浇注式沥青混凝土复合铺装的高温稳定性能研究

为提高浇注式沥青混凝土复合铺装的高温性能,减少铺装层在行车荷载作用下产生的高温车辙现象,本文将复合铺装层间接触状态分为未撒布碎石和撒布碎石2种情况,提出以动态机械分析试验方法(dynamic mechanical analysis,DMA)和车辙动稳定度方法评价浇注式沥青混凝土复合铺装高温稳定性能,通过四点弯曲试验和车辙试验研究复合铺装层高温性能,研究层间接触状态对复合铺装结构高温稳定性能的影响。研究结果表明,采用DMA试验方法和车辙动稳定度方法能有效评价复合铺装结构的高温稳定性能;浇注式+碎石+SMA复合铺装动态模量和动稳定度高于浇注式+SMA复合铺装相应数值;碎石粒径越大和用量越多对复合铺装动稳定度影响显著,推荐采用13.2～19 mm粒径碎石,推荐用量为10 kg/m~2。     

预拌碎石对GMA浇注式沥青混凝土高温性能的影响

为研究预拌沥青碎石对钢桥面铺装结构高温抗车辙性能的影响,依据港珠澳大桥钢桥面铺装实体工程,开展GMA浇注式沥青混凝土的高温性能室内试验研究。首先设计GMA10和SMA13级配沥青混合料,然后制备不同预拌沥青种类(AH70#,SBS)、不同预拌沥青掺量(0.2%,0.4%,0.6%,0.8%)、不同粒径(5~10 mm,10~15 mm,15~20 mm)的单级配碎石,分析不同粒径、撒布量、撒布方式、预拌沥青种类与掺量对单层GMA浇注式沥青混凝土和组合结构(SMA+GMA)高温性能的影响。结果表明:预拌碎石撒布可显著提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能;在其他相同条件下,撒布粒径10~15 mm的预拌碎石对提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能最为明显,高达30%左右;随着预拌碎石撒布量的增加,GMA浇注式沥青混合料的高温改善作用逐渐增强,撒布量在10~12 kg/m2改善效果最佳;碎石撒布方式和预拌沥青的类型对提高浇注式沥青混合料的车辙动稳定度影响较小;随着预拌沥青掺量的增加,GMA浇注式沥青混合料高温性能改善作用先增强后减弱,预拌沥青掺量0.2%~0.6%较为合理;干拌碎石在浇注式沥青混合料中的的隔热效果优于预拌沥青碎石的;预拌沥青碎石的撒布改善了组合结构的高温抗车辙性能,车辙深度降低10%左右,车辙动稳定提高25%左右;组合结构70℃车辙动稳定度指标更能真实反映南方湿热高温环境下钢桥面铺装结构的高温抗车辙性能。     

寒冷地区浇注式沥青混凝土高温稳定性与技术指标研究

为进一步了解浇注式沥青混凝土在我国寒冷地区应用时的使用性能,研究了浇注式沥青混凝土破坏机理,分析了现行规范对浇注式沥青混凝土高温性能的规定,调查了我国实际工程中浇注式沥青混凝土的使用情况。分析了沥青混凝土桥面铺装层层间受力状态,并对我国寒冷地区桥面铺装层高温环境特征进行研究。得到了我国浇注式沥青混凝土桥面铺装实体工程动稳定度值的区间,其中67%的实体工程动稳定度大于1 000次/mm,33%处于400~500次/mm范围内。得到了铺装层厚度、铺装层模量、超载、温度对桥面铺装层层间力学性能的影响规律,不同影响因素对桥面层间的最大剪应力影响程度的大小排序为:温度超载厚度材料模量。我国北方寒冷地区夏季最高温可达42. 6℃,在我国寒冷地区使用浇注式沥青混凝土时,需将高温稳定性能作为重要因素考虑,建议以工程所在地七月最高气温作为浇注式沥青混凝土铺装层设计高温设防值。建议增加车辙试验作为浇注式沥青混凝土高温性能评价方法,采用动稳定度作为评价指标。有关结论可为浇注式沥青混凝土设计与施工提供参考。     

混凝土桥面双层SMA铺装高温性能研究

当前水泥混凝土桥面铺装沥青层一般采用与路面相同的结构。根据国外应用情况,拟定不同组合方式的5种双层SMA结构,通过谢伦堡析漏试验、肯塔堡飞散试验以及车辙试验来检验每种类型混合料的抗高温变形性能。在此基础上,通过APA试验和车辙试验分析5种不同组合方式的双层SMA结构抗高温变形性能,结果显示：双层SMA结构整体抗变形能力更大程度上依赖于结构组合方式;上面层抗变形能力稍差的混合料与下面层抗变形能力较强的混合料组合的整体抗变形能力可能优于双层抗变形能力较强的混合料组合;故推荐混凝土桥面采用SMA13＋SMA9．5或SMA9．5＋SMA13铺装层结构组合。     

基于聚合物合金材料钢桥面铺装结构性能研究

基于聚合物合金材料轻质高强的特点,该文提出3种基于聚合物合金材料的新型钢桥面铺装结构,考察其高温性能、界面黏结性能、抗疲劳性能及抗滑性能等,并与传统铺装结构的路用性能做对比。试验结果表明：铺装层厚度对“聚合物合金材料+高弹改性沥青混凝土SMA10”的高温性能影响较大,而对“聚合物合金材料+高韧性环氧沥青混凝土EA10”和“浇注式沥青混凝土GA10+聚合物合金材料”的高温性能影响较小。聚合物合金铺装结构具有良好的高温性能、界面黏结性能和抗疲劳性能,整体性能与浇注式沥青混凝土及环氧沥青混凝土铺装结构相似,完全能满足钢桥面铺装对材料及结构的要求,并降低了铺装层的自重,实现了钢桥面的轻质高强铺装目标。     

沥青砼组合结构在桥面铺装中的应用研究

沥青砼组合结构对桥面铺装路用性能具有重要影响。为优化设计桥面铺装层组合结构,文中利用全厚式车辙试验、直剪试验及低温弯曲试验对不同类型、不同组合沥青砼进行性能验证,研究得出双SMA组合结构在高温稳定、抗剪及抗裂性能方面均具有显著优势,上、下面层结构类型分别对桥面铺装层高温抗车辙能力和低温抗裂性能具有决定性作用,橡胶粉改性沥青能改善结构层高温和低温性能,但不能改善其抗剪切能力;推荐采用按照公称最大粒径上大下小的双SMA结构组合形式。     

复合浇注式沥青混凝土高温性能分析

由于钢桥面铺装存在特殊性,在国内浇注式沥青混凝土铺装并没有显示出更好的高温性能。本文采用高温车辙试验、贯入度试验等方法,分析了搅拌时间、预拌沥青碎石、结构厚度、改性剂及结构组成对复合浇注式沥青混凝土高温性能的影响,并提出了改善复合浇注式沥青混凝土高温性能的一系列措施。     

基于加速加载试验的青川岩沥青改善沥青混合料高温稳定性评价

为评价青川岩沥青对沥青混合料高温性能的改善效果,分别制备了70-A道路石油沥青、SBS改性沥青、青川岩沥青改性沥青和青川岩沥青与SBS复合改性沥青四种胶结料的沥青混合料,以1/3比例尺加速加载试验设备为基础试验平台,对"AC-10+AC-16"双层沥青混合料复合车辙试件进行高温稳定性试验,并与常规车辙试验结果进行了对比。结果表明:基质沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度约增加40%,高温稳定性得到较大程度的改善,SBS改性沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度增加5%～10%,高温稳定性改善效果不明显。不同类型沥青胶结料对沥青混合料高温稳定性贡献优劣顺序为:青川岩沥青与SBS复合改性沥青,SBS改性沥青,青川岩沥青改性沥青,道路石油沥青70-A。经青川岩沥青改性后其沥青混合料用作上面层,抗车辙性能较其作为下面层更为显著; 1/3比例尺加速加载全厚度车辙试验车辙随时间的过程曲线与等厚度常规车辙试验基本一致,加速加载试验能更准确表征沥青混合料或路面高温抗车辙性能及其性能衰减规律。     

超高温地区机场沥青道面的抗车辙性能

为研究超高温重载条件下机场跑道沥青道面的抗车辙性能,通过室内超高温车辙试验,分析车辙深度在不同温度、荷载和层间接触条件下的变化情况以及沥青面层类型、厚度和结构形式对道面高温抗车辙性能的影响。结果表明:增加黏油层或采用改性沥青材料能够显著提高沥青道面在重载条件下的高温稳定性;路面结构形式对沥青面层的高温稳定性有一定影响,其中动稳定度与相对变形指标并不完全一致。     

国内外典型桥面铺装组合结构性能研究

大跨径桥梁桥面沥青铺装材料的性能对行车舒适性及桥梁耐久性有重要影响,通过大量试验,分析国内外常用桥面铺装材料(双层SMA、浇筑式+SMA、美国环氧沥青混凝土)组合结构的低温变形能力、抗车辙能力、抗滑能力、抗渗能力和疲劳能力。试验结果表明,组合结构的抗渗能力和弯曲变形能力以浇筑式+SMA最佳,弯拉强度和抗车辙能力以美国环氧沥青混凝土最佳,SMA13的抗滑能力要优于环氧沥青混凝土。     

基于现场取样整体动稳定度的沥青面层结构组合优选

在某高速公路选取了不同车辙深度的多个横断面,在路肩处进行了全厚式沥青面层的取样,在三层式取样试件内部形成了沿厚度方向的温度梯度;开展轮辙试验测得了其整体动稳定度,分析了设计年限末路面车辙预估深度与实测整体动稳定度之间的关系;以15 mm车辙深度对应的整体动稳定度作为调研路段的结构抗车辙性能控制标准,开展了不同材料组合和厚度组合结构的轮辙试验,并以该整体动稳定度控制标准为依据进行了结构组合的优选。研究结果表明,通过分析现场车辙深度与对应沥青面层整体动稳定度之间的关系,确定沥青面层结构整体动稳定度的控制标准,此方法可以运用于类似道路的结构组合优选。     

大型直道试验系统在混凝土桥面沥青混凝土铺装层抗车辙评价中的应用研究

针对广深高速公路东莞北大桥桥面沥青混凝土铺装层设计,采用大型直道试验系统,对水泥混凝土桥面的4种沥青混合料铺装结构进行高温车辙试验,并对测试结果进行了分析。结果表明:适当调整SMA沥青混合料中粗集料的粗细比并且对水泥混凝土桥面板进行铣刨处理可以提高沥青混凝土铺装层的高温抗车辙能力。对优化桥面沥青混凝土铺装层设计和工程施工产生了较好的指导作用。     

复合浇注式钢桥面沥青铺装的路用性能

为评估钢桥面复合浇注式铺装的路用性能,基于南京四桥开展了直馏硬质沥青浇注式混凝土与高弹改性沥青AC混合料设计及性能验证,通过车辙试验、低温弯曲试验、疲劳试验与变形协调试验对复合铺装结构进行研究。结果表明:复合浇注式铺装具备优异的低温抗裂性能、疲劳性能与变形协调性能,且高温抗车辙性能良好;通车运营4年后,桥面铺装性能优良,为国内类似工程项目提供有益借鉴。     

水泥混凝土桥沥青铺装组合结构性能试验研究

水泥混凝土桥沥青铺装结构对桥面铺装性能有显著影响。文章在对混合料原材料性能检验、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计的基础上对铺装组合结构的温度稳定性和耐久性开展了研究,并推荐上面层SMA-13加下面层SMA-10的沥青混合料组合结构作为水泥混凝土桥面沥青铺装。     

基质沥青品种对浇注式沥青及其混凝土性能影响

为研究基质沥青品种对浇注式沥青及其混凝土性能的影响,选择7种70#基质沥青,在相同条件下制备浇注式沥青及其混凝土GA10,探讨基质沥青品种对其性能的影响。试验结果表明:1)基质沥青品种对浇注式沥青及其混凝土技术指标的影响较小,7种浇注式沥青混凝土GA10的流动性、高温性能、低温性能、疲劳性能均满足技术要求,具有良好的路用性能; 2)浇注式沥青混凝土对基质沥青品种具有较强的普适性,不同地区钢桥面浇注式沥青铺装工程可就近取材,工程应用局限性较小。     

沥青路面抗车辙性能影响因素研究

沥青路面是中国高等级公路的主要路面类型,车辙病害是沥青路面的主要病害之一。为分析沥青路面车辙影响因素及其程度,该文针对不同沥青混合料类型、不同路面构造类型进行了室内车辙试验,影响因素包括结合料类型、集料级配类型、最大粒径、上下面层混合料类型等。试验结果表明:沥青针入度、集料级配、沥青混合料物理性能对沥青混合料抗高温稳定性的影响比较接近,防治沥青路面车辙需要从沥青材料、矿料级配和沥青混合料施工质量等方面采取综合处置措施。沥青路面上面层混合料的动稳定度对沥青路面结构整体高温稳定性的影响大于下面层混合料的动稳定度。在沥青路面产生的永久变形(车辙)中,上面层混合料仍具有重要影响,但下面层混合料的影响程度上升。因此,在进行路面抗车辙能力设计时,既要考虑沥青混合料的高温稳定性,又要考虑路面结构组合。     

东海大桥桥面沥青铺装的设计

东海大桥是一座超长跨海大桥,它承担洋山深水港繁重的货物运输。该文介绍了其桥面铺装设计要求、桥面沥青铺装层结构设计、浇注式沥青混凝土材料组成设计及SMA混合材料组成设计。其桥面沥青铺装设计从保证良好的抗车辙性能、耐疲劳性能等出发,采用环氧树脂做防水层,浇注式沥青混凝土和沥青马蹄脂碎石分别摊铺作为下层和上层。经几年运营使用仍表现出良好的使用状态。     

沥青混合料动稳定度试验的分析

我国评价沥青混合料的高温抗车辙能力一般采用车辙板试验,试验指标采用动稳定度。本文主要就动稳定度试验时所采用的试验温度、车辙板厚度、荷载压力、车辙板压实度等进行试验与评价。试验结果表明,车辙板的试验条件对沥青混合料的高温抗车辙性能有很大的影响。     

沥青混合料复合结构单轴贯入试验研究

设计并成型浇注式沥青混合料(GA)+高弹改性SMA复合结构试件以及SMA和GA单一结构试件。在不同加载速率和不同温度下分别进行单轴贯入试验,试验结果表明:复合结构在不同加载速率的贯入强度在GA和SMA之间,随着加载速率的增加,SMA的贯入强度不断提高,复合结构和GA的贯入强度先增大后减小。随着温度升高,复合结构和单一结构的贯入强度显著下降,温度对SMA和复合结构破坏时形变量影响较小,而对GA影响很大,SMA提高了复合结构的抗变形能力。复合结构的破坏发生在上层SMA,虽然下层GA没有发生破坏,但是高温时发生较大的流动变形,需要在桥面铺装底面层GA设计时予以重视。     

浇注式沥青混合料动稳定度评价及影响因素试验研究

我国沥青混合料规范车辙试验评价的动稳定度一般高于800次/mm。浇注式沥青混合料车辙动稳定度较低(约200~1 000次/mm),对车辙试验仪灵敏度和精度的要求更高。通过对比测量A、B、C、D四个检测单位车辙试验仪的轮压力、试验轮接地压强、试验轮硬度、试验仪温度、位移传感器精度等因素对动稳定度的影响数据,分析这5个因素与动稳定度的相关性和影响规律,以及国标车辙试验对浇注式沥青混合料的适用性。试验结果显示:国标车辙试验适用于浇注式沥青混合料评价,但应对车辙试验仪进行更严格的校正;轮压力对车辙动稳定度有显著影响;位移传感器误差控制水平对浇注式沥青混合料车辙动稳定度的精度会带来一定影响。