圆柱形试件用于国标车辙动稳定度试验的可行性分析

分析了笔者提出的圆柱形试件用于评价沥青混合料抗车辙性能的可行性,采用室内试验对比分析的方法。首先,选取国际上广泛认可的汉堡车辙试验、APA车辙试验和小型加速加载试验,对6种不同类型的沥青混合料圆柱形试件分别进行试验,且将结果分别与笔者提出的圆柱形试件国标车辙试验结果进行相关性分析;其次,比较板式试件和圆柱形试件用于国标车辙仪时的试件成型空隙率变异性和动稳定度变异性,讨论圆柱形试件车辙试验的可靠度。结果表明:圆柱形试件国标车辙试验的动稳定度指标与汉堡车辙深度、APA试验动稳定度和小型加速加载试验蠕变速率指标之间均有良好的相关性,且较板式试件,圆柱形试件用于国标车辙试验的可靠度更高,表明圆柱形试件用于国标车辙仪评价沥青混合料的抗车辙性能是可行的。     

压实程度对沥青混合料高温抗车辙性能的影响试验研究

设计了SUP12.5、AC13及SMA13等三种不同级配结构的典型沥青混合料,采用SGC旋转压实的方法,分别成型不同压实程度的沥青混合料试件.通过APA高温车辙试验,比较分析沥青混合料在不同压实程度下的车辙发展曲线所呈现的特征规律,讨论研究不同结构沥青混合料的高温抗车辙性能对压实度的敏感性差异.     

泡沫沥青稳定混合料压实特性的试验研究

降低泡沫沥青稳定混合料的压实空隙率可以有效地提高该类混合料耐久性.采用不同的成型工艺制备泡沫沥青混合料试件,分析成型方法、成型功以及试件处置方法对泡沫沥青混合料试件体积参数和强度特性的影响,探讨适宜泡沫沥青混合料的成型工艺.试验结果表明,大马歇尔试件成型工艺和增大压实功可以有效地降低泡沫沥青混合料试件的压实空隙率,旋转压实成型工艺不适于降低泡沫沥青混合料试件的空隙率,降低泡沫沥青混合料的空隙率可以显著提高该类混合料的水稳定性.     

成型温度对沥青混合料体积指标的影响

采用旋转压实和马歇尔两种成型方法,选用A、B两种集料、使用旋转压实方法确定Superpave20、Superpave13两种SBS改性沥青混合料的配合比,分别在140℃、160℃、180℃下成型试件,研究压实温度对混合料空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度的影响,并分析压实温度对马歇尔稳定度、流值的影响。研究表明温度对旋转压实体积指标影响不大,而对马歇尔体积指标,以及马歇尔稳定度、流值影响比较明显。     

重载交通下空隙率对沥青混合料路用性能影响分析

本文主要研究重载交通下沥青路面空隙率对其路用性能的影响。试验以不同空隙率(2%、3%、4%、5%、6%、7%)作为关键控制指标,设计了6种级配的SBS改性沥青混合料,分别制作车辙试件、马歇尔试件以及小梁弯曲试件并进行各项试验。试验结果表明,沥青混合料的空隙率对沥青路面的路用性能具有显著的影响,推荐了空隙率的合理设计范围。     

沥青混合料汉堡车辙试验方法

采用4种不同的沥青混合料,分别在水浴和空气浴2种试验环境下进行50℃和60℃的汉堡车辙试验,分析了水和温度对车辙深度的影响。进行不同试件厚度以及板式试件和SGC成型的圆柱试件的车辙试验,分析了试件厚度和成型方式对车辙深度的影响。分析结果表明:水环境和提高温度都会加速车辙的产生,50℃水浴和60℃空气浴车辙深度判定系数R2大于0.93;结合沥青应用情况,建议B级沥青采用45℃,A级沥青采用50℃,改性沥青采用60℃的试验温度;40 mm厚度的试件车辙深度显著偏大,试验中不宜采用;SGC成型的圆柱试件与板式试件试验结果判定系数R2达0.95以上,可以代替板式试件进行抗车辙性能评价。     

级配对橡胶沥青混合料空隙率的影响

橡胶沥青混合料被越来越多的用作面层材料,但是国内现行沥青路面设计、施工规范中都还没有橡胶沥青混合料专用级配的介绍,有必要进行相关研究。在室内使用旋转压实仪成型橡胶沥青混合料试件,通过对不同级配橡胶沥青混合料试件的空隙率测定,总结级配对间断级配橡胶沥青混合料空隙率的影响规律,并提出橡胶沥青混合料的各档料用量的取值范围。在保证较低沥青用量的前提下,实现对橡胶沥青混合料的空隙率控制,有利于对实际施工的理论指导。     

基于剪切力的泡沫温拌沥青混合料成型温度研究

为确定泡沫温拌沥青混合料的压实温度,以发泡后的SBS改性沥青作为胶结料,在不同温度下用旋转压实分别成型Sup-20、AC-13沥青混合料试件,通过分析泡沫温拌和常规热拌沥青混合料在压实过程中剪应力与旋转次数的关系,确定泡沫沥青混合料的成型温度,并采用高温车辙试验、低温小梁弯曲试验、冻融劈裂试验验证此压实温度下泡沫温拌沥青混合料的路用性能.结果表明:SBS改性泡沫沥青的最佳压实温度为130℃,在130℃下成型泡沫温拌沥青混合料的高温性能、低温性能和抗水损害性能与热拌相当,均满足规范要求.     

荷载对沥青混合料永久变形的影响

阐述了重载和超载问题的现状和危害，通过不同用油量和不同成型压力下制得的旋转压实试件，研究了荷载对沥青混合料永久变形的影响，提出了采用GTM或采用SHRP的旋转压实仪但加大试件的成型压力这两种设计方法，求解决重载和超载问题的建议。     

添加Sasobit的沥青与沥青混合料性能分析

为了评价Sasobit的降温效果及其对沥青混合料路用性能的影响,对掺加中温沥青改性剂Sasobit后的沥青胶结料进行了针入度及软化点试验,对未掺加Sasobit的正常温度拌和成型的沥青混合料试件与添加Sasobit后降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件进行了空隙率试验、车辙试验、小梁弯曲试验及冻融劈裂试验,分析了沥青与沥青混合料的性能。分析结果表明,掺加Sasobit后,沥青胶结料的高温稳定性得到提高,降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件的空隙率、低温抗裂性及水稳定性与未掺加Sasobit的正常温度拌和的沥青混合料试件相比基本保持不变,同时沥青混合料高温稳定性提高较大,因此,通过添加Sasobit降低混合料的拌和及成型温度是可行的。     

温拌沥青混合料压实特性的宏细观分析

针对不同成型方式、压实次数下的温拌与热拌沥青混合料,在做试验研究的同时采用数字图像处理技术获取其内部空隙、集料的分布图像,并分别用空隙分维数、颗粒面积比进行定量描述,以此从宏观与细观两个层面共同分析混合料的压实特性。分析结果表明:用空隙率与空隙分维数分析可得到基本一致的结论;温拌沥青混合料用旋转压实成型其内部不同层面的空隙、集料的分布结构较为接近,用马歇尔击实成型其内部竖向的集料排列紧密程度较大。     

环境与车辙影响下OGFC空隙率与吸声系数相关性

取配合比相同的OGFC车辙板,利用自主开发的"老化+水损害"环境模拟装置对车辙板分别进行单一热氧老化作用、单一水损害作用、老化-水分共同作用的环境处理,并进行车辙试验,试验后于车辙板胶轮碾压处取直径为50 mm的圆柱体芯样。测试并计算各芯样空隙率及连通空隙率,后采用传递声函数法对所有芯样进行吸声系数测试。在此基础上分析试件空隙率、连通空隙率与吸声系数均值、吸声系数峰值的关系。结果表明,试件空隙率、连通空隙率与吸声系数峰值之间相关性更高,其中连通空隙率与吸声系数峰值的相关性优于空隙率。对比之前的研究得到,本实验对车辙板所做的环境处理及车辙试验对试件空隙率、连通空隙率与吸声系数峰值的相关性无明显影响,用吸声系数峰值表征环境及车辆荷载作用后的OGFC混合料的连通空隙率是更加有效的。     

不同空隙率条件下沥青路面抗滑性能对比

沥青路面的抗滑性与车辆的行驶安全息息相关,基于SAC-16和AC-16I两种级配类型的沥青混合料进行室内试验,通过在不同空隙率条件下对室内轮碾成型的车辙试件进行构造深度试验、摩擦系数试验,对沥青路面抗滑性与沥青混合料空隙率的关系及抗滑性影响进行了试验研究,研究表明：随着空隙率的增加,沥青混合料的表面构造深度增加,沥青混凝土表面层摩擦系数、混合料级配和空隙率没有明显的变化.     

沥青混合料高温稳定性影响因素的灰关联熵分析

通过不同条件下沥青混合料车辙试验,以变形量为参考序列运用灰关联熵分析方法研究了混合料性质、荷载及温度等因素对沥青混合料高温稳定性的影响程度。研究表明,荷载、温度和空隙率对沥青混合料高温稳定性影响程度最为显著。然后,讨论了不同荷载和空隙率下的沥青混合料车辙变形规律,得到动稳定度、车辙变形与压实度、荷载应力的关系式。室内车辙试验用压实度为100％的沥青混合料来评价实际沥青路面的高温稳定性,确实高估了沥青混合料的高温抗车辙性能。     

不同温拌沥青混合料降温效果研究

选取有机添加剂Sasobit和人工沸石两种温拌剂,采用东海70号沥青配置温拌沥青,选取AC-13矿料级配拌制沥青混合料。通过黏温曲线和马歇尔试件的体积指标分别确定两种温拌剂各自的最佳掺量;在最佳掺量的条件下通过不同温度下成型马歇尔试件和旋转压实试件,观察其空隙率的变化规律来研究两种温拌沥青混合料的降温效果。研究表明:两种温拌剂都可降低沥青的高温黏度,其黏度随温拌剂掺量的增加而减小;Sasobit最佳掺量为3%(与沥青的比例),在马歇尔击实条件下,加入Sasobit的WMA的成型温度比HMA的成型温度降低了14℃;人工沸石的最佳掺量为0.3%(与混合料的比例),在马歇尔击实条件下,加入人工沸石的WMA成型温度比HMA的成型温度降低了20℃,在旋转压实的情况下两者的温度降低了接近30℃。     

基于空隙率指标的多孔沥青混合料压实效果试验研究

对多孔沥青混合料特殊的压实效果进行试验研究,按照不同集料类型、击实次数、拌合及击实温度条件,分别成型马歇尔试件并测定空隙率,评价各因素对空隙率的影响,进而分析混合料的压实效果.     

Superpave混合料的设计与施工

Superpave沥青混合料的设计采用旋转压实仪成型试件,很好地模拟了实际碾压并依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择,故该方法具有一定的科学合理性,值得推广使用.     

基于计算机图像处理技术的断级配沥青混合料三维空隙率计算

为了揭示断级配SAC-16沥青混合料中的空隙分布形态,采用CT设备对标准马歇尔击实与静压两种方法成型的SAC-16沥青混合料试件进行断层扫描。应用计算机图像处理系统Mimics对SAC-16的空隙CT值进行分析,确定其阈值上限为578HU,采用该阈值上限对空隙进行分离及三维重构,利用三维重构图像对空隙率进行计算,并将三维计算空隙率与表干法实测空隙率进行比较分析。结果表明,SAC-16试件边缘存在相互连通的大空隙,试件内部多为不连通且分布均匀的小空隙,马歇尔击实与静压成型试件的空隙率分别为4.5%和7.3%,三维图像计算值较表干法实测值更接近于真实空隙率,为断级配沥青混合料空隙率计算提供了有益参考。     

不同CA比的ATB—30疲劳特性研究

采用贝雷法设计了0.6、0.7、0.8、0.9 四种不同CA比的ATB—30 沥青混合料,并应用于高 速公路路面下面层。为了易于在施工中压实以达到节能减排的目的,同时确保在运营时具有良好 的抗变形能力以减少车辙的产生,通过SGC仪旋转压实成型试件,采用密实曲线斜率（K1、K2） 和能量指数（CEI、TDI） 分析其压实特性,得出CA=0.8 时,ATB—30 具有最优的压实特性。通 过室内小梁弯曲疲劳试验,应用Weibull 概率分布,建立并分析了不同可靠度下的P-S-N和P-s-N 疲劳预估等效方程,得出采用贝雷法设计的级配其混合料的疲劳特性优于规范中值和Superpave 设计方法,同样得出CA=0.8 的4#级配具有最好的抗疲劳特性,表明ATB—30 的压实特性与抗疲 劳性能具有良好的一致性。推荐ATB—30 级配设计中CA比采用0.8,以实现在施工时易于压实, 开放交通后不易产生变形并且具有良好的抗疲劳性能的目的。     

浅谈道路基层静力压实和振动压实的对比

振动压实是道路工程常用的压实方式,但室内试验依然采用击实法确定压实标准、静力压实法成型试件,导致室内试验的压实方式与现场压实状况不一致。对两种成型方法成型的试件的力学性能加以比较,得出相应的结论。