基于灰关联理论的沥青路面车辙影响因素分析

选用5种不同级配组成的AC-13C型沥青混合料并铺筑于同一路线上以保证所受荷载与环境一致,应用灰关联理论分析不同粒径集料含量、沥青用量和空隙率对沥青路面车辙形成的影响,同时采用熵关联度进行对比分析。结果表明各因素对沥青路面车辙的影响程度排序为空隙率最佳油石比2.36mm矿料含量0.075mm以下矿料含量(矿粉)4.75mm矿料含量9.5mm矿料含量13.2mm矿料含量。     

矿料级配对沥青混合料体积参数的影响

对8组AC—13沥青混合料级配进行马歇尔试验,测定其体积参数空隙率W、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA;利用灰色关联度理论计算3个粒径组和油石比与体积参数的关联度,得出大于2.36 mm部分矿料粒径对混合料体积参数的影响最大,其次是小于0.3 mm粒径和沥青形成的沥青胶浆,0.3～2.36 mm部分对体积参数的影响最小.在混合料设计中,矿料级配对沥青混合料体积参数的影响大于沥青用量,应注重矿料级配特别是粗集料骨架结构的设计.     

半柔性路面材料级配及路用性能研究

半柔性路面材料是将水泥基材灌注于母体沥青混合料中形成的一种刚柔兼备的新型路面材料,矿料级配直接影响母体沥青混合料的物理、力学性能。为保证母体沥青混合料具备良好的骨架支撑作用,同时保证一定的空隙率以灌注水泥基材,笔者研究4.75mm、2.36mm、矿粉、沥青等含量对母体沥青混合料稳定度、空隙率的影响程度及规律;进一步研究4种级配的半柔性路面材料高温、低温、水稳、疲劳性能。结果表明:母体沥青混合料的空隙率与2.36mm含量、油石比呈负相关关系,与矿粉含量呈正相关关系;稳定度与2.36mm含量呈正相关关系,与矿粉含量呈负相关关系;建议2.36mm含量≤4.5%、油石比≤3.5%、4.75mm含量≤6%;半柔性路面材料具有极优的高温性能,但低温性能不良且低于2000的规范要求。本文为半柔性路面材料设计及推广应用提供试验基础。     

沥青混合料空隙率影响因素的灰关联分析

基于几种不同沥青材料及级配类型的沥青混合料马歇尔试验数据,利用灰关联分析法分析了矿料级配、沥青原材料的性质、沥青质量分数、毛体积密度、吸水率等指标对沥青混合料空隙率的影响程度,并得出各相关因素对沥青混合料空隙率影响程度的排序结果。研究结果表明:灰关联分析法用于分析诸因素对空隙率的影响能获得较好的结果。基于灰关联理论的排序结果表明:沥青质量分数是影响空隙率最主要的因素,粒径小于0.075 mm细集料颗粒尽管在沥青混合料中所占的分量很少,但其影响程度却很高,因此,级配中应注意粒径小于0.075 mm颗粒质量分数的重要作用;吸水率值的大小既反映试件的密实程度又反映对有效沥青含量计算的准确性,也是影响空隙率的重要因素。     

矿料级配对沥青含量检测结果的影响

针对沥青含量检测结果受矿料级配影响的问题,采用以比表面积估算油石比的方法研究矿料级配与油石比的关系。通过模拟级配离析取样的燃烧试验,建立油石比与关键筛孔的相关关系;通过目标级配计算沥青混合料的油石比。结果表明:沥青混合料的油石比与矿料2.36mm及4.75mm筛孔的通过率有良好的线性相关关系,且通过目标级配计算的油石比与目标油石比接近。     

基于灰色关联理论的沥青混合料低温性能影响因素分析

沥青混合料低温性能的影响因素较多。文章通过低温弯曲试验作为评价沥青混合料低温性能的技术方法,应用灰色关联理论对沥青混合料中不同筛孔集料通过率、油石比及空隙率对沥青混合料低温性能的影响程度进行分析。研究表明:灰色关联理论可以作为分析方法评价不同因素与沥青混合料低温性能的关联度,其中沥青混合料的油石比与筛孔尺寸为2.36 mm时集料的通过率对沥青混合料的低温性能的影响最大。     

AC-25C沥青混合料级配正交优化试验研究

考虑南方湿热地区沥青路面的使用要求,选取了19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm和0.075 mm筛孔的通过率和油石比六种因素及相应的五个水平,采用正交表试验表L25(56)进行了优化试验,通过极差分析法和趋势图分析了各因素和各水平对各马歇尔指标的影响程度和规律,分析提出了满足各沥青混合料指标要求的AC-25C沥青混合料的矿料级配和油石比范围.     

AC-25沥青混合料矿料级配优化及应用研究

为提高AC-25沥青混合料路用性能,应用正交试验设计,研究了各因素水平对马歇尔性能指标的影响,提出了优化的AC-25矿料级配工程设计范围.结果表明,2.36 mm筛孔通过率是空隙率、毛体积相对密度、矿料间隙率和稳定度的主要影响因素;混合料性能指标主要受控于细集料(＜2.36 mm)的级配组成和含量的变化.通过相关力学性能和实体工程检验,证明了采用优化的AC-25混合料级配具有良好的骨架密实特性、高温抗车辙性能和力学行为特性,可应用于高温多雨地区高速公路沥青路面中,对提高混合料组成设计水平和沥青混合料质量控制具有指导借鉴作用.     

沥青混合料高温稳定性影响因素分析

沥青路面车辙是多因素综合作用的结果。本文从混合料角度分析了影响沥青混合料高温抗车辙性能的因素,并通过不同因素条件下沥青混合料高温车辙试验,分别以动稳定度和总变形量作为参考序列,对影响因素进行灰关联分析。研究认为,沥青混合料空隙率和矿料4 75mm筛孔通过率对于混合料高温稳定性有重要影响。     

沥青混合料剪切强度显著影响因素研究

为了研究沥青混合料剪切强度的显著影响因素,通过正交试验对沥青类型、矿料级配、油石比、粗集料针片状含量和细集料棱角性五个影响因素进行分析。结果表明,在相同条件下,影响沥青混合料剪切强度程度最大的因素是矿料级配,其余依次分别是沥青类型、细集料棱角性、油石比和粗集料针片状含量。     

垂直振动成型方法在大粒径沥青混合料中的应用研究

为解决大粒径沥青混合料不易压实、空隙率过大等问题,优化其路用性能,采用垂直振动成型方法(VVTM)和常规马歇尔方法(MS)进行大粒径沥青混合料体积参数试验、单轴抗压强度试验、劈裂试验、高温抗剪试验及水稳定性试验,通过改变振动时间、油石比及试验温度等分析大粒径沥青混合料的各项性能。结果显示,VVTM方法能显著提高大粒径沥青混合料的密度、稳定度等,降低其空隙率和矿料间隙率;采用VVTM方法有助于改善大粒径沥青混合料的路用性能,提高其抗压强度、劈裂强度、单轴贯入强度及冻融劈裂强度比,且能降低最佳油石比0.2%～0.3%;对抗压强度的改善幅度随温度的增加呈下降趋势,劈裂强度对中温区域(0～20℃)的依赖性略高于低温环境(-20～0℃);在大粒径沥青混合料配合比设计中推荐采用VVTM100方法。     

矿料级配对开级配沥青稳定碎石性能影响研究

针对开级配沥青稳定碎石ATPB材料组成设计中存在的问题,通过试验及理论计算,深入研究了矿料级配对ATPB混合料马歇尔性能及排水性能的影响。针对混合料设计过程常采用的设计空隙率的方法,拟合了关键筛孔通过率同空隙率之间的回归关系式,发现2.36mm及0.075mm筛孔通过率同混合料空隙率有较好的相关性。     

海南岛AC-13型沥青混合料矿料级配区域优化研究

结合海南岛典型的热带季风海洋性气候,以AC-13型沥青混合料的矿料级配主要控制筛孔9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm和油石比组成5个因数,《沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)中AC-13型沥青混合料的矿料级配范围对应筛孔取上限、上中值、中值、下中值和下限等5个通过率作为5个水平,采用正交试验方法对AC-13型沥青混合料的矿料级配区域进行优化设计。     

基于沥青介质法混合料理论最大相对密度影响因素的灰关联分析

为准确测定沥青混合料的体积参数,以及克服沥青路面芯样空隙率或压实度代表性差,避免主控指标验收计算不准确导致沥青路面早期损坏,提出用沥青介质法测定马歇尔试件或芯样的理论最大相对密度。基于沥青介质法测定不同沥青材料及级配类型的马歇尔试验数据,利用灰关联分析法分析了矿料级配、沥青的性质、油石比和毛体积相对密度对沥青混合料理论最大相对密度的影响程度。根据灰关联度排序结果表明:矿料级配对于沥青混合料理论最大相对密度影响最大,矿料颗粒愈细,影响程度愈高;毛体积相对密度次之,反映了试件的密实程度对其影响较大;沥青用量和性质相对较小。     

基于多级嵌挤型骨架的沥青混合料配合比优化设计及路用性能评价

针对传统连续级配设计的不足,以某高速公路沥青混合料配合比设计为基础,进行多级嵌挤形式级配设计,采用马歇尔试验方法确定最佳油石比,并对最佳设计配合比沥青混合料的路用性能进行评价。结果表明,沥青混合料的毛体积相对密度、沥青饱和度随着油石比的增大而增大,空隙率与油石比则呈现相反的趋势,沥青含量对矿料间隙率的影响较小;粗级配矿料形成的密实结构需要较多的次集料及沥青填充,一般通过调整粗集料比例可获得最佳密实状态;随着沥青含量的增大,混合料的流值增加量略有提高,沥青混合料的高温抗变形能力降低;该工程不同面层最佳油石比分别为5%、4.8%、4.2%,采用多级嵌挤级配设计获得的级配具有较好的路用性能。     

超薄磨耗层用开级配小粒径透水沥青混合料的研制

超薄磨耗层是一种有效的道路预防性养护方法。现研发了一种用于超薄磨耗层用开级配、公称最大粒径为4.75 mm的透水沥青混合料,并对其力学性能、空隙率和连通空隙率以及渗水系数试验结果作了系统评价。此外,为得到准确的空隙率计算结果,提出了小粒径沥青混合料的矿料合成毛体积相对密度和沥青混合料理论最大相对密度计算方法,有利于细粒径透水沥青混合料在超薄磨耗层中的推广应用。     

沥青混合料矿料滑移剪切试验研究

为了研究沥青混合料的高温稳定性与矿料界面滑移剪切行为的关系,从沥青混合料矿料的接触及滑移特性入手,开发了专门用于评价沥青混合料矿料滑移剪切性能的滑移剪切试验,分析了试验条件、级配和沥青等对滑移剪切能的影响.研究表明在试验温度60℃、加载速率20 mm/min时,滑移剪切试验的评价指标滑移剪切能EI与车辙动稳定度DS的相关性最好,以此初步推荐了滑移剪切试验的试验条件.矿料滑移剪切试验表明混合料的级配和沥青种类及其用量对滑移剪切能EI有显著影响,适当增加最大公称粒径、采用改性沥青以及最佳油石比等措施能显著提高沥青路面的高温稳定性.     

排水性沥青混合料渗透系数测试研究

为了对排水性沥青混合料的透水能力进行测评,分析影响沥青混合料透水能力的各种因素,使用了自行研制的渗透系数测试仪进行测试。通过对不同空隙率、级配、沥青品质试件的测试,发现空隙率与沥青混合料的渗透系数有着良好的相关性;空隙率相同的条件下,集料粒径越大,混合料的渗透系数越大;沥青品质对混合料的渗透系数影响不大。结果表明:空隙率可以作为沥青混合料渗透系数的控制指标,集料的最大粒径、2.36mm筛孔的通过率都是影响渗透系数的重要因素;测试得出排水性沥青混合料的合理水力坡度应小于等于0.03,渗透系数大于1.5×10-2cm/s可以作为评价排水性沥青混合料渗透能力的指标。     

热再生混合料再生机理和性能测试

沥青路面热再生技术具有经济、快速、环保的特点,且因养护效果好逐渐得到广泛应用。文章对西汉高速回收沥青混合料(RAP)进行抽提试验、筛分试验,得出旧料的沥青含量和矿料级配,表明沥青混合料破坏机理为旧沥青的老化和损失以及粒径在0.075mm~2.36mm范围的细集料大量损失,而粗集料含量仍然满足规范建议值。选定RA-1型再生剂对旧沥青进行了改性,确定再生剂的最佳掺量为5.5%。利用马歇尔试验进行了再生沥青混合料配合比设计,得出了三种RAP掺量下单位质量旧料再生的最佳油石比,需掺加的各档新集料和新沥青质量,通过对再生混合料路用性能检测,结果表明:再生料高温稳定性很好,考虑到实际施工条件和再生料的变异性较大,应重点控制RAP掺量,由低温抗裂性能和水稳性试验结果综合确定RAP掺量应低于85%。     

基于分形与VCADRF法的沥青混合料空隙研究

结合二度域分形级配定向化设计与VCADRF矿料级配检验方法,研究了矿料级配组成与沥青混合料空隙率之间的关联性。研究结果表明:二度域分形级配沥青混合料空隙率计算公式是矿料级配分形特性与沥青混合料空隙率之间的纽带;二度域分形级配沥青混合料设计方法有利于在沥青混合料配合比设计过程中定量分析矿料级配分形特性对沥青混合料空隙率的影响。