数学回归法在大孔隙沥青混合料级配设计中的应用

透水型沥青路面(OGFC)是一种具有连通空隙的开级配沥青路面材料,具有排水、降噪等良好的功能性.大孔隙沥青混合料的空隙率直接影响到沥青混合料的路用性能和功能性能,而控制OGFC空隙率主要靠确定合理的关键筛孔通过率,但是对于二点通过率与空隙率的具体关系尚无深入研究.文中采用二元线性回归找出OGFC-13的2个关键筛孔通过率与空隙率的关系.研究表明,2.36 mm和4.75 mm两个关键筛孔与OGFC混合料空隙率有很好的线性关系.     

矿料级配对开级配沥青稳定碎石性能影响研究

针对开级配沥青稳定碎石ATPB材料组成设计中存在的问题,通过试验及理论计算,深入研究了矿料级配对ATPB混合料马歇尔性能及排水性能的影响。针对混合料设计过程常采用的设计空隙率的方法,拟合了关键筛孔通过率同空隙率之间的回归关系式,发现2.36mm及0.075mm筛孔通过率同混合料空隙率有较好的相关性。     

倒装式沥青路面级配碎石过渡层渗水特性分析

针对路面结构内部自由水易诱发路面出现唧浆、松散及冻融等病害,研究了倒装式沥青路面级配碎石过渡层的排水性能,测试了级配碎石试件渗水系数。采用重型击实法成型试件,采用路面渗水仪测试其渗水系数,分析了主要影响因素(如主要筛孔通过率、空隙率等)对级配碎石混合料渗水性能的影响,进而拟合了其渗水系数预估公式。研究表明:空隙率及4.75mm以下筛孔通过率对渗水系数的影响大于4.75mm以上筛孔通过率,过渡层级配碎石空隙率宜分布在13%～15%内;基于各因素对渗水系数影响程度的综合分析,采用关键因素(关键筛孔通过率和空隙率等)回归得出了渗水系数预估公式,该公式适用于0.075mm筛孔通过率在3%～14%范围内的级配碎石渗水系数预估,可为倒装式沥青路面过渡层级配碎石的设计、渗水系数现场测试提供指导。     

基于均匀设计方法的机制砂级配优化研究

采用均匀试验设计研究了机制砂关键筛孔对沥青混合料空隙率的影响,得出了空隙率与关键筛孔的回归方程,优化了机制砂关键筛孔(0.075、0.6和2.36mm)的通过率范围。根据优化后关键筛孔的通过率范围对现行规范中的机制砂级配曲线进行优化,通过路用性能试验对优化后级配范围进行验证,结果表明优化后的机制砂级配范围是合理的。     

细粒式多孔沥青混合料PAC-7配合比设计及路用性能研究

由于细粒式多孔沥青混合料在排水、降噪、抗滑等路面功能性方面有着卓越的优势，且在我国的标准筛孔直径4.75 mm～9.5 mm之间缺少更细的划分，因此通过增加7.5 mm筛孔来设计不同空隙率下的新型细粒式多孔沥青混合料PAC-7的级配，并将其与PAC-5、PAC-10进行路用性能的对比评价。试验结果表明，所研究的PAC-7的配合比设计方案合理，各项路用性能均满足规范要求，且随着空隙率的增大，PAC-7的高温稳定性、渗水性能越强，低温抗裂性、水稳定性越差。3种细粒式多孔沥青混合料的各项路用性能随着其公称最大粒径的变化而变化，具体表现为：当空隙率一致时，细粒式多孔沥青混合料的公称最大粒径越大，其高温稳定性、渗水性能越好，低温抗裂性、水稳定性越差。     

严寒地区路面面层沥青混合料配合比及路用性能试验研究

以综合性能较好的SMA-16沥青混合料为研究对象,根据相关材料及严寒地区气候特点对沥青混合料配合比进行设计,并对其路用性能展开研究,以有效延长沥青路面使用寿命,节约养护维修费用。根据研究结果,提出关键筛孔4.75 mm通过率在25%~30%之间,0.075 mm筛孔通过率控制在8%以上;适当增加级配中细集料的含量,降低粗集料的含量的建议,可有效提高严寒地区沥青路面的路用性能,延长路面使用寿命。     

开级配OGFC矿料组成设计研究

以OGFC-13为研究对象,以标准级配矿料组成设计的关键性筛孔2.36 mm为出发点,分别选取级配的上限、下限、中值及中值时关键性筛孔2.36mm通过率相差±3%等5种级配类型,在各自最佳沥青用量的基础上通过马歇尔参数对比分析,得出OGFC-13级配设计时,当关键性筛孔通过率控制在与中值相差-3%以下,即2.36 mm通过率为13%~下限时,沥青混合料的强度及大空隙排水特性优势明显。     

粗骨架结构沥青混合料路用性能

通过试验研究．系统分析了粗骨架结构沥青混合料和密级配沥青混凝土的路用性能，包括马歇尔稳定度、水稳定性、低温抗裂性、高温稳定度、疲劳耐久性和抗滑性能．并对集料级配骨架形成与空隙率的关系做了分析。结果表明，粗骨架结构沥青混合料具有较密级配沥青混合料更好的路用性能，可以改善沥青路面使用品质，延长使用寿命，具有较好的经济和社会效益，是一种优良的路面材料。     

基于灰熵法的SMA-5混合料级配组成范围研究

为确定SMA-5混合料级配组成范围及关键控制筛孔,分别以2.36mm、1.18mm为粗细集料分界筛孔,采用粗集料断级配的矿料设计和贝雷法进行级配研究,结合沥青混合料体积特性与路用性能分析,借助灰关联熵法推荐出级配范围及关键控制筛孔。结果表明:2.36mm、1.18mm和0.3mm为SMA-5混合料矿料级配的关键筛孔,而9.5mm、4.75mm、0.6 mm、0.15 mm、0.075 mm为非关键筛孔;确定出SMA-5矿料各筛孔通过率范围0~9.5mm:100%;4.75 mm:98%~92%;2.36 mm:38%~28%;1.18 mm:34%~21%;0.6 mm:29%~18%;0.3mm:25%~15%;0.15mm:21%~13%;0.075mm:16%~12%。     

排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料的级配设计及性能

为确定排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料级配,以空隙率、渗透系数、马歇尔稳定度为设计指标,并通过正交试验分析确定冷拌沥青混合料级配,评价其路用性能。结果表明:2.36mm筛孔通过率对排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料的影响最为显著;排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料的动稳定度高于7 500次·mm~(-1),低温弯曲破坏应变大于3 000(10~(-6)),冻融劈裂强度比在80%以上;OGFC-5排水抗滑磨耗层冷拌沥青混合料具备良好的路用性能。     

细粒式SMA-5级配组成设计研究

针对目前规范中缺少细粒式SMA-5的级配设计,分别以2.36 mm和1.18 mm作为粗细集料分界筛孔,分析了SMA-5的体积指标参数特性;通过体积指标特性分析和路用性能试验,确定了SMA-5级配的粗细集料控制筛孔及通过率;结果证明马歇尔稳定度与流值不适合作为SMA配合比设计的关键控制指标,矿料间隙率VMA及VCAmix受级配变化的影响大于受沥青用量的影响,VCADRC值随着级配的增粗略微增大,试验用混合料级配对压实功的变化不敏感,采用双面击实75次的击实标准可行,推荐以2.36 mm作为SMA-5粗细集料的分界筛孔,通过率宜控制在28%~40%范围之内。     

AC-25沥青混合料矿料级配优化及应用研究

为提高AC-25沥青混合料路用性能,应用正交试验设计,研究了各因素水平对马歇尔性能指标的影响,提出了优化的AC-25矿料级配工程设计范围.结果表明,2.36 mm筛孔通过率是空隙率、毛体积相对密度、矿料间隙率和稳定度的主要影响因素;混合料性能指标主要受控于细集料(＜2.36 mm)的级配组成和含量的变化.通过相关力学性能和实体工程检验,证明了采用优化的AC-25混合料级配具有良好的骨架密实特性、高温抗车辙性能和力学行为特性,可应用于高温多雨地区高速公路沥青路面中,对提高混合料组成设计水平和沥青混合料质量控制具有指导借鉴作用.     

超薄磨耗层矿料级配试验研究

针对超薄磨耗层SMA-10矿料级配,在现行技术规范提供的级配范围基础上,以2.36 mm作为关键控制筛孔,设计了13种SMA-10级配;采用旋转压实法成型混合料试件,测试并计算混合料的体积指标,对比分析关键体积指标与2.36～4.75 mm集料含量之间的关系,并对满足级配设计要求的沥青混合料进行路用性能评价.研究结果表明,当2.36～4.75 mm集料含量为0～8%或20%～28%时,所获得SMA-10混合料的体积指标更容易满足设计要求;其中,2.36～4.75 mm集料含量控制在0～8%时的矿料级配,更适合用于超薄磨耗层路面.     

基于关键筛孔控制的SMA-13沥青混合料抗滑性能研究

本文主要研究SMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料的原材料选择、控制关键筛孔4.75mm通过率变化集料级配、混合料设计,在混合料设计的基础上,成型车辙板,研究SMA-13沥青混合料的抗滑性能与集料级配之间的关系。研究发现:当2.36~4.75mm档沥青混合料的用量较小时,随着这档集料用量的增加,路面的摆值及构造深度会随之增加当这档集料用量增加到一定程度,再增加该档集料用量,路面构造深度及摆值反而会降低。     

排水性沥青混合料渗透系数测试研究

为了对排水性沥青混合料的透水能力进行测评,分析影响沥青混合料透水能力的各种因素,使用了自行研制的渗透系数测试仪进行测试。通过对不同空隙率、级配、沥青品质试件的测试,发现空隙率与沥青混合料的渗透系数有着良好的相关性;空隙率相同的条件下,集料粒径越大,混合料的渗透系数越大;沥青品质对混合料的渗透系数影响不大。结果表明:空隙率可以作为沥青混合料渗透系数的控制指标,集料的最大粒径、2.36mm筛孔的通过率都是影响渗透系数的重要因素;测试得出排水性沥青混合料的合理水力坡度应小于等于0.03,渗透系数大于1.5×10-2cm/s可以作为评价排水性沥青混合料渗透能力的指标。     

海南岛AC-13型沥青混合料矿料级配区域优化研究

结合海南岛典型的热带季风海洋性气候,以AC-13型沥青混合料的矿料级配主要控制筛孔9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm和油石比组成5个因数,《沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)中AC-13型沥青混合料的矿料级配范围对应筛孔取上限、上中值、中值、下中值和下限等5个通过率作为5个水平,采用正交试验方法对AC-13型沥青混合料的矿料级配区域进行优化设计。     

矿料级配对超薄层罩面UTFC-10混合料高温性能的影响研究

为了分析矿料级配对超薄层罩面UTFC-10高温性能的影响,采用正交试验方法,研究9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.075mm筛孔不同通过率对超薄层罩面UTFC-10混合料的空隙率、稳定度和动稳定度的影响。研究结果表明:各因素对空隙率影响的显著程度依次为2.36mm通过率4.75mm通过率2.36~4.75 mm所占比例9.5mm通过率0.075mm通过率。各因素对稳定度影响的显著程度依次为2.36mm筛孔通过率9.5mm筛孔通过率2.36~4.75mm所占比例4.75mm筛孔通过率0.075mm筛孔通过。各因素对稳动定度影响的显著程度排序依次为9.5mm筛孔通过率2.36mm筛孔通过率2.36~4.75 mm所占比例0.075mm筛孔通率4.75mm筛孔通过率。     

沥青种类对SMA-13级配的影响

为了研究不同沥青种类对SMA-13级配的影响,进行了武云高速复合改性橡胶沥青AR-SMA-13和中州大道整治工程SBS-SMA-13的级配、油石比、粗集料的骨架分界筛孔、粉胶比、沥青膜厚度及混合料路用性能等的对比研究。研究过程中采用贝雷法对两种沥青混合料的级配嵌挤效果进行了分析。由于复合改性橡胶沥青和SBS改性沥青的化学成分差异较大,其运动黏度和延度均差异较大。试验得出,AR-SMA-13中2.36~4.75 mm之间的碎石含量接近12%,是传统间断级配的2倍,路用性能仍然较好;AR-SMA-13中0.075 mm筛孔的通过率仅为6%,与SBS-SMA-13中0.075 mm通过率8%~12%形成显著区别;SMA-13骨架分界筛孔选择4.75 mm还是2.36 mm,对混合料的骨架嵌挤的判断是不同的,结果表明,传统间断级配理论关于SMA-13级配中2.36~4.75 mm间断是不必要的;SMA-13骨架分界筛孔建议选择2.36 mm。虽然复合改性橡胶沥青5℃延度远小于SBS I-D,但AR-SMA-13也具有较好的抗低温变形能力,低温弯曲应变与SBS-SMA-13混合料相比,差异不大;复合改性橡胶沥青运动黏度与SBS I-D改性沥青相比差异非常大,但两种级配的混合料都具有较好的抗车辙性能,SBSSMA-13比AR-SMA-13的动稳定度仅低12%,其混合料高温性能的差异远没有沥青运动黏度之间的差异大。当沥青性能差异较大时,沥青混合料的设计指标应做出适当调整,以保证沥青混合料能够具有良好的路用性能。     

基于灰色关联理论的沥青混合料低温性能影响因素分析

沥青混合料低温性能的影响因素较多。文章通过低温弯曲试验作为评价沥青混合料低温性能的技术方法,应用灰色关联理论对沥青混合料中不同筛孔集料通过率、油石比及空隙率对沥青混合料低温性能的影响程度进行分析。研究表明:灰色关联理论可以作为分析方法评价不同因素与沥青混合料低温性能的关联度,其中沥青混合料的油石比与筛孔尺寸为2.36 mm时集料的通过率对沥青混合料的低温性能的影响最大。     

矿料级配对沥青混凝土体积特性及抗车辙性能的影响

以2.36mm作为粗细集料的分界筛孔尺寸,将级配曲线分为粗段与细段两部分。采用分段设计思想,依据分界筛孔的通过率设计了3种公称最大粒径沥青混凝土混合料的15种级配。通过粗集料振实试验、沥青混凝土混合料马歇尔击实与车辙试验,研究了矿料级配对混合料体积特性与抗车辙性能的影响。结果表明:级配明显影响混合料的体积参数与组成结构形态,是抗车辙性能的显著影响因素。当分界筛孔的通过率设计适当时,沥青混凝土混合料为骨架密实结构,该结构呈现最好的抗车辙性能。