嵌挤能力、提高抗车辙能力和抗滑力,又具备了密级配混合料的空隙率小、沥青用量多、增加疲劳寿命和抗水损害能力高的特点。矿料间隙率VMA指标是沥青玛蹄脂碎石混合料设计中的重中之重,它随着集料的性质及级配变化而变化。本文从集料的密度干涉出发,分析了不同密度下矿料间隙率VMA的变化,通过对具体试验数据的分析研究得出的结论供同行参考。     

二灰碎石组成设计与施工工艺的优化

从施工角度就改进和优化现有二灰碎石混合料级配组成设计和传统的施工工艺提出了几点建议,推荐集料级配范围和4阶段碾压模式,对二灰碎石基层施工具有积极的指导意义。     

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。     

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。     

碎石上封层橡胶改性沥青混合料设计参数试验及路用性能评价

通过沥青爬升高度试验、浸水扫刷试验、低温敲击试验和黏结性能试验,设计了橡胶改性沥青碎石封层,并确定了沥青洒布和集料撒布温度。在此基础上评价了橡胶改性沥青碎石封层的路用性能。结果表明:4.75~9.50 mm粒级的橡胶改性沥青碎石封层的沥青洒布和集料撒布温度分别为170℃,140℃,最佳沥青洒布量和集料撒布量分别为1.6,6.0 kg/m2;9.5~13.2 mm粒级的橡胶改性沥青碎石封层的沥青洒布和集料撒布温度分别为170℃,130℃,最佳沥青洒布量和集料撒布量分别为1.8,8.0 kg/m2。橡胶改性沥青碎石封层具有最优的抗低温脱落和抗冻融循环性能。     

沥青碎石基层混合料的功能设计

针对现有高等级公路早期损坏现象,在分析结构类型影响程度的基础上,提出了柔性基层与半刚性基层优化组合的结构型式。文中基于沥青碎石基层的功能特点,确定了沥青碎石混合料的设计原则与设计指标,并采用最佳振动压实工艺、引入填充系数及具有侧限、能反映材料三向受力状态的动载压入法等具有新特点的设计方法分别确定了沥青碎石混合料的粗骨架类型、细集料分布及最佳填充系数,从而设计出满足基层功能要求的骨架-空隙型沥青碎石混合料。     

开级配大粒径沥青碎石混合料沥青路面温度应力影响因素分析

反射裂缝是半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面的主要病害之一,针对这一问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料作为裂缝缓解层的方法.基于开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ABAQUS为基础,对开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的温度应力进行分析,探讨了其结构层参数对其温度应力的影响规律.结果表明:开级配LSAM缓解层模量、厚度、空隙率对其自身温度应力具有显著的影响作用,是开级配LSAM缓解层沥青路面结构设计的重要参数.     

农村公路沥青路面结构计算分析

利用有限元法,对设置贫乳化沥青稳定碎石柔性基层的农村公路沥青路面结构的弯沉和应力,进行了计算分析。研究得出,采用贫乳化沥青稳定碎石和石灰土组成的混合式基层的沥青路面结构,整体承载能力较高。8 cm贫乳化沥青稳定碎石的荷载扩散能力与15 cm石灰土相近,且设置贫乳化沥青稳定碎石的路面结构,受力更加均匀,变形更为协调。结果表明,贫乳化沥青稳定碎石基层沥青路面适宜在农村公路中应用。     

特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层防裂机理分析

反射裂缝是旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的主要病害之一,目前尚无理想的解决方法,针对这一问题,提出了采用特粗粒径沥青碎石AM-40作为裂缝缓解层的方法,利用特粗粒径沥青碎石的多空隙结构阻断裂缝尖端的扩展路径,消散及吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的应力及应变,减小接缝处加铺层的应力集中现象。采用三维有限元法对设置普通沥青混凝土与特粗粒径沥青碎石2种类型裂缝缓解层的加铺结构进行力学对比分析可知,后者的荷载应力、温度应力及耦合应力均小于前者的应力值。通过加铺层试验路观测与理论计算分析表明,特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层可有效地防止或减缓水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的反射裂缝。     

基于脆性涂层法的沥青路面反射裂缝试验研究

采用脆性涂层法研究沥青路面的反射裂缝,并将试验结果与有限元计算结果进行了比较。结果表明,脆性涂层的裂纹围绕着碎石与沥青胶砂的界面发展,在该界面位置拉应力高度集中;路面基层的裂缝顶部附近发生应力集中,应力集中区的碎石与沥青胶砂界面是最容易萌发裂纹引发裂缝扩展破坏的部位;脆性涂层的裂纹分布总体是从车轮作用面向四周扩散,并围绕大粒径碎石扩展,弯拉型反射裂缝与剪切型反射裂缝涂层裂纹分布明显不同;大粒径的沥青混合料抗反射裂缝能力较强。     

沥青稳定碎石基层抗反射裂缝能力评价方法

通过模拟沥青稳定碎石基层实际受力情况,开发了简单易行的沥青稳定碎石基层抗反射裂缝能力试验方法;对6种沥青稳定碎石基层混合料进行抗反射裂缝试验研究,提出采用终裂寿命作为沥青稳定碎石基层混合料抗反射裂缝能力的评价指标。结果表明:沥青稳定碎石基层混合料的油石比越大或温度变形越小,则抗反射裂缝能力越好;6种沥青稳定碎石基层混合料的抗反射裂缝能力从优到劣依次为ATB30、BLF30、SUP30、CAVF30、SACPB30、ATPB30;沥青稳定碎石基层混合料的抗反射裂缝能力与其抗弯拉强度和空隙率有较好的相关关系。     

大粒径沥青混合料基层结构抗裂机理分析

为研究大粒径沥青混合料基层的抗裂机理,采用多层弹性理论程序计算了不同结构类型路面内荷载作用产生的应力应变,基于瞬态传热假设建立了平面有限元模型,计算了降温时路面结构内的温度应力和应变,得到了荷载与温度耦合下各结构层的变形和受力特性。研究发现,当考虑车辆荷载和快速降温共同作用时,快速降温所引起的温度应力远大于标准荷载引起的荷载应力,说明快速降温的温度应力对路面的开裂起主要作用。同时,通过两种结构对比,发现采用ATB 30基层结构的沥青混凝土面层的温度和荷载应力应变均小于传统的半刚性基层沥青混凝土路面。因此认为,设置沥青稳定碎石基层是一种减少沥青混凝土路面开裂的有效方法。