高温环境对潮湿地区沥青路面抗滑性能影响的实验分析

在高温环境下,对潮湿地区3种级配沥青混合料SMA-13、OGFC-13、AC-13的路面抗滑性能影响进行了分析。结果表明,随着温度增加,3种级配沥青混合料的迟滞分量、摩擦系数总体呈现降低趋势,随温度的变化,粘附分量变化趋势由于级配不同存在差异。随着温度降低,混合料摆值衰减速率增加,在温度为35℃时,沥青混合料摆值衰减呈现出先增大后减小最后趋于平稳的趋势。在温度为5℃时,沥青混合料摆值衰减呈现出逐渐减小最后趋于平稳的趋势。在磨光200次后,AC-13构造深度进入稳定阶段;在磨光2 050次后,SMA-13构造深度进入稳定阶段。SMA-13构造深度要远大于AC-13的构造深度,经过磨光就能与稳定构造深度相接近。     

不同温度沥青混合料动稳定度试验研究

温度是造成沥青路面车辙病害的直接因素。阐述沥青路面车辙病害的影响因素,指出温度的重要性,以常用面层混合料类型SMA-13及AC-13沥青混合料为研究对象,研究不同温度(20~70℃)下沥青混合料动稳定度的变化规律。研究结果表明:沥青路面动稳定度随温度的升高呈下降趋势,且温度越高沥青路面动稳定度下降就越快,温度超过65℃时,SMA-13及AC-13沥青混合料的动稳定度皆不满足要求,当温度小于50℃时,2种混合料的动稳定度下降较缓慢,温度大于50℃时,2种混合料的动稳定度急剧下降,且AC-13沥青混合料的抗高温能力不及SMA-13沥青混合料的;应将沥青路面的温度控制在50℃以下,从而可会大大减少沥青路面的车辙病害。     

沥青混合料的渗透性试验研究

为探讨高速公路路面结构中沥青混合料的渗透性能,采用变水头柔性侧壁渗透仪分别测定了不同空隙率水平下SMA-13,AC-16,AC-20三种沥青混合料的渗透系数,同时结合相关研究成果,将空隙率影响沥青混合料渗透系数的变化关系进行对比分析,结果表明:①三种级配类型沥青混合料的渗透系数均随空隙率的增大而增大,渗透系数的拐点位置在空隙率8%~9%之间;②空隙率8%时,连续级配AC-16和AC-20的渗水系数低于间断级配SMA-13;空隙率8%时,SMA-13的渗透系数则小于AC-20;③相同空隙率的条件下,AC-16的渗透系数明显小于AC-20。     

基于红外热成像技术的沥青路面降温特性研究

为分析大风、大温差地区沥青路面降温特性,文中探究红外热成像技术在沥青路面施工中的应用方式与效果,并通过红外热成像仪监测现场施工时AC-20C和SMA-13在铺筑过程中的降温曲线,分析在不同环境温度、不同风速、不同混合料类型下各混合料的降温特性,并计算有效碾压时间。结果表明,2种类型混合料降温速率随着风速的增大和环境温度的下降而逐渐增大,有效碾压时间也随之减少;相比于AC-20C沥青混合料,SMA-13受风速和环境温度的影响较大,在此基础上建立了以风速、环境温度作为变量的2种沥青混合料有效碾压时间的预估模型。     

沥青混合料半圆弯曲低温断裂-愈合特性

采用半圆弯曲(SCB)试验评价了不同级配沥青混合料在低温环境中产生宏观开裂后的自愈合性能。在0℃时将带有切缝的AC-13,SMA-13,AC-20混合料半圆试件进行SCB断裂-愈合-断裂试验。根据试验结果计算获得了半圆试件宏观开裂的临界荷载、临界断裂能和J积分断裂韧度,并将愈合后和愈合前的临界荷载比、临界断裂能比和J积分断裂韧度比定义为沥青混合料自愈合指数,用其量化分析沥青混合料的自愈合性能。研究结果表明:采用SCB试验可以评价沥青混合料的宏观开裂自愈合性能,在0℃时发生宏观开裂的沥青混合料在一定环境中能发生自愈合,如在100℃环境中愈合8 h后,愈合指数超过50%;愈合指数随温度和时间的增加而增加,但存在一个有效愈合期,超过该愈合期后,提高温度和延长时间对愈合能力无显著提高,在愈合时间8 h时,有效愈合温度宜为60℃,在愈合温度为60℃时,有效愈合时间宜为8 h;相同条件下,混合料开裂程度越大,愈合能力越低;沥青混合料自愈合性能除了与沥青用量有关,还受混合料级配矿料粒径大小的影响,本研究中沥青混合料愈合能力大小顺序为:AC-13SMA-13AC-20。     

表面层三种沥青混合料水稳性试验分析研究

采用马歇尔与Superpave相结合的方法设计了SMA-13、SAC-13和AC-13三种沥青混合料。对4%、7%、10%和13%的空隙率成型3种混合料试件,进行冻融劈裂试验,并对SAC-13进行了短期老化和长期老化后的冻融劈裂试验。通过分析比较得出,空隙率为4%时,3种混合料的水稳性好坏顺序为:SMA-13>SAC-13>AC-13。对SAC-13沥青混合料,TSR随老化时间增加而增大;普通状态时,空隙率VV增大,TSR减小;老化后,空隙率VV增大,TSR却增大。     

高性能橡胶沥青及其混合料性能的试验研究

为研究高性能橡胶沥青及其混合料的性能，选取了具有代表性的SMA-13，AC-13以及橡胶沥青间断级配ARHM-13，并与4%SBS掺量改性沥青下AC-13和SMA-13的对比性试验，研究高性能橡胶沥青混合料的体积指标及路用性能。结果表明:采用与SBS完全相同的生产工艺，能够实现高性能橡胶沥青的生产，且制备得到的高性能橡胶沥青不仅达到了湿法拌制的技术标准，而高温储存改性剂离析指标还达到了SBS改性沥青的水平；高性能橡胶沥青适用于传统连续级配、SMA间断级配以及橡胶沥青专用的间断级配ARHM，同时，高性能橡胶     

基于约束试件温度应力试验评价几种沥青混合料的低温性能

为了准确评价沥青混合料低温性能,利用自行开发的约束试件温度应力试验设备对AC-16、AC-20、SMA-13和SMA-16沥青混合料的低温抗裂性能进行了评价分析。试验结果表明:沥青品种与混合料类型对沥青混合料的低温抗裂性能有着显著的影响;成品SBS改性沥青有着较好的低温性能;SMA类沥青混合料低温性能优于AC类沥青混合料。     

温拌沥青混凝土路用性能研究及应用

采用SG温拌剂,针对4种级配类型(SMA-13、AC-13、AC-20、Sup-20)的沥青混合料,确定最佳油石比及拌和、压实温度;在最佳油石比条件下进行水稳定性、高温性能、低温性能等试验。结果表明:SG温拌改性沥青混合料拌和温度较热拌沥青混合料降低20℃左右;4种级配类型温拌沥青混合料水稳定性、高温性能、低温性能均符合规范要求;SG温拌剂B组分用量为0.2%～0.3%时,温拌沥青混凝土车辙试验动稳定度指标提升较快。     

高速公路沥青面层混合料开裂性能指标试验研究

文章通过低温间接拉伸蠕变试验和路面抗裂性能(OT)试验对通车年限相同、地理环境相近但不同沥青面层结构的高速公路沥青面层混合料芯样进行了不同角度的试验分析研究,得出了相对应的试验性能指标。结果证明,蠕变柔量和开裂损失率指标可有效预测和评价沥青面层混合料开裂现象,即在相同试验温度条件下,SMA-13级配沥青混合料蠕变柔量大于AC-16和AC-20级配沥青混合料蠕变柔量,且AC类沥青混合料的低温蠕变柔量变化快于SMA类沥青混合料,而抗开裂性能指标中AC-16与AC-20级配沥青混合料相近,SMA-13级配沥青混合料抗开裂性能损失程度最小,因此加铺SMA结构的沥青混合料面层结构适应变形的能力强,沥青路面不易开裂。     

高模量剂对沥青及其混合料性能的影响研究

为了讨论高模量剂对沥青及不同类型沥青混合料性能的改善作用,该文通过试验研究了高模量剂掺量对沥青粘温性能和高温性能,以及对AC-13和SMA-13两种混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能的影响。结果表明:增大高模量剂掺量使沥青粘度和G*/sinδ大幅提高,当掺量大于6%时G*/sinδ提高不明显;加入高模量剂大幅提高了两种沥青混合料的高温稳定性,将两种沥青混合料的DS和G*/sinδ之间进行线性回归,其中AC-13的回归斜率值大于SMA-13,说明高模量剂对AC-13高温稳定性的改善效果大于SMA-13;在一定范围内增大高模量剂掺量能提高两种混合料的低温抗裂性和水稳定性,其中当掺量为4%和6%时,AC-13的低温抗裂性和水稳定性分别达到最佳值,而当掺量为6%时,SMA-13的低温抗裂性和水稳定性同时到达最佳值,当掺量相同时AC-13的低温抗裂性优于SMA-13。综合考虑,AC-13的最佳高模量剂掺量为4%,而SMA-13的最佳高模量剂掺量为6%。     

表面构造对沥青道面无核密度仪测试结果的影响

为研究不同级配沥青混合料表面纹理构造对无核密度仪(Pave TrackerTM Plus2701-B)测试影响程度;该文分别利用无核密度仪和表面铺砂法对不同类型混合料进行压实密度和表面构造深度测试.结果显示:沥青混合料表面纹理构造会对无核密度仪产生一定影响,且随表面纹理构造不均匀性的增加而增大,这主要与混合料级配类型有关,其中SMA-13对其影响最小,AC-20次之,ATB-25最大;然而,利用表面铺砂可以有效降低由表面纹理构造不均匀产生的影响.因此,建议针对ATB-25类型混合料可采用表面铺砂后进行检测,而SMA-13和AC-20则不必采用.     

SMA-13与AC-13路面老化低温力学性能对比研究

通过老化沥青混凝土SMA-13结构与AC-13结构三点弯曲试验,研究低温老化对SMA-13结构与AC-13结构的弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量的影响规律。试验结果表明:加载速率相同条件下,-30℃的试件破坏的弯拉强度和弯拉应变小于-10℃的试件的弯拉强度。在加载速率和温度条件相同时,未老化试件破坏的弯拉强度和弯拉应变大于老化后的试件。老化时间越长,高低温度之间的弯拉应变差别越大。在低温条件下,小梁试件的弯拉应变与老化之间有较好的指数变化规律。同时SMA-13与AC-13沥青混合料的弯曲劲度模量与老化之间也呈现良好的指数关系。通过对小梁试件破坏前的弯曲应变能的计算,可得知在短期老化附近,SMA-13与AC-13沥青混合料具有最大的弯曲应变能。     

温拌橡胶沥青混合料浸水劈裂性能研究

为了检验浸水时间、温度以及空隙率对温拌橡胶沥青混合料水稳定性的影响,对温拌橡胶沥青混合料WMRAC-13进行了不同浸水时间、浸水温度与空隙率下的劈裂强度试验。试验结果显示,基于马歇尔试验方法的温拌橡胶沥青混合料设计结果满足冻融劈裂技术要求;60℃和4℃下的浸水劈裂强度均随浸水时间的增加而衰减,但60℃的浸水劈裂强度比4℃衰减更快;60℃和4℃下的浸水劈裂强度随浸水时间增加而衰减,拟合曲线分别采用二阶多项式和幂函数拟合的相关性最好,其衰减曲线的拐点分别在浸水3d和浸水20d;与此同时,浸水劈裂强度均随空隙率的增大而衰减,拟合曲线采用二阶多项式具有较好的相关性,其衰减曲线拐点分别为7%和7.5%。     

级配离析对沥青混合料抗水损坏能力的影响研究

分别利用级配检验和无核密度仪检测的方法,调查总结了AC-25和AC-13沥青混合料摊铺离析和压实离析的规律。依据该规律设计模拟级配离析和压实离析的混合料,进行了模拟动水压力试验以评价它们的抗水损坏能力。与设计级配AC-13C混合料相比较,模拟摊铺机端部离析和容许级配最粗离析的沥青混合料在动水冲刷3 h,即正负压交替作用1 350次后,25℃劈裂强度损失都超过了30%;当击实功不足时,容许级配最粗离析的沥青混合料在动水冲刷3h后25℃劈裂强度损失48.2%。即使不考虑压实不足,模拟级配粗离析和容许级配最粗离析的AC-13C混合料都显得抗水损坏能力不足。从保证沥青混合料抗水损坏能力的角度建议了沥青混合料生产和现场摊铺阶段的级配控制要求。     

温度离析分布对沥青混合料压实性能影响研究

通过红外热像仪对沥青路面下面层摊铺面和碾压面进行温度均匀性探测,同时采用无核密度仪(PQI)对面层压实度进行无损快速检测,探索AC-25沥青混合料温度离析状态下压实度变化规律。结果表明:细部瑕疵造成的点状离析对沥青混合料压实度影响较小,而呈带状的横向或纵向离析因沥青混合料本身交换热作用范围有限,其对沥青混合料压实度影响显著。根据红外热成像技术及沥青混合料压实度无损检测技术可有效确定初夯后路表临界温度,在大气温度为13℃条件下,沥青混合料路表临界温度宜控制在115℃以上。对于不同温度离析程度的测点进行压实规律测试分析表明:沥青混合料随着压实次数增加压实度逐渐增大,低于临界温度的离析点可一定程度增加压实功而改善压实效果。     

车辙动稳定度适用范围及纠偏方法试验研究

车辙试验进行沥青混合料高温稳定性的评价目前已经在世界范围内普遍进行,其可行性已经得到了大量实例验证.但是不同类的沥青混合料车辙试验动稳定度的评价结果准确性存在差异.针对AC-10、 AC-13、 AC-16、 SMA-13、 SMA-16、 SMA-20等6种沥青混合料,采用不同压实荷载成型进行沥青混合料的车辙试验,检验采用动稳定度DS进行沥青混合料高温稳定性判定的准确性、适用范围并提出采用相对变形进行骨架密实类沥青混合料高温稳定性的辅助判定.     

连续摊铺与间断摊铺沥青混合料劈裂强度与温度的关系

沥青混合料在不同温度条件下会有不一样的性能,规范采用-10℃评价沥青混合料的低温性能,而我国北方寒冷地区冬季温度要低于-10℃,这就存在两个问题:一是沥青混合料在低于-10℃下的劈裂抗拉性能会如何变化,二是连续与间断摊铺沥青混合料在不同温度下的劈裂强度又有什么样的关系。基于此,为了对比分析连续与间断摊铺沥青混合料在不同温度下的劈裂强度大小关系,通过室内模拟连续摊铺与间断摊铺施工工艺,制作了上层AC-13/下层AC-16和上层AC-16/下层AC-20两种不同级配组合下的双层马歇尔试件,经过20,10,0,-10,-20℃5种不同温度处理后,采用1 mm/min和50 mm/min两种不同加载速率,研究了连续与间断摊铺沥青混合料劈裂强度的变化规律。研究结果表明:不同温度条件下,连续摊铺沥青混合料劈裂强度要比间断摊铺沥青混合料劈裂强度大;连续与间断摊铺沥青混合料劈裂强度都随温度的降低而升高;从不同温度下的劈裂抗拉强度来看,上层AC-13/下层AC-16组合比上层AC-16/下层AC-20组合好;相同条件下,加载速率越快,测得的劈裂强度越高,加载速率越慢,测得的劈裂强度越低。     

掺钢渣再生沥青混凝土的制备及路用性能研究

再生沥青混凝土制备过程中仍需耗费大量的天然石材,天然石材的开采对环境造成了一定的破坏。该文采用钢渣与回收沥青路面材料RAP作为集料加入新沥青制备掺钢渣再生沥青混凝土,制备RAP掺量分别为25%、30%、35%的AC-13掺钢渣再生沥青混凝土,通过试验研究不同RAP掺量下的AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性以及力学性能、低温性能规律,并制备RAP掺量为11%的SMA-13掺钢渣再生沥青混凝土,评价SMA-13掺钢渣再生沥青混凝土的路用性能。试验结果表明:AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的动稳定度均大于2 300次/mm,且随着RAP掺量增加而降低;AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的浸水残留稳定度均大于80%,满足规范要求; AC-13混合料的劈裂强度可达2 MPa以上,高于普通沥青混凝土;AC-13混合料的低温弯曲应变均为2 400以上,且随着RAP掺量增加而降低。SMA-13混合料各项性能指标也均达到规范要求。     

沥青混合料施工过程温度离析及改善措施

为了分析改性沥青混合料在装料、运输、摊铺和碾压等施工过程中温度离析,本文使用红外热像仪检测材料温度分布。结果表明:拌和过程中存在不同批次改性沥青混合料的温度离析;运输中的温度离析集中在与环境接触的沥青混合料表面;摊铺机的螺旋布料器中间吊架后存在一个温度较低的带状区域;压实过程中温度离析可分为点分布和带状分布,离析程度随料温降低而逐渐减小。综合以上温度离析分析结果,本文提出了改善沥青混合料温度离析的措施。