公称最大集料粒径对沥青混合料劈裂强度影响数值分析

为研究公称最大集料粒径对沥青混合料劈裂强度影响,基于数字图像处理技术,采用有限元法建立基于混合料二维截面的劈裂试验模型,数值模拟公称最大集料粒径对沥青混合料劈裂强度影响,并加以试验验证。研究表明:公称最大集料粒径影响沥青混合料劈裂强度,公称最大集料粒径与沥青混合料劈裂强度变异性间相关性好。公称最大集料粒径小,相应的沥青混合料劈裂强度数值变异系数则小,反之亦反。     

沥青混合料劈裂试验参数研究

本文在大量试验的基础上，研究了沥青混合料劈裂试验参烽，分析了沥青混全料材料参数随温度的规律。这对路面结构设计具有实际意义。     

基于离散元模拟细集料对沥青混合料劈裂试验影响

以AC13为例,采用颗粒流PFC2D软件,建立基于混合料二维数字截面的劈裂试验离散元模型,模拟细集料对沥青混合料劈裂试验的影响。研究表明,细集料影响沥青混合料低温劈裂试验强度和破坏应变;2.36 mm档集料可作为沥青混合料AC13集料级配中粗细集料的分界点,即粒径≥2.36 mm的集料为粗集料,小于2.36 mm的集料为细集料。     

不同类型沥青混合料冻融劈裂试验研究

参照美国AASHTO T283 Lottman试验着重探讨不同类型、不同空隙率水平及不同老化程度对沥青混合料冻融劈裂试验结果的影响,为选择沥青混合料及施工控制提供理论指导.     

基于温差评价方法的沥青混合料渗水系数试验与数值模拟

为了快速检测密级配沥青混合料渗水系数,提出一种采用路面表面温差评价路面渗水系数的新方法。对沥青混合料空隙率与渗水系数的关系进行了分析;通过室内试验研究了不同渗水系数的沥青混合料试件在相同照射条件下的失水质量、失水率和表面温差;通过数值模拟计算了饱水后沥青路面表面温度随太阳辐射的变化规律;分析了季节对表面温差的影响,并将数值模拟结果与室内试验结果进行了对比分析。结果表明：饱水后的试件通过室内模拟太阳辐射照射一段时间后,随着渗水程度的增加表面温差逐渐增大,最大温差值达5.7℃;太阳辐射强度与路面表面温差直接相关,最佳评价时段为9：00~14：00;夏季路面表面温差最大,亦为最佳评价渗水系数季节。     

不同类型沥青混合料冻融劈裂试验研究

参照美国AASHTO T283 Lottman试验着重探讨不同类型、不同空隙率水平及不同老化程度对沥青混合料冻融劈裂试验结果的影响，为选择沥青混合料及施工控制提供理论指导。     

浸水劈裂试验评价沥青混合料水稳定性

在比较浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验优缺点的基础上,深入分析了高温潮湿地区沥青路面水损害的产生机理,优化设计了浸水劈裂试验,较好地模拟了实际路面的水损害,比较适宜作为高温潮湿地区沥青混合料水稳定性评价方法.     

沥青混合料的非常规试验

对沥青混合料配合比设计中遇到的诸如拌楼冷料仓流量，热料仓供料比，加热温度、拌和时间、摊铺温度、碾压温度、碾压速度、复压遍数非常规试验作较详细介绍，供有关施工单位参考。     

《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》修订介绍

原交通部标准《公路工程领青及沥青混合料试验规程圳JTJ052－83）自1984年使用以来，在全国得到了广泛应用。近几年来，我国高等级公路沥青路面的建设有了较大发展，上述规程不能满足生产上的需要，一些国际上通行的试验方法未收入；有些则与国外通行的不一致；也有的发现有不妥或不方便操作之处。为此，交通部委托我所负责修订这本规程。我们自1989年开始征集意见起，经多次修订、评审，已于1993年由交通部批准为中华人民共和国交通行业标准，并于1993年8月1日起施行，旧规程同时废止。新规程（编号JTJ052一92）已由人民交通出版社出版…     

开级配大粒径沥青碎石混合料劈裂试验的离散元数值分析

为了弥补现有沥青路面结构设计理论中将沥青混合料当作完全弹性体进行计算分析的不足,以AC-16,AC-20,开级配大粒径沥青碎石混合料OLSM-25的劈裂强度为研究对象,采用离散元方法,运用二维颗粒流程序(PFC2D),从细观角度入手,对AC-16,AC-20,OLSM-25的劈裂(间接拉伸)试验进行数值模拟,对比分析AC-16,AC-20,OLSM-25圆柱体试件内部集料颗粒之间的接触力、位移矢量、微裂缝数量及其分布规律.结果表明:在峰值轴向力作用下,当沥青混合料圆柱体试件开裂破坏时,随着沥青混合料公称最大粒径、空隙率的增大以及油石比的减小,试件内部集料颗粒之间的接触力由基本均匀趋于相对离散分布,位移矢量存在显著差异,微裂缝数量逐渐减少.与AC-16,AC-20相比,OLSM-25的间接拉伸抗裂效果显著.     

动荷载作用下的沥青混合料间接拉伸试验参数研究

基于动态测定方法确定的沥青混合料的参数能真实反映沥青混合料对运动车辆荷载的响应,正确表现沥青混合料本身的粘弹性性质的优点。利用英国多功能气动沥青材料试验机Cooper NU-14测定了6种沥青混合料在5、10、15和20℃时的动态间接拉伸试验参数,用二次多项式对试验结果进行了拟合,重点分析了试验温度对动态间接拉伸试验参数的影响。结果表明,6种沥青混合料动态间接拉伸劲度模量值均在一定范围内,而试验荷载、劲度模量与温度回归方程的相关系数均达到0．9812以上,试验荷载与劲度模量回归方程的相关系数均达到0．9986以上。     

沥青混合料抗拉性能试验研究及力学特性分析

沥青混合料的抗拉性能是表征其低温与疲劳性能的重要指标。本文针对半圆弯曲试验(SCB)与劈裂试验(IDT)建立三维非线性有限元模型,对两种试验方法的受力特点与破坏模式进行数值模拟,并利用室内试验进行验证。结果表明:两试验中试件的力学响应规律明显不同;半圆弯曲试验试件主要承受拉应力,劈裂试验试件内出现压缩、拉伸、剪切多种受力模式交织现象;非轴对称受力时,劈裂试件的应力响应更为复杂,不能充分体现间接拉伸的目的。相比较而言,半圆弯曲试验更能模拟沥青混凝土路面的层底受拉状况。     

沥青混合料损伤演化的多尺度模拟

为了全面分析沥青混合料的力学性能,了解沥青混合料的力学响应,引入了有限元多尺度计算方法,通过分析沥青混合料在较小尺度范围内出现的特征和现象,将细观和宏观的方法结合起来,模拟沥青混合料在荷载作用下的力学性能(包括损伤演化过程),从而有效实现不同尺度模型间的变形协调。结果表明:该模型能定性地模拟沥青混合料的力学性能,分析不同组成成分的结合以及通过计算评价沥清混合料的性能。     

基于间接拉伸模式的沥青混合料内部力链分布特征

为了表征沥青混合料在间接拉伸模式下的力链分布特征,成型3种骨架结构沥青混合料的马歇尔试件,以及旋转压实试件和相应3种类型的沥青砂浆静压试件。利用简单性能试验分别测试不同温度条件下沥青混合料和沥青砂浆的动态模量、相位角,在获取沥青混合料旋转压实试件和马歇尔试件截面图像的基础上,结合数字图像处理技术和MATLAB编程,借助离散元方法重构了3种类型沥青混合料的旋转压实和马歇尔数字试件。对旋转压实数字试件进行虚拟简单性能试验,运用反演算法计算数字试件的细观参数,校验细观模型的准确性和合理性。对马歇尔数字试件开展虚拟间接拉伸试验,提取颗粒间接触力力链信息,以力链概率分布和角度分布作为量化指标进行分布特征分析。研究结果表明：利用离散元方法重构的3种骨架结构沥青混合料黏弹性细观模型具有较高的预测精度,动态模量和相位角的实测与预测最大差异分别为9.64%、0.24°;间接拉伸荷载模式下,3种骨架结构沥青混合料的内部法向压力力链概率分布均随f(接触力与平均接触力的比值)的增大而衰减,强力链(f≥1)的概率分布较小,而弱力链(f＜1)的概率分布较大,随着温度的升高,力链的最大概率分布基本呈增大的趋势;不同温度的压力力链角度分布差异较大,呈沿0°-180°水平线和90°-270°垂直线的非对称分布,0°-180°水平线以上分布占主导,随着温度的升高,角度分布均向外延伸,但延伸幅度不大,最大仅为3.954%;不同截面的沥青混合料具有一致的法向力链概率分布和角度分布。研究结果为从细观角度认知沥青混合料的非均匀力学响应及荷载传递演化提供了理论依据。     

反复冻融条件下沥青混合料的间接拉伸试验研究

当遭遇突变天气如低温冰雪时,路面材料长时间处于有水、低温冰冻状态及温度交替变化过程中,由于水分和温度共同作用引起的道路冻融损坏现象较为普遍。通过在室内模拟水温冻融环境,对多次冻融后的沥青混合料进行了间接拉伸类试验(劈裂试验),通过试验分析了水温冻融条件下沥青混合料的劈裂强度、冻融劈裂强度、劈裂疲劳性能的变化规律。结果表明,沥青混合料的强度、水稳定性、疲劳性能随反复冻融衰减明显。     

沥青混合料高温性能试验方法

基于局部加载的思想设计了一种新的试验方法(局部三轴试验)来正确模拟路面实际状态,并获得准确的沥青混合料永久变形计算参数。通过ABAQUS有限元计算出试件、压头和底座的合理尺寸;利用该试验方法和常规三轴试验对AC20和SMA13沥青混合料进行了重复荷载蠕变试验,基于不同试验结果回归的参数对车辙试验建模计算,并与实测车辙对比分析。结果发现,局部三轴和传统三轴试验结果的规律性一致,流动次数FN均随温度和应力的增大而减小,且沥青混合料在高温或重载下均表现出较大的变形速率。但与车辙试验实测车辙量及永久变形率相比,由传统三轴试验所得参数计算出的结果偏小,而局部三轴试验所得参数计算出的车辙量及永久变形率与实测值较为一致;且从试验设备要求、试件制备过程和试验操作等方面分析,局部三轴试验更加简单易行。     

沥青混合料半圆弯拉强度与间接拉伸强度对比分析

强度是与沥青混合料路用性能密切相关的一项指标,采用半圆弯拉试验评价沥青混合料弯拉强度是一种新型试验方法。基于三维有限元模型建立半圆试件底部中心点应力公式,在考虑试件切割损耗情况下得到的应力系数更符合实际。采用半圆弯曲和间接拉伸2种试验方法对AC-9.5和AC-16两种沥青混合料在4个温度下进行强度试验,试验结果表明,半...     

硬质沥青混合料动态间接拉伸试验研究

基于动态测定方法确定的沥青混合料的参数能真实反映沥青混合料对运动车辆荷载的响应,并能正确表现沥青混合料本身的粘弹性性质等优点,利用英国Cooper NU-14多功能沥青材料试验机测定了30^#硬质沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量,对试验结果进行了二元方差分析及非线性拟合,分析了级配、油石比、结合料类型和试验温度对动态间接拉伸试验的影响。结果表明：30^#硬质沥青混合料具有很高的动态间接拉伸劲度模量,用于沥青路面的下面层可减小其底面的拉应变;级配、油石比、试验温度和沥青针入度均对沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量有显著的影响。     

沥青混合料疲劳响应模型试验研究

首先总结分析了沥青混合料不同疲劳试验方法的特点、两种疲劳试验控制模式的适用范围,建议采用应力控制模式的间接拉伸疲劳试验方法。然后分析了不同试验因素的影响,选定了加载波型,确定了疲劳试验的应力比水平、频率及温度等试验参数的范围。采用旋转压实成型方法,对3种沥青混合料进行试件成型。分别考虑3种空隙率水平,应用均匀试验设计方法,进行了不同温度、频率、应力比水平下的间接拉伸疲劳试验,对试验结果进行了显著性分析,并应用多元线性回归方法,得到了适用于不同荷载条件下基于温度、频率、沥青饱和度、初始应变及初始劲度模量的沥青混合料疲劳模型。与国外疲劳模型进行了对比分析,表明得到的疲劳模型具有较好的比对性,可用于沥青混合料疲劳寿命的预估。     

高原寒冷地区沥青混合料弯拉特性分析

针对青藏高原寒冷地区低温、大温差气候特点,通过沥青混合料弯曲试验,分析了温度、沥青种类、油石比、级配等对混合料弯拉特性的影响。试验得出,沥青混合料弯拉强度随着温度的升高呈上凸抛物线形变化,弯拉应变逐渐增大,劲度模量不断减小;改性沥青和高标号沥青混合料的弯拉强度和弯拉应变较大,劲度模量较小;油石比增加时,沥青混合料弯拉强度先线性增大后减小,弯拉应变增大,劲度模量减小;矿料级配越粗,沥青混合料弯拉强度越大。结果表明,温度对沥青混合料弯拉特性的影响较大,采用改性和高标号沥青,适当增加油石比、采用较粗矿料级配,有利于提高沥青混合料的低温弯曲性能。