不同中面层沥青混合料抗车辙性能研究

通过研究发现沥青路面的车辙破坏往往发生在沥青路面的中面层。基于此通过对比分析中面层材料设计时常用的三种沥青混合料的高温抗车辙试验,并通过动稳定度、相对变形、综合稳定系数三个评价指标,综合评价了三种中面层沥青混合料的高温抗车辙性能,为以后高等级沥青路面中面层材料设计提供理论指导参考。     

基于Ham-burg车辙试验的沥青路面车辙损坏分析

该文针对河南某段高速公路沥青路面出现的车辙病害,通过调查发现车辙变形主要是由沥青面层产生的,其中沥青加铺层变形约占车辙总量的86%。通过对典型车辙断面钻芯试样进行汉堡车辙试验,分析沥青路面各结构层相对变形。结果表明:汉堡车辙试验能较好地模拟沥青路面在高温和荷载作用下的变形,可用于旧沥青路面抗车辙性能评价;沥青混合料加铺层下层的流动变形是路面车辙变形的主要原因;选择合理的加铺厚度及优质材料能够提高沥青路面抗车辙性能。     

玄武岩纤维在重载SBS沥青玛蹄脂碎石混合料路面中的应用

为探讨玄武岩纤维在重载路面中的路用性能及其路面结构的力学响应，对不同掺量玄武岩纤维沥青混合料与路面结构进行研究，通过高温稳定性、低温抗裂性、浸水马歇尔和冻融劈裂试验对玄武岩纤维SMA-13沥青混合料的高低温及水稳性能进行评价，并基于ABAQUS有限元程序对路面结构在累计荷载作用下的力学响应进行分析。结果表明：玄武岩纤维沥青混合料高温、低温、水稳性能要明显优于木质素纤维沥青混合料，最佳掺量为0.3%;玄武岩纤维沥青路面上面层变形量最大，且纤维对集中于中面层的车辙变形影响尤为显著。室内试验和有限元模拟结果表明，玄武岩纤维对SBS沥青路面的改善效果显著，且ABAQUS有限元程序在研究玄武岩纤维路面结构力学性能时能够起到良好的作用。     

基于连续加载试验的PAC排水路面车辙变形研究

为研究排水沥青路面车辙变形规律,通过室内连续加载试验,分析排水沥青路面混合料的车辙变形以及路面整体结构的车辙变形。同时采用有限元模拟沥青路面高温车辙变形情况,分析多孔沥青路面上、中和下面层车辙发展规律,并结合试验段,采用路面全厚度结构连续加载试验进行排水沥青路面整体结构车辙变形试验验证。     

沥青路面抗车辙性能影响因素研究

沥青路面是中国高等级公路的主要路面类型,车辙病害是沥青路面的主要病害之一。为分析沥青路面车辙影响因素及其程度,该文针对不同沥青混合料类型、不同路面构造类型进行了室内车辙试验,影响因素包括结合料类型、集料级配类型、最大粒径、上下面层混合料类型等。试验结果表明:沥青针入度、集料级配、沥青混合料物理性能对沥青混合料抗高温稳定性的影响比较接近,防治沥青路面车辙需要从沥青材料、矿料级配和沥青混合料施工质量等方面采取综合处置措施。沥青路面上面层混合料的动稳定度对沥青路面结构整体高温稳定性的影响大于下面层混合料的动稳定度。在沥青路面产生的永久变形(车辙)中,上面层混合料仍具有重要影响,但下面层混合料的影响程度上升。因此,在进行路面抗车辙能力设计时,既要考虑沥青混合料的高温稳定性,又要考虑路面结构组合。     

沥青路面车辙变形特性及其影响因素分析

针对高速公路沥青路面日益严重的车辙病害进行调查,选择代表性路段钻芯取样,分析路面车辙变形分布特征以及混合料密度和沥青含量变化规律,研究混合料空隙率、级配指数及车辙变形率与路面车辙深度的关系,并采用灰色理论对影响混合料抗车辙性能的因素进行灰关联分析。结果表明:中面层对路面车辙贡献率最大,伴随着车辙变形存在混合料进一步压密、沥青流动迁移现象,在空隙率、级配指数、车辙变形率、中面层4.75 mm通过率和粉胶比五个因素中,车辙变形率与车辙深度有最大的灰色关联度,对车辙深度的影响最为显著,可充分体现沥青混合料的抗车辙性能。     

广肇高速公路沥青路面车辙病害成因分析

沥青路面的车辙是当前主要的路面结构破坏形式之一。通过对广肇(广州—肇庆)高速公路车辙病害的调查,结合现场检测及室内试验,从路面基层强度、路面施工质量控制及施工变异性、沥青面层混合料高温稳定性等方面,分析了广肇高速公路沥青路面车辙病害成因。     

基于现场钻芯取样的沥青结构层抗车辙性能评价方法

为了快速检测与评价所铺筑沥青路面结构的抗车辙性能,提高沥青路面施工质量水平,首先设计了圆柱形试件车辙试验所需的试验模具,采用ANSYS软件模拟圆柱形试件和板式试件的车辙试验,分析了圆柱形芯样车辙试验的可行性;其次采用2种基质沥青、1种改性沥青、5种级配的5组沥青混合料,在不同厚度和温度条件下进行圆柱形芯样车辙试验,分析确定了圆柱形芯样车辙试验的条件;最后结合现行规范要求,根据板式试件车辙试验和圆柱形试件车辙试验的相关性,建立了基于现场钻芯取样的沥青路面抗车辙性能检测标准。研究结果表明:可采用70℃下路面圆柱形芯样的车辙试验评价沥青路面高温抗车辙能力,并要求高温性能质量标准下的车辙动稳定度大于2 450次.mm-1;该法可实现对现场沥青路面抗车辙性能的快速检测与评价,有利于提高混合料设计水平与路面施工质量。     

天然岩沥青改性沥青路面抗车辙性能分析

分析了天然岩石沥青改性剂的作用机理,通过车辙试验和动态蠕变试验研究了岩沥青改性沥青混凝土的高温性能,并采用有限元分析计算了岩沥青改性剂对沥青路面结构抗车辙性能的影响。研究结果表明:岩沥青改性剂可提高沥青混凝土的模量,使混合料的动稳定度值和蠕变模量得到大幅提高,明显改善了沥青混合料的高温性能;与普通沥青路面结构相比,岩沥青改性沥青路面结构的抗车辙变形能力可提高20%。     

高温地区高速公路沥青路面早期车辙成因分析

为深入了解和分析高温地区沥青路面早期车辙形成的原因,以中国南方某高速公路为依托,通过对路面车辙及其发生层位、沥青层空隙率、层间粘结效果现场检测调查,并对沥青混合料矿料级配和油石比、动稳定性进行室内试验,综合分析各技术指标对路面早期车辙形成的影响。结果显示,沥青路面发生早期车辙的主要原因是沥青混合料抗高温性能差和结构层层间粘结效果不佳,导致路面结构整体抗车辙性能下降,在高温季节,由车辆荷载短时间作用后引起变形。     

基于MMLS3试验的混合料离析对沥青路面长期高温性能的影响

利用小型加速加载设备（MMLS3）分别对吉珲高速沥青路面上面层（SMA-16）和中面层（AC-20）进行加速加载试验研究,在分析判断中、上面层沥青混合料沿横断方向的离析程度的基础上,通过室内加速加载20万次试验,研究不同施工空隙率离析及不同重复荷载作用次数对中、上面层长期高温车辙的影响规律。研究结果表明：施工空隙率离析对沥青路面长期高温性能影响显著;上面层和中面层对应重复加载次数下的车辙深度随离析程度的增加而增大,其中对中面层的影响更为显著;累积加载达到10万次后,路面结构材料内部出现了应力疲劳,重度离析试件的车辙发展出现突变,20万次时车辙变化率要高出无离析试件276%。     

基于蠕变参数的沥青路面结构抗车辙性能评价

为了评价各种路面结构的抗车辙性能,建立基于蠕变参数的非线性有限元模型,对3种不同的中下面层沥青混合料路面结构进行车辙深度计算。结果表明：路面结构产生的车辙断面均呈现“W”形分布,车辙最大值出现在车轮轮迹正下方,由于中面层的横向迁移,两端产生了隆起变形。3种路面结构的车辙发展与沥青混合料的蠕变规律相符合,SBR沥青混合料作为中下面层的路面结构抗车辙性能最好,70＃沥青混合料路面结构的抗车辙性能最差。     

青临高速试验路沥青路面结构应变分析和永久变形预估

为了分析和预估青临高速试验路沥青路面结构疲劳寿命和永久变形,为长期性能观测验证提供基础对比数据,按照标准试验方法对试验路土基、粒料、无机结合料以及沥青混合料的力学参数进行测试分析;结合同类道路交通荷载分析,得出试验路交通组成、轴载谱及3类典型轴的最大特征值;按照弹性层状理论计算了常温和高温条件下沥青层底最大弯拉应变;用MEPDG永久变形预估模型分析了不同路面结构沥青层永久变形发展规律,预测车辙养护修复的时间。结果表明,所设计的沥青路面结构基本满足长寿命沥青路面沥青层底弯拉应变小于疲劳极限应变的要求,MEPDG预测车辙主要发生在表面层,中下面层车辙较小,表面层采用高模量沥青混合料可显著提高路面抗车辙能力。     

基于汉堡车辙试验的在役高速公路沥青路面高温性能研究

车辙是中国路面破坏最严重的形式之一,严重损害了沥青路面的使用性能。该文基于汉堡车辙试验,针对江苏省某通车运营接近设计寿命的高速公路沥青路面的车辙深度、蠕变斜率指标对高温性能进行评价分析,研究交通量、基层结构对中下面层沥青混合料高温性能的影响,以及芯样高温性能与路面车辙指标之间的关系。结果表明:汉堡车辙试验能够显著区分不同类型沥青混合料的高温稳定性;交通量对芯样高温性能具有显著的影响;在特重交通量条件下,运营接近设计寿命沥青路面的中下面层芯样,高温性能仍处于稳定发展阶段。     

高温条件下上坡路段沥青路面结构性能研究

结合京珠高速公路某路段的现场路面温度实测结果,运用三维有限元方法,重点分析了不同道路纵坡、不同应力场情况下,上坡路段路面结构在水平和竖向荷载综合作用时,其最大拉应力、最大剪应力和最大路表弯沉的变化规律。分析结果表明,道路纵坡改变只对面层所受应力有较大影响,且只在距路表2 cm深度范围内存在拉应力;高温温度场的存在虽然不会明显加大上坡路面结构各层的拉应力和剪应力,但会使路表弯沉明显增大,容易导致车辙破坏。对京珠高速公路某路段车辙病害展开现场调查,调查发现该路段严重的车辙变形60%是由中面层产生,其余40%是由上面层和下面层产生,即车辙大多来源于中面层。最后,提出了上坡路段沥青路面结构设计建议,还据此进行面层混合料设计,且铺筑了试验路。所设计的沥青路面车辙发展缓慢,能适应炎热环境温度下长大纵坡的道路交通。     

沥青路面切块车辙试验的必要性探讨

现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052—2000)中,沥青混合料车辙试验(T0719—1993)方法不能很好的与路面实际的高温抗车辙能力情况相符,利用现场切割试件进行车辙试验,可以检验路面铺筑的实际情况,不仅能直观反应沥青混合料级配类型和路面材料的抗车辙能力,还可以反应沥青层与下卧层之间的粘结情况。建议在施工质量控制过程中应以沥青路面切块车辙试验作为评价沥青混合料高温性能的依据。     

基于现场芯样的沥青路面高温性能评价

为了分析江苏省高速公路沥青路面车辙的成因及处治对策,选择几条典型路面结构组合高速公路现场取芯后进行室内试验,对轮迹带和非轮迹带的面层芯样分层测试其厚度、密度参数,并通过动态蠕变试验评价其高温稳定性,研究结果表明:各条高速公路的永久变形主要是各结构层的压密变形,上面层最显著,压密后的轮迹带芯样较非轮迹带的芯样高温稳定性更优,改性沥青混凝土芯样更显著,说明现状路面的高温稳定性较好,对车辙病害的养护维修可优先考虑整形的措施。     

高模量沥青路面车辙的数值分析

为研究高模量沥青混合料对沥青路面抗车辙能力的影响,分别采用PR外掺剂和50#硬质沥青制备高模量沥青混合料,应用于路面结构的中、下面层,再利用ABAQUS有限元程序进行了路面车辙的数值分析。结果表明,采用PR外掺剂和50#硬质沥青后,沥青混合料模量显著提高,蠕变应变显著降低;高模量沥青路面的路表车辙大幅减少,幅度达36.4%;沥青面层各层永久变形占总车辙的比例表现为上面层比例变化不大,中面层比例降低,下面层比例提高。高模量沥青混合料可以提高沥青路面的抗车辙能力,值得推广应用。     

Conformance Testing Method of Asphalt Mixture Structure Types

为解决施工后沥青混合料结构类型的验收问题,以路面芯样为对象研究了混合料结构类型的评价方法.该方法具体步骤为首先测定沥青路面芯样高度,然后燃烧路面芯样从而获得粗集料,最后通过干捣实法成型试样并测定试样高度.通过试验建立了沥青混合料结构类型的评价指标Hmix/HDRC和评价标准,即:当路面芯样高度小于等于试样高度时,沥青混合料为骨架型结构;当路面芯样高度大于试样高度时,沥青混合料为悬浮型结构.并以某高速公路3个标段的中面层AC - 20混合料和上面层SMA - 16混合料为例,研究了混合料结构类型对高温抗变形性能的影响,结果表明,所提出的混合料结构类型指标Hmix/HDRC与混合料高温抗变形性能密切相关.研究成果弥补了现有规范的不足,便于对沥青路面的施工质量与设计的符合性进行检验,从而有利于控制路面施工质量,延长路面使用寿命.     

半刚性沥青路面面层抗车辙设计探讨

结合对部分高速公路车辙调查结果,发现中面层处于剪应力峰值区域,中面层的车辙变形对沥青路面车辙变形的影响最大,有必要采用基于抗车辙性能的试验方法进行中面层混合料的设计。比较目前常用的3种混合料设计方法,推荐SGC混合料设计方法。