关于沥青混凝土路面高温下车辙成因的思考

车辙的产生是沥青混凝土路面所面临的一个重要问题。温度的变化会引起沥青混合料中集料、矿份以及沥的相对密度发生变化，并导致混合料空隙率的变化。本文采用美国SHRP混合料体积设计理论，分析得出随着温度升高，混合料的空隙率将会增大，这种变化最终成为导致沥青混凝土路面高温下产生车辙的原因之一。     

沥青混合料高温性能在紫外光辐射下的变化研究

选取车辙试验、贯入剪切试验来研究SMA-13沥青混合料在不同紫外光辐射强度、紫外光老化循环次数和温度变化下高温性能的改变，以动稳定度、车辙深度和应力强度比这3个指标来表征沥青混合料的高温抗车辙能力和抗剪切性能。研究发现：随着紫外光老化循环次数的增大，沥青混合料的动稳定度及应力强度比逐渐减少，而车辙深度则逐渐增加；沥青混合料的高温性能与紫外光辐射强度、温度呈反比，紫外光辐射越大、温度越高，沥青混合料的高温性能越差；紫外光老化循环次数，比起紫外光防辐射强度及循环温度，对于沥青混合料的动稳定度、车辙深度和应力强度比的影响更为明显；同时建议采用一定强度的紫外光辐射强度(150 W/m²),循环模拟混合料在其照射下高温性能的变化。     

沥青混合料在运输过程中温度变化规律的研究

分析沥青混合料在运输过程中热量损失的机理，建立沥青混合料在运输过程中温度场的数学模型并进行求解。通过计算可得沥青混合料运输到摊铺现场时的温度值和沥青混合料温度离析的程度，从而为沥青混合料在搅拌时出厂温度的确定、各种消除沥青混合料温度离析和热量损失的措施提供理论依据。     

SBS和TLA改性沥青AC-13混合料动态模量研究

采用万能材料试验机(MTS),在不同温度和加载频率下对湖沥青(TLA)改性沥青和SBS改性沥青AC-13混合料的动态模量进行测试;基于西格摩德沥青混合料通用方程生成沥青混合料的动态模量主曲线,对TLA和SBS改性沥青混合料的动态模量的时间-温度效应进行研究。结果表明,沥青混合料的动态模量随着试验温度的提高而降低;随着加载频率的增大,沥青混合料的动态模量增大,且动态模量对温度的依耐性减小;SBS改性沥青混合料的高温性能优于TLA改性沥青混合料,两者的低温性能基本持平;在中等加载频率范围,TLA改性沥青混合料对温度的敏感性大。     

温拌沥青混合料低温环境施工温度研究

为了研究温拌沥青混合料在低温环境下施工影响因素和施工温度,依据沥青路面热传递模型,确定了施工过程中影响混合料温度变化的主要因素.采用软件模拟施工过程混合料温度变化,分析了各因素对沥青混合料温度变化的影响,得出了低温环境下保证沥青路面压实质量的施工温度确定方法.根据项目所在地纬度、气候状况、路面因素和材料等条件,通过计算得到了温拌沥青混合料在低温环境中的混合料温度与环境温度、风速等参数之间关系.     

钢渣沥青混合料碾压温度场

为研究钢渣沥青混合料在碾压过程中的温度散失规律,采用数值方法建立了松铺和密实2种状态下钢渣沥青混合料碾压温度场分析模型,研究了初始温度、铺层厚度以及不同环境条件下钢渣沥青混合料碾压温度随时间的变化规律,并计算钢渣沥青混合料的最短和最长有效压实时间。结果表明:掺有钢渣的沥青混合料对施工温度变化的影响不大;有效压实时间随着风速的降低以及初始温度、铺层厚度、大气温度或太阳辐射强度的增加而延长,而松铺沥青混合料碾压初期降温速率快于密实沥青混合料。     

沥青再生过程中界面新旧沥青混溶成效对混合料疲劳性能的影响

为研究相同级配、不同拌和因素下再生沥青混合料界面新旧沥青混溶成效对混合料疲劳性能的影响，基于红外光谱法将再生过程中新旧沥青“部分混溶”的定性问题转向定量，建立了再生沥青混合料混溶成效量化评价方案，研究了不同RAP掺量、拌和温度和干拌时间因素下界面新旧沥青混溶成效与再生料疲劳寿命的联系，进而优选了拌和方案。结果显示：不同拌和因素下，混合料疲劳性能随着界面新旧沥青混溶成效变化而变化，优选拌和方案为40%RAP掺量、165℃拌和温度和90 s干拌时间。     

沥青混合料动态模量及其变化规律研究

作为一种黏弹性材料,沥青混合料力学响应特征随环境的变化而变化。为了对沥青路面响应进行力学分析,需要对其变化规律进行研究。该文以AC-16沥青混合料的动态模量室内试验数据为基础,对沥青混合料动态模量随荷载频率及试验温度的变化规律进行研究,利用Sigmoidal模型及时温等效原理拟合得到AC-16沥青混合料的动态模量主曲线和位移因子,利用WLF方程得到位移因子随试验温度变化规律的数学模型,最后给出该种沥青混合料动态模量关于试验温度和荷载频率的变化规律,以更好地模拟沥青混合料在不同的温度下随汽车速度变化,其力学响应的变化规律。     

沥青混合料剪切强度与影响因素分析

本文通过采用同轴剪切试验评价沥青混合料的抗剪切性能，分析沥青混合料级配类型、沥青种类以及温度对剪切强度、剪切破坏模量的影响规律。结果表明，级配类型、沥青种类、温度均对沥青混合料剪切强度有显著影响，改性沥青混合料剪切强度大于基质沥青混合料剪切强度，中粒式沥青混合料剪切强度大于细粒式沥青混合料剪切强度，剪切强度与剪切破坏模量之间存在显著的线性相关性。     

乳化沥青冷再生混合料高温稳定性研究

采用50℃车辙试验,分析了温度、基质沥青针入度大小、乳化沥青用量、水泥掺量、含水率和养生时间对乳化沥青冷再生混合料高温稳定性的影响.结果表明:乳化沥青冷再生混合料在后期强度形成后具有较好的高温稳定性,且混合料高温稳定性受温度的影响没有热拌沥青混合料敏感;采用低标号沥青或增加水泥用量均能提高冷再生混合料的高温稳定性,但二者的变化对冷再生混合料高温稳定性影响不大;随着养生时间增加乳化沥青冷再生混合料的抗变形能力增强且早期含水率变化对抗变形能力影响显著,而后期含水率变化对高温稳定性影响不大.     

沥青混合料的"软化点"与抗车辙能力关系分析

采用不同软化点的沥青,在不同温度下进行了沥青混合料的车辙试验,分析了不同沥青混合料的抗车辙能力随温度而变化的规律,首次提出了沥青混合料的“软化点”,即抗车辙临界温度的概念,并建立了该温度与沥青软化点的关系,为沥青混合料的选择及路用性能评价提供了一种新的途径。     

集料表面状态对沥青混合料界面结合性能及抗水损害性能的影响

采用多应力蠕变恢复(MSCR)试验和线性振幅扫描(LAS)试验分析细粒土掺量对沥青胶浆高温性能和应力应变响应的影响，利用黏附性试验(水煮法)和接触角试验分析研究水分、细粒土掺量对沥青集料界面结合性能的影响。同时，研究细粒土掺量变化和集料温度变化对沥青混合料性能影响。结果表明：当细粒土掺量超过1%时，沥青高温抗变形能力逐渐增加，沥青混合料抗水损害能力逐渐降低。集料表面的水分比沥青有更高的润湿性，能严重阻碍沥青与集料的黏附与黏结，降低沥青混合料的抗剥落性能。随着集料温度升高，沥青混合料残留稳定度和冻融劈裂强度比先增大后减小，并在180℃时达到最大。     

沥青混合料动稳定度温度特性分析

为了分析沥青混合料动稳定度的温度特性,对选用的2种沥青、3种矿料级配的沥青混合料进行不同试验温度条件下的车辙试验,并利用给出的Boltzmann S形成长曲线模型,量化分析沥青混合料动稳定度变化规律,提高了传统的60℃动稳定度的适用性。试验结果表明:沥青混合料"动稳定度-试验温度"试验结果与Boltzmann S形成长曲线有良好的相关性,不同沥青种类及混合料类型条件下曲线拟合的相关系数均在0.97以上;沥青混合料动稳定度随温度变化而产生突变的温度节点出现在软化点附近0~5℃,并且在选用的温度范围内,改性沥青混合料对环境温度的敏感程度整体上要大于基质沥青混合料。     

高温混合料摊铺过程中的扁平钢箱梁温度效应分析

为探究高温沥青混合料摊铺过程中的扁平钢箱梁热固效应,建立基于瞬态温度场传热理论的扁平钢箱梁热力学FEA分析模型,研究提出三维时空变化温度场下的钢箱梁应力、变形响应及场分布规律.研究表明:以摊铺宽5 m、厚35 mm、温度240℃的混合料为例,摊铺过程中的温度力学效应随摊铺时间历程变化明显,摊铺后30 min左右应力及变...     

温拌再生沥青混合料压实温度的确定

温拌再生沥青混合料是基于温拌沥青技术和热再生沥青混合料技术发展而来的一种新型路面环保型材料,在充分利用旧沥青混合料(RAP)的基础上实现低温拌和与低温压实,从而达到旧沥青混合料二次利用与节能减排双重目的。该文研究了基于Evotherm的温拌再生沥青混合料压实性能与混合料压实温度的关系。试验采用旧沥青混合料(RAP)掺配比为40%,混合料压实温度分别为100、110、120、130、140℃,通过测定不同条件下温拌再生沥青混合料的体积参数的变化,确定了温拌再生沥青混合料的最佳压实温度,并基于此评价其水稳定性,结果表明性能指标满足要求。     

沥青路面面层温度应力计算程序

由沥青和沥青混合料的劲度模量的常规数学公式,建立劲度模量和路面温度变化的线性关系,并考虑路面温度场的变化规律,根据Hills累计温度应力理论,用积分求出各面层的温度应力,编制沥青混合料温度应力的通用程序,在输入沥青和沥青混合料的几个常规指标后,便可直接得出沥青面层的温度应力,并和相应的TSRST试验数据作对比,结果相符.     

太阳辐射下路面材料反射率及潮湿状态下降温效应分析

太阳辐射下路面材料反射率是影响路面温度场的重要因素,为了分析路面材料反射率及潮湿状态对路面的降温效应,本文开发了太阳辐射下路面反射率测试仪,并分别测试干燥和潮湿的密级配沥青混合料、多孔沥青混合料、水泥混凝土、多孔水泥混凝土,在太阳辐射下的反射率及内部温度,分析路面材料种类、空隙率和潮湿状态对反射率和内部温度的影响。结果表明:沥青混合料的反射率远低于水泥混凝土的反射率;密实沥青混合料和水泥混凝土的反射率均分别高于多孔沥青混合料和多孔水泥混凝土;随着表面水膜厚度的增大,沥青混合料的反射率先降低后增大,而水泥混凝土的反射率一直缓慢下降;相比于干燥路面材料,太阳辐射下潮湿多孔沥青混合料具有显著降温效应,而潮湿多孔水泥混凝土降温效果十分有限。     

沥青混合料疲劳-蠕变交互作用损伤模型

为了研究沥青混合料在重复荷载作用下的疲劳特性并描述疲劳-蠕变损伤效应共同作用的过程,考虑沥青混合料具有的动态性质,从粘弹性损伤力学基本理论出发,基于应变等效假设,采用复数模量定义了损伤变量。通过分析沥青混合料在周期荷载作用下的损伤变化规律,运用疲劳-蠕变耦合损伤理论,建立了疲劳-蠕变损伤效应共同作用时的损伤演化方程,提出了体现温度及应力影响的损伤模型和疲劳寿命预测模型,并对损伤模型进行了分析。研究结果表明:构建的损伤模型满足热力学准则和物理条件;沥青混合料疲劳失效是由疲劳-蠕变损伤效应共同影响所致;利用提出的疲劳模型可以更好地预测不同温度和应力条件下的沥青混合料疲劳寿命。     

基于动态模量试验的沥青混合料老化性能研究

为研究沥青混合料老化过程中的动态特性,对在不同温度条件下经受不同频率的动荷载的沥青混合料在不同老化期的动态模量进行试验,分析温度和荷载频率对动态模量及相位角的影响,采用车辙因子对沥青混合料的高温稳定性进行评价,并根据时间温度等效原理建立了不同老化程度的动态模量主曲线。研究结果表明：老化沥青混合料的动态模量和相位角具有明显的温度和频率依赖性,老化使沥青混合料动态模量增大,相位角减小。动态模量主曲线研究结果表明老化使沥青混合料的动态模量在整个温度（或频率）范围内变化幅度减小。     

发泡温拌沥青混合料配合比设计方法分析

在室内沥青发泡最佳组合条件下,提出了发泡温拌沥青混合料的配合比设计方法。以Sup25发泡温拌沥青混合料为例,首先变化成型温度确定了发泡温拌沥青混合料最佳成型温度相对同级配的热拌沥青混合料可降低20~30℃;其次,通过改变旋转次数,确定了发泡温拌沥青混合料设计旋转次数为100次;然后通过理论计算与实际分析,提出了可参照热拌沥青混合料的发泡温拌沥青混合料的配合比设计指标及成型方法,为今后发泡温拌沥青混合料在我国的应用推广提供理论支撑。