混合料配合比矿料组成设计的改进正规方程法

为解决正规方程法进行混合料配合比组成设计时出现负数解及混合料级配超出理论界限范围的问题，采用迭代算法.先按普通正规方程法计算矿料组成比例系数，将得到的混合料级配作为目标级配初始值，当矿料组成比例系数为负数时则取消对应的矿料，对超出理论级配范围上限或下限的目标级配值则强制调整为相应的界限值，根据修正后的目标级配再利用普通正规方程法计算新的矿料组成比例系数，将得到的新混合料级配作为新的目标级配，通过迭代计算最终得出完全满足理论设计级配范围要求的解，其结果与采用二次规划法的计算结果完全相同.改进后的正规方程法算法简单明了、应用方便；计算结果收敛、稳定，具有良好的工程实用性.     

混合料配合比矿料组成理论级配设计的迭代法

为解决正规方程法进行混合料配合比矿料组成设计时出现负数解及混合料级配超出玛论界限范围的问题，采用迭代算法，先按正规方程法计算矿料组成比例系数，将得到的混合料级配作为目标级配初始值，对超出理论级配上限或下限的目标级配值强制调整为相应的界限值，当组成比例系数为负数时则取消对应的矿料，根据修正后的目标级配再利用正规方程法计算新的矿料组成比例系数，并得到新的混合料级配及新的目标级配。经过迭代计算得到完全满足理论设计级配范围要求的解。迭代法原理简单明了、结果收敛稳定、应用方便，具有良好的工程实用性。     

高性能沥青混合料设计方法研究

高性能沥青混合料Superpave级配设计时,在控制点之间实际上存在许多的级配.为了减少设计过程的盲目性,结合“I法”,利用已知公称最大粒径的通过率,计算确定合理的目标级配,对照Superpave控制点和限制区,以及“贝雷法”约束参数的要求,对目标级配进行符合性检验和合理性评价,对混合料体积参数指标进行计算,得到理论配合比;按理论配合比成型试件,进行试配试验验证和沥青混合料各项性能检验,完成目标配合比设计.     

沥青混合料级配分形研究

分形理论作为一种非线性的研究方法,被应用到了许多领域,特别是在材料学方面应用广泛.沥青混合料存在着空隙、集料粒径以及级配等分形,对AC-13、SMA-13、SUPER-13 3种类型沥青混合料的级配分形和分维数范围进行研究.通过研究获得用分维数表征上述3种沥青混合料级配的结果,研究结果表明,分维数和级配的相关性很好,且可以通过维数值反映间断级配或连续级配的特征;可以通过分维数值的大小判定沥青混合料的级配组成,从而对沥青混合料拌合中对配合比控制和检验提供一种新的方法.     

沥青稳定碎石混合料集料级配分形规律及其应用

为了分析和利用沥青稳定碎石混合料集料级配分形规律,基于分形几何的基本理论,推导出沥青稳定碎石混合料集料的分形几何模型;以ATB-30为例,计算了集料级配分维值,并通过沥青混合料体积参数的测试,研究了分形维数与体积参数的关系.结果表明:规范级配范围对应的ATB-30分维值D范围为2.4117～2.5744;分维值D与空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度等体积参数有很好的相关性.利用集料级配分形规律,可对具有不同分维值D的沥青稳定碎石混合料的体积参数进行预估,使混合料的配合比设计更具针对性.     

基于离散元理论的OGFC矿料级配设计

提出开级配沥青磨耗层(open graded friction courses,OGFC)混合料矿料级配设计应针对粗细集料在混合料中所起的作用不同进行分别设计的理念.提出基于离散元理论和试验相结合的OGFC混合料粗集料级配设计的新方法:以4.75 mm筛孔通过率作为粗集料级配控制点,根据离散元理论计算粗集料中各粒径最优体积分数,通过粗集料的干捣试验进行VCAmin的验证,根据粗集料空隙率和设计空隙率的要求,确定粗集料的级配.采用N法进行OGFC混合料的细集料级配设计,为了满足设计空隙率的要求,在细集料设计中要求2.36～4.75 mm的质量分数不超过5%.在研究粗集料和细集料级配设计的基础之上给出了OGFC矿料新的级配范围.     

基于颗粒流程序的沥青混合料颗粒接触模拟

沥青混合料级配设计时,通常先初拟级配再进行性能试验确定最优级配的做法,缺乏科学理论依据.因此,采用颗粒流的基本理论模拟混合料颗粒的运动规律,应用颗粒流程序的线性接触模型,赋予颗粒微观特性参数及模型尺寸,对CA0.2、CA0.4、CA0.6和CA0.8级配进行接触模拟,绘制颗粒接触力网络图,模拟结果表明,CA0.4与CA0.6的颗粒接触力比较均匀,该混合料有良好的接触力,在施工过程中具有良好的稳定性,不易发生滚动,而级配CA0.2与CA0.8的情况则相反.为沥青混合料级配设计提供一定的室内模拟依据.     

SMA沥青混合料级配组成设计理论初探

研究了SMA沥青混合料的结构特征及材料的组成特征，并利用关于沥青混合料集料组成设计的Weymouth理论对SMA沥青混合料的级配组成，从理论及计算方法上进行了探讨；依据对SMA-16型级配组成的试算结果，提出变κ法的折断级配计算方法能较好反映SMA沥青混合料级配组成特征，并得出计算参数κ值的范围及变化趋势。     

基于级配分形的SUPERPAVE混合料设计参数预估

基于分形几何理论,推导出矿料的分形分布模型;以SUPERPAVE-19为例,计算了矿料级配分维值,并通过沥青混合料设计参数的测试,研究了分形维数与混合料设计参数的关系,在此基础上对SUPERPAVE混合料设计参数进行了预估.结果表明:SUPERPAVE混合料矿料级配亦具有明显的分形特征;分维值D与矿料间隙率、沥青饱和度、初始压实度和沥青用量等设计参数有很好的线性相关性.利用矿料级配分形规律,可对具有不同分维值D的SUPERPAVE混合料的体积参数进行预估,使混合料的配合比设计更具针对性.     

沥青混合料再生利用配合比设计技术研究

针对沥青混合料再生利用配合比设计关键技术,对回收旧料的性能进行分析,并确定回收旧料中的沥青含量和矿料级配;采用美国沥青协会的方法来估算再生沥青混合料中的沥青用量,将其作为选择旧料掺配比例时的计算参数使用,并确定回收旧料的掺量,利用马歇尔法进行配合比设计,最终确定最佳级配和沥青用量,并对美国沥青协会用来估算再生沥青混合料中沥青用量的计算公式进行修正,经系数修正后的计算公式为:P=0.025 a+0.03 b+kc+f。     

高速公路沥青面层设计、施工工艺与质量控制

通过马歇尔设计方法和Superpave设计方法进行沥青混合料设计，应用3种不同的级配合成曲线对配合比进行优选，分剐是级配偏上限、级配中值、级配偏下限，同时吸收Superpave级配设计的优点，对级配禁区进行分析。沥青用量采用马歇尔击实或旋转压实进行优选，同时亦采用二者进行双控，确保沥青路面在高温季节行车荷载的作用下不产生车辙，泛油等病害。通过路面试验段现场研究，提出了沥青面层实际施工的摊铺和碾压施工工艺，建立和完善了路面施工质量控制以及质量保证措施和手段。     

用体积法设计SMA混合料的配合比

ＳＭＡ混合料是一种新型的沥青混合料结构,它具有特殊的组成结构,本文采用体积设计法这一新的设计思想设计了ＳＭＡ混合料级配。这种级配能够保证粗骨架充分嵌挤和玛蹄脂充分填充作用。     

基于筛余特征参数的沥青混合料路用性能预测方法

为研究混合料级配变异与路用性能的关系,预测沥青混合料的路用性能,构建了典型的沥青混合料级配变异模式,提出筛余特征参数来表征混合料的级配变异特征,并使用SPSS软件对混合料的结构参数与路用性能进行相关性分析,建立了沥青混合料路用性能预测方法,以沥青混合料结构参数为中介,通过回归分析建立变异级配筛余特征参数与路用性能指标的关系方程,并确定了各路用性能指标值的合格标准。通过试验进行了沥青混合料路用性能预测方法的验证,结果表明,该方法对马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比、蠕变速率、残留稳定度的预测与实际结果符合较好。可据此实现对沥青混合料变异级配的部分路用性能结果的预测,在不影响施工进程的条件下实现快速调整施工配合比,保证了沥青混合料的路用性能。     

玄武岩沥青混合料路用性能研究

高速公路沥青混凝土上面层集料主要使用玄武岩,而黑龙江省玄武岩矿藏分布广,产量高,为公路沥青路面的修筑提供了更好的条件.采用SMA-16型和AC 16型2种沥青混合料类型进行试验研究,确定黑龙江省地产玄武岩沥青混合料的低温稳定性能指标及水稳定性能力,进而评价其路用性能,以便更科学地选择、使用玄武岩.试验结果显示：对于同种沥青密级配沥青混合料的水稳性好于沥青玛蹄脂碎石混合料,对于沥青混合料的低温抗裂性能表现为SMA-16沥青玛蹄脂混合料好于AC-16密级配沥青混合料.     

基于X-ray CT的沥青混合料空隙测试精度影响因素分析

为了分析细观尺度下沥青混合料空隙率测试精度的影响因素,采用德国Phoenix v|tome|x S240型工业X-ray CT机,结合正交试验设计与方差分析,研究不同CT参数及级配类型对沥青混合料三维重构体积参数的影响．通过对不同级配类型马歇尔试件扫描并进行三维重构与体积分析,建立影响因素与空隙率测试结果之间的关系,进而确定最优扫描参数．试验结果表明,基于细观尺度对沥青混合料进行三维体积分析是可行的;扫描电压、电流及级配类型对重构结果有不同程度的影响;适当提高电压、电流及选择恰当的滤波片可提高测试结果的准确性;在恰当的设备参数条件下,基于细观尺度与宏观尺度下得到的沥青混合料空隙率具有良好的相关性,有助于提高测试结果的准确性与试验的经济性．     

贝雷参数对混合料级配特征与施工特性的影响

通过贝雷法对混合料进行级配设计,分析了贝雷参数CA、FAC、FAf对混合料级配特征与施工特性的影响。结果表明:贝雷参数值对沥青混合料的空隙率、矿料间隙率、粗集料骨架的形成、抗车辙性能和压实性能具有显著影响;CA值的变化在很大程度上决定了粗集料的嵌挤程度和混合料的施工特性;FAC值对矿料间隙率影响最大,FAf同FAC类似,其值也影响混合料的施工特性。     

集料级配对Superpave混合料性能的影响

不同级配对Superpave沥青混合料性能有着重要的影响.文章以4种不同的SP-19.0mm典型级配类型为例,在室内试验的基础上,分析了不同级配对沥青混合料性能的影响.试验结果表明:当级配通过禁区或从禁区上方通过时,沥青混合料的抗疲劳开裂特性、耐久性要优于从禁区下方通过的级配,但抗车辙性能较差;集料级配对沥青混合料低温性能影响相对较小;调整2.36mm筛孔的通过量,对沥青混合料的VMA值影响较明显.建议取消禁区的设置,对于中、轻交通荷载设计时,级配中应适当提高细集料含量,级配曲线从禁区上方通过;对于重交通荷载地区则从禁区下方通过,选择整体偏粗的级配.