沥青混合料低温性能评价指标研究

通过对现有评价沥青混合料低温性能的试验方法和评价指标的对比，论述了低温弯曲和弯曲蠕变试验是较为经济可行的试验方法，破坏能是较好地评价沥青混合料低温性能的指标，并应用低温弯曲和弯曲蠕变试验所得数据，提出了破坏能的简单计算方法。     

沥青混合料高温蠕变变形行为及机理

采用3种级配沥青混合料,在不同温度条件和应力水平下进行静态蠕变试验,根据应力应变关系得到了稳态蠕变速率,讨论了温度和荷载应力对沥青混合料稳态蠕变速率的影响,并通过稳态蠕变速率与温度、应力水平的量化关系获得了应力指数和蠕变激活能,并分析了沥青混合料的蠕变行为与机理.研究表明:虽然3种沥青混合料的稳态蠕变速率均随温度和应力水平的提高而逐渐增大,但它们的应力指数相差不大,均小于3,属于矿料界面位错机理控制的扩散蠕变;沥青混合料蠕变激活能与车辙动稳定度相关性较好,可以反映该混合料的高温稳定性,其中中型级配AC-16沥青混合料的蠕变激活能最高;公称粒径大小不是影响沥青混合料高温性能的决定性因素.     

沥青混合料损伤蠕变特性及模型研究

沥青混合料蠕变过程中,硬化、损伤两种机制同时存在。当硬化机制占主导地位时,蠕变呈现为衰减状态;当损伤机制占主导地位时,蠕变呈现为加速状态;两者互为接近时,则呈现为等速或者近似等速状态。只考虑损伤或黏滞系数的非线性变化均不能合理地描述和解析蠕变过程的3个阶段。以流变学模型理论为基础,综合考虑损伤和硬化效应,建立了一个统一的沥青混合料损伤蠕变模型。将该模型与试验曲线进行对比,两者吻合较好,说明该模型能够反映沥青混合料三阶段蠕变的全过程。在蠕变的大部分时间内损伤的发展都是平稳的,在接近破坏时损伤则会快速发展。在蠕变的第一、二阶段也存在损伤,只是损伤值较小,而将其忽略是不合理的。定义第三阶段起始的时间为流变时间,可作为研究沥青混合料损伤蠕变特性的指标,其值越大,表示蠕变变形进入破坏阶段所需要的时间越长。     

浇注式沥青混凝土低温抗裂性能研究

浇注式沥青混凝土作为特殊铺装材料,在高速公路应用十分广泛。针对其在寒冷地区的应用,以其低温抗裂性能研究为重点展开系统的试验研究。采用不同温度下劈裂试验,评价沥青混合料的低温强度,试验结果表明浇注式沥青混凝土具有更低温度的脆点。通过劈裂蠕变试验,分析混合料蠕变柔量、蠕变速率与温度的关系,进而对比弯曲蠕变试验与劈裂蠕变试验方法与指标,明确了混合料与沥青胶浆低温力学性能的关系,最终提出了浇注式沥青混凝土低温抗裂性评价方法与指标。     

曾钙渣、高钙粉煤灰、机制砂在沥青混凝土中的应用

对机制砂、增钙渣与天然砂，高钙粉煤灰与矿粉的物理及化学特性进行对比，确定AC-13I型沥青混合料、AC-20I型沥青混合料配合比。进行了一系列室内试验，包括：沥青混合料的马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲蠕变试验、残留稳定度试验和冻融劈裂强度试验等。结果表明：采用机制砂、增钙渣完全代替天然砂，高钙粉煤灰完全代替矿粉；用于沥青混凝土，各项指标完全符合规范要求，可以明显降低沥青混合料的成本，开辟了沥青混凝土新材料应用的新局面。     

沥青混合料时间-应力-温度等效研究

为研究沥青混合料的时间-应力-温度依赖性,对3种沥青混合料进行了不同温度和应力水平下的静载蠕变试验,分析了温度、应力水平对沥青混合料蠕变特性的影响.结果表明:应力水平与温度对沥青混合料特征时间的影响相似,具有等效性;可以应用非线性黏弹性体的时间-应力-温度等效原理,推导出恒力温度位移因子、恒温应力位移因子和温度-应力联合位移因子;将沥青混合料在其他温度、应力水平下的蠕变曲线移位,可得到参考温度、参考应力水平下的蠕变主曲线.该研究成果也可为其他黏弹性材料的蠕变研究提供参考.     

基于PG分级的寒区道路沥青工程适用性研究

沥青混合料的低温开裂是寒区沥青路面最主要的问题之一,选择稠度低或劲度低的沥青来提高沥青混合料的低温抗裂性是最常见的方法,但常规沥青分级方法存在一定的局限性。主要研究了PG分级技术在寒区道路沥青工程的适用性,对四种不同的沥青进行了常规分级试验和PG分级试验,分析了沥青指标与路用性能之间的关系。研究结果表明,常规分级方法难以准确、直接地描述寒区道路主要路用性能指标——低温开裂,而PG分级技术通过蠕变劲度和蠕变速率的差异直观地反映了低温开裂指标。因此,PG分级技术更适用于寒区道路沥青工程。     

浇注式沥青混凝土疲劳寿命的能量法

根据应变控制模式下的4点弯曲疲劳试验方法,用能量法研究了浇注式沥青混合料抗疲劳性能。通过多个应变水平下的疲劳试验,得出浇注式沥青混凝土的疲劳寿命与累积耗散能在双对数坐标下的线性关系。并回归出了浇注式沥青混合料在不同应变水平下疲劳寿命预测方程。用Maxwell模型分析了浇注式沥青混合料疲劳破坏与能量耗散的关系,并将滞后回线和滞后角引入到浇注式沥青混合料疲劳性能研究中,得出滞后角大的混合料有更好的抗疲劳性能。     

基于流变性能试验的沥青高温性能评价指标研究

采用基质沥青、SBS改性沥青、高模量改性沥青和高黏度改性沥青,进行了常规性能试验、复数剪切试验、重复蠕变试验和广义剪切模量试验,测试几种沥青的软化点与当量软化点、车辙因子与改进车辙因子、蠕变模量和广义剪切模量等高温性能指标.通过对比分析各指标的区分度,以及沥青性能与沥青混合料车辙性能的相关性,发现蠕变模量和软化点与动稳定度拟合关系最好,建议采用蠕变模量作为沥青高温性能评价指标,软化点作为质量控制指标.     

基于沥青混合料低温性能指标的对比研究

为了从低温性能方面对沥青混合料进行综合探究,文中基于低温弯曲蠕变试验、小梁弯曲试验、低温劈裂试验和低温冻断试验。通过对数据的综合处理,进行对比分析不同试验条件下的沥青混合料低温性能,研究沥青用量、沥青种类、级配和空隙率等对沥青混合料低温性能的影响规律。通过试验结果可以知道,沥青混合料的低温性能会随着沥青含量的提高而提高。级配越密实、空隙率越小的沥青混合料其低温抗裂性能也会更加优秀。不仅如此密实—骨架结构的沥青混合料抗低温性能也优于其他结构。     

沥青混合料高温稳定性评价指标的试验研究

通过大量的室内试验,对沥青混合料高温性能的四种评价指标(动稳定度、车辙试验相对变形、单轴蠕变试验劲度模量、Superpave混合料最大旋转压实次数下的残余空隙率)进行了比较分析。研究表明,采用不同评价指标来评价沥青混合料的高温性能,其基本规律是一致的;车辙试验的相对变形指标比较直观、准确;单轴蠕变试验与SH RP Superpave混合料高温性能的评价方法较为接近。车辙动稳定度指标有一定的局限性,建议采用其它三项指标来评价沥青混合料的高温性能。     

玄武岩纤维沥青胶浆及沥青混合料低温性能研究

为了分析玄武岩纤维掺量对沥青胶浆及沥青混合料低温性能的影响,对不同玄武岩纤维掺量的沥青胶浆进行了弯曲梁流变试验,对不同纤维掺量的沥青混合料进行了低温弯曲破坏试验,并对两者进行了相关性研究。结果表明:玄武岩纤维能增强沥青胶浆及沥青混合料的低温抗裂性能,并随着纤维掺量的增大而增强,但受拌合分散性影的响,存在最佳掺量;玄武岩纤维沥青胶浆弯曲梁流变试验与混合料低温弯曲试验结果具有较好的线性关系,可通过玄武岩纤维沥青胶浆预测沥青混合料的低温抗裂性能。     

聚酯纤维沥青混合料低温性能指标初探

首先介绍高寒低温地区沥青混凝土裂缝产生原因和危害,其次阐述了聚酯纤维在沥青混合料中作用机理,并对掺加不同用量聚酯纤维的沥青混合料试件与普通沥青混凝土试件进行低温弯曲蠕变试验和小梁弯曲试验,在取得对应的低温指标后,得到了在聚酯纤维沥青混合料不同温度试验指标,并归纳了聚酯纤维在提高和加强沥青混凝土路面的低温抗裂性能的作用机理和显著效果.     

沥青混合料低温抗裂性能试验研究

沥青混合料低温抗裂性能的评价方法到目前为止还不统一,而尽快找到一种统一的评价方法对于减少沥青路面低温缩裂是非常重要的。本文研究的目的在于提出更加适合于我国评价沥青混合料低温性能的试验方法。通过对现有的各种试验方法试验设备、试验条件和影响因素的对比分析,提出采用劈裂试验和低温蠕变试验评价沥青混合料的低温性能。     

温拌再生沥青混合料性能试验

按照热拌再生设计方法配制了废旧沥青混合料（RAP）掺量分别为20%,30%和45%（质量分数）的AC 13F热拌再生沥青混合料.在此基础上,采用干拌法和湿拌法两种制备工艺分别配制温拌再生沥青混合料.利用车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲和弯曲蠕变试验来评价热拌及温拌再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能和水稳定性能.结果表明：温拌再生沥青混合料除高温性能优于热拌再生沥青混合料外,其低温抗裂性能和水稳定性能均低于热拌再生沥青混合料;随着RAP掺量的增加,热拌及温拌再生沥青混合料的路用性能除高温性能有所提高外,低温抗裂性能和水稳定性能均有不同程度的降低;制备工艺对温拌再生沥青混合料的性能有一定程度的影响.     

增钙渣、高钙粉煤灰、机制砂在沥青混凝土中的应用

对机制砂、增钙渣与天然砂,高钙粉煤灰与矿粉的物理及化学特性进行对比,确定AC-13I型沥青混合料、AC-20I型沥青混合料配合比.进行了一系列室内试验,包括沥青混合料的马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲蠕变试验、残留稳定度试验和冻融劈裂强度试验等.结果表明采用机制砂、增钙渣完全代替天然砂,高钙粉煤灰完全代替矿粉;用于沥青混凝土,各项指标完全符合规范要求,可以明显降低沥青混合料的成本,开辟了沥青混凝土新材料应用的新局面.     

回收沥青混合料疲劳性能的室内试验评价

介绍了采用高性能间接拉伸试验和小梁疲劳试验来评价热拌沥青混合料疲劳性能的室内研究结果。研究中制备了具有不同含量回收沥青路面的几种热拌沥青混合料,混合料含同一来源的集料(石灰石)和一种结合料。疲劳试验中测试了间接拉伸强度、破坏应变、韧性指数、回弹模量、DCSEf、能量比、平稳值和破坏时荷载循环次数。结果表明:只要遵循正确的步骤,高性能间接拉伸试验与小梁疲劳试验在对混合物疲劳性能的分级方面基本一致。     

布敦岩沥青改性沥青混合料低温抗裂性能试验研究

通过弯曲试验和冻断试验研究了经受紫外老化前后的布敦岩沥青(BRA)改性沥青混合料的低温抗裂性能,结果表明:紫外老化前BRA改性沥青混合料破坏应变比基质沥青混合料提高248μξ,冻断温度降低0.2℃,变化均不大;紫外老化后BRA改性沥青混合料比基质沥青混合料提高1 310μξ,提高幅度超过1倍。这表明,BRA改性沥青混合料在多因素耦合作用下的低温抗裂性能比基质沥青混合料更优,其路用性能衰变速率更慢。同时,结合试验结果提出了沥青混合料的开裂曲线,并尝试建立了沥青混合料的开裂计算模型。     

基于灰色模型的沥青混合料低温指标预测

为综合考虑沥青低温性能对沥青混合料低温性能的影响,并实现对混合料低温性能的预测,采用弯曲梁流变试验及常规低温试验测定了5种沥青及其混合料的低温评价指标,并与约束试件温度应力试验结果进行了灰色关联分析,建立了分数阶灰色预测模型.结果表明：沥青低温连续分级温度、玻璃态转变温度、脆点、不同温度下的蠕变速率和耗散能比对混合料低温性能影响较大;冻断温度和转折点温度FGM（1, 4）模型的误差分别为1.83%和3.71%,精度为优,预测结果合理.     

纤维沥青混合料低温蠕变试验的数值模拟

文中拟用ABAQUS数值软件,对矿物纤维沥青混合料的低温弯曲蠕变试验进行数值模拟,研究了试件内部的应力分布及变形特性,对比分析试验结果与拟合结果,最终得出ABAQUS模拟沥青混合料蠕变行为的参数确定方法。通过对沥青混合料的性能进行数值模拟,对提高沥青混合料研究水平具有实际意义。