沥青混合料动态模量预估模型研究

动态模量是描述沥青混合料动态性能的主要参数,众所周知路面荷载是典型的冲击动态荷载。而我国现在采用的参数是静态弹性模量,因此在路面设计时有必要引入动态模量。动态模量可以通过试验测定,本文介绍了利用预估模型进行计算的方法,介绍了Witczak、Hirsch、New Witczak、韩国Lee等预估模型,用这些模型计算出动态模量的预估值,并把这些预估值和试验值进行了比较、评价,认为Hirsch模型优于其他模型,最后做了原因分析,并提出研究建议。     

大粒径透水性沥青混合料动态模量预估模型研究

将不同级配类型沥青混合料动态模量实测结果与Witczak预测模型进行了比较,指出了Witczak预估模型并不适合预测开级配、大空隙率沥青混合料的动态模量。基于这个观点,开展多因素、多水平的沥青混合料动态模量试验,考察沥青混合料动态模量影响显著的因素,通过对动态模量试验结果进行回归分析,建立了大粒径透水性沥青混合料动态模量多元线性预估模型,同时对模型进行验证和修正,并对预估模型的适用性进行了初步探讨。     

再生沥青混合料RAP掺量对使用性能的影响

为了探讨再生沥青混合料的使用性能,对25％、55％和85％的3种不同RAP掺量的热拌再生沥青混合料进行了实验室试验.试验结果与分析表明:再生沥青混合料的最佳沥青用量随着RAP掺量的增加略有减少,在4.79％到4.50％之间.再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温性能、渗水性能等技术指标均满足现行规范对新沥青混合料的要求.随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性有不同程度的增强,但低温性能、渗水性能有不同程度的减弱.     

沥青混合料冻融损伤模型及寿命预估研究

为研究沥青路面抵抗冻融损害的能力,结合损伤理论,进行了沥青混合料冻融损伤模型及残余寿命预估的研究.建立了适用于冻融条件下沥青混合料损伤的普适模型,并提出了相应算法;然后根据快速冻融作用下混合料的各性能试验结果对该模型进行了验证;最后提出了模型应用于混合料冻融损伤后寿命预估的方法.结果表明:随冻融循环次数增加,沥青混合料性能衰减,损失度增大;模型能较好的拟合沥青混合料冻融循环后各项性能指标的变化;宜将抗压回弹模量作为评价混合料抗冻融损坏能力的和寿命预估的主要指标.     

RAP掺量与新旧沥青融合程度对热再生混合料性能的影响

通过变化RAP掺量为20%～50%试验,研究常规未知新旧沥青融合状态与模拟新旧沥青100%融合状态下热再生混合料高温及低温性能、水稳定性、抗疲劳性能。结果表明：两种融合状态下,热再生混合料抗车辙性能均随RAP掺量增大而提高,低温抗裂性能和水稳定性均随RAP掺量增大而降低。新旧沥青融合程度和RAP掺量对热再生混合料的高温及低温性能、水稳定性、抗疲劳耐久性能有显著影响。与常规拌和工艺相比,新旧料100%融合工艺制备的热再生混合料其高温稳定性稍差,但具有更好的低温抗裂性能、水稳定性和抗疲劳耐久性能,配合比设计时应考虑新旧沥青融合程度对高RAP掺量热再生混合料路用性能与抗疲劳耐久性能的影响。     

沥青混合料疲劳模型研究分析

总结了目前国内外沥青混合料基本疲劳力学模型,简要分析了不同模型的特点及差别,认为其分别是在不同的试验方法、试验条件及考虑不同的参数下所得出,各自有具体适用范围,使用中应结合本地区具体条件通过实验修正得到疲劳模型。     

再生沥青混合料疲劳性能试验研究

为了评价掺有再生沥青路面(RAP)材料的沥青混合料的疲劳性能,以及不同RAP材料用量对沥青混合料疲劳性能的影响,进行了室内再生沥青混合料疲劳试验研究。疲劳试验中采用了沥青路面表面层沥青混合料,选用了间接拉伸(IDT)强度试验和半圆弯曲(SCB)疲劳试验方法,进行了RAP材料质量分数分别为0%、10%、20%和30%的疲劳试验。试验结果表明:沥青混合料中RAP材料质量分数小于20%时,对沥青混合料疲劳性能影响不大,而RAP材料质量分数为30%时,疲劳性能明显下降。初步建议了表层沥青混合料合适的RAP材料质量分数不宜超过20%。     

温度和冻融作用下沥青混合料疲劳性能研究

为模拟车辆荷载及气温、降水等自然因素对沥青路面疲劳性能的影响,文章通过室内试验,研究了应力比、温度和冻融循环等因素对沥青混合料疲劳寿命的影响。结果表明,随着应力比的增大和温度的升高,沥青混合料的疲劳寿命逐渐降低;经冻融后,沥青混合料的疲劳寿命有所降低。各条件下,疲劳寿命随应力比都呈指数规律变化,温度越高,A值和B值越小;冻融后A值和B值都会增大,其中经冻融且温度为15℃时A值和B值最大,此时疲劳寿命受应力比的影响最显著。     

沥青混合料抗车辙性能简化预估方法研究

为把握沥青混合料抗车辙性能实质,优化设计效果,利用汉堡车辙仪测试了不同混合料的高温稳定性,对其进行了旋转压实和间接拉伸试验,并对试验结果进行了回归分析.试验结果显示级配对混合料高温性能有重要影响,且根据走向确定矿料级配具有较强的局限性;通过改变油石比、测试温度和加载速率等,建议间接拉伸试验的测试条件为温度40℃,加载速...     

高掺量再生沥青路面材料的高模量混合料性能评价

为了评价低标号沥青与高掺量回收沥青路面材料(RAP材料)拌制混合料的高模量性能,对4种RAP材料掺量的混合料性能进行对比分析.通过混合料的体积和力学指标来确定最佳掺量,并从劲度模量、韧性、温度敏感性、抗车辙能力和抗疲劳性能等方面分析其力学性能.结果表明:高掺量RAP材料拌制的高模量混合料和传统的高模量沥青混合料具有相似的良好力学性能.但是,厂拌冷再生沥青路面材料最大利用率为30％.     

纤维种类对高RAP掺量沥青混合料路用性能的影响

为研究不同纤维对高RAP掺量沥青混合料路用性能的影响,通过室内试验对聚酯纤维、玄武岩纤维、木质素纤维、钢纤维、普通沥青混合料以及添加HR-1325型再生剂的高RAP掺量再生沥青混合料进行配合比设计.对在同比例、同级配条件下混合料的高温性能、水稳定性能以及低温性能进行研究.结果表明:与玄武纤维、木质素纤维、纲纤维相比,聚...     

乳化沥青冷再生混合料疲劳性能研究

采用目前工程上常用的两档沥青路面铣刨旧料对RAP掺量为80％和100％的乳化沥青冷再生混合料进行材料组成设计.通过击实试验和劈裂试验分别确定其最佳流体含量和最佳乳化量用量.在配合比设计基础上采用控制应变加载模式对乳化沥青冷再生混合料疲劳性能进行试验研究,确定了加载较为合理的应变水平,即300,250,200με和150με.试验结果表明,在应变水平较高时,两种RAP掺量下乳化沥青冷再生混合料能承受有限的荷载作用次数,当应变水平降低到150 μe时,两种RAP掺量混合料在150万次荷载作用下仍未破坏,采用劲度模量与荷载作用次数预估的方法确定了疲劳寿命.通过对4种应变水平-荷载作用次数进行疲劳曲线拟合,提出两种RAP掺量下乳化沥青冷再生混合料的应变控制指标.     

聚酯纤维掺量对高RAP掺量热再生混合料路用性能的影响

为了弥补高RAP掺量热再生混合料低温抗裂性差,水稳定性不足这两项技术缺陷,提出掺加聚酯纤维方案,并分别对不同聚酯纤维掺量下热再生混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能进行了对比研究。结果表明:聚酯纤维的掺加可显著改善高RAP掺量热再生混合料的低温抗裂性、水稳定性以及疲劳性能,考虑到聚酯纤维掺量对热再生混合料综合路用性能以及工程的经济性的影响,推荐聚酯纤维的合理从掺量为2~3‰。     

基于能量原理的沥青混合料疲劳寿命研究

应用半圆弯曲试验,基于能量原理,研究了不同应力比作用下AC-13沥青混合料的疲劳寿命与累积耗散能之间的关系。结果表明:在不同应力比作用下,两者之间存在良好的线性关系,从而建立一个新的沥青混合料疲劳寿命预估模型     

高比例RAP掺量橡胶热再生混合料路用性能与改性机理研究

为改善高比例RAP掺量(RAP掺量≥25%)热再生混合料的低温抗裂性和抗疲劳耐久性,提高RAP的掺配比例,研究了不同橡胶粉掺量(12%、14%、16%)和RAP掺量(30%、40%、50%)条件下纤维橡胶热再生混合料的工厂化生产参数和路用性性能,并进行了试验路铺筑。试验结果表明,掺加纤维和橡胶沥青可提高普通热再生混合料的高温稳定性,尤其是低温抗裂性和抗疲劳耐久性改善程度纤维橡胶改性热再生混合料性能可用于表面层,其经济效益和社会效益显著。推荐用于纤维橡胶沥青热再生混合料的适宜橡胶粉掺量为14%~16%。纤维和橡胶沥青对高比例热再生混合料的改性机理在于橡胶沥青增加了新旧沥青的融合程度,增强了老化沥青的活性和柔性,聚酯纤维在热再生混合料共混体中通过吸附稳定作用、纤维界面增强作用、加筋阻裂作用显著提高了热再生混合料的低温抗裂性和抗疲劳耐久性。     

高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料永久变形预估模型

选用HDPE和TOR两种改性剂制备胶粉掺量20%和25%的胶粉/SBS改性沥青混合料,并与SBS改性沥青混合料对比分析技术性能。通过三轴重复荷载动态蠕变试验,研究3种胶粉/SBS改性沥青混合料的永久变形规律;基于修正Burgers模型构建重复荷载作用下胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型。研究结果表明：高掺量胶粉/SBS改性沥青混合料的制备是可行的,其路用性能满足规范要求;不同胶粉掺量的胶粉/SBS改性沥青混合料具有基本一致的永久变形规律。胶粉的掺入有利于提高沥青混合料抗永久变形性能,但胶粉掺量过大,容易增大沥青的黏度,不利于施工;胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型,拟合效果良好,相关性系数均大于0.98。构建全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估模型,为胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型的应用提供思路。     

纤维沥青混合料最佳纤维掺量试验研究

在原材料物理力学性能试验的基础上,利用图解法并经过配合比凋整和优化,得出AC-13 Ⅰ矿料的配合比.在此基础上,通过不同纤维种类、不同纤维掺量下沥青混合料的马歇尔试验,分析纤维种类和掺量对最佳沥青用量OAC、OACmax和OACmin的影响,从纤维在沥青混合料中分散程度出发,得出纤维最佳掺量.进一步通过高温车辙试验,分析纤维增强机理,研究不同纤维种类和不同掺量对沥青混合料动稳定度的影响,从纤维对沥青混合料高温性能的影响特征出发,得出不同种类纤维的最佳掺量.结果表明,不同种类的纤维在沥青混合料中对应着不同的最佳掺量;马歇尔试验和高温车辙试验所确定的沥青混合料最佳纤维掺量具有较好的相关性;最后,建立了考虑基体沥青混合料动稳定度与纤维掺量、纤维类型影响的纤维沥青混合料动稳定度的计算模型.     

高RAP掺量沥青路面温拌再生混合料特征及路用性能研究

为探究高掺量沥青回收料(RAP)温拌再生技术的可行性和合理性,开展了65%,75%和85%共3种高掺量RAP下再生沥青混合料的路用性能试验分析,并对热拌和温拌再生施工技术下沥青混合料的性能进行了对比研究,结果表明:①3种高掺量RAP沥青混合料的路用性能均满足设计规范,综合考虑强度及抵抗变形能力,认为75%RAP为最佳掺量;②加入温拌剂对于沥青混合料的抗冻融和低温变形能力有消极影响,而Sasobit温拌剂和Defuron温拌剂分别对高温抗变形和水稳定性反而会有一定的提升作用;③温拌再生技术可降低25℃施工温度,在不影响施工质量的前提下,削弱了沥青二次老化现象,同时减少施工过程中有毒有害气体的排放,对于施工人员健康和环境保护具有积极作用。     

新疆地区沥青混合料动稳定度标准研究

针对新疆地区独特的自然环境和交通特性,以该地区普遍采用的AC型沥青混合料为对象,通过分析车辙影响因素,充分考虑路面温度、交通轴次、结构层剪应力等综合作用,借助室内车辙试验、ABAQUS有限元分析和ALF(Accelerated Load Facility)加速加载试验构建了沥青混合料车辙预估模型。在此基础上,根据新疆地区环境特点和交通特性,确定了新疆地区车辙预估模型参数,实现了新疆地区不同分区的车辙预估,进而结合车辙深度与动稳定度关系模型,提出了用以评价新疆地区沥青混合料高温稳定性的动稳定度标准。该标准可供新疆地区沥青路面设计与施工参考。