基于GTM方法的沥青混合料压实特性分析

借鉴SHRP Superpave沥青混合料设计中密实曲线的分析方法,对比粗、细两种级配沥青混合料的密实曲线,分析集料级配和沥青用量对GTM设计沥青混合料压实特性的影响,提供了一种基于现场压实性能的优化集料级配的方法。     

沥青混合料压实特性分析

Superpave旋转压实仪SGC提供的密实曲线反映了混合料的内在机构特征。借助混合料压实特性的4个参数即压实能量指数CEI,密实能量指数TDI,Ni至Ndes间的斜率k1,Ndes至Nmax间的斜率k2评价沥青混合料在施工和使用阶段的压实和密实趋势,分析材料组成(级配,沥青用量)对沥青混合料压实特性的影响。结果表明,Superpave的级配难以压实,但在最佳油石比下其施工阶段的压实性能得到改善,而在使用阶段的抗车辙能力仍很大。     

嵌挤密实型粗级配沥青混合料压实特性探讨

嵌挤密实型粗级配沥青混合料与细级配沥青混合料相比，其压实要求高，压实难度大。提高和保证压实密度是成功铺筑嵌挤密实型沥青混合料的关键因素。从嵌挤密实型沥青混合料的特点、压实空间（层厚与集料粒径大小关系）、压实工艺和压实温度几个方面探讨了嵌挤密实型沥青混合料的压实特性。     

MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料配合比设计与施工技术研究

为有效解决沥青面层抗高温稳定性和抗水损害能力,以工程项目为依托开展骨架嵌挤密实型沥青混合料配合比设计和施工技术研究,分析了骨架嵌挤密实型级配形成机理,提出了"三次破碎+三次筛分"改进型集料加工工艺,推荐了改进型沥青混合料用粗集料、细集料规格和MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料级配组成范围,提出了施工质量控制重点,形成了成套技术并推广应用,可为其他项目和规范修订提供参考。     

用于高温多雨地区重载高速公路的AC-20级配设计研究

为了提高AC-20沥青混合料的抗车辙能力,以逐级填充和粒子干涉理论为基础,分析了骨架密实型沥青混合料中粗、细集料和填料的比例,得出AC-20级配曲线计算公式,计算出AC-20沥青混合料抗车辙型级配范围,并结合碎石场的生产实践对计算出的级配进行适量调整。研究结果表明,考虑正常的施工偏差,本文提出的AC-20级配范围始终处于骨架密实结构,具有优良的高温稳定性,采用70号沥青的动稳定度接近3 000次/mm,可以应用在我国高温多雨地区重载高速公路的中面层中。     

沥青混合料压实特性的影响因素分析

从体积设计的角度,分析沥青混合料的旋转压实(SGC)曲线,研究在压实过程中沥青混合料体积参数的变化特征.借助能量指数概念,评价沥青混合料在施工和使用阶段的压实和致密趋势.采用统计分析方法,探讨材料组成(级配、沥青用量)及压实应力对沥青混合料体积参数和压实特性的影响.结果表明,沥青混合料压实特性的主要影响因素是细集料级配曲线范围和沥青用量,当压实应力增加时,间断级配沥青混合料的体积特征稳定性优于连续级配.     

基于混合料特性的搅拌设备振动筛筛孔的确定

为了合理确定搅拌设备振动筛筛孔,基于SuperPave级配设计理论和Bailey级配理论,分析了沥青混合料中粗细集料的比例与骨架嵌挤结构之间的关系、细集料含量对混合料抗永久变形能力和压实难易程度的影响、半筛孔材料通过率对粗集料骨架结构和施工特性的影响及最大粒径筛孔对剔除超限料的作用等,得出筛孔的选择原则;以AC-16型沥青混合料为例,进行了搅拌设备筛孔选择与生产级配控制试验研究,结果表明,目标级配和生产级配偏差可控制在±1%以内。     

Evotherm温拌沥青混合料压实特性研究

温拌沥青技术符合低碳公路理念,是今后路面材料的重要研究方向之一.针对Evotherm温拌沥青混合料,从体积设计角度,通过分析旋转压实密实曲线,研究压实过程中混合料的体积指标变化情况.采用密实能量指数概念评价Evotherm温拌沥青混合料的压实特性,推荐压实温度区间及合理的DAT掺量,可用于指导现场施工.     

旧料特性对热再生沥青混合料压实性能的影响研究

为了研究热再生沥青混合料的压实特性,采用旋转压实试验,通过对2种类型再生料的密实曲线计算所得的斜率K1和K2、压实能量指数CEI、交通密实指数TDI1和TDI2分析各旧料在不同加热温度和掺量下对再生料压实特性的影响。结果表明:1)旧料加热温度升高能提升旧沥青与新沥青的融合,可增加再生料中沥青的粘度,但并非旧料加热温度越高再生料越容易压实,在100℃、120℃和140℃三种温度条件下,120℃掺加旧料的再生料更易压实;2)旧料掺量越大,再生料越难压实,但使用过程中其抗变形能力越好;3)AC-20普通沥青再生混合料更易压实,但抗变形能力明显不如AC-13改性沥青再生混合料。     

多级嵌挤密实结构沥青混合料压实特性

从多级嵌挤密实结构沥青混合料的结构特性、压实特点、材料属性和施工中的压实要求出发,通过室内试验和理论分析,发现骨架结构强的沥青混合料存在压实困难的缺点,施工中易造成渗水。室内车辙板试验的压实度可以很好地反映嵌挤密实型沥青混合料的压实性能。结果表明:多级嵌挤密实结构沥青混合料的设计不能一味强调嵌挤,并且改进了具体的碾压施工工艺。     

模拟沥青混合料集料的多面体颗粒随机生成算法及程序

为了真实反映沥青混合料中集料的形状、级配及排列,准确模拟其复杂的几何特征与物理性质,提出了模拟沥青混合料的多面体随机生成算法,介绍了算法实现过程中的关键技术问题及程序设计。该算法不仅考虑了矿料级配、颗粒分布的随机性,多面体区域生成及级配的检验与确定,而且考虑到几何与物理参数的转换问题,解决了沥青混合料集料空间结构重构的关键问题。研究结果表明:该算法及程序操作简便,切实可行,为沥青混合料或其他矿物质混合料空间结构重构提供了一种新途径。     

Super混合料和AC混合料的差异分析

充分了解和掌握Super混合料与AC混合料在材料选择及其设计理念上的差异,以期正确地认识和使用Super混合料。通过室内试验,结合沥青路面工程实践,比较和分析了Super混合料与AC混合料在材料组成、配合比设计方法等方面的主要差异。结果表明:在材料选择方面的主要不同为沥青选择方法、混合料级配组成要求的不同,Super混合料选择沥青时考虑了环境温度和道路荷载情况,S形的Super混合料级配曲线实际上与我国现行规范中的粗级配的AC-C型混合料接近;在配合比设计上的差异主要表现为试件的成型方法不同、试件的体积参数指标要求的不同,这些差异使得这两种混合料具有完全不同的路用性能和施工特性。若采用马歇尔方法设计Super混合料(或粗级配混合料)时,沥青路面可能存在着出现车辙和水损害的隐患。     

矿料级配对沥青混合料路用性能影响的试验分析

以典型的AC—13沥青混合料为基础,通过系统室内对比试验,对5组由粗到细级配的沥青混合料的基本物理性质、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、疲劳耐久性等路用性能进行了研究。试验结果表明,级配变化对沥青混合料路用性能有直接的影响,且存在一定的规律性,总体表现为靠近规范级配中值附近其综合性能较好;不同级配类型的沥青混合料路用性能的优点表现不一样,粗级配更有利于抗高温变形的提高,细级配更有利于抗水损害、抗弯拉破坏、抗疲劳开裂等性能的提高。研究成果为沥青混合料级配选择和优化设计提供参考。     

关于间断半开级配沥青混合料加罩旧水泥混凝土路面压实工艺的探讨

简要介绍了间断半开级配沥青混合料的两种压实工艺以及压实度的过程控制方法;通过试验段分析了混合料在两种压实工艺作用下的压实效果;总结了适用于间断半开级配沥青混合料的压实工艺要点。     

抗滑AC-13C型沥青混合料路用性能的级配敏感性研究

为满足路面的抗滑需求,将SAC设计思想引入AC-13C型沥青混合料级配设计中,对疏松、一般和紧密3种骨架结构的沥青混合料的物理、力学及路用性能指标进行了测试,证实了骨架结构对相关指标影响的复杂性,发现紧密骨架结构的改良AC-13C型沥青混合料的最佳用油量大于其他2种骨架结构的沥青混合料,其抗滑性能、抗冻融性能也有所提高...     

沥青混合料抗车辙性能简化预估方法研究

为把握沥青混合料抗车辙性能实质,优化设计效果,利用汉堡车辙仪测试了不同混合料的高温稳定性,对其进行了旋转压实和间接拉伸试验,并对试验结果进行了回归分析.试验结果显示级配对混合料高温性能有重要影响,且根据走向确定矿料级配具有较强的局限性;通过改变油石比、测试温度和加载速率等,建议间接拉伸试验的测试条件为温度40℃,加载速...     

钢桥面铺装车辙破坏机理及成因分析

首先研究了钢桥面铺装车辙的破坏机理,认为对于SMA及密级配改性沥青混凝土,其车辙形成存在着初始的压密及流动变形阶段,而浇筑式沥青混凝土的车辙形成于流动变形阶段。深入研究表明,严酷的环境条件,铺装材料设计不当,以及慢速交通、重载交通、粘结层粘结能力丧失及施工压实不足是钢桥面铺装车辙形成的主要因素。     

橡胶沥青对路面抗滑性能的影响研究

在柔性路面设计、养护和修复中,抗滑性和构造是应当考虑的重要的安全特征。主旨是优化橡胶沥青路面的表面构造特性,宏观上减少溅水、喷射及滑水现象;微观方面增强低、高速行驶时的摩擦力。采用英式摆式仪法和体积法来测量摩擦表面特性,取试验室制备的试件代表实际道路表面。研究采用两种级配和三种沥青结合料:常规沥青;湿法橡胶沥青;干法橡胶沥青。在相同的混合料配比基础上,以增加1%的橡胶沥青来测试其含量对路面质量的影响。研究结果用来评价橡胶沥青的生产工艺和混合料级配对路表面特性的影响。结果表明间断级配橡胶沥青混合料比密级配具有更大的构造深度。与常规混合料相比,橡胶沥青混合料能提高路面抗滑性。该研究表明,用不同工艺生产的橡胶沥青对路表面特性的影响不同。     

基于界面剪切试验的沥青混合料集料切向弹性刚度研究

目前仍缺乏沥青混合料颗粒接触界面参数的有效获取方法，导致基于离散元法的沥青混合料数值分析手段无法精确模拟材料的力学行为。针对"切向弹性刚度"参数无法准确获取的难题，基于自主开发的"沥青混合料颗粒剪切分析系统"开展沥青混合料的颗粒界面剪切试验研究，确定合理试验参数。在此基础上开展3种级配和3种集料的沥青混合料单轴贯入试验，分析不同试验方法得到的剪切模量相关性。试验结果表明：在60℃试验温度和0.02 mm·s^-1剪切速度条件下可获得较为稳定的试验结果；剪切应力曲线表现出典型的"预剪切阶段"、"剪切稳定阶段"和"剪切破坏阶段"三段式增长；级配对界面剪切力有显著影响，AC-13、SMA-13和OGFC-13混合料的峰值均值分别约为100，50，90 N；同一级配下，采用玻璃珠和铁珠的混合料的界面剪切力分别为75，70 N；集料的材料类型是影响界面切向弹性刚度的关键因素，采用玻璃珠和铁珠的界面切向弹性刚度分别是0.17×10⁶ N·m^-1和0.22×10⁶ N·m^-1，而花岗岩集料则达到0.66×10⁶ N·m^-1以上；贯入试验结果表明级配和集料类型决定了混合料的剪切模量大小，采用花岗岩集料的AC-13型混合料的剪切模量达到18.88 MPa，OGFC-13混合料最小，仅为8.95 MPa；界面剪切试验得到的剪切模量与贯入试验结果的相关系数达0.89。所提出的集料接触界面剪切试验可分辨级配和集料类型对切向弹性刚度的影响。     

沥青稳定基层混合料疲劳性能试验研究

对5种级配的沥青稳定基层混合料进行了控制应变的三分点小梁弯曲疲劳试验,分析了级配、沥青用量、沥青品种和温度对沥青稳定基层疲劳性能的影响规律。研究表明:悬浮密实型沥青混合料的疲劳性能较嵌挤型沥青混合料好得多;沥青用量增加,疲劳寿命显著增长,由马歇尔方法确定的最佳沥青用量并非沥青混合料疲劳性能最佳的沥青用量;沥青混合料疲劳寿命随试验温度的提高而显著增长;采用改性沥青的沥青混合料疲劳性能较普通沥青有一定改善。这些规律可以为沥青稳定基层的混合料设计提供参考。