沥青碎石混合料永久变形评价方法的研究

在综述沥青混合料高温稳定性各种评价方法的基础上,对强度主要来源于内摩阻力的嵌挤骨架类沥青碎石混合料,本文采用具有侧限、能反映材料3向受力状态的动载压入法进行研究。该方法可直接测出不同荷载下的永久变形,反映出不同压实工艺、级配对材料永久变形的影响。试验结果说明该方法具有灵敏性和有效性,但受力图式受刚性侧限的限制,宜通过数据处理和选用或改善侧限方法改进之。     

沥青碎石基层混合料的功能设计

针对现有高等级公路早期损坏现象,在分析结构类型影响程度的基础上,提出了柔性基层与半刚性基层优化组合的结构型式。文中基于沥青碎石基层的功能特点,确定了沥青碎石混合料的设计原则与设计指标,并采用最佳振动压实工艺、引入填充系数及具有侧限、能反映材料三向受力状态的动载压入法等具有新特点的设计方法分别确定了沥青碎石混合料的粗骨架类型、细集料分布及最佳填充系数,从而设计出满足基层功能要求的骨架-空隙型沥青碎石混合料。     

级配碎石混合料的动力变形特性

采用在古典 C.B.R法的基础上 ,施加动荷载的简化试验方法 ,分析级配碎石混合料的动力变形特性 ,可用永久变形、弹性模量双指标指导混合料的组成设计 ,而合理的级配碎石基层材料组成 ,应考虑到材料与振动碾压工艺的相互作用。     

沥青稳定碎石基层的永久变形性能研究

调查研究沥青稳定碎石基层对车辙的影响;对国内外永久变形标准进行了对比分析;分别系统研究了理论法、理论—统计法、统计法三种车辙预估方法;通过加速加载试验（ALF）,分别针对15 cm、9 cm、6 cm、4.5 cm四种不同厚度的沥青面层进行试验。研究表明：沥青路面车辙的预防关键是面层混合料的抗永久变形能力和土基的承载力;沥青稳定碎石车辙与厚度的关系,在其他条件不变时,在大于某一临界厚度时,是增函数,在低于此临界厚度时,是减函数,此临界厚度一般在15 cm~25 cm。     

沥青混合料永久变形评价指标

通过比较分析沥青混合料永久变形各种试验方法和评价指标的优缺点,指出目前用动稳定度评价指标的不足之处。基于压实理论分析,提出一种全新的评价指标———综合稳定指数,利用现有的车辙试验设备,给出了综合稳定指数的具体计算公式。该指标综合考虑了压实过渡期和压实稳定期的变形,能更好地评价沥青混合料的高温稳定性。通过分析综合稳定指数与力学指标劲度模量之间的相关性,建立了两者之间的关系模型,验证了综合稳定指数的合理性。     

沥青混合料应力松驰性能研究

采用等速加载弯曲试验研究了不同沥青混合料的应力松驰性能及破坏特性。结果表明利用等速加载试验并引入松驰模量来分析沥青混合料的应力松驰能力是有效的方法，同时从各外角度对两种沥青混合料的力学性能作出了评价。     

水作用下沥青混合料永久变形特性的表现形式

采用沥青路面分析仪(APA)研究水作用下混合料试件永久变形的表现形式。试件分别经浸泡、饱水、冻融三种方式预处理;APA测试采用干车辙和浸水车辙两种形式。试验结果表明:水的存在对沥青混合料永久变形有影响;浸水车辙深度普遍大于干车辙深度;严酷的预处理过程没有导致较大的永久变形;在相同的冻融次数下,随着饱和度增大,浸水车辙深度减小;在相同的饱和度下,未经冻融处理的试件其浸水车辙深度普遍大于经过冻融处理试件的车辙深度。分析结果表明:APA测试形式、APA测试形式与试件预处理方式的交互作用、冻融循环次数分别是产生上述试验结果的主要原因。     

排水抗裂沥青碎石混合料设计及动态模量参数研究

为了协调高速公路改扩建工程新旧路面结构模量差异及路面内部排水不畅等问题,基于"石-石接触"骨架嵌挤验证方法,设计了新型排水抗裂沥青碎石混合料,确定了3种公称最大粒径混合料的级配范围,提出了排水抗裂沥青碎石混合料成型方法、体积指标计算和大型马歇尔设计技术要求.通过不同空隙率试件AMPT动态模量试验研究,建立了排水抗裂沥青...     

大粒径沥青混合料力学性能试验研究

采用静压成型×h=150 mm×150 mm大粒径沥青混合料(LSAM)试件,通过大量的室内试验,研究分析了公称最大粒径分别为37.5 mm和31.5 mm的LSAM回弹模量、无侧限抗压强度、劈裂抗拉强度的力学指标。试验结果表明,LSAM的抗压回弹模量是普通沥青混凝土的1.3倍左右;LSAM的回弹模量、抗压强度和劈裂抗拉强度分别是半刚性材料的2倍左右。     

高模量沥青混凝土路面永久变形有限元分析

为研究高模量沥青混凝土路面的永久变形性能,运用ANSYS有限元软件对沥青路面结构进行建模,分别对轴载作用大小、中面层厚度、面层材料等因素影响沥青混凝土路面永久变形性能进行分析。得出结论:(1)中面层厚度的增加并不能有效降低路面结构的永久变形;(2)中面层材料选用高模量沥青混合料可有效提升路面结构的抗永久变形性能;(3)重载超载频繁的路面易发生永久变形现象,高模量沥青混合料可有效提升路面结构抗永久变形性能。     

沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验研究

采用半正矢波间歇荷载,进行了4种不同沥青混合料的三轴重复加载永久变形试验.以流动数为评价指标,研究混合料性质(级配组成、沥青用量和空隙率)、试验温度和应力水平对混合料高温性能的影响,对永久应变与荷我作用次数的关系进行非线性回归分析,提出了能够全面反映重复荷载下沥青混合料的永久变形特性的模型.结果表明:AC16流动数最高,AC13C次之,而AC20和AC13F流动数相对较小;沥青用量增加0.5%,流动数下降20%～30%;空隙率从4%增加到7%,流动数下降50%左右,应力水平越大,温度越高,流动数越小,而降低幅度也减小;在极端高温和重载下,不同沥青混合料的流动数较小,其变化幅度不大,不足以明显区分混合料的高温性能.     

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。     

基于结构固有频率的沥青混合料动态模量及预估模型研究

为实现沥青混合料动态模量的快速、无损检测,开展了基于无约束共振法的沥青混合料动态模量研究。首先,基于固有频率计算原理和时温等效原理,分别采用无约束共振法和重复加载法构建动态模量主曲线,阐明无约束共振法测试动态模量的可行性;然后,基于无约束共振法揭示温度、级配类型和空隙率对沥青混合料动态模量的影响规律。基于此,构建包含584组试验数据的动态模量预估模型数据库,采用BP神经网络方法建立动态模量预估模型,并与传统Witczak预估模型进行对比。结果表明：采用沥青混合料固有频率表征动态模量合理可行;无约束共振法可将重复加载法构建的动态模量主曲线最大换算频率10⁷ Hz扩大至10¹⁴ Hz,构建更宽频域范围的动态模量主曲线,提高高频模量预估的准确性;BP神经网络预估模型的预测效果明显优于Witczak模型。研究为动态模量的快速、无损检测提供了技术基础。     

沥青混合料本构关系对路面力学响应的影响

为了给沥青路面结构的分析和设计提供参考,利用三维有限元方法对典型沥青路面结构的力学响应进行了分析,分析中分别将沥青混合料当作粘弹性材料和以动态模量、抗压回弹模量表征其基本力学参数的弹性材料。分析了不同温度、行车速度及基层类型下路表弯沉、沥青面层底和半刚性基层底水平应力,并对结果进行了比较。结果表明:基于动态模量的分析和粘弹性分析结果比较接近,尤其是路表弯沉峰值和半刚性基层底水平应力峰值的平均相对误差在2%以内;而采用抗压回弹模量分析的结果则差别较大,尤其是沥青面层底拉应力峰值只有粘弹性分析结果的1/3左右;在弹性分析范畴内,应该用动态模量取代抗压回弹模量,以提高路面力学响应分析结果的精度并综合考虑温度、行车速度等因素的影响。     

新疆地区沥青混合料动稳定度标准研究

针对新疆地区独特的自然环境和交通特性,以该地区普遍采用的AC型沥青混合料为对象,通过分析车辙影响因素,充分考虑路面温度、交通轴次、结构层剪应力等综合作用,借助室内车辙试验、ABAQUS有限元分析和ALF(Accelerated Load Facility)加速加载试验构建了沥青混合料车辙预估模型。在此基础上,根据新疆地区环境特点和交通特性,确定了新疆地区车辙预估模型参数,实现了新疆地区不同分区的车辙预估,进而结合车辙深度与动稳定度关系模型,提出了用以评价新疆地区沥青混合料高温稳定性的动稳定度标准。该标准可供新疆地区沥青路面设计与施工参考。     

乳化沥青水泥稳定碎石基层材料收缩性能研究

通过室内试验和对比分析,研究乳化沥青的掺入对混合料干、温缩性能的影响。结果表明:乳化沥青的掺入使混合料的干缩应变、干缩失水率及干缩系数均有明显下降,温缩应变与温缩系数有些许下降;干燥养护下,乳化沥青水泥稳定碎石仍有良好的干缩性能。     

硬质沥青混合料动态间接拉伸试验研究

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,并能正确表现沥青混合料本身的粘弹性性质等优点,利用英国Cooper NU-14多功能沥青材料试验机测定了30^#硬质沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量,对试验结果进行了二元方差分析及非线性拟合,分析了级配、油石比、结合料类型和试验温度对动态间接拉伸试验的影响。结果表明：30^#硬质沥青混合料具有很高的动态间接拉伸劲度模量,用于沥青路面的下面层可减小其底面的拉应变;级配、油石比、试验温度和沥青针入度均对沥青混合料的动态间接拉伸劲度模量有显著的影响。