粗集料性能对沥青混合料高温性能的影响

为明确沥青混合料中粗集料的表面特性及几何形状对高温性能的影响机理,进而为集料选择及性能评定提供参考,结合当前沥青混合料高温性能的研究状况,通过大量室内试验,分析了粗集料表面纹理、棱角性、扁平颗粒含量对沥青混合料高温性能的影响.研究结果表明:粗集料表面纹理与内摩擦角、动稳定度呈线性关系,表面纹理越大,动稳定度越高;平均棱角性系数大于14.5%时,沥青混合料动稳定度提高幅度明显;粗集料扁平颗粒含量越高,其混合料的高温稳定性越差,同时不同级配条件下,扁平颗粒含量对混合料高温性能影响程度不同,骨架型级配最为敏感.     

基于成像技术评估粗集料尺寸和形状特征

使用三维成像系统——伊利诺伊大学集料图像分析仪(UIAIA),根据已建立的UIAIA试验方法,由粗集料颗粒图像分别定义出集料基于成像技术的三维形状、尺寸、棱角性和表面构造指数。应用统计学方法,结合图像分析确定了4类常用的粗集料形状特性数据。指出了粗集料基于成像的棱角性和表面构造指数之间存在的确定性关系,并且将它们联系到实验室和现场沥青混合料的使用性能。     

粗集料形态对宽温度域下沥青混合料高低温性能影响

为了掌握粗集料形态对宽温度域条件下沥青混合料高低温性能影响,基于集料图像测量系统(AIMS),对5种粗集料棱角性、三维形状和表面纹理进行量化分析,进而制备SMA-13试件进行不同温度范围高温车辙试验和低温弯曲蠕变试验,分析集料棱角性指数、球度和表面纹理指数与高低温性能指标的相关性。结果表明:选用棱角性好、粒形饱满和表面纹理深度大的粗集料有利于改善沥青混合料高低温性能;随着试验温度增加,粗集料棱角性指数和球度对沥青混合料高温性能的影响程度逐渐增大,纹理指数对其影响程度则逐渐减小,且高温性能对棱角性指数和球度变化的敏感性增强;随着试验温度降低,粗集料棱角性指数、球度和纹理指数对沥青混合料低温性能的影响程度及低温性能对前述三指标变化的敏感性均逐渐降低。     

沥青混合料剪切强度显著影响因素研究

为了研究沥青混合料剪切强度的显著影响因素,通过正交试验对沥青类型、矿料级配、油石比、粗集料针片状含量和细集料棱角性五个影响因素进行分析。结果表明,在相同条件下,影响沥青混合料剪切强度程度最大的因素是矿料级配,其余依次分别是沥青类型、细集料棱角性、油石比和粗集料针片状含量。     

粗集料洁净度对沥青路面使用性能影响研究

粗集料水洗0.075mm颗粒含量对热拌沥青混合料使用性能具有很不利的影响,它受石料性质和生产加工的除尘能力影响。研究表明,粘附在粗集料表面上的0.075mm颗粒易导致粗集料表面沥青膜剥落,降低沥青混合料的水稳定性,出现沥青路面典型的松散、坑槽等水损坏,结合沥青混合料技术要求,提出沥青路面粗集料洁净度指标控制标准。     

粗集料棱角性试验方法研究

针对粗集料棱角性评价方法进行理论和试验研究。从集料棱角性定义出发,考虑其对混合料路用性能的影响。提出松装密度、振装密度和流动时间3种评价粗集料棱角性的试验方法,并对石灰岩碎石、玄武岩碎石和破碎河滩料粗集料棱角性进行评价。研究针片状颗粒和浑圆状颗粒（破碎河滩料）含量与棱角性的关系,提出基于3种试验方法的粗集料棱角性技术指标及标准。     

粗集料棱角性对沥青混合料性能的影响

矿质集料的粗度和形状对沥青混合料性能具有极为明显的影响,目前关于粗集料棱角性对沥青混合料性能的影响研究很少。文章采用ASTM D3398方法定量测量了7种不同粗集料的平均棱角性I,研究了粗集料平均棱角性I对沥青混合料性能的影响。结果表明,粗集料平均棱角性I对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性均有不同程度的影响。     

集料针片状颗粒含量对CBR的影响

针片状颗粒多呈细长或扁平状,在施工压实过程或正常行车过程中易被压碎,造成级配细化、集料间嵌挤作用减弱,影响混合料的路用性能。为研究针片状颗粒含量对集料间嵌挤力的影响,通过改进的集料承载比(CBR)试验,开展了针状与片状颗粒含量对CBR和破碎率的影响研究,建议骨架嵌挤型级配或可靠度要求较高的工程所用粗集料中的针片状颗粒含量不宜超过10%,其他级配或工程所用粗集料中的针片状颗粒含量不宜超过20%。     

粗集料形状特征对沥青混合料抗剪性能的影响

矿质集料的形状特征对沥青混合料的性能具有极为明显的影响,但目前关于这方面的研究极少。采用编制的图像处理程序,获取了五组颗粒形状特征不同的粗集料其形状参数,运用单轴贯入试验分析了粗集料形状参数对混合料抗剪强度的影响。结果表明,粗集料各种形状特征参数对混合料抗剪强度都有不同程度的影响,且扁平系数对抗剪强度的影响最大,必须控制粗集料中扁平颗粒的含量。     

针片状含量与沥青混合料性能的关系分析

针对重庆地区高速公路集料状况，通过对集料添加不同比例针片状颗粒，研究针片状含量对AC-20C沥青混合料性能的影响。研究表明，重庆地区沥青路面集料针片状含量波动范围较大，多数针片状含量为5％～15Yoo；随着针片状含量的增加，最佳油石比和空隙率增大，马歇尔稳定度、动稳定度、冻融劈裂抗拉强度比和残留稳定度均降低，降低了沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，对沥青混合料产生不利影响，建议沥青路面粗集料针片状颗粒含量不宜超过15％。     

集料形状特征及其对热拌沥青混合料性能的影响

集料的构成、棱角和表面纹理等形状特征,对热拌沥青混合料(HMA)的性能有着重要影响。棱角和形状会影响集料之间的嵌挤锁结,造成路面车辙。集料粗糙的表面纹理减少了疲劳裂缝,提高了集料和胶结料之间的相互作用。该文运用集料成像系统(AIMS),分析了3种不同料源集料的形状特征,研究形状特性在HMA设计和力学性能上的影响,并使用图像处理软件对HMA内部结构进行了分析。结果表明:集料虽在矿物组成上存在差异,但仍具有相似的形状特征;集料表面越粗糙,混合料抗疲劳性能越好;集料棱角性和表面纹理越好,混合料越不易发生集料离析现象。     

粗集料棱角性对水稳河滩料强度和干缩特性影响的试验研究

针对粗集料棱角性对水稳混合料路用性能（强度和干缩特性）的影响展开试验研究。试验结果表明,粗集料不宜含有较多的浑圆状颗粒和针片状颗粒,其松装空隙率宜控制在43%～45%,振装空隙率宜控制在41%～43%。此外,全部破碎颗粒中混入不超过20%的浑圆状颗粒可以有效减少松（振）装空隙率和针片状含量,对提高混合料无侧限抗压强度有利;含有不超过20%浑圆状颗粒的粗集料与全部破碎的粗集料相比,其劈裂强度相差不大。干缩试验表明,拐点失水率与合成矿料骨架空隙率有一定关系,骨架空隙越大,拐点失水率也越大;当粗集料中含有较多的浑圆状颗粒时,其干缩系数拐点失水率相对较小。     

粗集料针片状含量对沥青混合料抗重载性能的影响

粗集料的针片状对沥青混合料的高低温、水损害性能均有较大的影响,《沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中针对粗集料的针片状进行了规定,但是对针片状的技术指标要求过低。根据内蒙古地区实际施工情况,结合本地区气候状况和荷载特点,对粗集料的针片状提出具体的指标要求,降低集料针片状对沥青混合料的影响,通过AC-16、AC-20和AC-25三种沥青混合料设计了四种级配类型,在混合料粗集料中添加不同的针片状含量,对沥青混合料的动稳定性能进行检测,通过数据分析得知,对于AC-16型改性沥青混合料针片状含量不宜高于9%,对于AC-20型改性沥青混合料与AC-25型普通沥青混合料针片状含量不宜高于12%。     

针片状颗粒含量对沥青混合料高温稳定性的影响

沥青混合料高温稳定性影响因素诸多,包括集料性状、沥青性能和矿料级配等,通过室内试验定量分析了集料针片状颗粒含量对沥青混合料动稳定度的影响规律,同时,对沥青性能和矿料级配对沥青混合料高温稳定性的影响进行了实验分析,结果表明,当针片状颗粒含量小于14%时,对沥青混合料的高温稳定性影响减缓;选用改性沥青和粗型、“S”型级配能...     

沥青面层用粗集料针片状颗粒和含泥量技术指标研究

根据高速公路表面层沥青混合料用粗集料质量技术要求,针对石灰岩粗集料的针片状含量对集料压碎值、骨架的影响和对沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性的影响进行了试验研究,并分析了集料含泥量对沥青混凝土的水稳定性、高温稳定性的影响：研究结果表明,针片状含量对于集料性能影响显著,舍泥量对于沥青混凝土的各项路用性能都有明显影响：对高速公路沥青面层用粗集料,针片状颗粒含量按10％控制,含泥量技术指标建议采用0．5％控制     

集料颗粒形状对骨架结构体积指标及SGC压实特性影响研究

以棱角状碎石和圆角状卵石(后者又分为球体和椭球体)为粗集料,测试了集料颗粒形状对骨架结构VCADRC的影响。结果证实,棱角状碎石的VCADRC明显大于圆角状卵石的VCADRC,圆角状卵石中又以椭球体颗粒的VCADRC大于球体颗粒的VCADRC。在此基础上,对SMA-20等3种典型配比的混合料分别采用马歇尔及SGC成型。通过混合料体积指标的测定及对比分析,发现相对于圆角状卵石而言,由棱角状碎石颗粒构成的混合料具有较大的VV、VMA、VCAmix,而且混合料的抗变形能力及稳定性均较优。     

粗集料性能对排水性沥青混合料性能的影响分析

排水性沥青混合料作为一种集料嵌锁的混合料,其中的粗集料占比达到80%以上。骨料的性质、形状(尤其是针片状含量)会对混合料的性能产生很大影响。因此,通过室内试验,对粗集料性能及其与排水性沥青混合料强度、结构稳定性、渗水能力和抗滑性能的相关性进行分析,结果表明粗集料的压碎值和针片状含量对排水性沥青混合料的性能影响显著。压碎值越大,动稳定度越小,抗车辙能力越差,抗飞散能力越差;针片状含量越低,抗压强度和抗劈裂强度越大,渗水能力和抗滑能力越强。因此必须选择高强度、优质的粗集料以满足排水性沥青混合料强度、稳定性、渗水能力、抗滑性能的要求。     

再生粗集料棱角性对混合料高温性能评价

为分析再生粗集料棱角性对混合料高温性能的影响,采用动态颗粒图像分析仪测试了石灰岩、花岗岩、旧集料(花岗岩)3种集料不同粒径颗粒的形态结构,以球形度、凸形度、粗糙度3个指标定量评价集料颗粒的棱角性,分析集料棱角性的变化特征及不同掺配比例再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温稳定性的相关性。结果表明:集料颗粒棱角性与其粒径大小呈线性相关,随着集料颗粒粒径的增大,其棱角性降低;旧集料与所选新集料相比,其棱角性会有一定程度降低;再生粗集料的棱角性随着旧集料掺配比例增大而减小,再生粗集料的棱角性与再生沥青混合料高温性能呈高度线性相关。     

基于单轴贯入试验的沥青混合料最大抗剪强度影响因素研究

介绍了单轴贯入试验的原理及试验过程中试件典型形变的4个阶段;结合有限元软件和莫尔圆,给出了求解主应力和抗剪强度的方法;依托单轴贯入试验,研究了粗集料技术指标、细集料棱角性、沥青标号和加载速率对沥青混合料最大抗剪强度的影响。结果显示,粗集料棱角性与沥青混合料最大抗剪强度相关性最大,而粗集料针片状含量、磨耗值和压碎值与沥青混合料最大抗剪强度之间的相关性较差;随着细集料棱角性的提高,沥青混合料的最大抗剪强度提高;在沥青的各项技术指标中,60℃粘度指标与沥青混合料最大抗剪强度的相关性最好,随着粘度的提高(针入度降低),混合料最大抗剪强度不断增大;最大抗剪强度随着加载速率的增大而增大。     

细集料几何特性对沥青混合料影响性研究

针对细集料的几何特性(棱角性、扁平、细长颗粒含量和粘土含量)对沥青混合料性能的影响性进行了研究,通过对设计的三个级配方案中细集料材料的替换,研究了不同几何特性细集料对沥青混合料空隙率的影响,即沥青混合料对不同几何特性细集料的敏感性.