不同类型沥青混合料冻融劈裂试验研究

参照美国AASHTO T283 Lottman试验着重探讨不同类型、不同空隙率水平及不同老化程度对沥青混合料冻融劈裂试验结果的影响,为选择沥青混合料及施工控制提供理论指导.     

沥青混合料劈裂试验参数研究

本文在大量试验的基础上，研究了沥青混合料劈裂试验参烽，分析了沥青混全料材料参数随温度的规律。这对路面结构设计具有实际意义。     

沥青混合料水损害评价方法中试验条件的研究

我国现行规范规定采用残留马歇尔稳定度和冻融劈裂试验来评价沥青混合料抗水损害的能力，但是由于试验条件控制不够合理，与路面实际状态并没有建立良好的关系。因此，在分析了现行的水稳定性评价方法不足的基础上，本文重点讨论了空隙率和饱水率对冻融劈裂试验结果的影响，通过试验研究提出常规冻融劈裂试验空隙率应控制在7％～8％或采用马歇尔标准击实25次，饱水率应控制在60％～75％。     

反复冻融条件下沥青混合料的间接拉伸试验研究

当遭遇突变天气如低温冰雪时,路面材料长时间处于有水、低温冰冻状态及温度交替变化过程中,由于水分和温度共同作用引起的道路冻融损坏现象较为普遍。通过在室内模拟水温冻融环境,对多次冻融后的沥青混合料进行了间接拉伸类试验(劈裂试验),通过试验分析了水温冻融条件下沥青混合料的劈裂强度、冻融劈裂强度、劈裂疲劳性能的变化规律。结果表明,沥青混合料的强度、水稳定性、疲劳性能随反复冻融衰减明显。     

沥青混合料冻融劈裂微观结构损伤特性分析

量化研究了沥青混合料冻融劈裂试件微观结构的损伤特性。基于冻融劈裂前后试件的CT图像,以CT值和损伤变量为基础,根据试件内部损伤特征,借助损伤力学基本概念,通过适当的数学假设,建立了冻融劈裂前后沥青混合料试件内部结构CT值分布规律的数学模型。利用CT值和损伤变量实现了对冻融劈裂前后试件内部微观损伤的量化。以损伤力学概念为基础,给出了沥青混合料损伤密度的定义,推导了以CT值表示的混合料密度损伤变量表达式,从而将CT值和损伤变量联系起来。利用损伤变量可以对混合料试件冻融劈裂前后内部微观结构的变化进行对比分析,实现了试件内部微观损伤特性变化的定量对比。对冻融劈裂前后试件上中下3个层位损伤变量的计算结果表明,冻融劈裂后试件各层位相应的损伤变量均有不同程度的增加,与CT图像表明的试件内部损伤明显加剧相吻合。     

沥青混合料劈裂试验数值模拟

应用有限元软件ABAQUS,采用合适的材料模型建立有限元模型,模型网格按不同密度进行划分,对沥青混合料劈裂试验进行二维与三维数值模拟对比研究。通过研究,对劈裂试验中沥青混合料试件内的应力、应变分布及变形特性和变化规律有了深入的认识,并据此得出沥青混合料的强度参数。结果表明,有限元模拟中,网格划分密度、划分形式对模拟结果有较大影响;对于不同的沥青混合料,其劈裂试验模拟应以相应材料的单轴抗压试验结果为材料特性进行定义;经三维模拟及理论对比验证,简化二维模型在一定条件下是可行的。对沥青混合料性能试验进行数值模拟研究,是一种形象直观、快速高效的研究手段,对沥青混合料研究水平的提高有一定意义。     

沥青混合料水稳性试验研究

通过对不同级配的沥青混合料进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和APA浸水车辙试验,比较得出不同级配对水稳性的影响以及评价沥青混合料水稳性3种试验方法的优劣。最后得出APA浸水车辙试验评价沥青混合料的水稳性能较好地模拟实际路面发生水损害的条件。     

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。     

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。     

APA沥青混合料疲劳性能试验研究

文中结合耒（阳）－宜（章）高速公路，通过使用沥青路面分析仪（APA），对采用SHRP试验仪器进行材料试验并应用Superpave方法设计的几种不同沥青混合料进行混合料的疲劳性能试验，得到了不同的改性沥表及沥青老化对APA沥青混合料的疲劳试验结果，分析了不同混合料的APA疲劳性能差异的原因，并指出了进一步完善的方法。     

不同沥青混合料高温性能对比试验研究

选用30#沥青、70#沥青和SBS沥青进行3大指标试验和粘度试验,结果表明30#沥青的高温稳定性好;基于同轴剪切试验和车辙试验,对AC-20和AC-162种级配,六种不同沥青混合料的高温稳定性能进行评价,试验结果表明30#沥青混合料高温稳定性好,使用30#沥青可提高沥青混合料的抗剪及抗车辙能力.     

基于CT扫描与图像处理技术的沥青混合料空隙特征分析

为了探究沥青混合料空隙特征,以不同级配类型与成型方式的沥青混合料为研究对象,采用CT无损扫描技术获取大量断面图像,应用Matlab软件对断面图像的空隙部分进行识别与分析,得到了空隙在试件内部的分布规律以及空隙分形维数的变化规律.采用压力机模拟沥青混合料马歇尔稳定度的试验过程,并在不同阶段扫描试件,获得其断面图像,确定了...     

沥青混合料抗剪性能试验研究

基于单轴贯入试验这种全新的沥青混合料抗剪强度评价方法,研究沥青混合料公称粒径大小对于该试验的影响.通过不同级配的沥青混合料在不同试件尺寸及压头尺寸下的贯人试验,得到抗剪强度变异性规律.同时结合有限元模型分析结果,得到与公称粒径大小相匹配的贯入试验参数.研究表明:对于沥青混合料最大公称粒径大于或等于20 mm时.采用0150×100 mm试件和042 mm压头可满足工程精度要求.     

沥青混合料最佳油石比确定方法试验研究

基于沥青混合料的力学强度、路用性能和微观结构及体积指标,用最大粘结力法、最大疲劳寿命法和沥青体积法设计沥青混合料的最佳油石比,并分析对比各方法的优缺点。     

基于分形理论的沥青混合料车辙试验研究

用分形理论对沥青混合料中粗集料骨架间隙的特征进行了分析评价.通过对混合料试件的切割获取截面图像,应用数字图像处理技术,得到粗集料骨架间隙的分形维数,提出了计算方法.以FAC-20为例,计算了原始试件和车辙试验中不同加载时段粗集料骨架间隙分形维数的变化情况,在粗集料骨架间隙的分形维数与力学性能之间建立了联系.     

沥青混合料车辙试验时间研究

多数典型车辙试验的时间高达2h以上,通过车辙试验分析发现,延长试验时间不能带来试验结果平行性的改善,但有助于不同沥青混合料的区分。基于不同荷载与温度条件下的车辙试验发现,材料失稳的关键因素是温度与应力,而不是试验时间。分析指出:低温低压条件下,材料趋于硬化;同时提高试验温度与应力有助于"失稳"出现。     

不同类型SMA沥青混合料路用性能研究

采用马歇尔配合比设计法对SMA10、SMA13、SMA16沥青混合料进行级配设计,并系统研究不同类型SMA沥青混合料的水稳定性、高低温性能和疲劳耐久性。结果表明：高温浸水加速了SMA混合料的马歇尔性能劣化,其中SMA16的劣化程度最为明显;SMA13沥青混合料在高温条件下的动稳定度与SMA16的相接近,是SMA10的1.3倍,而低温条件下SMA10的破坏应变是SMA13和SMA16的1.2倍,SMA13具有较好的高、低温性能;在低应变条件下,SMA13和SMA16的抗疲劳性能基本相当,而同一应变水平下,SMA10抗疲劳性能要优于SMA13和SMA16,特别是在600με的高应变下,疲劳寿命相比SMA16混合料提升了约30.2%。