沥青混合料空隙率与抗车辙性能临界关系研究

车辙是当前沥青混凝土路面最为突出的问题之一,而空隙率是影响沥青混凝土路面性能最为显著的要素之一,沥青混合料空隙率对其抗车辙性能影响较大.首先以影响空隙率最为主要的3个因素(压实功、沥青含量,级配结构)作为基点,设计了3种不同条件下形成不同空隙率的试验方案,然后借助于车辙仪进行室内试验,并对得到的试验结果从理论上进行了可靠性分析,最终确定了每种试验方案沥青混合料空隙率与最佳抗车辙性能的临界点,这为下一步设计出最优抗车辙性能沥青混合料级配奠定了实践及理论基础.     

抗车辙沥青混合料高温性能研究

通过试验研究表明,优化沥青混合料的级配,采用粘度更大、强度更高胶结料和添加外掺剂均能有效的提高沥青混合料的高温性能。因此,在本课题研究中,分别从级配、胶结料和外掺剂三个方面对比研究各项抗车辙措施的混合料性能。     

沥青混合料抗车辙性能简化预估方法研究

为把握沥青混合料抗车辙性能实质,优化设计效果,利用汉堡车辙仪测试了不同混合料的高温稳定性,对其进行了旋转压实和间接拉伸试验,并对试验结果进行了回归分析.试验结果显示级配对混合料高温性能有重要影响,且根据走向确定矿料级配具有较强的局限性;通过改变油石比、测试温度和加载速率等,建议间接拉伸试验的测试条件为温度40℃,加载速...     

掺抗车辙剂沥青混合料性能试验研究

高速公路沥青混凝土路面车辙问题是困扰公路界的一大难题.通过采用东海A-70及东海SBS改性沥青,对4种AC-20沥青沥青混合料高温稳定性、低温性能及水稳定性进行了室内研究.试验结果表明:抗车辙剂可显著提高沥青混合料高温稳定性,降低沥青混合料温度敏感性,同时可以提高沥青混合料水稳定性,且低温性能降低较小.掺抗车辙剂沥青混合料可满足南方高温多雨地区的需要,具有一定的推广价值与应用前景.     

基于双重改性的沥青混合料抗车辙剂应用机理分析

试验发现高温拌和时沥青混合料中加入的抗车辙剂可部分溶解于沥青中,而大部分与矿料相混合。基于此,论文提出双重改性原理,阐述分析抗车辙剂大幅度提高沥青路面或机场跑道高温稳定性的原因所在。改性途径之一在于溶解于沥青中的抗车辙剂能从多方面影响沥青的技术性能,如提高沥青黏稠性和高温稳定性,同时保持沥青的低温性不受影响。改性途径之二是未溶解于沥青中的抗车辙剂在高温拌和时,以黏流体状态将矿料颗粒胶结在一起,不仅强化矿料颗粒之间的黏结程度,同时黏聚在一起的矿料颗粒以聚集团的形式,使原有沥青混合料由悬浮结构向准骨架嵌挤结构转换,进一步提高沥青混合料的高温稳定性。间接剪切试验表明,抗车辙剂沥青混合料的c、φ值在不同温度条件下都有显著提高,直接验证了抗车辙剂双重改性机理。     

掺加抗车辙剂沥青混合料的路用技术性能研究

本文对掺加了抗车辙剂的沥青混合料进行了试验研究,．选择了普通沥青混合料和改性沥青混合料进行对比,首先对高温性能进行了试验,在此基础上对低温性能和水稳定性进行试验分析。试验结果表明,掺加抗车辙剂后会提高沥青混合料的高温性能,且对其他性能影响不大,在高温地区,应首要选择改性沥青达到沥青路面高温性能的要求。     

车辙王抗车辙剂在沥青混合料中的应用

结合对车辙王抗车辙剂特性的分析,通过对比试验和在实际工程中的应用,研究了掺量为0.4%车辙王抗车辙剂AC-20沥青混合料的路用性能,试验和工程实践都表明掺加车辙王抗车辙剂能够显著改善沥青混凝土面层的高温稳定性能,并且工程总造价较低、施工工艺简单可行。     

改性沥青混合料抗车辙性能研究

针对普通沥青混合料高温稳定性差的特点,分别对硅藻土改性沥青混合料、湖沥青改性沥青混合料、岩沥青改性沥青混合料及普通沥青混合料进行车辙试验,对比分析各改性沥青混合料相对普通沥青混合料动稳定度变化规律。研究表明：硅藻土改性沥青混合料、湖沥青改性沥青混合料及岩沥青改性沥青混合料相对普通的沥青混合料抗车辙性能大幅度提高,建议在经济条件允许的情况下,尽可能的在长大纵坡沥青路面面层采用这几种改性沥青混合料。     

掺加车辙王抗车辙剂的沥青混合料试验研究

通过室内试验,研究了掺加车辙王抗车辙剂的AC-20型沥青混合料的抗车辙性能;不同油石比、温度下掺加车辙王抗车辙剂的AC-20型沥青混合料的抗车辙性能的变化.通过对比分析,发现掺加车辙王抗车辙剂可以显著改善沥青混合料的抗车辙性能;油石比、温度对沥青混合料的动稳定度影响很大,在正常油石比的基础上适当提高油石比可以提高沥青混合料的动稳定度,高温度下沥青混合料的动稳定度显著降低.结果表明,车辙王抗车辙剂适合铺筑在交通量大、重载较多的路段.     

沥青混合料设计的主骨料空隙体积填充法研究及应用

提出了根据主骨料空隙体积设计沥青混合料级配的新方法——主骨料空隙体积填充法。这一设计方法简便实用，能保证沥青混合料的嵌挤骨架结构，可用于设计任意空隙率的沥青混合料，且设计误差小，无需反复试配，具有较大的理论研究和实用价值。     

骨架密实型沥青混合料设计

提出一种新的基于计算的设计方法,按照新规范关键筛孔的定义,将粗集料分3档进行二级填充的干捣实试验,确定最佳骨架。油石比确定参照林绣贤教授的油石比计算法。假定细料、矿粉、沥青形成的胶浆完全填充入骨架间隙中,确定设计空隙率,选择适宜的粉胶比,结合具体矿料的筛分结果,直接计算得最佳骨架密实型沥青混合料的级配。试验结果表明,该设计方法简单易行,所得级配经济合理、且各项性能符合技术要求。     

不同抗车辙剂沥青混合料使用性能试验研究

结合衡桂高速公路骨架密实级配AC-20的使用情况,比较了添加不同抗车辙剂的沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性。发现三种抗车辙剂能显著提高沥青混合料的高温稳定性,同时能改善沥青混合料的低温抗裂性和水稳定性。根据试验结果,抗车辙剂A路用性能最佳。     

抗车辙骨架密实性沥青混合料配合比设计方法研究

针对高速公路普通存在的高温车辙病害现象,研究了以粗集料CBR值确定粗集料比例、以矿料间隙率确定细集料比例,根据沥青混合料所处不同结构功能特性确定粗集料设计密度的适合于南方高温多雨地区的抗车辙骨架密实型沥青混合料配合比设计方法,并对其路用性能进行了试验研究。     

基于粘弹塑性理论的沥青路面车辙分析

应用粘弹塑性理论,研究了沥青混合料一维粘弹塑性本构关系,并运用ABAQU软件建立了柔性基层沥青路面车辙分析的有限元模型,研究了路面车辙的发展规律,经环道试验进行了验证。结果表明:荷载作用初期路面车辙发展较快,而后期车辙发展较慢;路面永久变形主要由绝对车辙引起,侧向隆起仅占15%~30%;随着沥青层厚度增加,车辙增加,但增加幅度逐渐减小;从表层开始沥青层的变形率随深度的增加而逐渐变大,在8 cm处变形率达到最大值,之后逐渐减小;沥青路面车辙主要产生在结构深度20 cm深度范围以内,尤其在4~12 cm之间。另外,进行了重载作用下的路面车辙模拟,对基于车辙等效的轴载换算进行了探讨,提出轴载换算系数为5.9。     

基于渗水特性的沥青混合料空隙率标准

首先基于合理的渗水理论选用了适宜的新型渗水仪器,并与现规范仪器进行了性能对比,验证了新型渗水仪试验结果的适用性;然后使用该渗水仪对不同级配类型沥青混合料的渗水特性进行了综合分析,同时对各种沥青混合料的渗水数据做了统计处理,以此为基础并参考国内外技术标准提出了沥青混合料的统一临界渗水系数;最后通过临界渗水系数与渗水曲线确定了不同沥青混合料满足渗水要求的临界空隙率,并以此为基础提出了AC类沥青混合料的空隙率标准.研究结果表明:通过渗水系数和空隙率的双重指标控制可以减少路面结构内部的水分蓄积,降低水损坏的发生概率,改善沥青路面的使用性能.     

粗集料接触参数对沥青混合料损伤演化的影响

为了揭示沥青混合料内部细观损伤对宏观性能的影响,基于DIC方法与四点弯曲疲劳试验,对不同粗集料接触状态的混合料细观损伤尺度效应进行研究。首先以颗粒堆积理论与粒子干涉理论为基础,提出可表征细观主骨架结构状态的颗粒接触主力链配位参数（n_pfc）计算方法。采用SAC设计方法,通过控制关键筛孔2.36~4.75 mm的分计筛余质量百分比,设计4组可反映不同粒径尺寸集料组合形式的SAC16级配（B60S00~B60S15）,计算不同级配沥青混合料对应的npfc。其次,结合DIC方法与四点弯曲疲劳试验,分析疲劳荷载作用下沥青混合料小梁试件水平应变场演化特征,并提出混合料疲劳损伤因子定量分析方法。最后对不同粗集料接触参数的沥青混合料的细观损伤演化特征、疲劳损伤因子D_FD及表征宏观抗疲劳性能的K_m进行分析。研究结果表明：随着疲劳荷载作用次数的增加,4种不同n_pfc混合料的水平应变量逐渐增大,各D_FD也均显著增加;随着n_pfc的增大,D_FD明显减小,当n_pfc=7.73~9.55时,D_FD较小,混合料的疲劳细观尺度损伤叠加效应较小;同时,随着n_pfc增加,K_m呈先增大后略微减小的趋势;当n_pfc=7.73~9.55时,对应的宏观抗疲劳性能较好;因此,选取合理的n_pfc可优化沥青混合料内部主骨架细观结构状态,减少细观尺度损伤叠加效应影响,提高沥青混合料的宏观抗疲劳性能。     

聚酯纤维沥青混合料级配设计的理论方法

应用分形理论,推导出聚酯纤维沥青混合料粗、细集料级配设计的数学模型。根据颗粒填充特性,计算出粗、细集料各级筛孔的理论通过率。将粗、细集料分别看作一个整体对其级配进行设计,在保持集料总比表面积基本不变的情况下,建立在实际设计中粗集料级配调整设计的数学模型。根据数学公式,得出3种不同的设计级配。结果表明,粗集料占74%,细集料占15.2%,填料占10.8%;对于掺量为0.2%的聚酯纤维沥青混合料而言,级配1和级配2的体积参数不满足规范要求,级配3的体积参数均满足规范要求,是最优级配组成。     

沥青混合料车辙深度影响因素分析及GM（1，1）灰预测模型

为了研究不同因素对路面车辙深度的影响程度,采用3因素3水平的正交试验法测试不同荷载、温度、速度条件下的车辙深度,分别以极差分析法和方差分析法对试验数据进行分析,其结论一致表明各因素对车辙深度的影响程度排序为：荷载＞速度＞温度。建立沥青路面车辙深度 GM（1,1）灰预测模型,进行预测值与实测值的误差分析,表明利用灰理论建立的 GM（1,1）模型具有较高的预测精度,能够对不同使用时间的路面车辙深度进行预测,为路面行车管理和养护维修工作提供理论依据。     

粗细集料磨光值对沥青路面长期抗滑的影响

良好的路面抗滑性能是车辆安全行驶的重要保障,而集料品质是影响沥青路面抗滑性能的重要因素之一。集料的耐磨光性能直接决定路面抗滑性能的衰变规律和抗滑终值。因此,集料磨光值的表征和评价对沥青路面全寿命周期抗滑性能的研究具有重要意义。为充分明确粗、细集料对沥青路面长期抗滑性能的影响,引入了3种新的试验方法：①使用Wehner/Schulze (W/S)加速磨光试验对不同种类粗、细集料的磨光值进行评价;②使用自主研发的轮式加速磨光机对9组试样进行加速磨光试验;③使用W/S试验仪抗滑测试机体在速度为60 km·h^-1和水膜覆盖条件下测量试件磨光后的动摩擦因数。结果表明：①集料矿物成分是决定磨光值的重要因素,且磨光值越高沥青路面的长期抗滑性能越好;②密级配沥青路面细集料对路面长期抗滑性能的影响比粗集料更大;③W/S加速磨光试验不仅较Polished Stone Value (PSV)试验结果精度更高,还能评价细集料的抗磨光值;④不同抗滑检测设备与试验方法间具有较大的差异性,轮式加速磨光试验能对试件的全磨耗周期行为进行表征,W/S抗滑检测则可在高速动态旋转和水膜覆盖条件下进行检测(且不受人为操作影响和可重复性高),二者的工况模拟和工作原理具有较强的科学性与可靠性。未来工程应用中,应尽量提高细集料的磨光值,以进一步提高路面抗滑性能;同时,如需精确地表征集料磨光值差异性与路面抗滑性能之间的关系,建议使用W/S试验进行研究。