矿料级配对沥青混合料紫外线老化影响的分形描述

为定量描述矿料级配对沥青混合料高低温性能紫外线老化的影响,该文以AC-13S1、S2、S3、S4、S5和AC-16S1、S2、S3、S4、S5共10种级配为研究对象,通过室内紫外线老化试验,研究了紫外线老化前后不同级配沥青混合料动稳定度和低温劈裂强度的变化规律,并按分形几何基本原理,以集料粒径分布分形维数D作为表征不同级配特征的参数,建立了动稳定度降幅、低温劈裂强度降幅与粒径分布分维数D的相关关系。研究结果表明:紫外线老化后沥青混合料动稳定度及低温劈裂强度的降幅与粒径分布分维数D之间存在着较强的线性相关性;粒径分布分维数D越大,沥青混合料动稳定度受紫外线老化作用的影响越强烈,动稳定度降幅越大;粒径分布分维数D越小,沥青混合料低温劈裂强度受紫外线老化作用的影响越强烈,低温劈裂强度降幅越大。     

基于分形理论的沥青混合料级配组成分析研究

以分形理论为基础,对分形级配在密级配沥青混合料配合比设计中的适用性进行试验研究。研究结果表明:分形理论级配计算公式与传统级配计算方法具有高度相似性;分形级配与现行规范密级配设计上下限范围相关性较高;分形矿料级配需要对个别筛孔通过率进行修正;分形级配粗集料堆积密度在分维数D=2.5附近存在最大堆积密度;分维数D=2.40~2.55范围内,修正的分形矿料级配对应的AC-20沥青混合料和AC-16沥青混合料具有良好的高温稳定性、马歇尔体积指标和抗水损性能等路用性能。     

沥青混合料级配曲线走向的分形研究

不同级配曲线走向决定沥青混合料的结构类型,从而影响其各项力学性能。本文以SMA 13为例,在规范级配曲线范围附近选取5种代表性走向和5种随机走向,根据分形理论定量计算这10种级配的分形维数。通过沥青混合料的65℃车辙试验,指出代表性级配走向的分形维数与其动稳定度是线性相关的,提出回归公式,根据此回归公式预测5种随机走向沥青混合料的动稳定度值。     

浇注式沥青混合料动稳定度评价及影响因素试验研究

我国沥青混合料规范车辙试验评价的动稳定度一般高于800次/mm。浇注式沥青混合料车辙动稳定度较低(约200~1 000次/mm),对车辙试验仪灵敏度和精度的要求更高。通过对比测量A、B、C、D四个检测单位车辙试验仪的轮压力、试验轮接地压强、试验轮硬度、试验仪温度、位移传感器精度等因素对动稳定度的影响数据,分析这5个因素与动稳定度的相关性和影响规律,以及国标车辙试验对浇注式沥青混合料的适用性。试验结果显示:国标车辙试验适用于浇注式沥青混合料评价,但应对车辙试验仪进行更严格的校正;轮压力对车辙动稳定度有显著影响;位移传感器误差控制水平对浇注式沥青混合料车辙动稳定度的精度会带来一定影响。     

沥青混合料高温及水稳定性影响分析

通过正交试验详细分析了粗型AC-16沥青混合料高温及水稳定性指标车辙动稳定度、冻融劈裂强度比与沥青混合料级配各筛孔通过百分率、油石比之间的影响关系。分析表明,对车辙动稳定度指标影响最为显著的因素为油石比;对冻融劈裂强度比指标影响最为显著的因素为4.75 mm筛孔通过百分率。     

基于现场取样整体动稳定度的沥青面层结构组合优选

在某高速公路选取了不同车辙深度的多个横断面,在路肩处进行了全厚式沥青面层的取样,在三层式取样试件内部形成了沿厚度方向的温度梯度;开展轮辙试验测得了其整体动稳定度,分析了设计年限末路面车辙预估深度与实测整体动稳定度之间的关系;以15 mm车辙深度对应的整体动稳定度作为调研路段的结构抗车辙性能控制标准,开展了不同材料组合和厚度组合结构的轮辙试验,并以该整体动稳定度控制标准为依据进行了结构组合的优选。研究结果表明,通过分析现场车辙深度与对应沥青面层整体动稳定度之间的关系,确定沥青面层结构整体动稳定度的控制标准,此方法可以运用于类似道路的结构组合优选。     

汉堡车辙评价沥青混合料性能的适用性研究

通过采用不同级配、不同沥青胶结料、不同添加剂的沥青混合料进行汉堡车辙试验,分析汉堡车辙试验评价沥青混合料性能的适用性,试验结果表明:针对不同级配、不同改性沥青、不同添加剂的沥青混合料,汉堡车辙试验具有明显的区分度;沥青混合料采用车辙动稳定度试验时,车辙深度仅为1～2 mm,容易产生试验误差。汉堡车辙试验适用于评价沥青混合料的综合性能,包括高温与水稳定性能。     

各种高温稳定性能评价指标的对比分析研究

通过大量的室内试验,对车辙试验中的动稳定度DS、相对变形（δ车辙）及APA试验中的相对变形（δAPA）等不同沥青混合料高温稳定性能的评价指标进行了对比分析。研究发现：δAPA与δ车辙相比,高温中绝对变形相比：对粗型级配混合料而言,两个指标的平行性较差,对细型级配而言,平行性较理想,此时两者可换算。δ车辙与DS相比：用相对变形或动稳定度来评价混合料的高温稳定性都是可以的,但就两者与空隙率相关性角度来说,动稳定度评价指标要比车辙深度要更好些。     

级配离析对桥面上面层SMA-13的影响与评价研究

为探究级配离析对桥面上面层沥青混合料的影响,室内设计SMA-13的标准级配和4种离析级配,对不同的级配成型马歇尔试件,进行力学试验和车辙试验,测定其各项指标,并利用分形理论研究级配离析。研究结果表明:级配离析对沥青路面的空隙率和沥青饱和度影响很大,仅是轻度离析就超过了设计要求的上下限;SMA-13级配离析后抗水损害能力有所增强,但动稳定度下降很快;该文以修正的级配分维数D作为评价级配离析的指标,通过拟合级配分维数与空隙率的关系得到SMA-13的无离析D值范围为1.990~2.092。     

沥青混合料车辙试验研究

采用沥青混合料车辙仪对6种沥青混合料进行车辙试验,通过对沥青混合料车辙深度与时间及轮碾次数的关系的研究,提出了动稳定度DS1和动稳定度DS2,并进行对比分析得出动稳定度指标DS2较DS1合理.     

基于超标准(高温重载)试验条件的抗车辙沥青混合料优化设计研究

为研究超标准(高温重载)条件下沥青混合料的抗车辙性能，以及优选适用高温特重荷载路段的抗车辙沥青混合料配合比，通过改变车辙试验温度与荷载工况进行车辙试验，模拟路面实际受到的高温与重载。选取矿料种类、沥青种类、抗车辙剂NRP掺量、级配类型4个因素，使用正交试验设计法设计车辙试验方案，使用动稳定度评价沥青混合料抗车辙性能的优劣。通过极差分析得到不同因素的影响程度大小，确定优选组合；通过多元回归分析法，拟合3种沥青混合料的动稳定度与抗车辙剂NRP掺量、级配类型、温度和荷载因素之间的关系。试验结果表明：4个影响因素在超标准(高温重载)条件下对沥青混合料的高温稳定性影响程度大小排序为NRP掺量>级配类型>沥青种类>矿料种类；抗车辙沥青混合料最优组合为玄武岩矿料、SMA-13级配、1.5%NRP掺量、SBS改性沥青；多元回归关系式经验证，拟合效果较好。     

沥青混合料车辙试验研究

采用沥青混合料车辙仪对6种沥青混合料进行车辙试验，通过对沥青混合料车辙深度与时间及轮碾次数的关系的研究，提出了动稳定度DS1和动稳定度DS2，并进行对比分析得出动稳定度指标DS2较DS1合理。     

分形几何理论在沥青混合料研究中的应用

首先介绍了分形几何理论,根据分形几何理论建立了沥青混合料级配集料分布与分维数D的关系,给出了集料级配分维值的计算方法.分析了分维值对级配压实特性的影响,并且介绍了采用分维值定量预测评价沥青混合料的抗车辙性能和均匀性的方法.大量研究表明,采用分形几何理论研究沥青混合料微细观结构与路用性能的关系是一种合理且有效的方法.     

SBS改性沥青软化点与混合料动稳定度关系的研究

为了检验SBS改性沥青软化点与动稳定度的关系,首先列举了SBS改性沥青各种复杂的流变现象,然后用车辙试验来检验沥青在流变性能上复杂变化时是否动稳定度也会出现相应的变化,并将动稳定度与相应的软化点进行了对比分析,得出了软化点的适用范围及与车辙试验动稳定度的关系.     

不同种路用抗车辙剂应用性能分析

为了对比研究抗车辙剂工程应用性能,基于AC-20C、AC-16C基质沥青和改性沥青混合料,进行了沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度、低温弯曲破坏应变、车辙动稳定度试验。结果表明:2种抗车辙剂均可在不改变沥青混合料的最佳油石比的基础上,显著提高沥青混合料的马歇尔稳定度和动稳定度,改善混合料的低温抗裂性;对于普通沥青混合料AC-20C、AC-16C,两种抗车辙剂的适宜掺量在0. 3%～0. 4%之间,对于重载幅路面掺加高模量抗车辙剂时,两种抗车辙剂的适宜掺量范围可控制在0. 2%～0. 4%之间。     

沥青混合料动稳定度温度特性分析

为了分析沥青混合料动稳定度的温度特性,对选用的2种沥青、3种矿料级配的沥青混合料进行不同试验温度条件下的车辙试验,并利用给出的Boltzmann S形成长曲线模型,量化分析沥青混合料动稳定度变化规律,提高了传统的60℃动稳定度的适用性。试验结果表明:沥青混合料"动稳定度-试验温度"试验结果与Boltzmann S形成长曲线有良好的相关性,不同沥青种类及混合料类型条件下曲线拟合的相关系数均在0.97以上;沥青混合料动稳定度随温度变化而产生突变的温度节点出现在软化点附近0~5℃,并且在选用的温度范围内,改性沥青混合料对环境温度的敏感程度整体上要大于基质沥青混合料。     

四川省沥青混合料容许动稳定度研究

针对我国规范中沥青混合料动稳定度标准的不足,结合四川省气候条件制定不同分区沥青混合料的容许动稳定度。首先根据四川省的地形与气温条件,提出沥青路面车辙气候分区;选用沥青混合料车辙预估模型,提出沥青混合料容许动稳定度的确定方法;推荐了四川省不同分区不同沥青面层的动稳定度容许值,为更为合理地设计沥青混合料以控制路面车辙提供参考。     

沥青混合料车辙影响因素研究

对PR和RA两种添加剂不同掺量的AC-20C和SUP-20两种级配的沥青混合料进行车辙试验.采用动稳定度、相对变形参数和综合稳定指数对混合料的抗车辙性能进行评价,且应用灰色关联分析及统计学检验方法对车辙试验结果进行分析.结果表明马歇尔特征值中的马歇尔稳定度和马歇尔模数是影响车辙试验结果的主要因素;在PR或RA相同的试验条件下,级配由AC-20C转变为SUP-20时,对车辙试验结果影响较小.改性剂PR或RA对改善沥青混合料的抗车辙性能显著有效,且PR对混合料的改性性能优于RA.     

沥青混合料高温性能评价指标研究

为研究常规的高温性能评价指标与混合料抗剪强度的相关性,引入骨架接触度SSC和骨架稳定度S指标来表征矿料级配的骨架结构特征,对3种不同矿料级配的AC-13沥青混合料进行了60℃条件下的车辙试验、无侧限抗压试验及单轴贯入试验,分别采用动稳定度、永久变形量及抗剪强度来评价沥青混合料的高温强度性能,并对矿料骨架结构特征、动稳定度、永久变形与抗剪强度的相关性进行了分析。结果表明:①骨架接触度SSC和骨架稳定度S与混合料的抗剪强度正相关,可用来进行混合料高温稳定性的初期设计,提高混合料高温性能设计的可靠度;②动稳定度与抗剪强度具有很好的相关性,可较好地反映混合料的高温性能,但离散性较大,当两种沥青混合料的高温性能相差不大时,采用动稳定度指标来评价高温稳定性时敏感性和区分度均较低,可靠性不高,此情形下建议增加抗剪强度指标进行高温性能评价;③车辙试验的永久变形与混合料抗剪强度相关性较差,不适合用来直接评价混合料的高温性能。     

抗车辙剂用量对沥青混合料路用性能的影响

以AC-16为研究对象,研究不同抗车辙剂用量对沥青混合料路用性能的影响,结果表明:沥青混合料动稳定度随着抗车辙剂的增加呈线性增加,线性回归公式为y=1 657.2x+1 029.4,且相关系数R2大于0.98,相关性较好;随着抗车辙剂用量的不断增加,沥青混合料的低温弯曲应变同样呈线性增加,线性回归公式为y=94.714x+1 875,相关系数R2也大于0.98,相关性较好;抗车辙剂的添加对沥青混合料水稳定性的影响与高温、低温的影响不同,残留稳定度及冻融劈裂强度比并不是随着抗车辙剂的掺加而不断增大,而是呈现先增大后减小的趋势,且均在抗车辙剂用量为3‰时达到峰值,建议抗车辙剂用量不超过3‰。