重载高温环境高速公路SMA配合比设计

结合京珠(北京—珠海)高速公路南方某段维修工程,探讨沥青玛蹄脂碎石(SMA)在南方炎热地区重载交通高速公路维修工程中的应用、混合料配合比设计及性能指标的确定;针对南方湿热地区与重载交通特点,对SMA-13沥青混合料材料级配确定、马歇尔试件成型击实次数、冻融劈裂试件击实次数等进行了研究。     

马氏击实次数与体积特性的关系

本文研究了Superpave不同公称最大粒径混合料马氏击实次数与吸水率、密度、孔隙率等体积特性的关系,得出了获取4．0％孔隙率的标准马氏击实次数;并对水损害试验击实标准进行了讨论,建议采用双面击实40次成型马氏试件来进行水损害检验。     

对开级配排水式沥青磨耗层混合料成型标准的探讨

鉴于国内外对开级配沥青磨耗层混合料(OGFC)施工工艺的差异,从室内成型试件所需的击实功着手,采用马歇尔击实和旋转成型方法,对最大粒径13 mm的OGFC材料设计时的马歇尔击实次数展开研究.与马氏成型方法相比,旋转65次得到的试件空隙率与马氏击实50次的试件空隙率相近,旋转100次的试件空隙率与马氏击实65次的试件空隙率相近.对比美国FHWA要求的旋转压实次数,建议OGFC材料设计时,标准的马氏击实次数应提高至65次,以适应我国的较重轴载,确保OGFC真正达到骨架稳定状态.     

基于空隙率的水泥乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法研究

通过研究JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》中提出的乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法,针对其提出的二次击实的试件成型方法对于水泥乳化沥青冷再生混合料的不适用性,认为试件二次击实时间和击实次数的确定应基于混合料的空隙率。该文通过大量的室内试验,通过变换二次击实时间、击实次数和养生温度,应用混合料的空隙率,同时兼顾劈裂强度综合评价修正后的再生混合料的性能,采用L9(34)正交表在3因素3水平下进行正交试验设计。最后,依据试验结果给出修正后合理的试件二次击实时间、击实次数和混合料的空隙率。     

基于现场压实功的沥青混合料马歇尔击实次数

章研究了沥青混合料压实特性及芯样与室内马氏试件物理力学特性,建立了马歇尔击实次数与路面现场压实相关性。结果表明：在压实机械水平充分碾压作用下,沥青路面所能达到最大密度比马歇尔试件密度至少高1.02倍,现行马歇尔方法设计施工沥青路面在交通荷载反复作用下容易被追密而产生车辙;为了获取与路面芯样最大密相同的马氏试件,小马氏试件与大马氏试件击实次数应分别修正为145次和170次;基于现场压实功修正后马歇尔试件强度增大,与标准马氏试件相比,修正马氏试件稳定度、SCB抗拉强度、60℃抗剪强度平均增幅为23%、18%和19%,证明沥青混合料抗变形能力显著提升。     

沥青混合料旋转压实与马歇尔击实试件体积特性差异的初步试验研究

该文利用Superpave旋转压实成形机和马歇尔自动击实仪对具有相同级配的沥青混合料进行成形,通过对比两种试件的体积特性来初步分析两种成形方法的差异。研究发现,125次旋转压实成形的试件与75次马歇尔击实成形试件的体积特性差异受细料品质影响很大,研究认为,马歇尔击实和旋转压实成形有着本质的区别,针对马歇尔击实次数建立等效的旋转压实次数是不现实的。     

沥青混合料体积参数影响因素分析

研究了马歇尔试验击实次数、短期老化、成型压实方法、成型温度几种试验条件对密级配沥青混合料体积参数的影响。结果表明:击实次数显著影响密级配沥青混合料的体积参数,随着击实次数的增加,马歇尔试件的空隙率和矿料间隙率减小,试件的沥青饱和度增加;沥青混合料老化后的体积指标变化规律与老化前一致,随着沥青混合料成型温度降低或老化,沥青混合料的矿料间隙率和空隙率增大,沥青饱和度减小,增加了沥青混合料水损坏的可能性。     

不同成型方法乳化沥青冷再生混合料马歇尔试验比较

为了研究乳化沥青冷再生混合料不同成型方法对马歇尔试验的影响,根据配合比设计,分别采用马歇尔击实与旋转压实(SGC)成型试件进行马歇尔试验.结果表明,在马歇尔击实试验中,提高击实次数对提高混合料浸水稳定度有一定的作用;随着SGC次数的增加,混合料空隙率、矿料间隙率变化不大;SGC方法的稳定度与残余稳定度比击实方法明显偏低...     

不同马歇尔击实方法乳化沥青冷再生混合料细微观结构性能研究

基于X-ray CT和数字图像处理技术研究了五种击实方法下乳化沥青冷再生混合料试件内部粗颗粒的颗粒主轴取向角和细微观空隙分布特征,并通过统计分析提出数学模型对其进行表征。结果表明:马歇尔击实方式下乳化沥青冷再生混合料粗集料取向角基本符合洛伦兹分布,第二遍击实次数越多,粗集料取向角减小幅度越大,增大二次击实功虽然可改善乳化沥青冷再生混合料的颗粒分布结构,但远没有增大第一次击实功效果明显;"50+25"、"60+15法"空级配中大孔百分比明显减小,同时小孔百分比显著增大,随着第二遍击实次数的减小,乳化沥青冷再生混合料平均孔径呈先减小后增大的变化趋势,马歇尔试件平均孔径与劈裂强度之间具有良好的线性拟合关系。二次击实可减小乳化沥青冷再生混合料内部的大孔,改善粗集料的骨架承载结构,综合考虑击实方法对乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、粗颗粒存在形态以及细微观空隙分布特征的影响,推荐采用"50+25法"成型马歇尔试件。     

沥青混合料抗水损害性能评价方法的对比研究

该冲刷劈裂试验(试件击实次数不同)2种方法进行对比,通过冻融循环前后沥青混合料试件的劈裂破坏强度比、在特定条件下水冲刷足够次数后的劈裂强度比进行对比,主要目的是找到一种快速有效的评价沥青混合料水稳定性的方法,尽量缩短试验时间。     

基于水基发泡的温拌沥青混合料压实性能试验研究

为探究泡沫温拌沥青混合料的压实特性,基于灰色关联理论分析了沥青温度和发泡用水量对沥青发泡效果的影响。并基于最佳发泡条件,通过室内试验研究了压实温度对泡沫沥青混合料力学性能的影响;采用变击实功马歇尔击实试验探究了压实参数随击实次数的变化规律。研究结果表明,发泡用水量对沥青发泡效果影响较大,当用水量为3.6%时,混合料内部残留水最少,压实效果最好;与普通热拌沥青混合料相比,泡沫温拌沥青混合料的压实温度可降低30℃,减少了约14.3%的CO_2和5.6%的苯可溶物排放;随着击实次数的不断增加,压实度和稳定度分别呈幂函数与线性增长,当连续击实次数100次时,试件变得较难以击实;基于压实系数模型计算得到,泡沫沥青混合料达到最佳密实度所需的最小击实次数为155次。     

基于分形理论的矿区宕渣颗粒破碎特性评价

将矿区宕渣用于路基填筑工程中是进行宕渣资源化应用的有效途径,为保障矿区宕渣填筑路基稳定性满足要求,本文采用重型击实方法成型了不同击实次数下的矿区宕渣试样,明确了不同击实次数下矿区宕渣颗粒级配变化规律,并基于分形理论客观评价了击实作用下矿区宕渣颗粒破碎情况。结果表明矿区宕渣在击实作用下颗粒发生细化,颗粒破碎主要发生在击实前期,经过98次击实的矿区宕渣颗粒形态基本稳定,宕渣在击实126次后粗粒含量降低至40%,其分形维数逐渐稳定在2.6左右,颗粒级配发生优化,将其用于路基填筑工程中可保证良好的稳定性。     

温拌沥青混合料压实特性试验研究

通过马歇尔击实试验和旋转压实试验,研究不同压实方式对温拌沥青混合料压实特性的影响.以AC-13F为例,分析了成型方式和压实次数对温拌沥青混合料体积参数的影响,并采用热拌沥青混合料进行对比.结果表明:采用旋转压实法成型的试件密度大于击实法;在压实次数为50次时,试件体积参数对成型方法和沥青混合料类型均不敏感等,为温拌沥青混合料的设计和施工提供了对比参数.     

基于X-rayCT乳化沥青冷再生混合料马歇尔击实方法研究

采用工业CT无损检测技术(X-ray CT)和数字图像处理技术研究"30+45"、"40+35"、"50+25"、"60+15"、"75+0"等5种马歇尔击实方法下,乳化沥青冷再生混合料试件内部粗颗粒的颗粒主轴取向角和空隙特征分布特征,并通过统计分析提出数学模型对其进行表征。结果表明:马歇尔击实方式下乳化沥青冷再生混合料粗集料取向角基本符合洛伦兹分布,第二遍击实次数越多,粗集料取向角减小幅度越大,增大二次击实功虽然可改善乳化沥青冷再生混合料的颗粒分布结构,但远没有增大第一次击实功效果明显;"50+25"、"60+15"法空级配中大孔百分比明显减小,而小孔百分比显著增大,随着第二遍击实次数的减小,乳化沥青冷再生混合料平均孔径呈先减小后增大的变化趋势,马歇尔试件平均孔径与劈裂强度之间具有良好的线性拟合关系。二次击实可减小乳化沥青冷再生混合料内部的大孔,改善粗集料的骨架承载结构,综合考虑击实方法对乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、粗颗粒存在形态以及细微观空隙分布特征的影响,推荐采用"50+25"法成型马歇尔试件。     

旧沥青路面冷再生水稳基层力学性能试验研究

将冷再生旧沥青路面面层应用于水泥稳定碎石基层,并通过旋转压实方法和传统重型击实方法进行对比分析,开展不同水泥用量和压实度下的冷再生水稳基层材料的力学性能试验研究。试验结果表明:在相同含水率条件下,与传统重型击实方法相比,旋转压实法成型的试件强度更高;随着旋转次数的增加,水稳试件的压实度逐渐升高,曲线变化速率由快变慢,当旋转次数大于100次时,其对水稳试件的压实度的影响很小;通过旋转压实成型方法可以成型指定压实度的冷再生水泥稳定碎石试件,当压实度达到98.9%后,其相同水泥用量的试件强度大小基本不变。     

对橡胶沥青混合料AR-AC-13马歇尔试件线膨胀性能的探讨

沥青混合料密实程度的大小直接影响到路面结构的抗拉或抗压强度,橡胶沥青混合料中由于高弹性废胎胶粉的存在,使得其压实后的特性与普通沥青混合料有很大的区别。该文选用橡胶沥青混合料AR-AC-13进行橡胶沥青中不同胶粉掺量、不同油石比、不同细料控制率、不同击实功(次数)的马歇尔击实试验,测试其击实后与冷却后试件高度计算线膨胀率,分析马歇尔试件线膨胀率与以上各因素之间的关系,并分析橡胶沥青混合料线膨胀性能与体积指标之间的相关性,在此基础上建立AR-AC-13混合料马歇尔试件的线膨胀率与以上各因素的预估模型。     

基于正交试验的水发泡温拌沥青混合料体积性能研究

设计一组4因素3水平的正交试验L9(34),研究了马歇尔击实次数、沥青发泡用水量、沥青含量和击实温度对水发泡温拌沥青混合料体积性能的影响,得出发泡温拌沥青混合料的最佳配合比设计组合为双面击实75次,发泡用水量1.5%,沥青含量4.9%,击实温度130~135℃。在此最佳配合比设计组合下成型的马歇尔试件相关体积性能和热拌沥青混合料差异很小,能够实现降温10~15℃,为发泡温拌沥青混合料的配合比设计和施工提供了参考依据。     

成型方法对沥青混合料体积参数及路用性能影响

对不同成型方法对沥青混合料的性能影响进行了试验研究,通过室内试验对沥青混合料的体积参数及路用性能机械了分析。研究结果表明,通过旋转压实获得的沥青混合料空隙率、间隙率大于马歇尔击实成型试件,通过旋转压实成型试件的沥青饱和度小于马歇尔击实成型试件。与马歇尔击实成型试件相比,旋转压实成型沥青混合料试件的动稳定度、抗弯拉强度及水稳定性均有大幅度的提高。     

不同成型工艺对水泥乳化沥青性能影响研究

为扩大水泥乳化沥青的使用,结合马歇尔击实试验,考虑混合料拌料顺序和击实次数2个工艺参数,对乳化沥青的成型工艺进行研究。最终确定水泥乳化沥青合理制备工艺为:将乳化沥青与粗、细集料先拌和均匀,再与水泥和矿粉进行拌和,采用双面击实50次,待延迟到水泥初凝时再双面击实25次,最后成型混合料试件。试验路段性能结果表明,按照该成型工艺施作路段的高温性能和抗水损害性能表现良好,路面压实度也满足规范要求。     

安楚高速公路SMA混合料组成设计中若干问题的试验研究

通过室内试验,分析级配组成对SMA混合料骨架结构的影响、细集料品质对SMA混合料体积参数的影响、试件击实次数对SMA混合料试件体积参数的影响,并分析木质素纤维状态对SMA混合料的析漏量的影响,为SAM混合料的应用技术提供建设性意见。