基于MMLS3设备的OLSM抗反射裂缝性能研究

为评价开级配大粒径沥青碎石（OLSM）抗反射裂缝性能及其影响因素,采用MMLS3设备对1/2路面结构进行弯拉-剪切作用下反射裂缝模拟试验,测定不同集料粒径、分形维数、胶浆膜厚度和粉胶比等影响因素下OLSM面层的瞬时应变幅值,分析不同影响因素下OLSM面层裂缝扩展规律。结果表明：OLSM面层随加载的累积应变、瞬时应变幅值和裂缝扩展速率均显著低于AC面层,终裂时其加载次数比AC面层提高了64.9%;随着公称最大集料粒径的增大,OLSM面层随加载的瞬时应变幅值和裂缝扩展速率显著降低,终裂时OLSM-30和OLSM-40面层加载次数比OLSM-25面层分别提高了20.2%和41.5%;随着分形维数的减小,OLSM面层随加载的瞬时应变幅值和裂缝扩展速率先提高后降低,终裂时加载次数先提高后降低;随着胶浆膜厚度和粉胶比的增大,OLSM面层随加载的瞬时应变幅值、裂缝扩展速率先提高后降低,终裂时加载次数先提高后降低。OLSM对裂缝扩展起到较好的抑制作用,具有良好的抗反射裂缝性能;大粒径集料对裂缝扩展起到较好的抑制作用,选用较大集料粒径的OLSM可有效提高其抗反射裂缝性能;随着分形维数、胶浆膜厚度和粉胶比的增大,OLSM抗反射裂缝性能先提高后降低;采用分形维数2.39~2.43、胶浆膜厚度50~56 μm和粉胶比1.2~1.4设计OLSM,可有效提高其抗反射裂缝性能。     

矿粉掺量对紫外光老化后沥青物理性能和化学组成的影响

为了研究矿粉掺量对沥青抗紫外光老化性能的影响,对不同粉胶比下的基质沥青与改性沥青胶浆进行紫外光老化前后相关性能研究。结果表明:适量矿粉的掺入可以提高沥青的抗紫外光老化能力,改性沥青胶浆抗紫外光老化能力优于基质沥青胶浆;通过饱和分含量的变化可以评价改性沥青胶浆中SBS改性剂的裂解程度;强紫外光地区基质沥青胶浆的合理粉胶比为1.0~1.2,改性沥青胶浆的合理粉胶比为0.8~1.0。     

沥青结合料对沥青碎石路面性能的影响

为了分析沥青结合料对沥青碎石路面性能的影响,采用车辙试验、冻融劈裂试验和弯曲试验的方法,研究沥青膜厚度、沥青类型和粉胶比对沥青碎石路面性能的影响.发现沥青膜厚度、沥青类型和粉胶比对沥青碎石路面性能影响显著;随着沥青膜厚度的减小,沥青碎石马歇尔稳定度先增大后减小,高温稳定性提高,水稳定性与低温抗裂性降低;SBS改性沥青较基质沥青的路面性能较好;随着粉胶比的增大,马歇尔稳定度和低温抗裂性先增大后减小,高温稳定性和水稳定性提高.结果表明:沥青膜厚度为9～11μm时,沥青碎石的综合路面性能较好;SBS改性沥青可有效提高沥青碎石的路面性能;粉胶比为0.8～1.2时,沥青碎石的综合路面性能较好;高温地区宜采用SBS改性沥青和低标号沥青,且沥青膜厚度宜为9μm,粉胶比宜为1.0～1.2;寒冷地区宜采用SBS改性沥青和高标号沥青,且沥青膜厚度宜为11 μm,粉胶比宜为0.8～1.0.     

开级配沥青稳定碎石基层混合料级配设计方法研究

分别采用现行规范推荐方法、SAC断级配设计方法设计了两种开级配沥青稳定碎石混合料,然后采用析漏损失指标设计法对所设计的两种开级配沥青稳定碎石混合料进行了最佳油石比的确定,并对最佳油石比下的沥青稳定碎石混合料进行了排水性能、抗永久变形性能和抗疲劳性能等路用性能的研究.结果表明:与ATPB30相比,SACPB30排水性能稍差,但其水稳定性、抗永久变形性能、抗疲劳性能和低温抗裂性能更优,采用SAC断级配设计方法设计开级配沥青稳定碎石基层混合料更科学、更合理.     

粉胶比对沥青胶浆流变性能的影响

为了研究不同粉胶比对沥青胶浆的流变性能的影响,选用了东青石灰岩矿粉和克拉玛依AH-90沥青,按照粉胶比为0.6、0.8、1.0、1.2、1.4,通过DSR、BBR等设备对沥青胶浆的高、低温及疲劳性能进行研究。着重分析了不同粉胶比对沥青胶浆流变性能的影响,并总结出一个合适的粉胶比范围。     

大粒径碎石沥青稳定排水基层高温稳定性能研究

首先借鉴国外混合料设计方法，确定排水性能好的大粒径碎石沥青混合料的级配，然后通过车辙试验和单轴蠕变试验比较混合料的高温性能，最终确定采用车辙试验，其能较好地反映大粒径碎石沥青混合料抗永久变形能力。     

粉油比对沥青混合料高温稳定性的影响

通过对不同粉油比的沥青混合料进行高温车辙试验、旋转试验机试验,对不同粉油比的沥青胶浆进行动态剪切试验,利用扫描电镜观察沥青胶浆的微观界面,研究了粉油比对混合料高温稳定性的影响。试验结果表明:粉油比越大,抗车辙能力越强,而且粉油比是通过影响沥青胶浆的抗剪切强度来影响沥青混合料高温稳定性,并提出了最佳粉油比范围在0.8~1.2之间。     

小粒径大空隙排水沥青混合料性能试验

为实现超薄排水沥青路面的设计与应用,采用渗透性试验、摆式摩擦系数试验、动态摩擦系数试验、声波吸收系数试验、肯塔堡飞散试验、车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验,对最大公称粒径4.75 mm和13.2 mm的2种开级配型式与2种不同沥青混合料类型组合而成的4种大空隙排水沥青混合料的综合性能进行试验评价。试验结果显示,最大公称粒径4.75 mm级配形式的开级配沥青混合料的透水性能、摩擦性能及抗松散能力比最大公称粒径13 mm级配的沥青混合料略优,具有很好的排水降噪功能。环氧沥青混合料的使用,有利于提高小粒径大空隙排水沥青混合料的整体路用性能。     

粉胶比对沥青混合料路用性能影响的试验研究

为研究出合理的、适合大兴安岭通县公路沥青混凝土路面的粉胶比,选用大兴安岭本地石材、大庆AH-130基质沥青,按密级配AC-16 I上限配比,通过标准马歇尔、浸水马歇尔、车辙、小梁低温弯曲等试验对沥青混合料的路用性能进行了研究,结果表明:最佳沥青用量OAC为6.0％,沥青混合料的抗水侵性能满足要求;在同一油石比的条件下,随着粉胶比的增大,动稳定度有显著增大的趋势,但当粉胶比超过1.0时,增长趋势逐渐缓慢,并且在粉胶比达到1.3之后达到峰值,然后开始下降;随着粉胶比的逐渐增大,弯拉应变有增大的趋势,粉胶比在1.0～1.1左右沥青混合料低温抗弯拉性能最佳.     

沥青稳定碎石基层性能试验及应用研究

设计密集配ATB-25、开级配ATPB-25与半开级配AM-25 3种沥青稳定碎石基层,对其性能进行室内试验研究,并通过工程实例对其应用效果进行分析。室内试验结果表明,3种级配类型中,ATB-25的空隙率最小,为4.4%,动稳定度达到1 673次/mm,低温破坏应变为0.85×10~(-3),其高温稳定性与低温抗裂性能最好;相比于ATPB-25与AM-25,ATB-25沥青稳定碎石的抗压回弹模量最大,其承重能力与刚度最好,且其疲劳寿命最大,抗疲劳性能优异。工程应用结果表明,沥青路面采用ATB-25沥青稳定碎石作为路面基层时具有良好的平整度与构造深度,且透水性良好、强度较高。     

级配碎石抗剪切性能试验研究

利用自行研发的柔性材料剪切性能测试仪,对级配碎石抗剪切性能进行试验研究,分析了级配碎石最大粒径、Taibol公式指数n值、含水量、密实度、侧压力、剪切速率等因素对级配碎石抗剪切性能的影响。研究得出,最大粒径不小于31.5mm、指数n值在0.5以下的级配碎石具有良好的抗剪切能力,控制试验剪切速率在5mm/min以下可以提高试验精度,级配碎石在最佳含水量时具有最佳抗剪切能力,保证密实度在96%以上可以明显提高抗剪切性能,增大侧压力可以明显提高剪切强度,而剪切位移存在最小值。结果表明,利用柔性材料剪切性能测试仪可以有效评价级配碎石的抗剪切能力。     

同步碎石联结层性能指标及影响因素研究

通过选取3种不同的同步碎石级配，在沥青混凝土板上撒铺同步碎石，然后再加铺沥青混凝土得到3块不同的双层板。钻取芯样测得层间抗剪强度与抗拉强度，发现含有一定比例粗集料与细集料的级配3具有最大的抗剪强度与较大的抗拉强度，抗剪强度比采用单粒径的级配1与级配2分别高了9．9％和4．1％；抗拉强度比级配1低，但比级配2高了7．4％。通过层间抗剪强度与抗拉强度来评价同步碎石所用的级配，并分析得出同步碎石联结层强度的影响因素，发现采用含有一定比例粗细集料的级配具有较好的效果，在同步碎石设计中具有重要的意义。     

沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法

在多年冻土、重冰冻等地区的低温、大温差特殊条件下,沥青稳定碎石基层易产生低温收缩开裂,导致路面破坏。通过沥青稳定碎石大马歇尔试件的温度收缩、低温弯曲等试验,分析了矿料级配组成、沥青用量等因素对混合料低温抗裂性能的影响。分析得出,利用沥青稳定碎石的强度试验与马歇尔试验结果,综合确定的最佳沥青用量更为合理;矿料级配组成对混合料温度收缩系数的影响较小,空隙率是影响混合料温度收缩系数的主要因素;适量增加沥青用量可以显著提高沥青稳定碎石的弯拉强度和变形能力;单一指标无法科学评价沥青稳定碎石的低温抗裂性能。研究提出了以温度应力比和弯曲应变能为指标的沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法。     

粉胶比与集料级配对开级配沥青混凝土性能的影响

试验研究了粉胶比和集料级配对开级配沥青混凝土(OGFC)力学性能和透水性的影响。结果表明,上限级配的力学性能随着粉胶比增大而增强,中值和下限级配的力学性能随着粉胶比增大先增强后减弱。在粉胶比保持不变的情况下,中值级配和下限级配沥青混合料形成骨架-空隙结构,上限级配的混合料形成骨架-密实结构。从兼顾力学性能和透水功能的角度出发,粉胶比1∶1的中值级配和粉胶比0.8∶1的下限级配的OGFC为级配与粉胶比的最佳组合。     

多聚磷酸改性沥青胶浆性能

为掌握多聚磷酸(PPA)改性沥青胶浆性能,制备不同PPA掺量和粉胶比沥青胶浆,采用锥入度、动态剪切流变(DSR)和弯曲梁流变(BBR)试验,分别对其抗剪强度、高温性能和低温性能进行研究。结果表明:PPA改性沥青胶浆抗剪强度随PPA掺量和粉胶比的增加而增加,其中PPA掺量超过1.5%后增加速率降低,粉胶比超过1.0后增加速率提高;随着PPA掺量的增加,沥青胶浆高温抗变形能力增强,弹性成分比例提高,高温性能温度敏感性降低,而粉胶比增加时高温抗变形能力增强,弹性成分比例和高温性能温度敏感性基本不变;PPA改性沥青胶浆低温性能随PPA掺量的增加而提高,随粉胶比的增加而降低,但试验温度降低到-12℃及以下时两者效应均被弱化,尤其对PPA掺量表现明显。     

粉胶比与集料级配对开级配沥青混凝土性能的影响

试验研究了粉皎比和集料级配对开级配沥青混凝土（OGFC）力学性能和透水性的影响。结果表明，上限级配的力学性能随着粉胶比增大而增强，中值和下限级配的力学性能随着粉胶比增大先增强后减弱：在粉胶比保持不变的情况下，中值级配和下限级配沥青混合料形成骨架-空隙结构，上限级配的混合料形成骨架-密实结构。从兼顾力学性能和透水功能的角度出发，粉胶比1：1的中值级配和粉胶比0.8：1的下限级配的OGFC为级配与粉胶比的最佳组合。     

开级配大粒径沥青碎石混合料沥青路面温度应力影响因素分析

反射裂缝是半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面的主要病害之一,针对这一问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料作为裂缝缓解层的方法.基于开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ABAQUS为基础,对开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的温度应力进行分析,探讨了其结构层参数对其温度应力的影响规律.结果表明:开级配LSAM缓解层模量、厚度、空隙率对其自身温度应力具有显著的影响作用,是开级配LSAM缓解层沥青路面结构设计的重要参数.     

基于真三轴试验的沥青混合料强度影响因素分析

真三轴试验能比较真实地模拟沥青混合料在路面内部所处的实际受力状态。该文对不同沥青混合料开展了低温真三轴抗压强度试验,对比了不同沥青胶结料类型、级配、矿粉类型和粉胶比下沥青混合料的真三轴强度。研究结果表明:SBS改性沥青对混合料强度的增强作用不明显,却能增加其抗变形能力;级配对沥青混合料强度有显著影响:随着级配变粗,沥青混合料破坏应力增大,破坏应变减小;矿粉对混合料强度影响较大,加入适当性质的矿粉能显著提高沥青混合料的强度;沥青混合料三轴抗压强度随粉胶比的增大而增大。     

沥青种类对SMA-13级配的影响

为了研究不同沥青种类对SMA-13级配的影响,进行了武云高速复合改性橡胶沥青AR-SMA-13和中州大道整治工程SBS-SMA-13的级配、油石比、粗集料的骨架分界筛孔、粉胶比、沥青膜厚度及混合料路用性能等的对比研究。研究过程中采用贝雷法对两种沥青混合料的级配嵌挤效果进行了分析。由于复合改性橡胶沥青和SBS改性沥青的化学成分差异较大,其运动黏度和延度均差异较大。试验得出,AR-SMA-13中2.36~4.75 mm之间的碎石含量接近12%,是传统间断级配的2倍,路用性能仍然较好;AR-SMA-13中0.075 mm筛孔的通过率仅为6%,与SBS-SMA-13中0.075 mm通过率8%~12%形成显著区别;SMA-13骨架分界筛孔选择4.75 mm还是2.36 mm,对混合料的骨架嵌挤的判断是不同的,结果表明,传统间断级配理论关于SMA-13级配中2.36~4.75 mm间断是不必要的;SMA-13骨架分界筛孔建议选择2.36 mm。虽然复合改性橡胶沥青5℃延度远小于SBS I-D,但AR-SMA-13也具有较好的抗低温变形能力,低温弯曲应变与SBS-SMA-13混合料相比,差异不大;复合改性橡胶沥青运动黏度与SBS I-D改性沥青相比差异非常大,但两种级配的混合料都具有较好的抗车辙性能,SBSSMA-13比AR-SMA-13的动稳定度仅低12%,其混合料高温性能的差异远没有沥青运动黏度之间的差异大。当沥青性能差异较大时,沥青混合料的设计指标应做出适当调整,以保证沥青混合料能够具有良好的路用性能。     

几种不同级配大粒径沥青混合料大马歇尔试件研究

采用析漏试验和大马歇尔试验方法确定开级配大粒径沥青混合料最佳沥青用量。通过实验研究几种不同级配大粒径沥青混合料的抗车辙能力、水稳定性和力学性能。研究表明,大粒径沥青混合料均具有良好的高温稳定性,水稳性能随着空隙率的增大呈减小趋势,LSM力学性能优于OLSM。