基于冻断试验的半柔性路面材料低温抗裂性影响因素研究

为了研究半柔性路面材料低温性能的影响因素,采用冻断试验评价半柔性路面材料低温性能,以冻断温度为评价指标,研究了沥青类型(90~#基质沥青、SBS改性沥青、TPS高黏改性沥青)、水泥基灌浆料种类(普通型灌浆料、橡胶粉型灌浆料、乳化沥青型灌浆料)以及基体空隙率(20%,24%,28%,32%)对半柔性路面材料低温性能的影响规律。试验结果表明:冻断试验能有效地区分出不同沥青、不同水泥基灌浆料、不同基体空隙率半柔性路面材料的低温抗裂性改善效益;冻断温度可有效地评价半柔性路面材料低温性能;基体空隙率在20%～32%范围内,冻断温度随着基体空隙率的增大呈先下降后上升的变化规律,基体空隙率在24%附近时,半柔性路面材料低温性能达到最佳;灌浆料增弹对半柔性路面材料低温抗裂性的改善效果明显,其中,乳化沥青灌浆料对半柔性路面材料低温性能的改善效果好于橡胶粉灌浆料;基体采用改性沥青后对冻断温度的降低幅度达到31.4%～38.3%,远大于灌浆料的影响,基体沥青的增弹比增黏对改善半柔性路面材料低温抗裂性更有利。     

基体沥青混合料的体积参数对半柔性路面材料的性能影响分析

基体沥青混合料体积参数是半柔性路面材料设计的重要指标,它关系到半柔性路面的各项使用性能.通过体积法设计了不同空隙率以及相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,并且对不同龄期半柔性路面材料进行了力学性能和路用性能的试验,然后与普通沥青混合料的性能进行比较,分析研究基体沥青混合料的空隙率和孔结构对半柔性路面材料性能的影响规律.研究结果表明:随着基体沥青混合料空隙率的增加,半柔性路面材料的力学性能明显提高,路用性能有所改善;对相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,均匀级配设计的力学性能和路用性能优于连续级配设计.采用30%空隙率均匀孔结构基体沥青混合料制备的半柔性路面材料,7 d马歇尔稳定度高达17.69 kN,7 d劈裂强度达到6.32 kN,残留稳定度和冻融劈裂强度比均超过100%,动稳定度达到30 000次/mm以上,低温抗弯拉劲度模量达到6 486 MPa,抗压回弹模量模量达到2 812 MPa.     

半柔性路面材料的抗裂性能

为了评价半柔性路面材料的抗裂性能,分析其开裂机理,采用半圆弯曲试验方法评价不同温度、不同母体孔隙率下半柔性路面材料的抗裂性能。试验结果表明,半柔性路面材料的断裂韧度随温度的降低而降低、随着母体沥青混合料空隙率和养护龄期的增加而增大;当环境温度达到沥青的软化点时,半柔性路面材料的断裂韧度大幅度下降。     

半柔性路面复合材料路用性能研究

半柔性路面是在大空隙基体沥青混合料(空隙率高达20%~35%)路面中灌入以水泥为主要成分的水泥胶浆而形成的路面,该产品兼具了水泥混凝土路面的刚性和沥青混凝土路面的柔性。本文仍采用传统的沥青混合料的评价方法对半柔性材料的路用性能进行了评价。     

半柔性路面路用性能的试验及机理分析

半柔性路面是一种在开级配沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的一种路面结构,它兼具有沥青混凝土路面与水泥混凝土路面的特点.其材料结构属于骨架一密实结构,作为其基体的沥青混合料则属于骨架一空隙结构.结合半柔性混合料粘结界面上的SEM扫描电镜和傅立叶红外光谱图的分析,对半柔性路面优良的路用性能进行试验和机理的分析.研究结果表明:半柔性路面具有优良的高温稳定性和水稳定性,以及较好的低温抗裂性;母体沥青混合料设计空隙率为25%时路用性能最优;水泥胶浆的加入只是增强了沥青胶浆与级配骨料间粘结界面的特性,并没有改变沥青的性质;半柔性路面是一种综合性能良好、值得推广应用的新型高等级路面,研究所得结果对道路工程具有重要指导意义.     

基于不同预留灌浆深度的半柔性路面性能研究

预留不同灌浆深度的半柔性路面,其路用性能有较大的差异。为了解不同灌浆深度下路用性能的衰减规律,室内拟采用马歇尔稳定度、高温车辙、低温弯曲、水稳定性和抗滑性能来评价路用性能。试验发现:随着预留灌浆深度的增加,半柔性路面材料的马歇尔稳定度、低温性能和水稳定性能发生了不同程度的衰变,分别衰减了14.44%、20.19%和12.12%,并且三者均在0～2.64mm预留灌浆深度范围的衰减速率最大,在超过7.92～10.56mm预留灌浆深度范围后趋向于稳定。此外,动稳定度和车辙深度的转折点出现在7.93mm的预留灌浆深度,在此预留深度下的动稳定度最高,车辙深度最小。结果表明:SFAC-13半柔性路面材料的路用性能在预留灌浆深度为7.92～10.56mm时最佳。     

半柔性路面水泥胶浆的配制研究

讨论了半柔性路面材料中水泥胶浆的配制方法。通过二次正交试验研究，确定了水泥胶浆的配制比例，按此比例配制的水泥胶浆注入空隙率达２２％的沥青混合料中所级配的半柔性混合料具有良好的力学特性和路用性能。     

半柔性复合混凝土动态模量主曲线研究

为了研究半柔性复合混凝土的设计及材料组成,首先针对大空隙沥青混合料OGFC设计方法,研究2.36 mm筛孔通过率与所形成的混合料空隙率的相关关系,研究结果表明:OGFC的空隙率与2.36 mm筛孔通过率大致呈线性相关关系,可依据空隙率需求来预估2.36 mm筛孔通过率;然后研究不同温度、不同荷载频率下半柔性材料的动态模量变化情况,结果表明:半柔性复合混凝土的动态模量值与普通沥青混合料动态模量值相当,采用时温等效原理研究半柔性材料的黏弹性能,移位因子研究结果表明:半柔性材料符合线黏弹材料性能,并且通过移位因子,构建不同温度下半柔性复合混凝土模量主曲线,为半柔性复合混凝土路面结构设计提供材料参数。     

特稿

<正>水泥灌浆沥青路面由于其优越的抵抗变型及漏油污染能力,一直被作为一种特种路面。通常水泥灌浆沥青路面是由单一空隙率(25%～35%)的沥青混合料骨架(通常厚度为60mm)灌注高流动性的水泥胶浆而成。这种路面将水泥与沥青路面的优异性能相结合(如柔性、抗车辙能力),体现沥青特征的同时具有较高的承载性及水泥混凝土的耐磨性。相对于传     

专用砂浆半柔性路面材料及其工程应用研究

马歇尔试验、车辙试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验结果表明:专用砂浆半柔性路面材料具有良好的高温稳定性和抗水损害能力。G78汕昆高速重载交通陡坡半柔性路面试验路段通车近2年,目前使用情况良好,验证了半柔性路面能够经受广东湿热重载交通的作用,具有良好的综合路用性能,可为长陡坡等特殊路段提供解决方案。     

半柔性路面材料级配及路用性能研究

半柔性路面材料是将水泥基材灌注于母体沥青混合料中形成的一种刚柔兼备的新型路面材料,矿料级配直接影响母体沥青混合料的物理、力学性能。为保证母体沥青混合料具备良好的骨架支撑作用,同时保证一定的空隙率以灌注水泥基材,笔者研究4.75mm、2.36mm、矿粉、沥青等含量对母体沥青混合料稳定度、空隙率的影响程度及规律;进一步研究4种级配的半柔性路面材料高温、低温、水稳、疲劳性能。结果表明:母体沥青混合料的空隙率与2.36mm含量、油石比呈负相关关系,与矿粉含量呈正相关关系;稳定度与2.36mm含量呈正相关关系,与矿粉含量呈负相关关系;建议2.36mm含量≤4.5%、油石比≤3.5%、4.75mm含量≤6%;半柔性路面材料具有极优的高温性能,但低温性能不良且低于2000的规范要求。本文为半柔性路面材料设计及推广应用提供试验基础。     

冷拌半柔性路面材料的工程应用

为将冷拌半柔性路面材料这一自主研发的新型路面材料应用于工程实践,以汕头市金凤路的路面改造工程为例,基于CAVF法并结合裹附试验和修正马歇尔试验进行材料组成设计,介绍了基体乳化沥青混合料的施工、专用砂浆浇注、恢复表面构造等施工工艺。检测结果表明:设计方法适用于冷拌半柔性路面材料,采取的施工措施行之有效;新材料节能环保,铺筑的路面结构承载能力高,抗滑性能好,高低温稳定性好,抗水损害能力强。     

灌注式半柔性道面材料抗冲击性能试验研究

在大量试验的基础上,重点研究了灌注式半柔性道面材料的抗冲击性能。运用SHPB试验装置,对空隙率为20%、23%、25%、27%和30%的半柔性道面材料分别进行了0.25、0.30、0.35和0.4 MPa共4种气压的冲击试验,分析数据发现较低气压冲击作用下(0.25,0.3 MPa),空隙率为25%的半柔性道面材料峰值应力最大;在较高气压冲击作用下(0.35,0.4 MPa),空隙率为27%的半柔性道面材料峰值应力最大。综合材料在冲击作用下峰值应力和破坏形态等因素,空隙率为27%的半柔性道面材料抗冲击性能优于其余4个空隙率的材料。     

水泥灌浆半柔性沥青路面研究综述

水泥灌浆半柔性沥青路面是指在大孔隙沥青混凝土中灌入一定量的水泥砂浆从而形成的一种刚度介于沥青路面和水泥路面之间的路面.总结了半柔性路面的结构设计理论、参数和结构组合设计以及半柔性路面的重要组成部分母体沥青混合料和水泥灌浆的材料设计,分析了半柔性路面的路用性能,重点总结了近年来对于半柔性路面低温开裂问题研究所取得的进展和有待解决的问题.     

沥青混合料基灌注式半刚性路面材料设计与性能试验研究

沥青混合料基灌注式半刚性路面是由基体沥青混合料和灌注复合水泥胶浆两部分组成,基体沥青混合料的材料组成是影响沥青混合料基灌注式半刚性路面各项性能变化的主要因素,通过对A1~A5等5种不同矿料级配组合配制空隙率为28%的基体沥青混合料性能测试、沥青混合料基灌注式半刚性路面材料的试件制备和不同矿料级配组合配制的基体沥青混合料灌注复合水泥胶浆形成的沥青混合料基灌注式半刚性路面的性能测定,试验结果表明:室内制备马歇尔试验试件时,水泥砂浆的灌入量为(500±10)g为宜,基体沥青混合料不同矿料级配组合对沥青混合料基灌注式半刚性路面各项性能影响较大,A4矿料级配组合配制的沥青混合料基灌注式半刚性路面综合性能最佳。该结果为沥青混合料基灌注式半刚性路面室内试验和工程施工应用提供依据。     

早强型半柔性灌浆料研究

半柔性复合混凝土由于其兼具沥青和水泥路面的优点，被应用于交叉口、长大纵坡等路段中。但是由于半柔性灌浆材料硬化达到要求强度需要较长的时间，因此，需要开发早强型半柔性灌浆料。选用42.5普通硅酸盐水泥（下称普通水泥）、细砂、矿粉、膨胀剂及外掺剂，采用正交试验确定满足要求半柔性灌浆料配比。而后采用快硬水泥替代普通水泥，通过研究确定替代比例为0.15～0.2时，4 h后的半柔性灌浆材料性能能够满足要求。     

半柔性路面大空隙基体沥青混合料设计与性能研究

基于矿料主骨料空隙体积填充法(CAVF)设计了3种不同空隙率的半柔性路面大空隙基体沥青混合料,采用马歇尔试验、透水试验与空隙率测定等试验评价其性能。结果表明,采用CAVF法设计的3种不同空隙率的基体沥青混合料,设计空隙率与实测空隙率较为接近,且具有适当的强度,较好的排水性能,砂浆的可灌入性强。     

半柔性路面水泥基灌浆材料泌水性能研究

半柔性路面是母体沥青混合料中灌入水泥基灌浆材料而形成的一种刚柔相济的新型路面,水泥基灌浆材料的泌水性能直接影响水泥基材料-沥青结合料接触界面强度的形成。通过研究水胶比、砂胶比、粉煤灰含量、膨胀剂等因素对水泥基灌浆材料泌水率的影响,分析了各因素对水泥基灌浆材料泌水性能的影响规律,并提出各因素推荐掺量及范围,为半柔性路面的研究及技术推广提供试验基础。     

半柔性路面材料性能研究

以矿料主骨料空隙体积填充法、谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验设计出三种不同基体空隙率下的半柔性路面材料,通过马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂、小梁弯曲、疲劳等室内试验评价其综合路用性能。结果表明,半柔性路面材料具有优良的高温稳定性、水稳定性、较强的抗疲劳能力,其低温抗裂能力则稍显不足。     

形成蓄水对彩色透水沥青路面性能影响的研究

通过建立试验模型,针对形成蓄水时,雨水在彩色透水沥青面层滞留时间的变化情况,研究其在不同雨水滞留时间和不同水的作用方式的情况下,路面性能的变化情况及性能变化的机理。结果表明,透水性沥青路面形成蓄水后,雨水滞留时间大幅增加,且雨水滞留时间增加会影响路面的抗水损害能力、水稳定性和抗飞散能力,雨水滞留时间越长,影响越大。