沥青混合料剪切试验方法研究综述

在国内外沥青混合料剪切试验方法研究的基础上,文章提出一种好的剪切试验方法应是不但比较简便,而且试件受力特点符合路面的实际状况。对各种沥青混合料剪切试验方法的设备、试验原理和特点等进行了分析和评价,有助于我国道路工程的设计、施工及科研人员借鉴和采用这些试验方法,对于解决我国沥青路面普遍存在的车辙、拥包推挤等剪切损害具有重要意义。     

沥青混合料矿料滑移剪切试验研究

为了研究沥青混合料的高温稳定性与矿料界面滑移剪切行为的关系,从沥青混合料矿料的接触及滑移特性入手,开发了专门用于评价沥青混合料矿料滑移剪切性能的滑移剪切试验,分析了试验条件、级配和沥青等对滑移剪切能的影响.研究表明在试验温度60℃、加载速率20 mm/min时,滑移剪切试验的评价指标滑移剪切能EI与车辙动稳定度DS的相关性最好,以此初步推荐了滑移剪切试验的试验条件.矿料滑移剪切试验表明混合料的级配和沥青种类及其用量对滑移剪切能EI有显著影响,适当增加最大公称粒径、采用改性沥青以及最佳油石比等措施能显著提高沥青路面的高温稳定性.     

基于离散元方法的沥青混合料三轴剪切试验模拟研究

为了从沥青混合不连续特征的角度更好地评价和预估其抗车辙能力,采用离散元方法建立沥青混合料细观结构模型,并进行沥青混合料三维离散元虚拟三轴剪切试验。将模拟结果与宏观试验结果进行比较,分析模型参数与试验参数之间的关系。最后将二维虚拟试验结果和三维虚拟试验结果进行对比。结果表明:三维离散元模拟结果与试验室试验结果具有较好的相关性,且规律一致,验证了模型的正确性,可基于此模型建立评价和预估沥青混合料抗车辙能力的虚拟试验方法;三维离散元模型由于更多地考虑了材料的嵌挤作用,比二维离散元模型精度更高。     

沥青混合料的非常规试验

对沥青混合料配合比设计中遇到的诸如拌楼冷料仓流量，热料仓供料比，加热温度、拌和时间、摊铺温度、碾压温度、碾压速度、复压遍数非常规试验作较详细介绍，供有关施工单位参考。     

沥青混合料集料离析特征分析

针对AC-20型沥青混合料,通过现场测定成形沥青混凝土面层的PQI密度、构造深度、芯样密度,并对芯样进行了级配分析和计算其空隙率,证明了无核密度仪PQI应用于沥青混凝土面层密度检测是可行的和可靠的.在此基础上.提出了表面致密、无离析、轻度离析、严重离析等类型沥青混合料集料离析的路面空隙率、密度、油石比、构造深度、级配等技术特征,并对沥青混合料集料离析程度提出了分类标准.     

基于离散元模拟细集料对沥青混合料劈裂试验影响

以AC13为例,采用颗粒流PFC2D软件,建立基于混合料二维数字截面的劈裂试验离散元模型,模拟细集料对沥青混合料劈裂试验的影响。研究表明,细集料影响沥青混合料低温劈裂试验强度和破坏应变;2.36 mm档集料可作为沥青混合料AC13集料级配中粗细集料的分界点,即粒径≥2.36 mm的集料为粗集料,小于2.36 mm的集料为细集料。     

再生沥青混合料疲劳性能试验研究

为了评价掺有再生沥青路面(RAP)材料的沥青混合料的疲劳性能,以及不同RAP材料用量对沥青混合料疲劳性能的影响,进行了室内再生沥青混合料疲劳试验研究。疲劳试验中采用了沥青路面表面层沥青混合料,选用了间接拉伸(IDT)强度试验和半圆弯曲(SCB)疲劳试验方法,进行了RAP材料质量分数分别为0%、10%、20%和30%的疲劳试验。试验结果表明:沥青混合料中RAP材料质量分数小于20%时,对沥青混合料疲劳性能影响不大,而RAP材料质量分数为30%时,疲劳性能明显下降。初步建议了表层沥青混合料合适的RAP材料质量分数不宜超过20%。     

集料与沥青混合料密度不同测定法的研讨

沥青混合料的组成设计，集料与沥青混合料的密度正确与否，对技术指标的分析结果有重大影响。本文认为，在理论密度计算中，对吸水率大的集料应采取沥青浸渍密度，对一般集料采用视密度和毛体积密度的平均值。对沥青混合料密度，都指毛体积密度，一般用表干法。当表干法测定有困难时，可用蜡封法。对有大孔隙的沥青混合料试件可用改进蜡封法。对此，文中作了全面分析和示例。     

基于分形理论的沥青混合料剪切性能试验研究

越来越多的研究表明沥青面层失稳流动产生的车辙变形、交叉口及长大纵坡路段沥青层间推移、拥包变形等破坏都与沥青混合料抵抗剪切流动变形的能力有着直接的关系。基于分形理论对AC-13、Sup-13和SMA-13 3种级配的微观结构进行分析,确定了3种级配的体积分形维数,并通过重复荷载蠕变试验对沥青混合料体积分形维数与其剪切性能的关系进行了探讨。对今后进一步研究沥青混合料剪切破坏机理有一定的指导意义。     

基于离散单元法的沥青混合料研究初探

针对构成沥青混合料骨架的集料内部复杂的微观作用机制,在随机集成2种粒径集料混合体基础上,利用离散单元法DEM进行微观模拟。据此原理,在VC 平台上开发出相应的计算程序,并将该程序用于模拟重力场内集料的微观相互作用。结果表明,该方法为实现级配可视化设计、分析骨架强度形成机理及混合料变形与破坏机制奠定基础。     

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。     

动荷载作用下的沥青混合料间接拉伸试验参数研究

基于动态测定方法确定的沥青混合料的参数能真实反映沥青混合料对运动车辆荷载的响应,正确表现沥青混合料本身的粘弹性性质的优点。利用英国多功能气动沥青材料试验机Cooper NU-14测定了6种沥青混合料在5、10、15和20℃时的动态间接拉伸试验参数,用二次多项式对试验结果进行了拟合,重点分析了试验温度对动态间接拉伸试验参数的影响。结果表明,6种沥青混合料动态间接拉伸劲度模量值均在一定范围内,而试验荷载、劲度模量与温度回归方程的相关系数均达到0．9812以上,试验荷载与劲度模量回归方程的相关系数均达到0．9986以上。     

高模量沥青混合料力学性能试验研究

为了研究高模量剂掺量对沥青混合料力学性能的影响,通过劈裂强度、静态回弹模量和动态模量等试验,分析了高模量剂在不同掺量、不同温度条件下对沥青混合料劈裂强度、抗压强度、静态回弹模量、动态模量和相位角等指标的影响。结果表明:高模量剂的加入能明显提高劈裂强度,但其掺量不宜超过0.6%;随着高模量剂掺量的增大,抗压强度和静态回弹模量逐渐增大,当掺量由0%增至0.7%时,抗压强度和静态回弹模量分别提高30.8%和49.4%;高模量剂掺量对动态模量的影响小于静态回弹模量;高模量剂的加入对相位角的影响很小,表明高模量剂对沥青混合料的黏弹特性影响较小。     

沥青混合料集料颗粒间摩擦性能的直剪试验评价

鉴于集料颗粒间的摩阻性能直接影响沥青混合料的抗剪强度,运用相似实验原理系统分析了用直剪试验方法和设备评价集料颗粒间摩擦性能的可行性.并对符合沥青混合料AC - 13、SMA - 13级配的集料和钢球进行了直剪试验评价,解决了梁料剪切试验问题.     

矿渣粉作为填料的沥青混合料性能试验

用磨细矿渣粉等量代替常用的石灰石粉作为沥青混合料的填料,以AC-16Ⅰ沥青混合料规范级配中值为研究对象,提出了3种试验方案。在这3种试验方案最佳油石比的基础上对沥青混合料的路用性能指标进行了试验分析;测试了石灰石粉与矿渣磨细粉的粒度分布;按照沥青材料试验方法对两种矿粉与沥青胶浆做了检验。结果表明:用矿渣粉全部或部分代替石灰石粉不仅可以将AC-16Ⅰ沥青混合料的最佳油石比分别减小0.9%、0.5%,而且提高了动稳定度,残留稳定度保持不变,低温弯曲应变几乎不受影响。从微观上分析两种矿粉的结构差别,进一步说明用矿渣粉代替石灰石粉不仅利用了工业废渣,使生态环境得到保护,而且在结构级配与性能上是更优选择。     

基于沥青胶浆试验研究低标号沥青混合料设计原则

采用流变学试验方法研究低标号沥青胶浆试验的路用性能指标变化规律,然后结合沥青混合料的路用性能试验的验证,得出低标号沥青配合比设计的指导原则.研究表明,沥青胶浆的高温性能试验中,粉油比增大,车辙因子不断提高,沥青标号降低,车辙因子增大,这一试验规律可映射到沥青混合料试验中.但对于低温性能而言,沥青胶浆试验中的粉油比映射的是沥青混合料中石油比(集料与沥青的比例)的概念,粉油比越大,沥青用量越少,沥青胶浆的低温性能越差.因此,低标号沥青混合料的设计原则是:在保持较高的粉油比不变的条件下,提高混合料中的沥青及其沥青胶浆的用量,单纯强调减少沥青用量抵抗高温车辙的做法是不足取的,建议在低标号沥青混合料配合比设计中限定最小沥青用量.     

基于回收木质集料的沥青混合料路用性能研究

用回收木质材料代替石料制备了沥青混合料,采用室内正交试验设计了不同的材料组成,研究了不同材料组成对木质集料沥青混合料性能的影响.结果表明:结合料对木质集料混合料路用性能的影响最为显著;在最佳材料组成下,木质集料混合料的路用性能可以满足要求,但由于水稳定性能偏低,适宜用于干旱、半干旱气候分区.     

沥青混合料模量不同测试方法的比较分析

为了能够准确得到路面沥青混合料的模量,通过弯拉劲度模量试验、劈裂劲度模量试验、单轴压缩动态模量试验以及FWD反算模量等4种不同测试方法,得到了各测试方法对应的模量值及其发展规律,并对沥青混合料的不同模量测试结果进行了比较分析。结果表明,在相同的试验条件下,动态模量最大,其次为弯拉、劈裂模量,反算模量最小。模量值与试验条件也有很大关系,影响模量的试验因素主要有温度和试验加载的频率。温度越高,模量越低;频率越高,模量越大。     

小粒径大空隙排水沥青混合料性能试验

为实现超薄排水沥青路面的设计与应用,采用渗透性试验、摆式摩擦系数试验、动态摩擦系数试验、声波吸收系数试验、肯塔堡飞散试验、车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验,对最大公称粒径4.75 mm和13.2 mm的2种开级配型式与2种不同沥青混合料类型组合而成的4种大空隙排水沥青混合料的综合性能进行试验评价。试验结果显示,最大公称粒径4.75 mm级配形式的开级配沥青混合料的透水性能、摩擦性能及抗松散能力比最大公称粒径13 mm级配的沥青混合料略优,具有很好的排水降噪功能。环氧沥青混合料的使用,有利于提高小粒径大空隙排水沥青混合料的整体路用性能。