不同因素对沥青路面层间黏结的影响研究

通过试验,研究了竖向荷载、沥青种类、温度和乳化沥青洒布量等因素对沥青路面层间抗剪强度的影响。结果表明:沥青路面层间抗剪强度随着竖向荷载的增大而增大,且在乳化沥青洒布量为0. 4 kg/m~2的条件下,两者有着较强的相关性,相关性高达98. 2%;抗剪强度最大的沥青材料是Super PCR,且其抗剪强度随升温而减小;随着乳化沥青洒布量的增加,层间抗剪强度出现先增加后减小的变化趋势,因此,实体工程中对于乳化沥青洒布量的选择应慎重。同时,通过灰色关联分析可知,竖向荷载对沥青路面层间抗剪强度影响最大。     

大孔隙高黏改性沥青混合料降噪特性试验研究

大孔隙沥青混合料以其内部较大的连通空隙率在排水降噪方面具有较大优势。利用驻波管法对沥青混合料SMA-13、AC-13以及OGFC-13的降噪特性进行试验研究,分析了级配类型、混合料厚度、表面特征等对沥青混合料吸声性能的影响。研究结果表明:高黏改性沥青中TPS改性剂和SBS改性剂的最佳复合比为5%SBS+11%TPS,OGFC-13试件的降噪系数、平均吸声系数和吸声系数峰值均为同厚度的SMA-13和AC-13的两倍以上,吸声性能指标与三种级配的沥青混合料厚度具有较好的线性拟合关系,同时较大的表面构造深度和较小的表面暴露率能够有效提升沥青混合料的吸声降噪性能,能够为透水降噪沥青混合料的设计提供理论指导。     

沥青路面层间抗剪强度影响因素研究

通过沥青路面层间剪切强度试验,研究竖向应力、粘层材料、洒布温度、洒布量对其影响,结果表明:沥青路面层间抗剪强度与竖向荷载有着良好的线性相关性,Super PCR有着更好的抗剪性能,洒布温度越低,抗剪性能越好,这与沥青的温度敏感性有关;当沥青洒布量较低时,层间抗剪性能逐渐增大,而当沥青洒布量较大时,层间抗剪切强度降低;灰色关联分析中对层间抗剪强度影响排序为:竖向荷载乳化沥青洒布量温度,并且竖向荷载关联度达到0. 78,而最小的关联度也为0. 63,可见总体上这三个影响因素对层间抗剪强度影响显著;严格控制超载、重载现象,减少竖向荷载对沥青路面的力学作用。     

白加黑路面层间剪切性能影响因素研究

为探究不同因素对水泥混凝土面板和沥青混凝土面层层间粘结性能的影响,采用正交试验设计方法,考虑面层材料级配、界面处治方式、粘层油种类以及厚度等不同因素,分析各因素对抗剪强度的影响水平。结果表明,对"白加黑"层间抗剪强度的影响最大的是界面处治措施,其次是粘层油厚度,粘层油种类影响相对较弱,面层材料级配的影响最小。根据研究推荐采用露石界面,并按照1.4kg/m2的用量洒布SBS改性乳化沥青粘层油。     

水泥混凝土板沥青铺装层间抗剪强度协调性分析

为了使水泥混凝土板与沥青铺装层之间粘结性能达到最佳效果,采用直接剪切试验,对水泥混凝土板沥青铺装层间抗剪强度进行了协调性研究。分析和讨论了所选4种因素间的匹配协调性和对层间抗剪强度的影响,并对层间剪切试验的剪应力-位移曲线进行了分析。试验结果表明:层间剪切破坏的发展经历了3个阶段。3个阶段中,层间粘结力、水泥混凝土板表面与沥青铺装层集料的机械咬合力和摩擦力依次发挥作用。4种因素数对层间抗剪强度的影响强弱依次为:表面处理、铺装层级配、碎石撒布量和碎石粒径。建议的最优匹配方案:沥青铺装层采用AC-20级配上限,碎石撒布量为8kg/m2,碎石粒径为9.5~13.2mm,凿毛间距为4.0cm。     

高寒地区沥青混合料的弯拉特性试验研究

研究了高寒地区沥青混合料的弯拉特性。基于AC-13、AC-16、SMA-16这3种级配,通过弯曲试验研究了不同温度下,不同油石比对沥青混合料弯曲特性的影响。研究表明:沥青混合料弯拉特性与试验温度、油石比和级配直接相关,随着试验温度的增加,沥青混合料的弯拉强度先增大后降低,弯拉应变增大,劲度模量降低,在高寒地区沥青混合料路面面层设计时应充分考虑常年低温的气候条件对沥青混合料实际弯拉特性的影响;在马歇尔试验确定最佳油石比条件下适当提高沥青的用量,采用粒径较大的级配有利于提高沥青混合料的低温抗裂能力。     

沥青路面粘层油用量研究

粘层是路面结构的重要组成部分,粘层的抗剪强度与粘层油的用量和面层级配有密切的关系。选用四种面层材料,研究不同面层级配类型以及粘层油洒布量对粘层强度的影响。试验表明：不同级配面层间的粘层油存在最佳洒布量,最佳洒布量可使粘层的抗剪强度达到最大。     

抗车辙剂增强超薄磨耗层路面材料性能研究

将抗车辙剂PR材料以不同掺量外掺至SMA-10和AC-10两类超薄磨耗层沥青混合料中,对其分别进行了高温稳定性、低温抗开裂性、水稳定性、抗剥落性能和抗滑性能试验研究。研究表明：抗车辙剂能够显著提高超薄磨耗层材料的路用性能,SMA-10沥青混合料的高温稳定性、抗剥落性能和抗滑性能优于AC-10沥青混合料,SMA-10和AC-10沥青混合料超薄磨耗层的最佳PR掺量分别为0.6%和0.4%。     

细粒式纤维沥青混合料配合比设计与性能试验分析

为了分析纤维对沥青混合料的增强作用,选取2种代表纤维(聚酯纤维和玄武岩纤维)及3种常用表面层细粒式级配(AC-13C,SMA-13和OGFC-13),进行了大量沥青混合料配合比设计和室内性能试验.试验结果表明:玄武岩纤维比聚酯纤维具有更强的桥接、加筋和吸附作用;纤维的掺入可有效改善沥青混合料的各项物理和力学性能及路用性能,且对密实级配沥青混合料的增强效果优于开级配沥青混合料的,而玄武岩纤维的增强作用总体优于聚酯纤维的;由此确定细粒式纤维沥青混合料的适宜纤维掺量为:聚酯纤维0.2%～0.3%,玄武岩纤维0.3%～0.4%,可供工程应用参考.     

单轴贯入试验试件高度对沥青混合料剪切强度的影响

将AC-13,AC-16和AC-20等3种沥青混合料制备成不同厚度的车辙板芯样试件,采用28.5 mm压头进行了单轴贯入试验,研究了不同试件高度对沥青混合料的抗剪强度性能的影响。结果表明:当3种沥青混合料试件高度分别等于或大于5 cm,6 cm和7 cm时,抗剪强度和剪切应变趋于常数,不再受试件高度变化的影响。结论是所研究的3种级配沥青混合料,将单轴贯入试验的试件厚度采用车辙试验确定出的与最大公称粒径相匹配的结构层厚度是合理的。     

不同类型超薄层沥青混合料的水稳定性研究

采用浸水车辙试验和冻融劈裂试验分别评价了Type-B(美国级配)、改良型SMA-10、OGFC-10这3种级配和SBS改性沥青、普通沥青+8%抗车辙剂和高黏弹沥青3种结合料组成的9种超薄层沥青混合料的水稳定性。试验结果表明:有5种超薄层沥青混合料,即Type-B SBS改性沥青混合料、改良型SMA-10 SBS改性沥青混合料、Type-B高黏弹沥青混合料、改良型SMA-10高黏弹沥青和OGFC-10高黏弹沥青混合料满足现有规范对水稳定性的要求,其中改良型SMA-10高黏弹沥青混合料的综合性能最优,其条件前后的车辙动稳定度不仅分别是其他8种混合料的2.0~4.5倍和2.0~4.7倍。推荐该混合料用于重要的城市主干道、高速公路或重交通道路路面的预防性养护或维修。     

冻融循环对再生沥青混合料低温抗裂性能的影响研究

从沥青路面低温裂缝产生的原因入手,分析了裂缝类型和裂缝的影响因素及其对道路的危害。为了研究冻融循环对再生沥青混合料的低温抗裂性能的影响,采用小梁低温弯曲试验进行研究,再生沥青混合料的级配为AC-16和AC-20,研究的冻融试验方案是根据研究所在地气候特点及相关文献的冻融试验方法确定,冻融循环次数分别为0、6、9和12次。对比不同冻融循环次数对再生沥青混合料的弯拉应变试验结果的影响,结果表明,随着冻融循环次数的增加,再生沥青混合料的弯拉应变逐渐减小,并且随着旧料掺量的增加,再生沥青混合料受到冻融循环的影响越大;级配AC-20与级配AC-16相比,级配AC-20受到冻融作用的影响更显著;通过分析低温弯曲试验结果变化规律,AC-16的最佳旧料掺配率是19. 8%,AC-20的最佳旧料掺配率为16. 4%,这样既能够确保道路使用的寿命又能尽可能多地利用旧料。     

新旧路面联结层沥青与集料洒布量的试验研究

针对沥青路面整治工程中新旧路面因层间联结失效而出现的推移、拥包、网裂和翻浆等早期损坏的问题,通过室内组合试件的剪切试验和渗水试验确定3种沥青胶结料和集料洒布量为试验指标.结果表明,90#基质沥青、SBS改性沥青和改性乳化沥青联结层的抗剪强度与洒布量呈单峰抛物线关系,确定了沥青胶结料和集料的最佳洒布量.同时3种沥青胶结料联结层均不透水,能有效地阻止路面渗水侵蚀旧路面,从而减少沥青路面的水损害.因此,采用90#基质沥青、SBS改性沥青和改性乳化沥青作为沥青路面整治工程中新旧路面联结层将会显著提高路面的使用性能.     

级配理论应用研究

在对最大密度曲线理论和粒子干涉理论及相关级配算法研究的基础上,提出了变i法及相应算法.通过变i法计算的集料级配与规范中AC-16、SMA-16、Sup-12 5级配和以粒子干涉理论为依据设计的多级嵌挤密实结构级配的比较,给出了满足AC-16、SMA-16和Sup-12 5级配的相应i值范围,并结合工程实例对变i法在AC-16型沥青混合料设计中的应用进行了检验.结果显示,利用该方法设计的级配,较好的满足了设计要求.同时也说明变i法能较好的适应我国沥青混合料级配采用方孔筛的划分标准及不同沥青混合料类型的级配设计要求.     

不同级配橡胶沥青混合料疲劳性能研究

为了探究不同条件下橡胶沥青混合料的疲劳性能,选取AC-13和SMA-13两种级配,在不同条件下进行试验,研究了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,并分别研究了老化时间对AC-13混合料的疲劳寿命和纤维掺量对SMA-13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;老化使AC-13混合料的疲劳寿命降低,但前期老化对疲劳寿命影响程度不大,而后期老化使疲劳寿命大幅降低;各应力比下,随着纤维掺量的增多,SMA-13混合料的疲劳寿命都出现先增大后减小的趋势,当掺量为0.4%时疲劳寿命最大。     

不同薄层罩面沥青混合料的试验及应用研究

对常用四种级配类型的薄层罩面沥青混合料进行了配合比设计及路用性能的对比研究。室内试验表明,相比于AC-13、SMA-13及OGFC-13级配类型的薄层罩面,Novachip(C型)薄层罩面的路用性能最佳,具备优异的高低温稳定性、水稳定性及抗滑性能。工程应用表明,沥青路面在加铺Novachip(C型)罩面后,路面平整度高,横向力系数及构造深度分别提高了44%及66. 7%,抗滑性能优异,同时具备良好的排水性能,可有效避免雨天路面水雾的产生,提高雨天行车安全。     

不同级配橡胶沥青混合料细观结构特性研究

为全面研究常用沥青混合料级配的空隙特性,以确定适合橡胶沥青的混合料结构,选择AC-13C、SMA-13、SAC-13和AR-AC-13S四种常用级配的橡胶沥青混合料,通过X-ray CT技术和图像处理技术获取橡胶沥青混合料内部结构中的空隙分布数值参数,分析四种级配的混合料细观特征。结果表明:四种级配的空隙分布各有特点,连续级配的内部空隙比间断级配更少,内部密实度更好,应能用于橡胶沥青混合料。     

沥青路面粘结层品种与洒布量的试验研究

针对高等级公路半刚性基层沥青路面易产生反射开裂、水损害和车辙等早期损坏的问题,通过室内组合试件的大型直剪试验和渗水试验,以及现场试验路铺筑和拉拔试验,以改性沥青粘结层的品种和洒布量为试验指标,进行了稀浆封层、SBS改性沥青、胶粉改性沥青和环氧改性沥青4种方案的试验路对比验证.结果表明,胶粉改性沥青和环氧改性沥青粘结层的抗剪强度与洒布量呈单峰抛物线关系,确定了最佳洒布量;同时,改性沥青粘结层具有优良的抗裂、防水和粘结性能,其使用效果优于稀浆封层等常规处理措施;相比而言,胶粉改性沥青效果最佳,且属于环保材料.因此,采用改性沥青作为高等级公路沥青路面的粘结层或沥青桥面铺装的防水粘结层将会显著地提高路面的使用性能.     

沥青混合料骨架结构抗剪强度特性的试验研究

采用悬浮密实结构AC-20I、骨架空隙结构AM-20及骨架密实结构SMA-20试样,对三种典型结构的沥青混合料抗剪强度进行了对比试验研究.试验采用粗骨料大型直剪仪,探讨了球形和椭球形集料对抗剪强度的影响.结果表明:从集料级配看,骨架结构形成的抗剪强度明显大于悬浮结构形成的抗剪强度;从集料形状看,椭球体集料构成结构的内摩擦角大于球形体集料构成结构的内摩擦角,而且,骨架密实结构对集料形状最为敏感.     

不同矿料骨架干法橡胶沥青混合料的胶粉分布特征与级配适应性

为了探究符合干法橡胶沥青技术特点的混合料级配,从混合料微观结构和宏观性能上验证设计级配特点。根据胶粉变化和贝雷法设计原理分别设计AC-13C、SMA-13、SAC-13和AR-AC-13S四种级配类型,运用X-ray CT微观试验方法和图像处理技术,从微观结构层次研究四类级配类型的区别和优劣,分析得出在橡胶粉各断面胶粉数量和含量的空间分布上,AC-13C和SAC-13类型的级配胶粉含量值离散和变异程度最小,分布更为均匀,SMA-13次之,AR-AC-13S最差,从胶粉分布的角度看,AC-13C更适合干法橡胶沥青混合料;通过室内混合料路面性能试验,对连续与间断级配的沥青混合料的高低温稳定性能及水稳定性能进行了分析论证,进一步验证了微观试验结果。微观和宏观试验均表明,连续级配在干法橡胶沥青混合料中更加适用,工程实践应优先选择。