垂直振动成型方法在大粒径沥青混合料中的应用研究

为解决大粒径沥青混合料不易压实、空隙率过大等问题,优化其路用性能,采用垂直振动成型方法(VVTM)和常规马歇尔方法(MS)进行大粒径沥青混合料体积参数试验、单轴抗压强度试验、劈裂试验、高温抗剪试验及水稳定性试验,通过改变振动时间、油石比及试验温度等分析大粒径沥青混合料的各项性能。结果显示,VVTM方法能显著提高大粒径沥青混合料的密度、稳定度等,降低其空隙率和矿料间隙率;采用VVTM方法有助于改善大粒径沥青混合料的路用性能,提高其抗压强度、劈裂强度、单轴贯入强度及冻融劈裂强度比,且能降低最佳油石比0.2%～0.3%;对抗压强度的改善幅度随温度的增加呈下降趋势,劈裂强度对中温区域(0～20℃)的依赖性略高于低温环境(-20～0℃);在大粒径沥青混合料配合比设计中推荐采用VVTM100方法。     

冻融循环作用下的沥青混合料材料参数修正

通过沥青混合料抗压强度和劈裂强度的试验,分析了冻融循环次数和油石比对沥青混合料强度和模量的影响。引入强度冻融折减系数和模量冻融折减系数,表征冻融循环次数和油石比对沥青混合料材料参数的明显影响,并给出了上面层AC-13改性沥青混合料的折减系数计算公式,修正了多年冻土地区沥青路面设计材料参数,减小了设计与实际条件的差异。     

寒冷地区沥青混合料弯拉强度性能研究

结合寒冷地区年平均气温低、大温差等气候特点,采用室内弯曲试验,研究温度、公称最大粒径、沥青种类、油石比对沥青混合料弯拉特性的影响及其作用规律.研究结果表明:在5种试验温度下,抗弯拉强度曲线存在两个关键点温度:-10℃和15℃;在低温情况下,两种公称最大粒径相比,AC-13的劈裂强度较AC- 16大;在6.0％～7.0％...     

冷再生沥青混合料性能评价

从基层材料的功能要求出发,评价了乳化沥青冷再生混合料的高温性能、劈裂强度和水稳定,从而论证冷再生沥青混合料用作高速公路沥青路面基层材料的可行性。通过马歇尔稳定度试验和劈裂强度试验评价了冷再生混合料的强度性能,确定了混合料的最佳沥青用量;用车辙试验检验了再生混合料的高温稳定性;用冻融劈裂试验评价了再生混合料的水稳定性。研究发现,冷再生混合料的最佳沥青用量为(纯沥青油石比)2.5%;最佳油石比下,冷再生混合料车辙动稳定度均大于3000次/mm,冻融劈裂残余劈裂强度比为97.39%。结果表明,所设计的冷再生混合料具有较高的力学强度,优良的高温性能和水稳定性,能够用于铺筑高速公路沥青路面基层。     

不同方法设计SMA沥青混合料路用性能评价

为评价不同方法设计的沥青混合料路用性能,通过室内马歇尔试验、劈裂试验、单轴贯入试验、车辙试验、小梁弯曲试验及劈裂疲劳试验等对垂直振动成型法(VVTM)和马歇尔法(Marshall)设计的SMA沥青混合料路用性能进行了分析与评价。结果表明:1) VVTM法设计的SMA沥青混合料密度约为Marshall的1. 02倍,最佳油石比约降低7%; 2)与Marshall设计法相比,VVTM法沥青混合料的马歇尔稳定度、抗剪强度、动稳定度、低温劈裂强度至少可提升30%,疲劳性能和水稳定性均有提升,但抗弯拉强度略有降低; 3)强嵌挤骨架密实级配(GM)可有效提升SMA沥青混合料路用性能。结论是VVTM法设计的SMA沥青混合料较Marshall法设计的有更好的路用性能。     

沥青混合料基灌注式半刚性路面抗腐性能研究

以空隙率28%的沥青混合料矿料级配为基准,按油石比为1.8%、2.1%、2.4%、2.7%、3.0%配制成大孔隙沥青混合料,在不同油石比配制成的大孔隙沥青混合料中灌入橡胶粉水泥砂浆生成沥青混合料基灌注式半刚性路面。通过油石比为1.8%、2.1%、2.4%、2.7%、3.0%的沥青混合料基灌注式半刚性路面试样浸水、冻融劈裂强度、动水抗冲磨等抗腐性能试验研究,表明油石比大小影响沥青混合料基灌注式半刚性路面抗腐性能。当油石比在2.4%~2.6%范围内时,生成的沥青混合料基灌注式半刚性路面抗腐性能最佳。该研究可为沥青混合料基灌注式半刚性路面在工程上的应用提供依据。     

大粒径沥青混合料的力学特性和路用性能研究

分别采用主骨架空隙体积填充法、Superpave方法和贝雷法设计了5种大粒径沥青混合料级配,然后采用大马歇尔试验配合比设计法对所设计的5种大粒径沥青混合料进行了最佳油石比的确定,并对最佳油石比下的大粒径沥青混合料进行了力学特性和路用性能研究.结果表明:大粒径沥青混合料具有较高的抗压强度、抗压回弹模量和劈裂强度,且具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和水稳定性.     

高黏薄层沥青混合料配合比设计

通过分析高黏薄层沥青混合料路用性能特性,对比普通混合料与高黏薄层沥青混合料的劈裂强度,表明高黏薄层沥青混合料能增强混合料模量;使用正交试验,对混合料的配合比进行优化,表明不同矿料级配及油石比对混合料的马歇尔稳定度、流值、孔隙率有显著影响,由此得到了混合料的推荐级配范围。     

高原寒冷地区沥青混合料劈裂强度影响因素

针对青藏高原地区的气候特点,试验分析了油石比、温度、加载速率等对沥青混合料劈裂强度的影响。结果表明,不同温度条件下,油石比对沥青混合料劈裂强度的影响有所不同。高温时,沥青混合料劈裂强度随油石比的增大而波动变化,但影响较小;常温时,劈裂强度随油石比的增大呈抛物线形变化,出现峰值;低温时,劈裂强度随油石比的增大呈增大趋势。在相同的加载速率下,劈裂强度随温度的升高而减小。在常温及高温条件下,劈裂强度最大值及其对应的油石比均随温度的升高而减小。-10℃时的劈裂强度对加载速度的变化比较敏感。     

利用冻融飞散试验进行沥青混合料抗冻性能评价

通过冻融循环过程沥青混合料水中质量变化及冻融前后混合料飞散质量损失进行沥青混合料的抗冻性能研究,并从机理上对循环冻融过程中沥青混合料质量变化及强度降低进行了分析。试验结果表明,冻融前后混合料水中质量变化确定的最佳沥青含量为6.0%~6.5%,冻融前后混合料质量飞散损失确定的最佳抗冻沥青含量为6.5%,结合上述两结果,提出寒区沥青混合料最佳油石比为6.3%,这一结果和青藏公路使用的现场最佳油石比比较接近。     

Influencing Factors of Compression Strength of Asphalt Mixture in Cold Region

针对寒区低温特点,对沥青混合料进行室内单轴压缩试验,分析温度、油石比、沥青种类和级配对混合料抗压强度的影响.结果表明,混合料抗压强度随温度的升高而降低；对比不同最大公称粒径的沥青混合料的抗压强度可知,SBR改性AC - 16混合料的抗压强度高于AC - 13；存在对应于抗压强度达到最大值时的最佳油石比,约在6.0％～7.0％之间；SBR改性沥青混合料的低温抗压性能明显优于l30#道路石油沥青混合料.混合料抗压强度值的对数与温度及油石比的关系符合二元一次函数关系.用SPSS相关分析方法分析各影响因素对混合料抗压特性的影响程度可知,温度和沥青种类对抗压强度影响较大.     

路可比改性剂掺量对沥青混合料路用性能影响规律研究

采用70#普通沥青配制AC-13C和SMA-13型沥青混合料,并在混合料中以直投式分别加入5%、7%、9%(与沥青质量比)路可比改性剂,分别进行车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、单轴压缩试验、劈裂试验、单轴静载蠕变试验,将试验结果与采用SBS改性沥青配制的沥青混合料进行对比,以研究路可比改性剂及其掺量对沥青混合料路用性能的影响。结果表明:路可比改性剂对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗压强度指标具有显著的提升作用,对水稳定性改善作用有限。     

磁铁矿粉对沥青混合料路用性能的影响研究

为更好地促进磁铁矿粉在沥青混合料中的工程化应用，使用等体积替代方法将磁铁矿粉代替石灰岩矿粉掺入沥青混合料；借助车辙试验、小梁弯曲试验与冻融劈裂试验分析掺加磁铁矿粉对沥青混合料最佳油石比、高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性的影响；并掺入消石灰改善其水稳定性。结果表明：沥青混合料的最佳油石比随磁铁矿粉掺量的增加而降低；适当的磁铁矿粉掺量有助于提升沥青混合料的高温稳定性与低温抗裂性，但会降低其水稳定性。综合考虑沥青混合料的路用性能，提出合理的填料改性沥青混合料方案为：80%磁铁矿粉+20%消石灰等体积替代石灰岩矿粉掺入沥青混合料中，相应的最佳油石比为4.47%。     

掺加矿物纤维对混合料性能的影响

通过试验研究福倍安道路专用矿物纤维对沥青混凝土最佳油石比以及最佳油石比下各项性能指标的影响,试验结果表明,矿物纤维的添加对最佳油石比的影响很小,并确定了最佳添加量,通过添加矿物纤维提高了混合料的稳定度、残留稳定度、劈裂强度、劈裂比和车辙等各项力学性能.     

沥青混合料高温及水稳定性影响分析

通过正交试验详细分析了粗型AC-16沥青混合料高温及水稳定性指标车辙动稳定度、冻融劈裂强度比与沥青混合料级配各筛孔通过百分率、油石比之间的影响关系。分析表明,对车辙动稳定度指标影响最为显著的因素为油石比;对冻融劈裂强度比指标影响最为显著的因素为4.75 mm筛孔通过百分率。     

SBS改性沥青混合料抗老化与抗疲劳性能试验研究

利用室内试验,测定不同SBS改性剂掺量时老化前后沥青的低温延度,沥青混合料的劈裂强度、抗弯拉强度和弯拉应变,以及沥青混合料疲劳寿命随SBS掺量的变化规律,研究SBS改性沥青混合料的抗老化和抗疲劳性能。试验结果显示,SBS改性剂的掺入能明显改善沥青和沥青混合料的抗老化性能,从抗老化性能角度考虑最佳的SBS掺量为4.5%;沥青混合料的疲劳寿命随SBS掺量的增大逐渐增大,疲劳寿命与SBS掺量之间具有良好的线性相关性。     

ARC-13橡胶沥青混合料的配合比设计及路用性能

为提高橡胶沥青混合料的路用性能,应用正交马歇尔试验设计,研究了ARC-13橡胶沥青混合料矿料级配和油石比对马歇尔性能指标的影响,提出了优化的ARC-13矿料级配范围,并对试件性能进行了测试.根据原材料筛分及马歇尔试验结果,确定ARC-13目标配合比最佳油石比为7.0％;ARC-13沥青混合料油石比为7.0％时,其目标配合比试验得到的各项技术指标满足规范要求.     

季冻区温度循环作用下沥青混合料抗压性能试验研究

季节性冻土地区沥青路面经受长期冻融循环作用除了受温度条件影响外,还受油石比、循环次数的影响.通过对不同油石比(4.5％、5.0％、5.5％、6.0％、6.5％)的AC-13级配沥青混合料进行不同次数的冻融循环作用后,采用单轴压缩试验测试混合料的抗压强度,对比分析不同油石比、不同的循环次数下的抗压强度、抗压回弹模量,以期得到材料参数随着循环次数、油石比的变化关系,为季冻区沥青路面设计强度参数取值提供参考.     

RAP热再生沥青混合料路用性能研究

对不同掺量废旧沥青路面材料(RAP)的热再生沥青混合料的高温、低温、抗水损害及耐久性能进行试验研究。结果表明,当RAP掺量超过25%时,混合料最佳油石比逐渐增大,需添入较多新沥青,且新添入沥青和集料的比值与RAP掺量基本呈线性递增关系;随RAP掺量的增加,动稳定度呈幂函数增加,低温抗弯拉强度增大,抗弯拉应变逐渐降低;当RAP掺量不超过30%时,各组RAP热再生沥青混合料都能达到较好的抗水损坏能力及耐久性能。     

SMA-13木质纤维改性沥青混合料路用性能研究

首先对SMA-13沥青混合料进行配合比设计,在相同骨架级配下确定不同纤维掺量沥青混合料的最佳油石比,对其高低温稳定性、抗水损害性能进行试验研究,并以某高速项目进行实体工程验证。结果表明木质纤维起到了加筋、粘结稳定作用,最佳掺量为3.5%,相对基质沥青混合料,其动稳定度提高39.36%;低温抗弯拉强度提高34.80%;马歇尔残留稳定度与TSR分别提高4.61%、9.66%;铺筑的实体路面工程具有良好的路用性能。