应力吸收层结合料流变特性研究

应力吸收层的抗裂抗渗功能对其改性沥青结合料提出了更高的要求,但长期以来,国内外对应力吸收层结合料的研究相对较少,尤其是对其流变特性的研究,而改性沥青在不同温度下的流变性能与其实际的路用性能关系密切。选取两种应力吸收层改性沥青、两种普通改性沥青和一种基质沥青,根据SHRP规范推荐的试验方法,对比研究了5种沥青老化前后的高温、中温和低温流变性能。结果表明,应力吸收层结合料具有较好的抗老化性能,并具有良好的低温抗裂和中温抗疲劳性能。研究成果为应力吸收层的推广应用提供了试验依据。     

应力吸收层沥青混合料贯入试验研究

针对应力吸收层沥青混合料抗剪性能评价方法的不足,在相关研究的基础上提出了评价应力吸收层沥青混合料高温性能的贯入试验方法。分析了试验温度、加载速率、沥青结合料类型、矿料级配等对试验结果的影响,提出了适宜的试验条件和评价指标。结果表明:试验条件采用60℃温度,2mm/min的加载速率较为合理,而破坏模量可表征应力吸收层沥青混合料的抗剪强度和变形综合性能,破坏荷载可反映抗剪强度。研究成果为应力吸收层沥青混合料的质量控制及实际推广应用提供了试验依据。     

应力吸收层贯入试验数值分析与试验方法评价

为了评价应力吸收层沥青混合料的抗剪性能,对应力吸收层沥青混合料进行了不同温度下抗压回弹模量试验和贯入试验的数值分析,分析了试件规格、压头大小、矿料级配等对试验结果的影响.根据数值分析和室内试验结果,验证了应力吸收层沥青混合料贯入试验的可行性,得到适宜的试验条件.分析表明:采用直径和高度均为100 mm的圆柱形静压试件和直径19 mm的压头进行贯入试验时,试验数据稳定,可有效区分应力吸收层矿料级配的优劣.研究成果为应力吸收层沥青混合料的质量评价提供了理论和试验依据.     

应力吸收层沥青混合料的力学性能评价

为评价应力吸收层沥青混合料的力学性能,在室内试验测定沥青材料技术性能的基础上,基于马歇尔设计法,针对齐鲁70#沥青、稳定型橡胶改性沥青及应力吸收沥青设计了三种砂粒式应力吸收层沥青混合料。通过基本性能试验系统测定应力吸收层沥青混合料的动态模量,并建立动态模量和相位角的主曲线,主要探索了以齐鲁70#、稳定型橡胶改性沥青及应力吸收沥青作为胶结料的应力吸收层沥青混合料的力学特性。结果表明,稳定型橡胶改性沥青和应力吸收沥青作为胶结料用于应力吸收层均有良好的力学性能。     

考虑老化的沥青混合料低温性能

针对现行规范中沥青混合料低温性能评价方法的不足,分别将基质沥青混合料和改性沥青混合料在不同条件下进行老化,分析了短期老化和长期老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响.试验结果表明,长期老化对混合料低温抗裂性能影响显著.而实际使用过程中,沥青路面的低温开裂主要发生在沥青路面已经老化的后期,为了更好体现服务期内沥青路面的低温抗裂性能,建议增加长期老化后的沥青混合料进行低温抗裂性能评价并提出了考虑长期老化的沥青混合料低温抗裂性能的评价方法.     

基于灰色关联度的矿料对沥青混合料力学性能的影响分析

为分析矿料含量对沥青混合料力学性能的影响,利用旋转压实方法制备了4种级配沥青混合料,并通过劈裂试验、压缩试验以及蠕变试验研究了4种级配沥青混合料的低温抗开裂能力、常温抗拉/压破坏能力以及蠕变性能。随后,利用卷积积分和Laplace变换推导了4种沥青混合料的松弛模量随加载时间的变化趋势,并结合Burgers模型和二阶广义Maxwell模型对蠕变和松弛特性进行了拟合分析。最后,根据灰色关联度算法计算了矿料含量与沥青混合料力学性能的关联度,分析了矿料含量对混合料力学性能的影响。结果表明:沥青混合料的低温抗开裂、常温抗拉/压性能主要与0.15～0.3 mm和1.18～2.36 mm两档矿料的含量具有较高的相关度;而常温抗蠕变能力主要受0.6～1.18 mm和2.36～4.75 mm两档矿料的影响;温度升高后,抗蠕变能力受矿料含量变化的影响程度增加;松弛强度受细集料含量影响较大,而松弛时间主要受较大粒径矿料含量的影响。     

天然岩沥青复合改性沥青性能评价与应用研究

提高沥青胶结料的高温粘度是增强路面沥青混合料抗车辙性能的重要措施,而在实际工程应用中沥青胶结料的选择应综合考虑其高低温性能。文章对所研发的天然岩沥青一SBS复合改性沥青进行了高低温性能评价,针对该复合改性沥青进行AC-16和SMA-13配合比设计,并应用到高速公路车辙维修工程。结果表明:该复合改性沥青性能分级为PG82-22,混合料TSR大于80%,低温破坏应变大于3000με,现场芯样浸水汉堡轮辙试验深度小于6mm,该复合改性沥青混合料在满足低温性能的同时提高了抗高温车辙性能。     

新型改性沥青混合料路用性能评价研究

目的研究新型改性沥青影响其混合料路用性能的机理，为不同气候条件下筑路材料的合理选择提供依据．方法根据美国Superpave针对沥青混合料路用性能评价原理，结合动态剪切流变、高温稳定、水稳定、耐老化以及低温抗裂测试，评价了3种改性剂（硬质沥青、聚酯纤维、废旧橡胶轮胎粉）对基质沥青Shell60／70流变特性的影响，并对比分析了4种沥青混合料（AC20、GM—AC20、RM—AC20、FR—AC20）室内试验结果．结果聚酯纤维改性沥青混合料水稳定性最好，硬质改性沥青混合料高温稳定性较强、水稳定性较差，橡胶粉改性沥青混合料在低温抗裂和耐老化特性方面均表现了较好的路用性能．结论4种沥青混合料由于其沥青结合料流变特性的不同，而表现出不同的路用性能．①硬质改性沥青混合料适合于高温少雨地区；②聚酯纤维改性沥青混合料能够满足高温多雨地区路用性能的要求；③橡胶改性沥青混合料适用于北方低温地区，加之具有保护环境节约能源的特征，值得大力推广．     

SBS改性沥青低温劲度模量研究

沥青的低温劲度模量与其低温性能密切相关,SBS改性沥青的低温评价指标的确定是反映混合料的低温抗裂能力的基础和前提,本文采用沥青劲度模量的理论模型对五种SBS改性沥青结合料的5℃延度和不同温度下的劲度模量进行研究;同时为了验证试验结果的合理性,采用同一级配,进行了五种沥青混合料的低温弯曲试验,对混合料的低温劲度和弯曲应变能密度与沥青的劲度模量-10C及5℃延度进行了回归分析.结果表明:沥青结合料的-10℃劲度模量值与低温劲度和应变能密度具有明显的相关关系,可以将沥青的-10℃的劲度模量作为SBS改性沥青的低温评价指标.     

添加抗车辙剂的沥青混合料性能试验研究

研究了添加抗车辙剂路孚8000(的沥青混合料的各项性能。对抗车辙剂不同掺量下的沥青胶结料进行了基本性能试验,包括高温车辙、低温弯曲和冻融劈裂。结果表明:改性沥青混合料掺入抗车辙剂掺量后,动稳定度提高显著;对沥青混合料的抗水损害性能变化不大;混合料的低温抗裂性能略有提高。     

Sampave应力吸收层厚度确定的数值模拟

采用三维有限元法分析了 Sampave 应力吸收层厚度变化对沥青加铺层结构荷载应力和温度应力分布的影响,发现合理厚度的 Sampave 应力吸收层能较大幅度地降低加铺层层底的荷载应力和温度应力,对后者降低效果尤为明显,改善了整个沥青面层结构的应力状态,减少加铺层层底应力集中程度,延缓反射裂缝在加铺层中形成,显示其在抗反射裂缝方面的独特作用.计算结果表明:应力吸收层不宜太厚,建议层厚为2.5±0.5 cm较合适.     

SAMPAVE沥青混合料级配设计研究

SAMPAVE(Stress Absorbing Mixtures Pavement)沥青混合料是一种新型的延缓和防止反射裂缝的应力吸收层材料,具有抗裂、防渗、粘结等特性.根据变i法对SAMPAVE混合料进行矿料组成设计,并与AC-5、美国规范、科氏公司推荐的级配范围进行比较.结果表明,对于变i法设计的SAMPAVE混合料,级配上限、级配下限确定的沥青用量在设计工程级配沥青用量的±0.3%范围内,满足生产控制的要求,且SAMPAVE混合料具有优良的耐高温、耐低温、抗变形、耐疲劳、抗水损害等路用性能.     

Optimal percentage of reclaimed asphalt pavement in central plant hot recycling mixture

For determining the optimal percentage of RAP material in central plant hot recycling, binder was recovered from RAP by means of Abson recovery method, and properties tests of mixed binders consisting of recovered asphalt and fresh asphalt at different ratios were performed. In addition, the performances of mixture with different percentages of RAP such as rutting resistance, anti-cracking, moisture susceptibility and fatigue resistance were tested. The binder test results showed that the high temperature performance was improved with the increase of the percentage of the RAP, while the low temperature performance was declined. When the percentage of the recovered binder was less than 30%, the mixed binder could match the technical standards for fresh asphalt. Tests on the mixtures showed that rutting resistance increased gradually as RAP percentage increased, while thermal anti-cracking at low temperature and fatigue properties declined. The effect of the percentage of RAP on moisture susceptibility was limited. It is indicated that low temperature performance and fatigue properties are important for selecting the optimal percentage of RAP. Based on data obtained from binders and mixtures, it is concluded that the maximum percentage of RAP is approximately 30% without the addition of rejuvenating agent.     

沥青混合料路用试验结果分析

对SMA-16,AC-16Ⅰ,AK-16Ⅰ,单一粒径4.75,9.5,13.2,16等沥青混合料进行了马歇尔试验、车辙试验,以及低温弯曲试验.根据试验结果对这几种混合料进行了高温稳定性、低温抗裂性能分析,认为SMA-16及单一粒径级配均具有较好的抗车辙能力,要优于AC-16Ⅰ和AK-16Ⅰ.低温弯曲试验结果表明,SMA-16要比单一粒径级配、AC-16Ⅰ和AK-16Ⅰ性能优越.SBS改性沥青对沥青混合料的路用性能有一定改善作用.     

Effect of aggregate gradation on low temperature performance of asphalt paving mixtures

Low temperature cracking has become one of the important factors that diminish asphalt pavement’s ride quality and service life.Especially in cold region,cracking caused by low temperature is the main distress form.This paper discussed the effect of aggregate gradation on the low temperature performance in asphalt paving mixtures.A total of 11 asphalt mixtures with 11 different aggregate gradations and one asphalt binder content were studied.Volumetric properties of the coarse aggregate and asphalt mixtures showed aggregate grading has a significant impact on the degree of aggregate interlock in asphalt mixtures.A trend is existed in the low temperature performance with the change of gradation.With the aid of mathematic statistics,it indicates gradation affects the low temperature performance significantly.The findings also indicate the relationship between the degree of aggregate interlock in asphalt mixtures and the low temperature performance:With the stone-to-stone contact developed,the mixture has a high energy to resist contract and deformation at low temperature.The properties of fine aggregate and asphalt play an important part in resisting low temperature cracking in floating structure.But it provides lower energy to resist low temperature cracking compared to the skeleton structure.     

具有柔性基层的半刚性沥青路面三维模型计算

根据实验资料,充分考虑级配碎石层的材料性质,建立了具有级配碎石基层的半刚性沥青路面结构的三维计算模型。分析表明:塑性突出的级配碎石层能优先于沥青面层和半刚性基层吸收路面结构在荷载作用下产生的应变能,从而提高了结构的抗裂及抗疲劳性能;级配碎石层能显著改善路面结构的力学性质,合理的设计能改善路面的使用性能,延长其使用寿命。     

超硬质沥青改性结合料流变性能分析

为研究超硬质沥青(super hard asphalt,SHA)对超硬质沥青结合料的高、低温流变的影响效果,采用SHA作为改性剂对AH-90道路石油沥青进行改性,制备了不同质量分数（5%、6%、7%和8%）的SHA改性结合料,并进行动态剪切流变试验、多应力蠕变恢复试验及小梁弯曲蠕变试验. 试验结果表明:其适用于时温等效原理;SHA的掺入会有效提高沥青结合料的车辙因子G^*/sin δ,沥青混合料的高温性能得到明显改善;随着SHA掺量的增加,沥青结合料的平均应变恢复率R逐渐升高,不可恢复蠕变柔量J_nr逐渐降低,掺加SHA有利于提高沥青结合料高温抗变形能力与变形恢复能力;随着SHA的掺入,沥青结合料的蠕变劲度S与蠕变劲度变化率m变化幅度不大,对沥青结合料的低温抗裂性能影响不大. SHA改性沥青结合料高温抗车辙性能优异,低温性能相对于基质沥青PG分级保持不变.     

布敦岩沥青混合料路用性能研究

为了分析布敦岩沥青混合料的路用特性,分别对基质沥青混合料、不同掺量布敦岩沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行路用性能对比试验研究。结果表明,布敦岩沥青可以显著改善沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能。综合考虑性能变化规律以及经济因素,推荐布敦岩沥青的合理掺量为3.5%。     

Sampave层厚度对沥青结构层内力影响分析

采用三维有限元法分析Sampave应力吸收层厚度变化对沥青加铺层结构荷载应力和温度应力分布的影响,发现Sampave应力吸收层能较大幅度地降低加铺层层底的荷载应力和温度应力,对后者降低效果尤为明显,改善了整个沥青面层结构的应力状态,减少加铺层层底应力集中程度,延缓反射裂缝在加铺层中形成,显示其在抗反射裂缝方面的独特作用.计算结果表明:应力吸收层不宜太厚,建议层厚为2.5±0.5 cm较合适.