基于SCB试验的沥青混合料低温性能评价指标研究

研究沥青混合料低温性能评价指标与路面开裂状况之间关系,是合理确定沥青混合料低温性能评价标准的重要依据。为解决传统小梁弯曲试验同现场开裂相关度不高的问题,针对现场不同裂缝间距段落的芯样,引入半圆弯曲试验（SCB）开展混合料低温断裂与抽提沥青BBR试验研究,建立沥青路面开裂间距与沥青混合料断裂能、断裂韧性、劲度模量等指标的关系。从SCB与BBR对比试验可得出结论：改进后的SCB试验能真实反映吉林地区沥青路面实际低温开裂状况;提出了寒区沥青路面低温开裂判定标准;并通过断裂能及断裂韧性等指标的对比分析,提出采用SCB试验的断裂能作为混合料低温性能的评价指标更为合理。研究成果丰富了沥青混合料低温性能评价方法,为完善沥青路面低温抗裂设计提供了技术支撑。     

基于SCB的片麻岩-复合改性沥青混合料断裂性能研究

为研究片麻岩-复合改性沥青混合料的断裂特性,文章采用马歇尔试验进行了片麻岩-复合改性沥青混合料配合比设计,并制备半圆弯曲试验试件,利用不同温度条件下半圆弯曲试验的破坏荷载和位移,计算评价沥青混合料抗裂性能的指标。结果表明：与-15℃时的最大弯曲力相比,-10℃和0℃分别降低了23.5%、24.2%;断裂能随温度的升高而减小,-10℃和0℃时的断裂能比-15℃分别下降了17.02%、51.86%;开裂阻力指数随温度的变化规律,与最大弯曲力和断裂能随温度的变化规律具有一致性。     

基于ANSYS的带切口沥青混合料试件半圆弯曲试验参数分析

采用带切口的试件进行半圆弯曲试验(SCB),可以更好地评价存在反射裂缝的沥青混凝土路面的抗裂性能。为了明确试件厚度、切口宽度、切口深度、支座间距等试验参数对带切口SCB试件力学响应的影响,采用ANSYS建立三维有限元模型对SCB试验进行数值模拟。计算结果表明:试件厚度选择50mm,切口宽度选择1.5mm较为合适;切口深度需要选择15mm、20mm、25mm等3个切口深度值再进行试验验证;支座间距为试件直径的0.8倍时,切口底部拉应力最敏感。     

沥青混合料抗拉性能试验研究及力学特性分析

沥青混合料的抗拉性能是表征其低温与疲劳性能的重要指标。本文针对半圆弯曲试验(SCB)与劈裂试验(IDT)建立三维非线性有限元模型,对两种试验方法的受力特点与破坏模式进行数值模拟,并利用室内试验进行验证。结果表明:两试验中试件的力学响应规律明显不同;半圆弯曲试验试件主要承受拉应力,劈裂试验试件内出现压缩、拉伸、剪切多种受力模式交织现象;非轴对称受力时,劈裂试件的应力响应更为复杂,不能充分体现间接拉伸的目的。相比较而言,半圆弯曲试验更能模拟沥青混凝土路面的层底受拉状况。     

沥青混合料低温性能影响因素分析

该文介绍了沥青混合料低温性能影响因素的试验研究。为了分析沥青混合料的低温性能,在选择合理评价指标的基础上,通过-10℃弯曲试验的弯拉强度、破坏应变以及应变能密度分析了沥青类型、级配组成、空隙率以及老化程度对沥青混合料低温性能的影响。研究表明沥青类型及其老化程度、空隙率对沥青混合料的低温性能影响明显,而级配组成的影响较小,为了提高沥青混合料的低温性能应该采用改性沥青在尽量减少老化程度和最佳压实的条件下成型沥青混凝土。     

国外SCB(半圆弯抗)试验方法在沥青混合料中的研究与应用

SCB试验方法原用于评价岩石的性能,后引入到沥青混合料研究中,采用SCB试验可以进行静态弯拉、静态断裂和动态疲劳等多种试验,由于试验装置简单,试件来源多样,越来越多的研究者开始关注并采用这一方法进行沥青混合料研究.该文主要介绍了SCB试验方法在国外的研究和应用.     

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。     

水对沥青混合料低温性能影响的试验研究

沥青路面的开裂是路面的主要病害之一,因而是各国道路界普遍关心的问题,沥青路面的低温开裂受各种环境因素的影响。文章采用四种级配的沥青混合料,三种试验条件,探讨了水对沥青混合料低温性能的影响,为路面设计中沥青混合料的选用提供参考。     

纤维沥青混合料性能试验分析

通过对纤维沥青混合料的水稳定性试验、高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性能试验全面研究纤维沥青混合料的性能。结果发现:纤维和沥青的粘附性很好,掺纤维后沥青混合料水稳定性也得到了提高,但应注意控制混合料的空隙率;纤维使混合料高温稳定性增强,动稳定度明显提高;建议在车辙试验采用动稳定度为指标时,剔除部分虚假试验结果,正确评价混合料高温稳定性。同时,验证了纤维对混合料低温抗裂性和疲劳寿命都有提高作用,而且聚合物纤维对混合料各方面性能改善作用都较明显,木质素纤维对混合料水稳性改善明显。     

硬质沥青及其混合料疲劳性能对比试验研究

为了比较硬质沥青及其混合料疲劳性能的优劣,进行了A-30#、A- 70#和SBS改性沥青及其混合料的疲劳性能对比试验.用压力老化后残留沥青的动态剪切试验评价了3种沥青的疲劳性能,对相应的4种沥青混合料进行了三点弯曲疲劳对比试验.结果表明:不同温度时,3种沥青的抗疲劳性能大小顺序一致,优劣次序为:SBS改性沥青＞A-70...     

沥青混合料高温性能设计参数研究

首先分析了沥青路面车辙病害的形成机理和高温下沥青混合料的强度构成原理,探讨了间接拉伸(IDT)试验原理及其与沥青用量的关系;其次在不同试验条件下对AC-16和克拉玛依70#基质沥青构成的沥青混合料进行了IDT试验,分析了IDT强度的变化规律与影响因素;最后对IDT强度数据与车辙试验结果进行了相关分析.结果表明:可以采用IDT强度取代马歇尔稳定度和流值作为沥青混合料的高温性能设计参数;将试验温度为40℃、加载速率为50 mm·min-1作为IDT试验的测试条件较为合适.     

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。     

基于能量原理的沥青混合料疲劳寿命研究

应用半圆弯曲试验,基于能量原理,研究了不同应力比作用下AC-13沥青混合料的疲劳寿命与累积耗散能之间的关系。结果表明:在不同应力比作用下,两者之间存在良好的线性关系,从而建立一个新的沥青混合料疲劳寿命预估模型     

竹纤维沥青混合料的疲劳性能与其作用机理研究

为研究竹纤维沥青混合料的疲劳性能和纤维增强机理,采用四点小梁弯曲疲劳试验测试竹纤维沥青混合料的疲劳寿命,并与木质素纤维沥青混合料进行对比分析.采用扫描电子显微镜(SEM)从微观角度揭示纤维增强沥青混合料疲劳性能的作用机理.结果表明:在相同的应力水平下,竹纤维沥青混合料的疲劳寿命与木质素纤维相当,其抵抗疲劳重复荷载的能力...     

寒冷地区沥青混合料老化后的低温弯曲特性分析

沥青混合料在施工与使用过程中必然受到老化影响,导致其使用性能衰变。通过短期热老化和长期热老化后的沥青混合料低温弯曲蠕变和弯曲试验,分析了老化过程、沥青种类、沥青用量、矿料级配等对寒冷地区沥青混合料低温弯曲特性的影响。试验得出,短期老化对沥青混合料低温弯曲特性的影响明显,沥青种类、沥青用量和矿料级配的影响程度与新拌混合料有所不同。结果表明,寒冷地区沥青混合料设计中应考虑老化对混合料低温弯曲特性的影响,可以用短期老化后的0℃弯曲蠕变试验评价混合料老化后的低温抗裂性能。     

环氧沥青混合料疲劳衰变特性试验

为获取钢桥面铺装环氧沥青混合料的疲劳衰变特性,首先基于正交异性桥面板-铺装层组成的复合结构模型,计算出标准胎压、超载50％以及超载100％胎压作用下铺装层的最大拉应变,作为疲劳试验应变水平的选取标准;然后,采用小梁四点弯曲疲劳试验对3组不同温度和不同应变条件下的环氧沥青混合料疲劳性能进行测试;最后,利用威布尔公式对不同温度与应变条件下的环氧沥青混合料疲劳寿命与疲劳裂纹扩展时的作用次数进行预测.结果表明:环氧沥青混合料初始模量大小仅与温度相关,与应变水平无关;在10℃和20℃时,1.38 MPa以下胎压以及30℃时0.7 MPa胎压作用500万次均不发生疲劳破坏;30℃时,1.1 MPa和1.38 MPa胎压分别作用66 833次和35 480次出现疲劳损坏现象;相同应变作用下,试验温度越低,小梁疲劳破坏越快;环氧沥青混合料疲劳曲线可明显分为试验设备稳定、疲劳裂缝启裂、疲劳裂缝扩展3个阶段.研究结果可为环氧沥青混合料铺装疲劳寿命预估以及预防性养护提供理论依据.     

沥青混合料高温性能试验方法

基于局部加载的思想设计了一种新的试验方法(局部三轴试验)来正确模拟路面实际状态,并获得准确的沥青混合料永久变形计算参数。通过ABAQUS有限元计算出试件、压头和底座的合理尺寸;利用该试验方法和常规三轴试验对AC20和SMA13沥青混合料进行了重复荷载蠕变试验,基于不同试验结果回归的参数对车辙试验建模计算,并与实测车辙对比分析。结果发现,局部三轴和传统三轴试验结果的规律性一致,流动次数FN均随温度和应力的增大而减小,且沥青混合料在高温或重载下均表现出较大的变形速率。但与车辙试验实测车辙量及永久变形率相比,由传统三轴试验所得参数计算出的结果偏小,而局部三轴试验所得参数计算出的车辙量及永久变形率与实测值较为一致;且从试验设备要求、试件制备过程和试验操作等方面分析,局部三轴试验更加简单易行。     

掺抗车辙剂沥青混合料性能试验研究

高速公路沥青混凝土路面车辙问题是困扰公路界的一大难题.通过采用东海A-70及东海SBS改性沥青,对4种AC-20沥青沥青混合料高温稳定性、低温性能及水稳定性进行了室内研究.试验结果表明:抗车辙剂可显著提高沥青混合料高温稳定性,降低沥青混合料温度敏感性,同时可以提高沥青混合料水稳定性,且低温性能降低较小.掺抗车辙剂沥青混合料可满足南方高温多雨地区的需要,具有一定的推广价值与应用前景.     

纤维沥青混合料最佳纤维掺量试验研究

在原材料物理力学性能试验的基础上,利用图解法并经过配合比凋整和优化,得出AC-13 Ⅰ矿料的配合比.在此基础上,通过不同纤维种类、不同纤维掺量下沥青混合料的马歇尔试验,分析纤维种类和掺量对最佳沥青用量OAC、OACmax和OACmin的影响,从纤维在沥青混合料中分散程度出发,得出纤维最佳掺量.进一步通过高温车辙试验,分析纤维增强机理,研究不同纤维种类和不同掺量对沥青混合料动稳定度的影响,从纤维对沥青混合料高温性能的影响特征出发,得出不同种类纤维的最佳掺量.结果表明,不同种类的纤维在沥青混合料中对应着不同的最佳掺量;马歇尔试验和高温车辙试验所确定的沥青混合料最佳纤维掺量具有较好的相关性;最后,建立了考虑基体沥青混合料动稳定度与纤维掺量、纤维类型影响的纤维沥青混合料动稳定度的计算模型.     

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%。