磷渣沥青混合料抗剪强度影响因素试验研究

通过单轴贯入试验评价沥青混合料的抗剪强度,研究集料类型、沥青种类、温度、加载速率等因素对磷渣沥青混合料抗剪强度的影响,并结合无侧限抗压强度试验得到混合料的粘聚力和内摩阻角。结果表明,磷渣取代沥青混合料中0.075~4.75mm各档集料后,混合料的内摩阻角稍有降低,粘聚力值提高显著,因而使混合料的抗剪强度明显提高;磷渣沥青混合料的抗剪强度随加载速率的增加及试验温度的升高呈现对数变化趋势;这些因素主要是通过影响混合料的粘聚力而影响其抗剪性能,对内摩阻角的影响不明显。     

一种评价沥青混合料矿料骨架强度的试验方法

基于局部加载设计了一种评价不含胶结料的沥青混合料骨架强度的试验方法,并研究了混合料类型、岩性、最大公称粒径对骨架强度的影响。通过建立ABAQUS有限元模型,确定贯入阻力试验的压头直径和贯入速率。压头直径为50mm及贯入速率为2.25mm/min时,具有最优的评价效果。对PAC-13,AC-13,Sup-20及Sup-25进行了贯入阻力试验,采用骨架破坏时的最大贯入压力评价沥青混合料的骨架强度,试验结果表明:PAC-13的骨架强度大于AC-13,Sup-25骨架强度大于Sup-20,玄武岩的骨架强度大于石灰岩。含有较多粗集料、最大公称粒径大和集料强度高的混合料具有更高的骨架强度,贯入阻力试验可真实评价沥青混合料的骨架强度。     

沥青混合料抗剪切强度现场检测温度修正方法研究

沥青混合料的抗剪切强度对环境温度十分敏感,在30~60℃温度范围内,沥青混合料的抗剪切强度变化明显。本文通过试验对比分析不同温度下沥青混合料抗剪切强度的测试结果,并运用3次Hermitian样条插补拟合方法推导得出适用于现场30~59.9℃温度环境下检测沥青混合料抗剪切强度的温度修正系数方程。确定了现场环境不同温度下抗剪切强度修正系数。并通过试验验证温度修正系数符合工程应用要求。     

基于单轴贯入试验的沥青混合料最大抗剪强度影响因素研究

介绍了单轴贯入试验的原理及试验过程中试件典型形变的4个阶段;结合有限元软件和莫尔圆,给出了求解主应力和抗剪强度的方法;依托单轴贯入试验,研究了粗集料技术指标、细集料棱角性、沥青标号和加载速率对沥青混合料最大抗剪强度的影响。结果显示,粗集料棱角性与沥青混合料最大抗剪强度相关性最大,而粗集料针片状含量、磨耗值和压碎值与沥青混合料最大抗剪强度之间的相关性较差;随着细集料棱角性的提高,沥青混合料的最大抗剪强度提高;在沥青的各项技术指标中,60℃粘度指标与沥青混合料最大抗剪强度的相关性最好,随着粘度的提高(针入度降低),混合料最大抗剪强度不断增大;最大抗剪强度随着加载速率的增大而增大。     

实验参数对沥青混合料抗剪性能的影响

该文介绍了利用直接剪切试验结合无侧限抗压试验和劈裂试验对沥青混合料的抗剪性能所进行的研究。结果表明,C值随沥青用量的增加而先增加后减小,φ值随沥青用量的增加而减小,抗剪强度随沥青用量的增加而先增加后减小;随着加载速率的增大,沥青混合料的抗剪强度和C值增加,但是φ值基本上不变;随着温度的升高,混合料的抗剪强度降低,C值和φ值也随之减小。     

沥青混合料矿料滑移剪切试验研究

为了研究沥青混合料的高温稳定性与矿料界面滑移剪切行为的关系,从沥青混合料矿料的接触及滑移特性入手,开发了专门用于评价沥青混合料矿料滑移剪切性能的滑移剪切试验,分析了试验条件、级配和沥青等对滑移剪切能的影响.研究表明在试验温度60℃、加载速率20 mm/min时,滑移剪切试验的评价指标滑移剪切能EI与车辙动稳定度DS的相关性最好,以此初步推荐了滑移剪切试验的试验条件.矿料滑移剪切试验表明混合料的级配和沥青种类及其用量对滑移剪切能EI有显著影响,适当增加最大公称粒径、采用改性沥青以及最佳油石比等措施能显著提高沥青路面的高温稳定性.     

连续摊铺与间断摊铺沥青混合料劈裂强度与温度的关系

沥青混合料在不同温度条件下会有不一样的性能,规范采用-10℃评价沥青混合料的低温性能,而我国北方寒冷地区冬季温度要低于-10℃,这就存在两个问题:一是沥青混合料在低于-10℃下的劈裂抗拉性能会如何变化,二是连续与间断摊铺沥青混合料在不同温度下的劈裂强度又有什么样的关系。基于此,为了对比分析连续与间断摊铺沥青混合料在不同温度下的劈裂强度大小关系,通过室内模拟连续摊铺与间断摊铺施工工艺,制作了上层AC-13/下层AC-16和上层AC-16/下层AC-20两种不同级配组合下的双层马歇尔试件,经过20,10,0,-10,-20℃5种不同温度处理后,采用1 mm/min和50 mm/min两种不同加载速率,研究了连续与间断摊铺沥青混合料劈裂强度的变化规律。研究结果表明:不同温度条件下,连续摊铺沥青混合料劈裂强度要比间断摊铺沥青混合料劈裂强度大;连续与间断摊铺沥青混合料劈裂强度都随温度的降低而升高;从不同温度下的劈裂抗拉强度来看,上层AC-13/下层AC-16组合比上层AC-16/下层AC-20组合好;相同条件下,加载速率越快,测得的劈裂强度越高,加载速率越慢,测得的劈裂强度越低。     

基于环形加载试验的稳定型橡胶沥青热再生混合料抗裂性能研究

为改善厂拌热再生沥青路面材料的抗裂性能,将新型稳定型橡胶沥青应用于厂拌热再生技术当中,设计并制备了热再生沥青混合料EME-20。同时,为优化混合料抗裂性能评价方法,设计开发了环形加载试验,基于70~#道路石油沥青制备的AC-20混合料确定了最佳试验参数,并提出了极限荷载F_(max)、破坏变形δ_(Fmax)、劲度指数IRT及断裂能W等评价指标。结合环形加载与小梁弯曲试验,对不同旧料掺量的橡胶沥青再生混合料开展了抗裂性能对比研究。结果表明:依托UTM-25试验平台,在10℃、5 mm/min加载条件下能够稳定、完整地检测环形加载试验过程中的荷载-变形曲线,从而准确反映混合料的抗裂性能;随着橡胶沥青混合料中旧料掺量的提高,环形加载试验极限荷载F_(max)及劲度指数IRT逐渐增大,破坏变形δ_(Fmax)及断裂能W逐步降低,说明旧料的掺加使得橡胶沥青混合料的强度和模量提高,但抗变形能力和综合抗裂性能有所下降;稳定型橡胶沥青再生混合料的低温抗裂性能良好,当旧料掺量低于20%时极限弯曲应变达3 000με以上,即使在50%的旧料高掺量下极限弯曲应变仍大于2 500με;基于环形加载试验获得的检测结果与小梁弯曲试验结果相关性良好(R~20.9),对再生沥青混合料抗裂性能的评价有较好的可靠性。     

基于单轴贯入试验的AC-20级配优化

为了提高沥青混合料的路用性能,利用颗粒流软件PFC~(2D)构建了沥青混合料单轴贯入数值试验方法,阐述了沥青混合料单轴贯入数值试验中试验条件的模拟方法和模型参数的取值,结合实体工程中AC-20室内单轴贯入试验评价了其可靠性。选取不同的原材料得到3组模型参数,基于单轴贯入数值试验研究了模型参数取值、粗集料级配、细集料级配和粗细集料比例对沥青混合料抗剪强度的影响规律。最后,通过室内单轴贯入试验确定了关键筛孔最佳通过率范围,提出了以抗剪强度最大为原则的AC-20矿料级配,并验证了其路用性能。结果表明:单轴贯入强度模拟曲线与室内实测曲线基本吻合;单轴贯入数值试验模型参数的取值对最大抗剪强度时集料的比例不产生影响;五档粗集料19~26.5mm,16~19mm,3.2~16mm,9.5~13.2mm,4.75~9.5mm的比例为3∶12∶5∶10∶10,细集料级配取I=0.75时所对应的级配,粗细集料比为60∶40时,沥青混合料抗剪强度最大;建议AC-20沥青混合料矿料级配9.5mm,4.75mm,2.36mm及0.075mm筛孔通过率分别为50%~60%、34%~44%、31%~37%和3%~7%;与规范推荐级配中值相比,优化级配AC-20混合料的抗剪强度、动稳定度分别提高了25%、27%。     

沥青混合料抗剪性能试验方法分析研究

沥青混合料抗剪性能不足是路面车辙病害的主要原因,选择合理的沥青混合料抗剪性能试验方法及评价指标尤为重要,选择三轴、同轴剪切和单轴贯入试验,进行沥青混合料抗剪性能检测方法比较,结果表明三种试验方法得到的试验结果规律相同,评价结果相似,均可作为沥青混合料抗剪性能的试验方法,在三轴试验不具备条件情况下,同轴剪切与单轴贯入试验方法也可用来检测沥青混合料的抗剪性能。     

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。     

粗细集料比对排水性沥青混合料性能的影响

基于马歇尔、贯入剪切、低温SCB、间接拉伸疲劳试验研究了88/12、85/15、80/20、78/22、75/25、70/30共6种粗细集料比例对排水性沥青混合料体积指标和路用性能的影响。试验结果表明:粗细集料比对排水性沥青混合料体积指标和路用性能均有显著影响,粗细集料比合理的排水性沥青混合料具有较高的贯入剪切强度,较小的粗细集料比能有效提高混合料的抗疲劳性能和低温抗裂性能。综合考虑沥青路面的功能性和路用性能,建议的排水性沥青混合料粗细集料比的范围为80/20~75/25。     

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。     

Influencing Factors of Shear Strength of Asphalt Mixture

为了有效控制车辙的产生,对影响沥青混合料抗剪强度的因素进行系统分析.结合实际工程,通过三轴剪切试验,对温度、成型方法、胶结料类型、混合料类型和集特级配对沥青混合料抗剪强度的影响进行了研究,同时对车辙试验和三轴剪切试验的一致性进行了分析.研究结果表明:随着温度的降低,沥青混合料的剪切强度变大.采用高粘度改性沥青、旋转成型方法、高性能沥青混合料Superpave设计方法,加强施工过程原材料质量和级配控制可以有效提高沥青混合料的抗剪强度,减少车辙病害的发生.车辙试验和三轴剪切试验具有良好的一致性.三轴剪切试验从力学角度更具体地体现沥青混合料的高温特性,并能够同结构设计联系起来,控制沥青路面的剪切变形.     

沥青混合料抗剪性能试验研究

基于单轴贯入试验这种全新的沥青混合料抗剪强度评价方法,研究沥青混合料公称粒径大小对于该试验的影响.通过不同级配的沥青混合料在不同试件尺寸及压头尺寸下的贯人试验,得到抗剪强度变异性规律.同时结合有限元模型分析结果,得到与公称粒径大小相匹配的贯入试验参数.研究表明:对于沥青混合料最大公称粒径大于或等于20 mm时.采用0150×100 mm试件和042 mm压头可满足工程精度要求.     

泡沫沥青和水泥用量对冷再生沥青混合料路用性能的影响

为明确泡沫(乳化)沥青和水泥掺两种粘结材料对冷再生混合料路用性能和耐久性的影响,通过车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、加速加载试验、四分点加载疲劳试验、研究了泡沫(乳化)沥青和水泥两种粘结材料对沥青路面冷再生混合料高低温性能、长期高温抗变形能力以及抗疲劳耐久性性能的影响。试验结果表明,泡沫(乳化)沥青冷再生混合料车辙变形量主要是压密变形所致,水泥掺量越大泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗高温性能和高温剪切疲劳性能越好;随着水泥、沥青粘结料掺量增大,冷再生混合料低温抗裂性能呈先增大后减小的变化趋势,对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料低温抗裂性能而言,存在一个最佳的泡沫(乳化)沥青和水泥用量,在2.0%~4.0%泡沫沥青和2.5%~4.5%乳化沥青用量下适宜的沥青粘结料与水泥掺量比例为1.5∶1~2.7∶1;对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗疲劳性能而言,存在一个最佳的沥青粘结料和水泥掺量,为确保冷再生混合料具有最优的抗疲劳性能需达到沥青结合料和水泥掺量的相对平衡,用于冷再生混合料适宜的水泥掺量为1.0%~2.0%。为完善泡沫(乳化)沥青冷再生混合料的材料组成设计方法以及性能评价体系提供了参考。     

抗裂封层抗剪切变形能力评价指标研究

为评价抗裂封层的抗剪切变形能力,设计了带沥青混合料面层且包含抗裂封层的复合棱柱体试件,采用ELE多极变速加载设备加载,以层间剪切模量、层间剪切功以及剪切韧性指数作为评价指标,在30℃和50℃两种试验温度下研究抗剪切变形能力。试验结果表明:层间剪切功是一个较好的评价封层抗剪切变形能力的适用指标,而剪切韧性指数不能明显区分不同封层的抗剪切变形能力,作为评价指标效果不佳。在30℃试验条件下,洒布量为3.0kg/m2的橡胶沥青封层的层间剪切功最大,达到8.77J,是聚酯玻纤布封层的1.5倍,比土工格栅封层高出将近3倍。在50℃高温条件下,聚酯玻纤布封层和橡胶沥青封层(2.4kg/m2)的抗剪切变形能力并不比乳化沥青封层强。     

沥青混合料抗剪性能研究

利用直接剪切试验结合无侧限抗压试验和劈裂试验,对几种不同粒径沥青混合料的抗剪性能进行了研究,并且对比分析了它们的抗剪强度、抗剪参数与高温车辙动稳定度、马歇尔稳定度、空隙率等之间的关系。结果表明,利用直接剪切试验结合无侧限抗压试验和劈裂试验能够很好地评价沥青混合料的抗剪强度并获得沥青混合料的C和φ值,而沥青混合料的抗剪性能可以很好地反映其抗车辙性能。     

基于足尺加速加载试验的现役沥青路面疲劳特性研究

为了对现役沥青路面的疲劳性能进行评价,在上海的某在役高速公路上选取了3个加载区进行了足尺加速加载试验。加速加载试验过程中,对开裂现象进行了观测并采用地震波地质分析仪对沥青层的地震波模量进行了检测。检测结果表明,随着加速加载作用次数的增加,路面沥青层的地震波模量不断降低,沥青层的地震波模量与加速加载作用次数具有较好的指数函数关系。加速加载试验结束后,在各加载区和非加载区进行了取芯,并通过劈裂强度试验和劈裂疲劳试验对现场沥青混合料的劈裂强度和疲劳抗力进行了评价。劈裂疲劳试验结果表明,随着沥青混合料所经受加速加载作用次数的增加,沥青混合料的初始劲度模量和疲劳寿命总体上不断下降,且加速加载作用对上面层混合料疲劳抗力的影响相比中、下面层混合料更为显著。基于Miner法则对现役沥青混合料的剩余疲劳寿命进行了预估。     

高模量沥青混合料贯入强度研究

为研究高模量沥青混合料的抗剪切性能,依托工程中应用的4种高模量添加剂,在室内制备成型高模量沥青混合料试件,进行单轴贯入、无侧限抗压强度和单轴压缩动态模量试验,研究高模量添加剂对黏聚力和内摩擦角的影响规律,系统探究了高模量沥青混合料贯入强度的改善机理,并建立了内摩擦角与贯入强度的相关性模型。