沥青性质对排水性沥青混合料性能的影响

对三种空隙率相同, 但沥青结合料不同的排水性沥青混合料及一种密级配沥青混合料AC-16-Ⅰ进行了性能试验。发现随着沥青60℃粘度的提高, 排水性沥青混合料的抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度明显增大, 动稳定度、水稳定性和低温性能显著提高, 但透水能力、抗滑性能变化不大; 同时排水性沥青混合料的各项强度指标均低于密级配沥青混合料。结果表明沥青的60℃粘度是影响排水性沥青混合料路用性能的关键指标, 应选用高粘度的改性沥青作为排水性沥青混合料的粘结料。     

排水性沥青混合料施工工艺

在排水性沥青路面设计方案中,常采用排水性沥青混合料作为路面罩面或新建路面表层。排水性沥青混合料的设计空隙率为20%左右,属于间断开级配沥青混合料。这种混合料的设计空隙率高,可以有效地降低表面积水引起的雨雾、溅水及眩光,并可提供足够的表面粗糙度、降低车辙变形和交通噪声。同时,为了解决路面水下渗不能充分排除并滞留在路面结构内引起的水损坏以及路面结构强度降低问题,排水沥青路面设计方案中将防水粘层设计在排水上面层与中面层密级配沥青混合料之间;可保证路面水通过表层排出,且能有效地阻止水的下渗,以解决水滞留路面中的问题。因此,对于多雨地区来说排水性沥青路面是常用的公路路面结构类型之一。     

排水性沥青混合料析漏损失控制指标

为了确定合理的析漏损失控制指标, 通过室内析漏与飞散试验, 根据析漏较小而强度和耐久性佳的原则, 确定了排水性沥青混合料的最佳沥青用量, 与满足现行规范析漏要求确定的沥青用量进行了对比分析, 并研究了细集料对混合料析漏损失的影响。分析结果表明: 现行的规范析漏损失不大于0.3%指标是不合理的, 提出以不大于0.8%作为排水性沥青混合料析漏损失的控制标准, 施工中混合料的各项性能指标的变异性小, 主要性能指标的检测结果均优于技术要求, 确保了排水性沥青路面施工质量的稳定性。     

沥青稳定碎石排水混合料水稳定性的试验研究

采用马歇尔稳定度、抗压回弹模量以及劈裂强度作为水稳定性指标，通过大量的室内试验，分析了浸水条件、沥青用量对沥青稳定碎石排水混合料水稳定性的影响。     

Sasobit温拌排水沥青混合料水稳定性研究

为研究Sasobit温拌排水沥青混合料的水稳定性能及其改善措施．对掺加Sasobit和纤维拌制OGFC-13型混合料,以5种温度成型马歇尔试件,测其各指标;对普通热拌（OGFC-1）、未掺加抗剥落剂（OGFC-2）、掺加消石灰（OGFC-3）、掺加含有生石灰的消石灰（OGFC-4）的Sasobit温拌排水沥青混合料,采用室内试验进行水稳定性能测试与对比分析．试验结果表明：最佳击实温度为150℃;水稳定性OGFC-3＞OGFC-1＞OGFC-2＞OGFC-4,说明消石灰对水稳性产生有利影响,但影响程度有限,应避免含杂质的消石灰;最佳消石灰用量为1．5％．     

排水沥青混合料孔隙率影响因素分析及级配范围确定

采用均匀试验方法进行室内试验，对排水沥青混合料孔隙率与各主要孔径通过率之间的关系进行了统计分析，找到影响混合料孔隙率的关键因素，并由此提出排水性沥青混合料孔隙率与各孔径通过率之间的经验关系式，为预估混合料的孔隙率提供依据，在此基础上根据目标孔隙率范围，提出排水沥青混合料的推荐级配范围。     

排水性沥青混合料空隙率与连通空隙率相关性研究

排水性沥青混凝土路面的重要特点就是空隙率比一般沥青混合料都要高,研究表明：排水性沥青混合料空隙率越大,路面结构内部的连通空隙就越多,且空隙率与连通空隙率具有一定的相关性。     

Sasobit应用于温拌排水沥青混合料的研究

采用室内试验探讨Sasobit添加剂对温拌排水沥青混合料的拌合、击实温度以及性能的影响。结果表明,掺加Sasobit后,沥青胶结料的高温稳定性得到提高,未掺加Sasobit正常温度拌和的沥青混合料与掺加添加剂降低拌和成型温度的沥青混合料相比,水稳定性基本保持不变,但是沥青混合料高温稳定性提高较大。因此,添加Sasobit于排水沥青混合料中,可以使得其拌和与击实温度降低20℃的前提下,排水沥青路面的性能仍满足规范要求。所以把温拌技术应用于排水路面的设想是完全可以实现的。     

老化对排水性沥青混合料抗飞散性能的影响

排水性沥青混合料由于具有大的连通孔隙,容易产生剥落和水损害,且由于阳光和空气易于进入结构层内部,加速了沥青的老化,会引起耐久性问题.主要研究排水性沥青混合料的级配和老化程度对其抗飞散性能的影响.选择3种级配的混合料,通过谢伦堡析漏试验和肯塔堡飞散试验,确定各自的最佳沥青用量.然后,将新拌混合料放入135℃烘箱中,按不同时间(0,2,4,6,8h)加热,以获得具有不同老化程度的沥青混合料.将老化后成型的马歇尔试件进行肯塔堡飞散试验,以试件的质量损失率来表征混合料的抗飞散性.试验结果表明:采用高粘沥青的3种级配的混合料具有较好的抗飞散性,集料中9.5mm的通过率对抗飞散性具有较大的影响.     

基于空隙模型的大空隙沥青混合料设计

空隙率的大小对大空隙沥青混合料的渗透性及力学性能具有很大影响,透水铺面应根据用途选择合适的空隙率,在一定的水头（降雨强度）下利用空隙模型确定的目标空隙率进行混合料配合比设计．结果表明,空隙模型确定的目标空隙率可为混合料的配合比设计提供理论指导,提高了传统设计方法的工作效率和准确性．     

多孔沥青混合料堵塞规律离散元仿真

为揭示多孔沥青混合料孔隙堵塞机理,开展了多孔沥青混合料堵塞模型试验与仿真模拟结合研究;基于电子计算机断层扫描与离散元软件PFC3D V5.0分析了多孔沥青混合料孔隙特征,得到了多孔沥青混合料的孔隙数据;在PFC3D V5.0中投放各粒径集料并根据孔隙特征生成压实虚拟试件,以MATLAB切片对比实际试件孔隙图像验证模型准确性;在自重条件下设置特定级配组成堵塞物侵入多孔沥青混合料试件模拟仿真,并以室内试验结果对照验证,改变投放堵塞物粒径,分析了试件孔隙衰变率,找出了堵塞敏感颗粒;在自重条件下引入流体模拟仿真试验,改变了流体渗流速度,分析了试件堵塞变化规律。研究结果表明：PFC3D V5.0生成的虚拟试件具备较高的精确度,仿真揭示了试件堵塞规律,小颗粒除堆积于喉孔处产生堵塞外,还会在嵌挤成型后与大粒径颗粒积聚产生堵塞;自重条件下的堵塞主要集中在混合料试件上层30 mm处,相应堵塞敏感颗粒粒径分布为0.150~0.600 mm,堵塞颗粒粒径分布对堵塞结果影响较大;在重力与流体条件下,随着渗流速度从0.005 m·s^-1增加到0.030 m·s^-1,孔隙衰变率变化速度增加,残留在混合料内部的堵塞物减少,孔隙衰变率减小,排水沥青路面在设计与养护时也需将当地降雨条件带入考虑。     

多孔沥青混合料空隙特征与路用性能关系

以3种级配的OGFC-13马歇尔试件作为载体, 运用X-CT技术和数字图像处理技术获取了不同类型混合料试件的内部空隙分布图像, 采用分形理论研究了多孔沥青混合料的空隙分维特征, 分析了空隙分维特征与混合料路用性能的关系。分析结果表明: 多孔沥青混合料的劈裂强度随着空隙率的增加而减少, 随着空隙轮廓分形维数的增大而增大; 多孔沥青混合料的渗透系数随着空隙率的增加而增加, 随着空隙轮廓分形维数的增大而减小。采用空隙轮廓分形维数可以很好地解释多孔沥青混合料孔隙率基本一致但路用性能差异较大的原因, 可以用于分析多孔排水沥青混合料的空隙分布及其路用性能变化趋势。     

沥青含量对混合料疲劳极限特性的影响

利用马歇尔试验确定了沥青混合料的最佳沥青含量, 采用控制应变的小梁疲劳试验, 研究了最佳沥青含量和富沥青含量混合料弯拉劲度模量随应变水平的变化规律, 得到了应变水平与荷载作用次数模型, 并分析了2种混合料在不同应变水平和轴次下的疲劳特性。分析结果表明: 不同应变水平下, 2种混合料弯拉劲度模量随荷载作用次数变化规律基本一致, 高应变水平下弯拉劲度模量迅速衰减, 低应变水平下初始阶段模量明显降低, 随后趋于平缓; 以弯拉劲度模量降为初始值的一半作为破坏标准, 2种混合料疲劳寿命和应变的关系都呈非线性特征, 且低应变水平下曲线呈现典型的渐近线趋势, 表明2种沥青混合料具有类似的疲劳极限特性; 富沥青含量混合料在高应变水平下对疲劳极限特性影响有限, 只有当应变水平小于100με时才对疲劳寿命有明显改善; 在进行永久性沥青路面沥青层设计时, 不能简单通过增加沥青含量减薄沥青层厚度。     

添加Sasobit的沥青与沥青混合料性能分析

为了评价Sasobit的降温效果及其对沥青混合料路用性能的影响, 对掺加中温沥青改性剂Sasobit后的沥青胶结料进行了针入度及软化点试验, 对未掺加Sasobit的正常温度拌和成型的沥青混合料试件与添加Sasobit后降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件进行了空隙率试验、车辙试验、小梁弯曲试验及冻融劈裂试验, 分析了沥青与沥青混合料的性能。分析结果表明, 掺加Sasobit后, 沥青胶结料的高温稳定性得到提高, 降低拌和成型温度制作的沥青混合料试件的空隙率、低温抗裂性及水稳定性与未掺加Sasobit的正常温度拌和的沥青混合料试件相比基本保持不变, 同时沥青混合料高温稳定性提高较大, 因此, 通过添加Sasobit降低混合料的拌和及成型温度是可行的。     

沥青混合料油膜厚度计算方法

为了精确计算沥青混合料油膜厚度, 考虑了矿粉粒度、沥青混合料压实程度和沥青比例的影响, 采用HORIBA-300型激光散射粒度分布分析仪对矿粉的粒度进行测量, 分析了矿粉粒度的尺寸范围, 提出了沥青隔离膜的概念, 建立了沥青油膜厚度计算模型。采用旋转压实仪成型沥青混凝土试件, 对比分析了沥青油膜的计算值与实际测量值。分析结果表明: 采用新的油膜公式反算的沥青用量范围为4.55%~4.85%, 采用传统方法反算的沥青用量范围为4.20%~5.20%, 而试验最佳沥青用量为4.70%, 显然新方法精度高。