抗疲劳层疲劳性能影响因素分析

用灰熵关联理论方法研究了沥青路面抗疲劳层的疲劳试验结果。结果表明:影响抗疲劳层疲劳性能因素的顺序为:最大公称粒径>空隙率>油石比>0.075mm筛孔通过率>软化点>4.75mm筛孔通过率>针入度(25℃)>VMA(矿料间隙率)。为提高抗疲劳层的疲劳性能,建议沥青混合料的最大公称粒径不宜过大,同时应增加沥青混合料油石比,减小沥青混合料空隙率;另外,0.075mm应作为沥青混合料的关键筛孔孔径。     

富油层疲劳性能影响因素的灰色关联分析

用灰色关联理论方法研究了沥青路面富油层的疲劳试验结果.结果表明:影响富油层疲劳性能因素的顺序为:最大公称粒径>空隙率>油石比>0.075 mm筛孔通过率>软化点>4.75 mm筛孔通过率>针入度(25℃)>VMA(矿料间隙率).为提高富油层的抗疲劳性能,建议沥青混合料的最大公称粒径不宜过大,同时应增加沥青混合料油石比,减小沥青混合料空隙率;另外,0.075 mm应作为沥青混合料的关键筛孔孔径.     

水作用下热再生沥青混合料疲劳试验研究

通过对RAP掺量为40%的AC-16热再生沥青混合料进行马歇尔试验确定最佳沥青用量及配合比。针对浙江地区湿热多雨的气候环境,通过间接拉伸疲劳试验,研究高温浸水作用及温度作用对热再生混合料力学性能、疲劳寿命及疲劳特性的影响。试验结果表明,不同水作用及温度作用条件下热再生沥青混合料疲劳寿命与应力在双对数坐标下显线性关系;高温浸水作用及温度升高降低沥青再生混合料的疲劳寿命,与普通沥青混合料规律相似;应力水平在0.4时,水作用前后及温度变化对疲劳寿命差异影响最为显著;温度升高及水作用使疲劳系数k和n值降低,说明温度升高及水作用降低了热再生混合料的抗疲劳性能及疲劳寿命对应力的敏感程度。     

沥青混合料疲劳性能影响因素研究

为保证沥青混合料的抗疲劳性能,采用3点弯曲疲劳试验研究了应力比、加载频率和沥青种类对沥青混合料疲劳寿命的影响规律。研究发现,不同结构类型的沥青混合料疲劳寿命随应力比增加而逐渐减小,相同应力比下,SMA-13的疲劳寿命至少是AC-13的1.4倍;沥青混合料的疲劳寿命随加载频率的增加而逐渐增加,同一加载频率下沥青混合料疲劳寿命减小幅度随应力比的增加不断降低;SBS改性沥青抗疲劳性能优于克拉玛依70号沥青,对改善沥青路面耐久性能作用明显。     

基于耗散能方法评价硬质沥青混合料抗疲劳性能

为了评价硬质沥青混合料的抗疲劳性能,结合实体工程对硬质沥青混合料SAC25-30#和改性沥青混合料SAC16-SBS进行了室内四点弯曲疲劳对比试验.选用应变和应力2种控制模式,在不同温度下综合测试了2种沥青混合料的抗疲劳性能,采用累计耗散能指标(Wf)分析了其在不同温度下的能量变化趋势,发现不同材料的黏弹特性和刚度差异对其耗散能均有影响,进而引入累计耗散能-极限比指标(WfR),并对Wf进行了修正.结果表明:在应力控制模式下,硬质沥青混合料在20,5℃时均具有较好的抗疲劳性能,而在应变控制模式下,由于硬质沥青混合料延展性不足,其在不同温度下的抗疲劳性能均劣于改性沥青混合料;能量法可以统一不同控制模式,20℃时硬质沥青混合料的WfR随疲劳寿命增加的幅度明显小于改性沥青混合料,说明其抗疲劳性能更优,而在5℃时硬质沥青混合料的WfR曲线明显位于改性沥青混合料上方,说明随着温度的降低其疲劳性能有明显减弱趋势.WfR指标可为评价硬质沥青混合料抗疲劳性能提供一定的参考.     

多孔沥青混合料路用性能分析

多孔沥青混合料在水稳定性以及抗冻性和疲劳特性等性能方面和传统的密级沥青混合料存在着明显的区别。本文通过对多孔沥青混合料PAC-13的路用性能进行实验研究得出了,采用多孔沥青混合料进行施工,在水和热以及荷载耦合等作用下,路用性能表现出色。但是多孔沥青混合料在低温性能上则相对于密级沥青混合料相对较差。但是抗冻性能良好,而多孔沥青混合料会随着空隙率的增大而降低。     

不同纤维掺量沥青混合料的马歇尔试验

使用马歇尔试验方法确定AC-13普通沥青混合料的最佳油石比,又通过马歇尔试验对不同纤维掺量的沥青混合料进行对比分析,比较在不同纤维掺量下沥青混合料稳定度、密度、空隙率、流值的变化情况,最终确定了不同纤维掺量沥青混合料的最佳油石比。     

空隙率对超薄层橡胶沥青混合料高温稳定性的影响

空隙率不仅是沥青混合料配合比设计需要考虑的重要参数,也是施工中控制和检验沥青路面施工质量的关键指标之一。选择改进型SMA-10和OGFC-10、美国TYPE-B超薄层级配和常用型AC-13级配,在最佳油石比下通过控制压实功改变其空隙率制备橡胶沥青混合料,对其进行常规车辙试验,研究空隙率对各级配类型橡胶沥青混合料的高温稳定性能的影响。结果表明,空隙率的变化对车辙深度、相对变形速率及动稳定度均有明显影响,其空隙率与动稳定度呈二次曲线关系并有较高的优度;不同级配类型的橡胶沥青混合料在最佳油石比下存在一个最合理的空隙率能使沥青路面的高温稳定性达到最好。对工程中应用不同级配类型的橡胶沥青混合料的施工质量控制具有指导意义。     

针片状颗粒含量对沥青混合料性能的影响

通过室内试验研究了不同针片状颗粒含量（0,15%,20%,40%,60%,质量分数）对AC-13C型沥青混合料空隙率、水稳定性、高温稳定性、抗疲劳性能和集料破碎率的影响.结果表明,当针片状颗粒含量超过15%时,沥青混合料的空隙率明显增大,水稳定性和抗疲劳性能明显降低;当针片状颗粒含量超过20%时,沥青混合料的高温稳定性明显降低;随着针片状颗粒含量的增大,集料破碎率也随之增大;针片状颗粒含量对4.75 mm以上筛孔的集料破碎率影响较大.     

沥青混合料抗疲劳性能的预测模型

倚载条件、环境条件以及沥青混合料本身性质都会影响沥青混合料的疲劳性能。而疲劳试验所得出的疲劳方程不能反映众多因素对沥青混合料疲劳性能的影响。将荷载间歇时间、加载频率、试验温度、沥青混合料空隙率、沥青软化点、沥青用量等6个影响因素适当组合，在MTS材料试验系统上进行了不同条件下的应力控制的疲劳试验；然后，运用遗传算法和神经网络理论来考虑各因素对沥青混合料疲劳性能的影响，得出一种较为完善的沥青混合料疲劳性能的预测模型。     

Laboratory study of asphalt concrete durability in Jeddah

Jeddah City road network is showing severe deterioration before the end of its anticipated design life. Raveling and stripping are the main problems observed; the bond between aggregates and asphalt film is broken due to water intrusion. The aggregates are then removed by traffic action. The problem has been aggravated by the high water table.Asphalt concrete mixes used in Jeddah City road network were investigated to evaluate the effect of degree of saturation, percent air voids and medium of attack on fatigue life, modulus of resilience, split tensile strength and permanent deformation. Three media of attack were considered: fresh water, sea water and soap-diluted water. A number of treatments were carried out on asphalt mixes, including filler replacement by Portland cement, aggregate coating by Portland cement, addition of lilamine as an anti-stripping agent and use of emulsified asphalt instead of asphalt cement. Results indicated that modulus of resilience, split tensile strength and fatigue life decreased with increase in degree of saturation. Highest strength parameters were obtained for fresh water and lowest in the case of soapy water. Portland cement coating and replacement of filler by Portland cement were found to be effective in reducing stripping.     

沥青路面多尺度结构的荷载响应分析

为了从材料细观结构角度研究沥青路面结构的荷载响应,采用离散元方法,建立了柔性基层沥青路面典型结构模型,并进行了竖向荷载作用下沥青混凝土层应力和应变的计算,通过与经典路面响应程序计算结果的比较,验证了路面结构离散元模型和离散元计算方法的正确性.以验证过的路面结构模型为基础,采用较小的细观尺度描述了沥青混凝土结构层底部位置处粗集料、沥青砂浆和空隙的分布和体积大小,从而建立了路面结构的多尺度模型,并计算了荷载作用下多尺度模型的响应.结果表明,荷载引起的路面结构应力和应变在沥青混凝土内呈现显著的不均匀分布特征;粗集料与砂浆接触处的应力明显高于沥青砂浆内部的应力,两者的比值随着沥青砂浆模量的降低而增大;考虑材料细观结构后,粗集料与砂浆接触处的荷载响应明显高于宏观路面结构响应,而沥青砂浆内部的荷载应力小于不考虑细观结构时的宏观路面结构应力.     

纤维对沥青混合料稳定性的影响研究

纤维在沥青混合料中的作用效果一直受到人们的关注,文中针对这一问题选用了四类纤维,分别采用普通沥青和改性沥青,选用沥青混合料AC-16I型,客观的分析了纤维沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和抗疲劳性能等路用性能。研究表明：纤维加入后,最佳沥青用量、空隙率、矿料间隙率、稳定度和流值均有不同程度增加,而密度下降;高温稳定性、低温抗裂性能、抗疲劳性能和耐水害性能等路用性能均有一定改善;其中高温和抗疲劳性能的改善最为显著,并且添加纤维的普通沥青混合料性能达到甚至超过改性沥青的性能,改性沥青再添加纤维性能将更好。     

Sasobit温拌剂对改性沥青混合料体积参数的影响

测试了不同温度条件下,胶结材料为SK、壳牌以及克拉玛依等三种SBS改性沥青及克拉玛依基质沥青中添加Sasobit的混合料的毛体积相对密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等体积参数。结果表明:Sasobit可以在一定温度范围内有效地改善沥青的粘度,降低沥青混合料的成型温度,从而使毛体积密度增大、空隙率减小、矿料间隙率减小、沥青饱和度增加,但这种改善有一定的作用范围;Sasobit对基质沥青敏感性高于改性沥青;对于不同的改性沥青Sasobit对其降温区间也有一定的差异;加入Sasobit都能降低沥青混合料室内成型温为27℃,降低沥青混合料室内成型温度12℃。     

沥青混合料车辙试验前后其体积参数变化规律分析

研究沥青混合料车辙试验前后其体积参数对提高沥青混合料高温稳定性具有重要意义。采用轮碾法成型沥青混合料试件,并对试件钻芯取样,分析芯样的空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度等体积参数。结果表明:辙槽处芯样的空隙率明显小于车辙前的;油石比在4.0%附近时,轮迹两侧的空隙率大于等于车辙前的,随着油石比的增大,轮迹两侧的空隙率减小并小于车辙前的;辙槽处芯样的空隙率要小于轮迹两侧的。     

不同空隙率沥青混合料的形变及破坏

实验研究了不同空隙率沥青混合料的形变及破坏.结果表明:在所加载的压力范围内,空隙率为1.5%,2.5%,4.5%(体积分数,下同)时,沥青混合料的间接抗拉刚度模量与荷载成直线关系,沥青混合料呈弹性体;空隙率为8.0%,10.0%,12.0%时,沥青混合料的间接抗拉刚度模量与荷载呈非线性关系,并且在二者的关系曲线中出现一个拐点,沥青混合料会出现塑性变形.不同空隙率的沥青混合料具有不同的永久变形变化过程,其压实度对间接抗拉强度有显著影响.断面分析结果显示:空隙率为1.5%,2.5%,4.5%的沥青混合料破坏的同时将会有大骨料的断裂,而空隙率为8.0%,10.0%,12.0%的沥青混合料的破坏则表现为沥青砂(由小骨料、填充料及沥青等组成)的破坏.     

花岗岩SMA混合料的配合比设计

采用黏附性试验分析了花岗岩与沥青的黏附性,据此确定了普通沥青和改性沥青添加抗剥落剂的最佳剂量;基于级配型抗滑沥青混凝土的设计理论,采用马歇尔体积设计法对花岗岩SMA混合料进行了目标配合比设计;参考所在地区(辽宁省)的技术指导经验,根据设计空隙率确定了花岗岩SMA混合料的最佳油石比;性能检验表明,花岗岩SMA混合料的各项性能指标均满足施工技术规范要求,特别是水稳定性能良好;经过2年试验路段的路面跟踪检测发现,试验路段的路用性能良好.     

Virtual modeling of asphalt mixture beam using density and distributional controls of aggregate contact

The characteristic indicators of aggregate contacts in asphalt mixtures, including the number, orientation, and area of contact regions, significantly affect skeleton morphology and mixture stability. To investigate the influence of indicators on mixture stability, structures with diverse characteristics of aggregate contacts are required. This study proposes an algorithm for the virtual modeling of asphalt mixture beams, which supports the density and distributional controls of aggregate contacts in the microstructure. The methodology comprises three main steps: (1) three-dimensional models of coarse aggregates conforming to the predefined gradation and volumetric content are randomly selected from a digital library of realistic aggregates, (2) contact relations of aggregates are established during the adaptive arrangement of aggregates in samples with prescribed control parameters of aggregate contact using self-developed codes, and (3) air voids are randomly scattered in the sample without overlapping aggregates according to the volumetric content of the air voids, and an asphalt mortar model is then constructed using Boolean operations. Four beam samples with different contact characteristics were obtained using the proposed method to conduct simulations of three-point bending tests. The number and spatial distribution of aggregate contacts in beam models are consistent with the prescribed parameters, showing the reliability of the proposed method for the control of aggregate contact in asphalt mixtures. A comprehensive comparison of the results of the laboratory test and simulations validates the ability of the digital beam to capture the macroscale response of asphalt mixtures. Furthermore, simulation results indicate that the sample with the greatest number and distribution uniformity of aggregate contacts has the largest peak strength and fracture energy, which is beneficial for the understanding of the relationship between the indicators of aggregate contacts and the rutting and fatigue resistance of mixtures.     

级配组成与沥青混合料体积参数的关系

通过试验与统计分析，探讨了粗、细集料用量之比对其级配组成和体积参数的影响，进而探讨了粗、细级配混合料体积参数及设计沥青用量的差异及其主要影响因素．研究结果表明：在连续级配组成的沥青混合料中，粗、细集料用量之比虽然对各自的级配组成有影响，但主要影响的是细集料的体积结构组成；在设计空隙率相同的条件下，粗级配混合料较之细级配混合料有着较高的矿料间隙率和设计沥青用量；在粗集料用量未超过70％（质量分数）时，沥青混合料通常呈悬浮密实结构．