离析模式对沥青混合料密度和构造深度的影响

为研究离析对沥青路面质量均匀性的影响,确定沥青路面离析的合理表征指标,在室内分别设计无离析、细集料离析、轻度、中度和重度离析5种离析程度的沥青混合料;通过室内模拟,成型不同离析模式组合的马歇尔试件和板式车辙试件,并分别测定与分析马歇尔试件的密度、车辙板试件的密度和构造深度,研究离析对沥青路面的影响,确定质量控制指标。研究结果表明:各离析模式对沥青混合料的密度均有显著影响;密度指标对沥青路面施工变异性具有较高的敏感性,建议将其作为路面总体施工质量稳定性的检测指标;集料离析对混合料构造深度的影响呈现出良好的规律性,细集料离析无离析粗集料离析,其中,粗集料离析对路面质量不利影响最大,应予避免,建议通过检测路表构造深度的变异情况来判别沥青路面的集料离析情况,以此评价沥青混合料的摊铺均匀性。     

不同抗车辙剂对沥青混合料高温性能影响研究

为分析不同因素对掺加抗车辙剂的沥青混合料高温性能的影响及显著程度,试验选取3种成分各异的抗车辙剂,通过室内马歇尔试验、国产车辙试验及汉堡车辙试验,并采用正交试验方法,探讨抗车辙剂种类、掺量及混合料级配等因素对沥青混合料高温性能的影响规律及显著性水平。研究结果表明:不同因素对混合料高温性能的影响强弱差异明显,具体为:抗车辙剂种类抗车辙剂掺量级配类型,且试验方法影响不同因素的显著性水平;抗车辙剂PR对混合料高温性能的改善效果最佳,其次为抗车辙剂RA,抗车辙剂Duroflex的效果相对较差。随着抗车辙剂掺量的增加,混合料高温性能的改善程度逐渐减弱。其混合料高温性能影响各因素水平组合较好方案为"PR抗车辙剂+0.45%车辙剂掺量+AC-16型矿料级配"。研究成果为抗车辙剂的选择、合理掺量确定以及混合料高温性能的优化提供参考指导。     

抗车辙剂对BRT停车段路面抗剪切性能的影响分析

采用直接剪切试验和贯入试验两种方法,结合抗车辙剂机理分析,对三种抗车辙剂沥青混合料抗剪切性能进行对比分析,最终确定性价比合理的抗车辙剂,并验证贯入试验的合理性。     

基于半圆弯曲试验的沥青混凝土低温性能指标研究

低温抗裂性能是沥青路面最重要的路用性能之一,沥青路面材料抗裂设计需要选择合适的指标表征并量化沥青混凝土低温抗裂性能。基于断裂力学理论,采用沥青混凝土半圆弯曲试验,研究5个抗裂性能指标：应力强度因子、J积分、断裂能、柔性指数和抗裂指数以及5个指标对沥青混凝土低温抗裂性能的评价效果。对比分析这5个指标的特点,并使用统计方法分析指标的评价效果。试验结果显示：-24℃时的柔性指数值均为0;在-24℃时不同类型的沥青混凝土断裂能的变化范围为256.6～523.5 J/m2,而J积分的变化范围为32～-466.8 J/m2,断裂能的变化范围约为J积分变化范围的50%。统计结果显示：各个断裂指标的变异系数普遍高于10%;各指标-24℃时的变异系数低于0℃时的变异系数;加载速率对各个断裂指标变异性并没有明显影响;公称最大粒径为25 mm的沥青混凝土呈现出比9.5 mm的沥青混凝土更高的变异性。研究结果表明：J积分能够更好地区分具有不同特征的沥青混凝土;应力强度因子、柔性指数和抗裂指数对加载速率的敏感性高于断裂能和J积分;试验温度对5个沥青混凝土低温抗裂性能评价指标存在显著影响;柔性指数的变异性高于其他...     

钢桥面铺装浇注式沥青混合料性能研究

为研究钢桥面铺装浇注式沥青混合料的性能,对胶结料天然沥青的高温和老化微观机理进行研究,根据马歇尔、硬度、刘埃尔流动度试验确定GMA10浇注式沥青混合料的级配,通过汉堡车辙、弯曲小梁、浸水马歇尔、冻融劈裂、飞散试验以及冲击韧性试验分别对GMA10浇注式沥青混合料的高温、低温、抗水损害及疲劳性能进行评价。研究结果表明:天然沥青可提高改性沥青的高温和老化性能,GMA10浇注式沥青混合料的最佳油石比为11.1%;GMA10浇注式沥青混合料的高温抗车辙性能较差,但组合结构(3.8 cm SMA13+3 cm GMA10)具有较好的高温抗车辙性能;GMA10浇注式沥青混合料的抗水损害性能和低温抗裂性能优于普通热拌沥青混合料,疲劳性能随拌和时间的延长而降低,随拌和温度的提高先提升后减弱;GMA10浇注式沥青最佳拌和温度为210~230℃,最佳拌和温度为120~180 min。     

适用于SBS改性沥青针入度的测试方法研究

为了寻找一种合理的评价SBS改性沥青性能的针入度测试方法,在3种针重、4种温度条件下,对不同改性剂掺量和结构类型的SBS改性沥青进行针入度试验,同时,采用车辙试验对SBS改性沥青混合料的高温性能进行分析。试验结果表明:标准针入度测试方法下测定的针入度难以反映不同改性沥青的稠度差异及高温性能差异。在对试验条件修正为"试验温度30℃,针重150 g,贯入时间5 s",即修正针入度法后,所测得的针入度能较好地评价SBS改性沥青的感温性能,且SBS改性沥青针入度大小与混合料高温性能有良好的相关性。     

干法胶粉大粒径沥青混合料性能与碳排评价

为提升大粒径透水性沥青混合料(LSPM)的路用性能,采用干法工艺制备胶粉大粒径沥青混合料。首先,提出了干法胶粉沥青膜有效厚度计算方法,并借助析漏与飞散试验,以LSPM-25为研究对象,给出其最佳沥青用量;其次,借助车辙和渗透性试验,对比评价胶粉掺量对沥青混合料性能的影响;最后,借助汉堡轮辙和动态模量试验,分析胶结料类型(SBS、MAC及胶粉)对LSPM-25混合料的影响特征,并对不同类型混合料的节能减排进行量化分析。结果表明：干法胶粉LSPM-25的最佳沥青用量为3.4%、胶粉最佳掺量为20%;路用性能测试结果显示胶粉-LSPM25与SBS-LSPM25沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳定性接近,均优于MAC-LSPM25沥青混合料,然而,MAC-LSPM25与胶粉-LSPM25的动态模量整体均要高于SBS-LSPM25;在延长荷载作用时间或升温过程中,相同级配下,SBS胶结料变软或粘性降低的节点出现较早。另外,相较于SBS-LSPM25及MAC-LSPM25沥青混合料,干法胶粉-LSPM25表现出优异的节能减排效果,以1 km高速公路计算为例,MAC-LSPM25碳排放量约为干法胶粉的...     

不同工况下沥青混合料黏弹性参数研究

通过AC-20C沥青混合料不同工况下室内车辙试验,采用循环应力下的沥青混合料本构模型,分析温度、荷载和作用时间对车辙和模型黏弹性参数的影响规律,为沥青混合料的设计提供参考。研究结果表明:通过正交分析,对车辙深度的影响,温度的影响最大,作用时间次之,温度的影响程度是作用时间、荷载的2倍和10倍。温度、荷载和作用时间对于沥青混合料本构模型中的4个黏弹性参数（E₁,η₂,E₃,η₃）的影响各有不同:对参数E₁的影响,作用时间分别是温度和荷载所对应值的1.6倍和4倍;对于参数η₂的影响,温度影响为作用时间和荷载的1.5倍,而后两者的影响程度相当;对参数E₃的影响,温度和荷载影响基本相同,两者是作用时间的2.5倍;对参数η₃的影响,荷载和作用时间对η₃的影响差别不大,荷载和作用时间分别是温度的1.6倍和1.4倍。通过温度和作用时间的共同作用分析,高温和长作用时间共同作用是车辙变形急剧增大的主要原因。     

富油RAP热再生沥青混合料路用性能研究

为分析富油RAP热再生沥青混合料的路用性能,分别对不同RAP(富油RAP)掺量的AC-20沥青混合料进行抗高温、抗低温、抗水损坏和抗疲劳性能试验。研究结果表明,随着RAP和富油RAP掺量的增加,可以显著降低热再生沥青混合料中新沥青用量,且沥青混合料低温抗裂性能和抗疲劳性能降低,而高温抗车辙能力增强,抗水损害能力先增加后降低,RAP-20(15)和RAP-50(20)热再生沥青混合料的低温性能和水稳定性已无法满足规范要求;当RAP掺量为40%(富油RAP掺量15%)时,热再生沥青混合料综合路用性能较好,因此建议RAP掺量不宜超过40%,其中富油RAP掺量不宜超过15%。     

基于评价SBS改性沥青高温性能的修正软化点方法

为了获得与混合料高温性能相关的SBS改性沥青软化点评价方法,通过变化试验条件(加热介质、测试板距)分析不同结构类型和掺量的SBS改性沥青软化点变化规律,并进行SBS改性沥青混合料的车辙试验。试验结果表明:标准条件下的SBS改性沥青软化点与其混合料的高温性能没有直接关系,也很难鉴别不同SBS改性沥青之间软化点的差异。在对其试验条件修正为"测试板距10 mm,加热介质采用甘油",即修正软化点法后,所测得的环球法软化点可显著区分不同SBS改性沥青之间的差异,且与其混合料的高温稳定性能指标——动稳定度有良好的相关性。     

玄武岩纤维增强沥青胶浆试验与性能研究

沥青胶浆作为沥青混合料的重要组成部分,对沥青混合料的性能有非常重要的影响。根据SHRP研究结果,沥青与矿粉对于高温车辙的贡献率为29%,对疲劳的贡献率为52%,对温度裂缝的贡献率为87%。在混合料中,沥青吸附在填料表面形成薄膜并和填料一起组成沥青胶浆后,既对其它的粗细集料产生粘附作用,又起到填充粗细集料孔隙的作用,对沥青混合料强度的形成有着重要的影响。玄武岩纤维改性沥青胶浆是在沥青胶浆中掺入合适用量的玄武岩纤维,通过对纤维沥青胶浆的高温、低温和疲劳性能研究,深入了解玄武岩纤维及其掺量对沥青胶浆性能的影响。     

粗集料棱角性对沥青混合料抗拉性能影响的虚拟试验研究

为评价粗集料形态特征对沥青混合料抗拉性能的影响,结合CT扫描技术和有限元方法建立虚拟间接拉伸试验。通过虚拟试验对不同类型沥青混合料的间接拉伸劲度模量和粗集料运动轨迹进行仿真分析,建立粗集料棱角性与其抗拉性能及运动轨迹的相关关系。研究结果表明:粗集料棱角性指标与沥青混合料间接拉伸劲度模量之间存在一定的正相关性,与粗集料平均平动位移量及平均主轴方向增量存在一定的负相关性,但是其相关关系均依赖于级配类型。与AC-20混合料相比,AC-13混合料粗集料棱角性指标略小且分布更为集中,试验后其粗集料普遍产生了更大幅度的平动和转动变形,从集料形态特征和运动轨迹角度均证实其具有更优的抗拉性能。     

灰熵法分析研究马歇尔特征值对沥青混合料高温稳定性的影响

沥青混合料的高温稳定性是影响沥青路面路用性能的一个主要因素,在实际工程中往往由于高温稳定性不好而导致路面发生不同程度的病害。基于灰熵分析法,讨论了马歇尔特征值对沥青混合料的影响程度,研究认为马歇尔稳定度、VMA和油石比对于沥青混合料的影响显著,VFA和VV次之,毛体积密度最小,这为沥青混合料的设计提供科学的依据。     

变温重载作用下沥青路面结构动态变形特性研究

采用ABAQUS软件建立沥青路面三维模型,根据某工程所在地区7月份1天代表性温度,考虑沥青路面的材料性质随温度变化的特征,进行变温重载下路面结构温度场及变形分析。改变行车速度、接地压力等,量化不同深度结构层永久变形、剪切蠕变特征。结果表明,永久变形、剪切蠕变值在整个行车道路横向范围内呈正负交替变化;慢速(20～60 km/h)时,车速增大对永久变形、剪切蠕变的减小程度均明显高于快速(80～120 km/h),永久变形、剪切蠕变主要出现在上中面层;行车速度低于60 km/h、接地压力大于0.9 MPa,路面永久变形发展快速增加。在夏季高温季节应限制慢速交通和超载重载车辆,适时错峰出行和洒水降温能有效减少车辙破坏。     

不同级配对沥青混合料矿料间隙率的影响

沥青混合料矿料间隙率过大或过小都会对沥青混合料的路用性能产生不利影响。矿料间隙率对沥青混合料强度、耐久性和高温稳定性有很高的敏感度，是沥青混合料设计的一个重要参数之一。主要研究了不同级配对矿料间隙率的影响，通过马歇尔正交试验分析了级配对沥青混合料AC-13矿料间隙率的影响，得出了矿料间隙率与贝雷法评价级配的参数的关系。     

石棉尾矿用作沥青混合料集料特性研究

雅泸高速公路K112 ～ K145里程附近囤积了30余年石棉矿的废渣,对工程可能存在滑坡、泥石流等灾害隐患,将石棉尾矿用于公路工程中,不仅可以消除安全隐患,而且使废物得以利用,具有重要意义.为将石棉尾矿用作路面沥青混合料集料,采用AC - 20C型混合料,通过马歇尔、车辙、冻融劈裂等试验,评价了石棉尾矿沥青混合料高温、...     

导电沥青混凝土路用性能影响因素的灰关联分析

基于不同石墨掺量及油石比的沥青混合料马歇尔试验及高温稳定试验数据,利用灰关联分析法分析石墨掺量、油石比、击实密度、空隙率、矿料间隙率、饱和度对沥青混合料路用性能的影响程度,得到各相关因素对沥青混合料路用性能影响程度的排序结果。研究结果表明:对于沥青混合料的马歇尔稳定度、流值及动稳定度,石墨掺量均不是其主要的影响因素。对马歇尔稳定度而言,沥青混合料的击实密度和矿料间隙率是其主要影响因素,其关联度远远大于石墨掺量;对导电沥青混合料流值而言,油石比和沥青饱和度是其主要影响因素,且各关联度相差不大;对导电沥青混合料高温性能而言,石墨掺量对动稳定度的影响程度也远低于其余5项。     

废弃纤维改善沥青混凝土力学性能试验研究

将废弃的聚丙烯腈纤维添加到沥青混合料中,是一种环保、经济的沥青混合料性能改良方法。本文针对不同纤维含量及纤维长度的沥青混合料进行力学性能试验,分析废弃纤维对沥青混合料马歇尔稳定度、流值、空隙率、回弹模量、疲劳寿命及永久变形值的影响规律,并对纤维增强沥青混合料回弹模量、疲劳寿命与永久变形之间的关系进行探讨。研究结果表明:(1)添加废弃纤维可以增加沥青混合料的稳定性、降低流值;(2)由于废弃纤维使沥青混合料具有抗结构损伤的潜力,因此柔性路面在交通荷载不断增加的情况下,在沥青混合料中加入适量废弃纤维可以改善沥青混合料的疲劳状况,增加路面对裂缝或永久变形的抵抗力。     

客运专线无砟轨道路基面防水型沥青混合料指标体系与配制技术

在分析无砟轨道路基面防水层功能要求和沥青混合料水力行为的基础上,提出适合客运专线无砟轨道技术要求的路基面防水型沥青混合料SAMI(surface asphalt mixture impermeable)的指标体系。通过大量的马歇尔试验,研究影响SAMI混合料渗透性能的因素如空隙率、沥青含量、级配组成和最大公称粒径,提出路基面防水性沥青混合料的建议技术标准。试验表明,SAMI-10可以作为客运专线无砟轨道路基面防水层的主型设计方案。提出路基面防水型沥青混合料应考虑温度分区,在进行SAMI混合料设计时,应以渗透系数和空隙率作为控制指标,以马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比和低温收缩系数作为优化指标。并以SAMI-10为例,给出路基面防水型沥青混合料的配制技术。     

高速公路路面质量试验指标之间的数量关系分析

高速公路路面质量的最终评价依据是抗水损害性能、高温性能、低温性能,而路面性能的四种试验指标之间往往又具有较大的随机性和变异性,为了能够深入了解试验指标之间的数量关系,并为高速公路评价及延长高速公路路面的寿命提供研究基础。依托大量高速公路冻融劈裂强度比、浸水马歇尔稳定度比、车辙和弯拉应变试验数据,在建立了四种指标之间的数学模型的基础上,依据可靠性数学的基本理论并运用数理统计的方法,编制了分析程序,对高速公路路面质量试验指标之间的数量关系进行了较全面地研究分析。并得到这四种指标之间没有良好的数量关系的重要结论,可为高速公路路面性能评价预测、可靠性分析以及相关理论研究提供有价值的参考。