基于综合性能的沥青混合料组成结构优化

为了基于性能进行沥青混合料组成设计,对沥青混合料的综合性能优化进行了研究。根据胶浆理论,将沥青混合料的性能分为分散相主导型和分散介质主导型两类。选择4.75 mm筛孔通过率、0.075 mm筛孔通过率(矿粉用量)、粉胶比、空隙率作为沥青混合料性能优化决策参数。采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法,对沥青混合料组成结构参数进行了优化。研究结果表明,随着疲劳性能的权重减小和高温稳定性权重的增大,4.75 mm筛孔通过率应逐渐减小;无论对疲劳性能还是高温稳定性,都需要5%~7%的矿粉用量和足够的沥青用量;粉胶比越小,沥青用量越大,疲劳性能越好;3%~4.5%空隙率的沥青混合料综合性能较好。     

基于分形理论的沥青混合料级配组成分析研究

以分形理论为基础,对分形级配在密级配沥青混合料配合比设计中的适用性进行试验研究。研究结果表明:分形理论级配计算公式与传统级配计算方法具有高度相似性;分形级配与现行规范密级配设计上下限范围相关性较高;分形矿料级配需要对个别筛孔通过率进行修正;分形级配粗集料堆积密度在分维数D=2.5附近存在最大堆积密度;分维数D=2.40~2.55范围内,修正的分形矿料级配对应的AC-20沥青混合料和AC-16沥青混合料具有良好的高温稳定性、马歇尔体积指标和抗水损性能等路用性能。     

沥青混合料级配分形分析与路用性能研究

在集料逐级填充试验的基础上,结合分形理论,对粗、细集料内部构成情况进行分析;通过承载比和密度试验,确定粗集料分维数Dc、细集料分维数Df的合理取值范围;以30％ 关键筛孔4.75 m m通过率进行级配设计,并在最佳油石比情况下进行沥青混合料路用性能试验,依据试验结果分析沥青混合料分形维数与路用性能之间的相关性.     

基于级配分形理论的AC-13型混合料路用性能研究

采用级配分形理论对AC-13型沥青混合料的级配分维特征进行了研究,并根据水稳定性试验、高温稳定性试验相关结果,探讨级配分维特征与混合料路用性能之间的相关性。结果表明:随着级配的逐渐变粗,AC-13型沥青混合料分维值逐渐减小,可以用分形维数表征其级配状况。同时分形维数和混合料的水稳定性和高温稳定性等有一定的相关性。     

基于高温稳定性的浇注式沥青矿料级配研究

为了提高浇注式沥青混合料的高温稳定性,采用线性插值法分析了国内外浇注式沥青混合料矿料级配设计范围,通过贝雷法参数CA比的研究,提出了关键筛孔(0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm)通过率和CA比的适宜控制范围,以及基于高温稳定性的浇注式沥青混合料设计矿料级配范围,解决了浇注式沥青混合料抗高温变形能力差的问题。     

细粒式多孔沥青混合料PAC-7配合比设计及路用性能研究

由于细粒式多孔沥青混合料在排水、降噪、抗滑等路面功能性方面有着卓越的优势，且在我国的标准筛孔直径4.75 mm～9.5 mm之间缺少更细的划分，因此通过增加7.5 mm筛孔来设计不同空隙率下的新型细粒式多孔沥青混合料PAC-7的级配，并将其与PAC-5、PAC-10进行路用性能的对比评价。试验结果表明，所研究的PAC-7的配合比设计方案合理，各项路用性能均满足规范要求，且随着空隙率的增大，PAC-7的高温稳定性、渗水性能越强，低温抗裂性、水稳定性越差。3种细粒式多孔沥青混合料的各项路用性能随着其公称最大粒径的变化而变化，具体表现为：当空隙率一致时，细粒式多孔沥青混合料的公称最大粒径越大，其高温稳定性、渗水性能越好，低温抗裂性、水稳定性越差。     

多孔沥青混合料级配与骨架强度关系

通过骨架贯入试验，对多孔沥青混合料(PAC)骨架强度与不同筛孔通过率之间的关系进行了研究。并得出如下结论：(1)2.36～4.75 mm粒径大小的石料会为PAC-13混合料提供一部分骨架强度，因此混合料2.36mm通过率越高，混合料骨架强度越小；(2)4.75 mm通过率对PAC-13混合料骨架强度影响不大；(3)对多孔沥青混合料骨架强度具有最大影响的筛孔是9.5 mm筛孔，多孔沥青混合料骨架强度会随9.5 mm通过率的增长呈现出先增加后减小的趋势。骨架强度与高温稳定性具有较好的相关性，因此可以根据上述试验结果，对PAC-13设计级配范围进行改进。     

基于关键筛孔控制的SMA-13沥青混合料抗滑性能研究

本文主要研究SMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料的原材料选择、控制关键筛孔4.75mm通过率变化集料级配、混合料设计,在混合料设计的基础上,成型车辙板,研究SMA-13沥青混合料的抗滑性能与集料级配之间的关系。研究发现:当2.36~4.75mm档沥青混合料的用量较小时,随着这档集料用量的增加,路面的摆值及构造深度会随之增加当这档集料用量增加到一定程度,再增加该档集料用量,路面构造深度及摆值反而会降低。     

采用抗滑性能衰减率设计抗滑耐久型沥青混合料

为了设计具有优良抗滑耐久性的沥青路面,该文基于压力胶片技术研究成果,设计不同级配的抗滑层SMA和GAC沥青混合料,采用抗滑性能衰减率评价其不同加速加载搓揉阶段的抗滑性能,进而比选出具备优良抗滑性能及抗滑耐久性的沥青混合料。研究结果显示:合理控制4.75 mm档筛孔通过率是沥青混合料抗滑性能设计的关键,该文设计的各抗滑层抗滑性能方面:SMAGACAC,SMA-4和GAC-4及GAC-5具有优良的抗滑性能及耐久性,推荐其作为路面抗滑层,条件具备时优先选用SMA-4。     

废旧橡胶颗粒沥青混合料抗滑性能研究

通过摆式摩擦系数仪和铺砂法分别检测了成型板式试件的摩擦系数和构造深度,对5种级配对应的摩擦系数、构造深度、关键筛孔通过率,以及构造深度与空隙率之间的关系进行分析,研究认为：4.75 mm筛孔通过率是控制级配组成的一个重要因素,对混合料的多项性能都有很大影响,通过率越低,抗滑性越好;空隙率可作为抗滑性的评价指标。     

骨架密实型水泥稳定碎石合理级配范围优化研究

针对国内部分实体工程骨架密实结构水泥稳定碎石4.75 mm筛通过率与现行规范不一致而工程效果较好的情况,采用振动成型法进行骨架密实型水泥稳定碎石混合料设计,选取不同的4.75 mm筛通过率进行击实、强度和温缩试验.就本文所研究的试验组数而言,相同的水泥用量下,4.75 mm筛通过率为30％的最大干密度最大、强度最佳.温缩试验的结果表明4.75 mm筛通过率为30％的温缩应变最小.     

超薄层沥青混凝土UTA10矿料级配试验研究

超薄沥青混合料可有效改善高等级公路路面行驶功能,但目前国内级配较为单一,相关研究较少,因此需对它的级配、混合料性能深入研究。文中在分析其级配特点的基础上,通过抗滑能力和高温性能测试,认为超薄沥青混合料粗集料的最佳含量为70%,提出在4.75mm和9.5mm筛孔之间增加6.7mm筛孔,而且6.7～9.5mm最佳含量为80%,综合得到推荐的UTA10级配。通过水稳、高低温和抗滑耐久性等路用性能试验,证明了UTA10完全满足规范要求,可在实际工程中应用。     

SEAM沥青混合料高温稳定性影响因素的灰关联熵分析

通过车辙试验,分析了掺入硫磺强化沥青改性剂(Sulphur-Extended Asphalt Modifier,简称SEAM)的AC-13沥青混合料高温抗车辙性能的影响因素,并运用灰关联熵分析法对SEAM掺量、沥青针入度、沥青当量软化点、沥青用量、4.75mm筛孔通过率、沥青混合料空隙率等影响因素进行分析.研究表明,SEAM掺量、空隙率和沥青当量软化点对SEAM沥青混合料高温稳定性有重要影响.     

沥青种类对SMA-13级配的影响

为了研究不同沥青种类对SMA-13级配的影响,进行了武云高速复合改性橡胶沥青AR-SMA-13和中州大道整治工程SBS-SMA-13的级配、油石比、粗集料的骨架分界筛孔、粉胶比、沥青膜厚度及混合料路用性能等的对比研究。研究过程中采用贝雷法对两种沥青混合料的级配嵌挤效果进行了分析。由于复合改性橡胶沥青和SBS改性沥青的化学成分差异较大,其运动黏度和延度均差异较大。试验得出,AR-SMA-13中2.36~4.75 mm之间的碎石含量接近12%,是传统间断级配的2倍,路用性能仍然较好;AR-SMA-13中0.075 mm筛孔的通过率仅为6%,与SBS-SMA-13中0.075 mm通过率8%~12%形成显著区别;SMA-13骨架分界筛孔选择4.75 mm还是2.36 mm,对混合料的骨架嵌挤的判断是不同的,结果表明,传统间断级配理论关于SMA-13级配中2.36~4.75 mm间断是不必要的;SMA-13骨架分界筛孔建议选择2.36 mm。虽然复合改性橡胶沥青5℃延度远小于SBS I-D,但AR-SMA-13也具有较好的抗低温变形能力,低温弯曲应变与SBS-SMA-13混合料相比,差异不大;复合改性橡胶沥青运动黏度与SBS I-D改性沥青相比差异非常大,但两种级配的混合料都具有较好的抗车辙性能,SBSSMA-13比AR-SMA-13的动稳定度仅低12%,其混合料高温性能的差异远没有沥青运动黏度之间的差异大。当沥青性能差异较大时,沥青混合料的设计指标应做出适当调整,以保证沥青混合料能够具有良好的路用性能。     

橡胶改性沥青混合料的降噪性能研究

为研究橡胶改性沥青混合料参数与降噪效果的关系,文中通过室内轮胎自由下落法,研究沥青用量、胶粉掺量、4.75 mm筛孔通过率对橡胶改性沥青降噪性能的影响,并确定各参数的推荐范围,结果表明：(1)随着沥青用量、胶粉掺量的增大,混合料降噪性能提升,振动衰减系数增加,胎-路振动噪声减小;(2)随着4.75 mm关键筛孔通过率的减小,混合料降噪性能提升,表面构造深度增大,胎-路泵吸噪声减小;(3)结合基本路用试验及降噪试验结果,确定橡胶改性沥青混合料参数的推荐范围为：沥青用量6.2%～6.9%、胶粉掺量19%～23.4%、4.75 mm筛孔通过率28.1%～30.5%。     

矿料级配对超薄层罩面UTFC-10混合料高温性能的影响研究

为了分析矿料级配对超薄层罩面UTFC-10高温性能的影响,采用正交试验方法,研究9.5mm、4.75mm、2.36mm、0.075mm筛孔不同通过率对超薄层罩面UTFC-10混合料的空隙率、稳定度和动稳定度的影响。研究结果表明:各因素对空隙率影响的显著程度依次为2.36mm通过率4.75mm通过率2.36~4.75 mm所占比例9.5mm通过率0.075mm通过率。各因素对稳定度影响的显著程度依次为2.36mm筛孔通过率9.5mm筛孔通过率2.36~4.75mm所占比例4.75mm筛孔通过率0.075mm筛孔通过。各因素对稳动定度影响的显著程度排序依次为9.5mm筛孔通过率2.36mm筛孔通过率2.36~4.75 mm所占比例0.075mm筛孔通率4.75mm筛孔通过率。     

沥青混合料高温性能的流变指标评价

为探讨油石比和空隙率对沥青混合料高温性能的影响,对AC-20改进型沥青混合料进行单轴静载蠕变试验研究。结果表明:流变时间Ft值与混合料高温稳定性有较好的相关性,Ft值越大,混合料的高温抗变形能力越好;柔量~时间半对数曲线直线部分的截距a值和斜率m值越大,混合料的高温性能越差,相关性相对较差;当空隙率大于4%时,空隙率越小,混合料高温性能越好;在最佳油石比下,混合料具有较好的高温性能。     

小粒径沥青混合料路用性能试验研究

采用CAVF法设计小粒径沥青混合料,采用3种沥青分别成型沥青混合料.基于室内车辙试验、冻融劈裂试验、摩擦系数试验、构造深度试验、渗水系数试验评价3种小粒径沥青混合料的高温稳定性能、水稳定性能、抗滑性能和透水性能.试验结果表明:小粒径沥青混合料高温稳定性能受沥青性能影响较大,为保证混合料动稳定度大于3000次/mm,建议采用PG高温分级温度大于82℃和软化点大于85℃的高黏沥青;小粒径沥青混合料冻融劈裂强度较低,采用不同沥青制备的混合料冻融劈裂强度比TSR相差较大;混合料具有较好的抗滑性能和透水性能.     

密实型小粒径沥青混合料路用性能试验研究

采用马歇尔方法设计骨架密实结构的小粒径沥青混合料。基于室内车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、摩擦因数试验、构造深度试验、渗水系数试验,评价3种小粒径沥青混合料的高温稳定性能、水稳定性能、低温抗裂性能、抗滑性能和透水性能。试验结果表明:骨架密实结构的小粒径沥青混合料具有很好的高温稳定性能、水稳定性能、低温抗裂性能和抗滑性能,且密实不透水。采用软化点大于75℃,PG高温分级大于76的沥青制备的沥青混合料的动稳定度大于4 000次/mm。抗滑性能和透水性能与级配组成有关,与沥青关联性较差。     

橡胶沥青CAPE封层结构的路用性能研究

橡胶沥青CAPE封层作为一种路面预防性养护措施,目前国内系统性研究较少。研究采用高温稳定性指标对橡胶沥青碎石封层进行了优化设计,在此基础上对橡胶沥青CAPE封层结构的低温抗裂性、抗滑性、抗渗性能以及强度与模量进行了系统的试验研究。研究结果表明,碎石封层的粒径大小对CAPE封层的高温与低温稳定性影响较大,粒径9.5~13.2mm的高温与低温性能均优于4.75~9.5 mm的;与AC-13沥青混凝土相比,橡胶沥青CAPE封层结构的高温稳定性较差,但其有优良的低温抗裂性能;同时,CAPE封层具有很好的抗滑性与抗渗性能。通过系统的试验与分析得出橡胶沥青CAPE封层可适用于裂缝较多、抗滑以及抗渗水能力大幅衰减但具有足够承载力的旧路面养护工程中。