高速公路中面层泡沫沥青混合料路用性能试验研究

研究了高速公路中面层温拌泡沫沥青混合料的各项路用性能。以AC-20C连续型密级配为基础,采用相同油石比与SBS改性沥青的条件下,通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、冻融循环试验、车辙试验,并结合现场钻芯法路面压实度检测,分别对温拌泡沫沥青混合料与热拌改性沥青混合料进行水稳定性、耐久性、高温稳定性及路面压实度的对比试验研究。结果表明:与常规热拌混合料相比,温拌泡沫沥青混合料能将平均生产温度降低20～30℃,其水稳定性与耐久性略低,高温稳定性较高,施工路面压实度两者基本一致,以上性能均满足技术规范要求。     

不同抗车辙剂对沥青混合料高温性能影响研究

为分析不同因素对掺加抗车辙剂的沥青混合料高温性能的影响及显著程度,试验选取3种成分各异的抗车辙剂,通过室内马歇尔试验、国产车辙试验及汉堡车辙试验,并采用正交试验方法,探讨抗车辙剂种类、掺量及混合料级配等因素对沥青混合料高温性能的影响规律及显著性水平。研究结果表明:不同因素对混合料高温性能的影响强弱差异明显,具体为:抗车辙剂种类抗车辙剂掺量级配类型,且试验方法影响不同因素的显著性水平;抗车辙剂PR对混合料高温性能的改善效果最佳,其次为抗车辙剂RA,抗车辙剂Duroflex的效果相对较差。随着抗车辙剂掺量的增加,混合料高温性能的改善程度逐渐减弱。其混合料高温性能影响各因素水平组合较好方案为"PR抗车辙剂+0.45%车辙剂掺量+AC-16型矿料级配"。研究成果为抗车辙剂的选择、合理掺量确定以及混合料高温性能的优化提供参考指导。     

干法胶粉大粒径沥青混合料性能与碳排评价

为提升大粒径透水性沥青混合料(LSPM)的路用性能,采用干法工艺制备胶粉大粒径沥青混合料。首先,提出了干法胶粉沥青膜有效厚度计算方法,并借助析漏与飞散试验,以LSPM-25为研究对象,给出其最佳沥青用量;其次,借助车辙和渗透性试验,对比评价胶粉掺量对沥青混合料性能的影响;最后,借助汉堡轮辙和动态模量试验,分析胶结料类型(SBS、MAC及胶粉)对LSPM-25混合料的影响特征,并对不同类型混合料的节能减排进行量化分析。结果表明：干法胶粉LSPM-25的最佳沥青用量为3.4%、胶粉最佳掺量为20%;路用性能测试结果显示胶粉-LSPM25与SBS-LSPM25沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳定性接近,均优于MAC-LSPM25沥青混合料,然而,MAC-LSPM25与胶粉-LSPM25的动态模量整体均要高于SBS-LSPM25;在延长荷载作用时间或升温过程中,相同级配下,SBS胶结料变软或粘性降低的节点出现较早。另外,相较于SBS-LSPM25及MAC-LSPM25沥青混合料,干法胶粉-LSPM25表现出优异的节能减排效果,以1 km高速公路计算为例,MAC-LSPM25碳排放量约为干法胶粉的...     

沥青混凝土室内车辙试验及评价指标对比研究

针对沥青路面车辙病害,通过室内试验的方式,对比分析我国现行标准车辙试验、汉堡车辙试验(HWTD)和沥青路面分析仪(APA)3种车辙试验方法的差异。分别通过3种车辙试验对10种不同沥青、级配类型和集料公称最大粒径沥青混合料进行测试,结果发现：3种车辙试验结果和规律相近,均能较准确地评价不同沥青混合料高温性能优劣,但标准车辙试验对不同公称最大粒径沥青混合料评价结果与HWTD和APA存在差异,且其结果显著性水平较低,表明标准车辙试验不能较好地区分不同公称最大粒径混合料的高温性能。标准车辙试验结果与HWTD和APA相关性较低,采用最大车辙深度指标时相关性相对较好,相关系数比动稳定度提高了0.43,因此建议增加最大车辙深度作为标准车辙试验的辅助评价指标。HWTD和APA车辙试验对沥青混合料高温性能评价结果较接近,分析表明蠕变斜率指标和车辙变形速率指标都是关于车辙深度和加载次数的一次函数,其相关性系数超过0.91;车辙变形速率指标同样适用于HWTD试验,由于APA试验时长比HWTD试验短42.9%,且数据处理更简便,在2种车辙试验方法中更推荐APA试验及其车辙变形速率指标。     

富油RAP热再生沥青混合料路用性能研究

为分析富油RAP热再生沥青混合料的路用性能,分别对不同RAP(富油RAP)掺量的AC-20沥青混合料进行抗高温、抗低温、抗水损坏和抗疲劳性能试验。研究结果表明,随着RAP和富油RAP掺量的增加,可以显著降低热再生沥青混合料中新沥青用量,且沥青混合料低温抗裂性能和抗疲劳性能降低,而高温抗车辙能力增强,抗水损害能力先增加后降低,RAP-20(15)和RAP-50(20)热再生沥青混合料的低温性能和水稳定性已无法满足规范要求;当RAP掺量为40%(富油RAP掺量15%)时,热再生沥青混合料综合路用性能较好,因此建议RAP掺量不宜超过40%,其中富油RAP掺量不宜超过15%。     

离析模式对沥青混合料密度和构造深度的影响

为研究离析对沥青路面质量均匀性的影响,确定沥青路面离析的合理表征指标,在室内分别设计无离析、细集料离析、轻度、中度和重度离析5种离析程度的沥青混合料;通过室内模拟,成型不同离析模式组合的马歇尔试件和板式车辙试件,并分别测定与分析马歇尔试件的密度、车辙板试件的密度和构造深度,研究离析对沥青路面的影响,确定质量控制指标。研究结果表明:各离析模式对沥青混合料的密度均有显著影响;密度指标对沥青路面施工变异性具有较高的敏感性,建议将其作为路面总体施工质量稳定性的检测指标;集料离析对混合料构造深度的影响呈现出良好的规律性,细集料离析无离析粗集料离析,其中,粗集料离析对路面质量不利影响最大,应予避免,建议通过检测路表构造深度的变异情况来判别沥青路面的集料离析情况,以此评价沥青混合料的摊铺均匀性。     

废弃纤维改善沥青混凝土力学性能试验研究

将废弃的聚丙烯腈纤维添加到沥青混合料中,是一种环保、经济的沥青混合料性能改良方法。本文针对不同纤维含量及纤维长度的沥青混合料进行力学性能试验,分析废弃纤维对沥青混合料马歇尔稳定度、流值、空隙率、回弹模量、疲劳寿命及永久变形值的影响规律,并对纤维增强沥青混合料回弹模量、疲劳寿命与永久变形之间的关系进行探讨。研究结果表明:(1)添加废弃纤维可以增加沥青混合料的稳定性、降低流值;(2)由于废弃纤维使沥青混合料具有抗结构损伤的潜力,因此柔性路面在交通荷载不断增加的情况下,在沥青混合料中加入适量废弃纤维可以改善沥青混合料的疲劳状况,增加路面对裂缝或永久变形的抵抗力。     

钢桥面铺装浇注式沥青混合料性能研究

为研究钢桥面铺装浇注式沥青混合料的性能,对胶结料天然沥青的高温和老化微观机理进行研究,根据马歇尔、硬度、刘埃尔流动度试验确定GMA10浇注式沥青混合料的级配,通过汉堡车辙、弯曲小梁、浸水马歇尔、冻融劈裂、飞散试验以及冲击韧性试验分别对GMA10浇注式沥青混合料的高温、低温、抗水损害及疲劳性能进行评价。研究结果表明:天然沥青可提高改性沥青的高温和老化性能,GMA10浇注式沥青混合料的最佳油石比为11.1%;GMA10浇注式沥青混合料的高温抗车辙性能较差,但组合结构(3.8 cm SMA13+3 cm GMA10)具有较好的高温抗车辙性能;GMA10浇注式沥青混合料的抗水损害性能和低温抗裂性能优于普通热拌沥青混合料,疲劳性能随拌和时间的延长而降低,随拌和温度的提高先提升后减弱;GMA10浇注式沥青最佳拌和温度为210~230℃,最佳拌和温度为120~180 min。     

砂粒式防水沥青混合料低温弯曲蠕变试验分析

试验选用沥青用量分别为4%,5%,6%,7%和8%的砂粒式防水沥青混合料AC—5的上限级配、中值级配和下限级配3种级配类型,在温度为0℃条件下进行加载量分别为50,100和200N的弯曲蠕变试验。试验结果表明:沥青用量超过约5%后,依靠提高沥青用量改善沥青混合料的低温抗裂性能效果甚微;加载量为100N时,试件跨中弯曲蠕变速率大于加载量50和200N所对应的弯曲蠕变速率;3种级配的沥青混合料弯曲蠕变速率为下限级配大于中值级配,中值级配大于上限级配。根据试验结果的综合分析并考虑低空隙率、高防渗性等技术要求,关于防水用砂粒式沥青混合料适宜的级配类型建议选用中值级配。     

级配和水泥掺量对泡沫沥青冷再生混合料路用性能的影响

为评价级配和水泥掺量的影响,分别采用无侧限抗压强度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和小梁弯曲试验对不同类型泡沫沥青冷再生混合料的力学性能、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性进行测试.研究结果表明:在再生料中掺加新集料可以降低2.3％～3.3％的空隙率.通过同时掺加新粗、细集料和矿粉来进行再生料级配优化可以获得...     

路用水泥稻壳灰稳定碎石混合料性能试验研究

为保护环境和节约资源,以稻壳灰替代水泥稳定碎石混合料中的部分水泥,并通过强度及耐久性试验探究不同替代率下水泥稻壳灰稳定碎石混合料性能。结果表明：稻壳灰替代率增加虽在一定程度上削弱了混合料的强度、抗冻性能及抗温缩性能,但在适当替代率下影响可控;替代率20%时混合料7 d无侧限抗压强度为4.22 MPa,替代率40%时90 d弯拉强度及90 d抗压回弹模量满足规范要求;替代率60%时残留抗压强度比为68.5%,替代率20%时有利于抗干缩,但替代率继续增加对抗干缩性能、抗温缩性能均不利。研究结果可为路用基层材料的替代使用提供参考。     

基于三维扫描与数值技术的粗集料形状特征与级配研究

粗集料体系作为混凝土主要组成部分,其颗粒构成对混凝土各项性能的改善起到了关键作用。为优化粗集料体系颗粒构成,以实现粗集料形状特征和级配精细化、数字化分析目标,采用激光三维扫描技术获取了粗集料的点云坐标,结合三维图像技术,进行粗集料的几何形状重构与三维形状参数准确测量,并提出球度、长短轴长比、粒径离散度和级配分形维数等指标。同时,基于粗集料的点云数值处理技术与分形理论,计算得到级配粒径和表面分形维数等指标,表征评价不同粒径粗集料形状特征及级配。研究结果表明：激光三维扫描和数值技术可快速重构出粗集料的真实形状,并能准确得到粗集料三维形状参数,提出的球度、长短轴长比和粒径离散度指标均能较好地对粗集料形状特征进行表征评价。其中,长短轴长比在表征粗集料球形度方面更具显著性与敏感性;采用三维图像数值技术与分形理论计算得到的粗集料级配分形与表面积分形维数,与粗集料粒径、表面粗糙度有密切联系,实现了粗集料几何特征的数值描述与评价;同时采用质量加权得到的粗集料级配分形维数,建立的粗集料颗粒级配计算函数计算结果与试验结果一致,研究结果可为粗集料级配的快速优化分析表征提供技术支持。     

再生集料强化方法和掺量对水泥稳定碎石性能的影响

为了评价再生集料强化方法和掺量的影响,分别采用无侧限抗压强度、劈裂强度、弯拉强度、干缩和温缩试验对水泥稳定碎石的力学性能和收缩性能进行测试.研究结果表明:掺加再生集料可以显著改善水泥稳定碎石的力学性能,但是对其收缩性能和均匀性有不利影响.采用物理磨耗和盐酸浸泡处理再生集料后,水泥稳定碎石的力学强度和收缩性能有所提高;采用有机硅树脂喷涂处理再生集料后,其力学强度几乎不变,然而收缩性能明显改善,接近天然集料水泥稳定碎石的情况.与强化方法相比,再生集料掺量对水泥稳定碎石性能的影响更为显著.再生集料压碎值与水泥稳定碎石力学强度之间并不一定具有很好的相关性.     

橡胶-纤维微表处混合料路用性能及降噪特性研究

通过添加橡胶颗粒和纤维对微表处混合料进行复合改性以达到改善其性能的目的,为了系统研究混合料的路用性能,通过对混合料关键参数进行确定,围绕混合料耐磨耗性能、水稳定性能以及抗滑性能的主要影响因素进行研究,并结合自主研发的室内轮胎加速下滑系统,对混合料的降噪性能进行试验分析。试验结果表明:当加入3%的橡胶颗粒及0.2%的聚酯纤维,最佳油石比为7.2%时,微表处混合料耐磨耗性能、水稳定性能均得到显著提高,抗滑性能也比普通沥青混合料得到明显的改善,同时,混合料的噪声水平也得到有效的降低,复合改性微表处混合料甚至比普通微表处混合料噪音值减小2.9 d B。     

高速公路沥青稳定碎石柔性基层(ATB-25)目标配合比设计探讨

介绍了沥青稳定碎石基层的特点、性能要求;详细阐述了沥青稳定碎石基层混合料的类型、级配及其施工要点;结合其在福建浦南高速公路上施工和试验,介绍其目标配合比设计过程,并总结设计经验。     

聚酯玄武岩纤维无纺布加筋强度试验研究

聚酯玄武岩纤维无纺布应用于公路工程中,与粘层油形成一个夹层存在于路面结构中。考虑聚酯玄武纤维无纺布作为复合结构的一部分,进行纤维无纺布复合沥青混合料的相关性能试验是非常必要的。本文对其加筋抗裂性能进行了试验分析。     

同步碎石应力吸收层路用性能的研究

主要对沥青加铺层结构组合中的同步碎石应力吸收层进行试验研究,通过粘结性试验、低温抗裂性试验、不同结构组合加铺层反射裂缝MTS疲劳试验等,评价同步碎石应力吸收层的路用性能;通过相关试验结果证明同步碎石应力吸收层具有良好的粘结性、低温抗裂性、抗拉伸疲劳性和防水性,是一种性能优良的新型应力吸收层。     

基于评价SBS改性沥青高温性能的修正软化点方法

为了获得与混合料高温性能相关的SBS改性沥青软化点评价方法,通过变化试验条件(加热介质、测试板距)分析不同结构类型和掺量的SBS改性沥青软化点变化规律,并进行SBS改性沥青混合料的车辙试验。试验结果表明:标准条件下的SBS改性沥青软化点与其混合料的高温性能没有直接关系,也很难鉴别不同SBS改性沥青之间软化点的差异。在对其试验条件修正为"测试板距10 mm,加热介质采用甘油",即修正软化点法后,所测得的环球法软化点可显著区分不同SBS改性沥青之间的差异,且与其混合料的高温稳定性能指标——动稳定度有良好的相关性。     

新型FRP筋预应力混凝土梁试验研究与有限元分析

与采用手糊工艺制作的传统FRP筋相比,采用拉挤工艺生产的新型FRP筋具有抗腐蚀性能优良、抗拉强度较高、比重小、弹性模量较低、抗剪强度和抗挤压强度低等特点。本文在国内首次对新型FRP筋有粘结与无粘结预应力混凝土梁的受力过程、破坏形态、预应力筋应力损失、正截面抗裂度以及正截面承载力等受力性能进行了试验研究和非线性有限元分析,并提出了有关设计建议。     

加筋土筋材在拉伸荷载作用下的力学特性

通过拉伸试验,研究网格直径分别为2.2和2.7 mm的双绞合六边形金属格宾网、70RE和80RE土工格栅4种筋材拉伸力学性能.得出4种筋材的拉伸强度、最大负荷下伸长率等力学性能指标以及单位宽度拉伸力与伸长率的关系特征曲线.根据筋材实体工程中的受力特性,推导出筋材约束变形方程.结果表明,格宾网在发生钢丝断裂之后仍呈现出较强的抗拉性能,大直径格宾网体现出优越的力学性能;80RE土工格栅的力学性能优于70RE土工格栅;修正后的格宾网的单位宽度拉伸力与伸长率的关系曲线仍呈现弹性、屈服和强化3个阶段;在约束条件下,筋带的变形量与筋带的割线模量、应力水平、筋带在加筋体中主动区和稳定区的长度等因素有关.