不同温度与荷载作用下的胶粉复合改性沥青混合料抗车辙性能试验研究

探讨了不同荷载、不同温度对胶粉复合改性沥青混合料高温性能的影响,并对黏结料分别为基质沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青及胶粉复合改性沥青的4种类型混合料抗车辙性能进行对比分析。采用车辙试验机,对碾压成型的试件,参照"沥青混合料车辙试验"T0719—2011中规定的方法进行车辙试验,得出了4种沥青混合料在不同荷载、不同温度下的动稳定度DS,并对动稳定度DS进行分析:掺加复合剂后,胶粉复合改性沥青混合料的抗车辙性能改善显著,且温度与荷载越大,改善效果越明显。     

沥青路面车辙调查及影响因素分析

高速公路沥青路面在气温及荷载等作用下,早期易出现车辙病害形式,影响行车安全。对某高速公路沥青路面进行现场调研,通过检测车辙深度、调查轴载、钻芯取样分析路面各结构层厚度、沥青及集料级配等,对车辙病害的原因进行详细的分析。结果表明,在重载作用下沥青路面上面层、中面层厚度变化较大,轮迹带部分粗集料被碾压破碎,导致集料细化。为减少车辙的产生,从管控超载、选用改性沥青及采用合理集料级配等方面提出建议。     

温度场与荷载对沥青路面车辙的影响及解决方案研究

研究温度场与交通荷载作用对沥青路面车辙变形的影响。通过实地测试沥青路面结构层内温度场分布,运用WITCZAK模型计算分析沥青路面结构层内混合料动态模量波动规律,并采用Bisar 3.0软件模拟计算不同荷载下路面结构层内的应力应变分布。研究结果表明,沥青混合料动态模量随路面温度场波动变化,高温下衰减量可达70%～90%。在温度场和荷载作用下,沥青路面上、下面层内应力应变明显。在路表向下温度递减的温度场下,路面上面层剪应变和竖向压应变等形变较大;在路表向下温度递增的温度场下,路面下面层剪应变和竖向压应变等形变较大。高温与重载的耦合作用易在上面层产生车辙变形;低温下长期荷载作用易在下面层产生车辙变形。在道路中下面层采用硬质沥青,并加强道路管理养护,可有效提升沥青路面的抗车辙性能。     

沥青混凝土永久变形预估方法研究

提出了一种新的沥青混凝土永久变形预估模型,该模型理论明确,有效考虑了剪切因素,用单轴贯入抗剪强度表征沥青混合料本身的抗变形能力,用面层内剪应力表示结构的抗车辙属性.通过不同温度、压力及厚度下的车辙试验,基于分层叠加的基本思想确定了沥青混凝土永久变形预估模型;同时根据波尔兹曼线性叠加原理,在永久变形预估模型中考虑了行车速度;最后采用不同的沥青混合料对该模型进行了验证.结果表明:永久变形预估模型能够较精确模拟沥青混凝土的变形规律,对不同的沥青混合料具有通用性,从而为建立正确的车辙预估方法奠定了基础.     

温度和荷载对沥青铺装层车辙形成的影响

采用ABAQUS在不同温度和荷载条件下对沥青铺装层进行力学分析,揭示沥青铺装层的车辙形成机理。结果表明:温度越高,上面层同一深度处最大应力越大;不同荷载作用时上面层受力趋势基本相同,但荷载越大,上面层沥青混合料应力越大。上面层、中面层和下面层荷载作用区域受压应力控制,水稳基层荷载作用区域则受拉应力控制。     

冻融循环对沥青路面全厚度车辙影响的研究

为研究冻融循环对武汉地区沥青路面的影响程度,分别对经历过0、10、20、40次冻融循环的沥青混合料试件进行了冻融循环试验研究,主要测定试件的动弹性模量和质量损失等技术指标。同时对经历过上述不同次冻融循环次数的试件进行全厚度车辙试验,得出动稳定度DS和车辙深度RD随冻融循环次数的变化规律,并对上述结果进行了分析。研究结果表明,冻融循环对沥青路面车辙的影响不容忽视。     

考虑温度梯度沥青路面面层全厚式车辙试验

沥青路面面层内部存在明显的温度梯度,而目前的车辙试验无法反映这一特点。研制车辙试件温度梯度控制系统,可以在车辙试件内部形成温度梯度;利用该系统模拟路面温度梯度,开展不同面层组合结构的全厚式车辙试验。试验结果表明,温度梯度下沥青面层的整体抗车辙性能优于均匀温度下的抗车辙性能;若减弱表面层抗车辙性能并同时增强中面层抗车辙性能,则不仅能够改善沥青面层整体抗车辙性能,而且其改善效果优于仅仅增强表面层的方法;若减弱表面层抗车辙性能并同时增强下面层抗车辙性能,却很难改善沥青面层整体抗车辙性能。试验分析表明,本文提出的温度梯度全厚式车辙试验可以用于沥青面层结构的抗车辙性能检验,能用于沥青面层的抗车辙结构优化。     

沥青混凝土高温性能对比分析

车辙作为沥青路面的典型病害,是沥青混凝土高温稳定性不足的表现,通过车辙试验对比研究了结构层厚度、级配、材料以及施工控制等因素对沥青混凝土高温性能的影响,基于高温性能,提出了沥青混凝土结构层厚、级配、材料及施工控制的合理建议,为改善沥青混凝土的高温性能提供一定的参考依据。     

沥青混凝土面层质量缺陷及预防措施

沥青面层作为公路路面基层上最重要的路面结构层,它直接承受汽车车轮荷载和大气自然因素的作用,具有平整、坚实、耐久及抗车辙、抗裂、抗滑、抗水等方面的综合性能。但沥青路面施工具有工艺复杂、难度大、技术含量高、造价高等特点,这就要求对沥青面层施工前对易出现的缺陷要进行仔细分析,找出原因,做好各项应对措施,避免较大的经济损失。     

浅谈沥青路面的施工技术

沥青面层是位于路面基层上最重要的路面结构层,它直接承受车轮荷载和大气自然因素的作用,应具有平整、坚实、耐久及抗车辙、抗裂、抗滑、抗水害等多方面的综合性能。沥青面层的施工技术复杂,又是具有代表高速公路最终质量标志的工程项目之一,因此在面层施工中必须严格要求,对施工技术标准及施工工艺进行进一步优化,将沥青路面面层施工质量提高到新水平。本文根据路面工程实际情况,对沥青路面施工的程序作了阐述,对施工过程也提出了一些建议,能够确保面层施工的质量。     

SBS改性剂对沥青混合料高温稳定性的影响

以AC-16混合料的3种级配为研究对象,通过室内车辙试验分析了3种级配在不同SBS改性剂掺量下的高温稳定性。分析结果表明:随着SBS改性剂掺量的增加,沥青混合料的动稳定度DS会明显增大,车辙深度RD会明显减小;较粗集料的沥青混合料的动稳定度明显高于较细集料沥青混合料的动稳定度。     

沥青混合料动态蠕变模量与动稳定度的关系

研究了分别基于AC13和AC25优化出的9组级配、SBS改性中海70#沥青和中海70#沥青两种结合料、花岗岩和石灰岩两种集料以及50,70 mm两种车辙试件厚度等条件下的沥青混合料动稳定度(DS)与车辙模量(E_(DS)),E_(DS)与动态蠕变劲度模量(S_(dy)),S_(dy)与DS这三者的关系.结果表明,不同沥青混合料的S_(dy)与采用厚度匹配的车辙试件DS之间存在良好的相关性.因此可以将DS转换为S_(dy),并用其作为沥青路面结构设计的参数.     

国产环氧沥青混合料在混凝土桥面中的应用研究

测试了国产环氧沥青混合料的水稳定性能、高温稳定性能、低温抗裂性能以及抗疲劳性能指标。在混凝土桥面铺装时,对国产多组分环氧沥青混合料高温、低温稳定性和水稳定性指标的检验,应在环氧沥青基本固化后进行,固化温度及固化时间采用120℃,12h（或125℃,4h）。混合料的各项技术指标控制为：车辙试验动稳定度DS≥25000次／mm（60℃）,或DS≥15000次／mm（70℃）;浸水马歇尔残留稳定度≥85％;冻融劈裂残留强度比TSR≥85％;-10℃低温弯曲应变εB≥3．0×10^-3。     

Minimum voids in mineral aggregate in hot-mix asphalt based on asphalt film thickness

This study is aimed at determining the relationship between asphalt film thickness and aging characteristics of various hot-mix asphalt (HMA) mixtures. Resilient modulus and indirect tensile strength tests were conducted on the Superpave Gyratory-compacted specimens with five different asphalt film thicknesses in order to determine an optimum asphalt film thickness. From the relationships between the asphalt film thickness and resilient modulus and indirect tensile strength test values of the short and long-term aged samples, optimum asphalt film thickness has been determined about 9–10 μm. The minimum void content of mineral aggregate (VMA) to obtain this optimum asphalt film thickness can be calculated as 15.2%.     

Investigation of the use of strip-prone aggregates in hydraulic asphalt concrete

A study is made of the suitability of strip-prone aggregates for use in asphalt concrete water barriers in embankment dams. Standard boiling tests were used for ranking various aggregate types with respect to water susceptibility and aggregate-bitumen adhesion. Indirect tension tests (splitting tests) were used to study the effects of aggregate-bitumen adhesion on asphalt concrete tensile strength. The test results show the significant detrimental effects of using strip-prone aggregates for open-grade porous asphalt (air void 4–10%), but that aggregate-bitumen adhesion and tensile strength could be increased by adding amine or hydrated lime to the asphalt mix. However, a similar test series on dense-grade hydraulic asphalt (air void 2–3%) shows no detrimental effects of using strip-prone aggregates. Furthermore, there were no significant differences in compressive strengths or beam bending strengths and strains at failure between specimens with or without strip-prone aggregates and with or without amine added. This was the case even for specimens having been cured by exposure to 100 freeze–thaw cycles at +25 °C to −25 °C. For hydraulic asphalt, which is virtually impervious with a significant bitumen film thickness covering the aggregate particles, it does not seem required to use additives to improve the aggregate-bitumen adhesion properties. However, further testing should be done to study any long-term effects of using strip-prone aggregates.     

轻荷载、大交通量对沥青路面车辙的影响

通过不同温度下的轻荷载全厚度车辙试验,分析了在大交通量下,轻荷载引起沥青路面车辙的原因。试验及分析结果表明:当温度较高时,由于蠕变变形的积累、轮胎接地压力非均布性及剪应力的作用,轻荷载对沥青路面车辙的影响不容忽视。     

密级配沥青混合料沥青膜厚度优选

通过Bailey,Superpave和马歇尔三种方法设计级配,选用六种沥青含量进行了车辙试验,研究了沥青膜厚与车辙动稳定度之间的关系,提出了基于高温性能的密级配沥青混合料沥青膜厚的建议.     

旧水泥路面碎石化加铺半柔性路面结构力学特性分析

本文采用ABAQUS有限元分析法建立了半柔性路面计算模型,模拟计算了水泥混凝土路面加铺半柔性路面应力,分析了不同因素对单层和双层加铺结构力学特性的影响。结果表明,对于旧板破碎化后加铺半柔性路面结构的应力,主要影响因素有半柔性层的模量和厚度以及碎石化旧板的模量,对于双层结构还包括了沥青混凝土层的厚度,增大沥青混凝土层厚度可以降低加铺层层底应力,其他因素则影响相对较小。此外,旧水泥路面碎石化加铺单层半柔性路面结构层厚度宜达到10cm以上,同时采用打裂压稳技术并保留旧板有足够的承载力,以降低半柔性层层底拉应力。     

沥青路面反算模量与沥青混合料动态模量的关系

为获取沥青路面结构层沥青材料模量参数,合理评价沥青路面结构性能,开展沥青路面反算模量与同温度下室内沥青混合料动态模量的关系研究。采用落锤式弯沉仪（FWD）对4个不同结构的沥青路面试验路进行测试,并通过路面结构埋设的温度传感器同步采集温度,对试验结果进行沥青层模量反算;采用沥青混合料性能试验机（AMPT）对试验路沥青材料进行动态模量试验,根据时温等效原理获取FWD测试的同温度下的沥青混合料模量值,结合沥青路面结构层厚度计算沥青混合料动态模量的当量模量;对沥青层同一温度下的FWD反算模量与动态模量的当量模量进行分析比较,建立回归模型。结果表明,不同路面结构的FWD反算模量与室内动态模量的关系基本一致,其变化趋势不依赖于沥青层厚度的变化;沥青路面FWD的反算模量和室内AMPT的模量呈非线性关系,当模量较小时,FWD反算模量要低于室内模量,随着模量的增加,在10000MPa附近时,二者的模量值是接近的,模量值再继续增大时,FWD反算模量的增加较快,明显大于室内动态模量,室内动态模量的增长趋于平缓。