骨架密实型沥青混合料集料的分形特征

为了分析和利用骨架密实型沥青混合料集料分形特征,基于分形几何的基本理论,推导出了集料的质量分布分形几何模型,并以SMA-16混合料为例,探讨了集料分维值(D)的最小计算粒径;结合SMA-16混合料体积参数的测试结果,研究了分形维数与体积参数的关系.结果表明:对于SMA-16混合料,分维值的最小计算粒径为0.6 mm;规范级配范围对应的分维值为2.355～2.457;分维值越大,混合料级配越细;分维值与空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等混合料体积参数有很好的线性相关性.     

矿料级配分形维数与沥青混合料路用性能间的关系

运用分形理论计算AC-20C型沥青混合料级配的分形维数,并通过试验研究了级配分形维数与矿料性能和沥青混合料部分路用性能的关系。研究表明:AC-20C型沥青混合料级配分形维数随级配由粗到细呈逐渐增加的趋势;随着分形维数的增加,AC-20C型沥青混合料的矿料性能先增加后减小,沥青混合料的水稳定性变强,高温稳定性变差。     

Superpave混合料集料分形分维与路用性能的关系

为了探究集料分形分维在Superpave混合料微观结构与路用性能中的桥梁作用,以Super-pave-19为例,利用矿料分布分形模型和定义的Fuzzy分形维数,对禁区上方、通过禁区和禁区下方的6组矿料分形分布特征——分形维数和自相似性进行了研究,并通过沥青混合料设计参数、动稳定度和0℃弯曲应变能的测试,研究了分形维数与混合料路用性能的关系.结果表明:Superpave混合料集料级配具有较为显著的一重分形,只需一个分形维数就可以表征该级配的分形特征;分形维数D不仅与矿料间隙率、沥青饱和度、初始压实度和沥青用量等配合比设计参数有较好的线性相关性,而且与动稳定度和0℃弯曲应变能亦有很好的线性相关性.     

分形几何在沥青混合料骨料级配中的应用

沥青混合料集料级配质量分布是分形分布,利用分形几何理论建立了沥青混合料级配骨料分布与分维数D的关系,并得出质量分布与体积分布相同,给出了骨料级配分维值的计算方法.     

沥青路面级配分形维数与抗滑性能关系研究

从分形几何结构理论出发,建立表征沥青混合料级配特征的参数集料级配分形维数D,研究沥青混合料集料级配分形维数D与抗滑性能指标摆值和构造深度的关系。研究表明:集料级配分形维数D可以很好地表征级配特征;集料级配分形维数与抗滑性能具有负相关关系。     

抗凝冰集料沥青混合料性能研究

通过将抗凝冰集料等体积替代45%、55%、65%的等粒径普通集料进行了AC-13抗凝冰集料混合料性能研究。结果表明,采用设计级配,当抗凝冰集料等体积替代55%的等粒径的普通集料时,所设计的抗凝冰集料沥青混合料具有良好的路用性能和抗凝冰性能。     

沥青混凝土集料级配的分形特征研究

以散粒体分形模型为基础 ,推导了沥青混合料矿料分布函数。在双对数坐标系里画出 19(或 2 0 )的几种沥青混合料的级配上限、下限、中值曲线 ,经过回归分析 ,得到每种级配集料的分形维数。沥青混合料的矿料分形维数主要由 0 .0 75 mm以下颗粒的多少决定。 0 .0 75 mm以下颗粒越多维数越高 ,反之越少。分形维数的相关性越高 ,集料级配越连续。分形维数越高 ,集料越细。分形维数和相关性可以作为集料级配评价的量化指标。     

沥青混合料集料离析的数值模拟与分析

采用颗粒力学的基本理论分析了颗粒相互作用时的运动规律及沥青混合料集料离析的机理,提出以混合料中滚落距离大的集料颗粒比例判断集料离析的模型。利用离散元颗粒流计算软件PFC2D对沥青混合集料离析进行数值模拟,验证了集料离析模型的合理性。以沥青混合料集料料仓的实际尺寸为依据,对AC-13、AC-20沥青混合料集料进行下落试验,试验结果与理论分析及数值模拟结果吻合,并表明密级配沥青混合料集料粒径分布范围广、公称粒径大,集料易产生离析。沥青混合料生产过程中,应严格控制粗、细颗粒粒径大小及其级配含量,以避免混合料集料离析的产生。     

粗集料形态特征的定量评价指标研究

为了提出能够合理评价粗集料形态特征(形状、棱角)的定量指标,采用洛杉矶磨耗仪对4.75~9.5mm,9.5~13.2mm,13.2~16mm,16~19mm共4档粗集料分别磨耗0,600,1 200次,以改变粗集料的形态特征,然后通过自主研制的粗集料形态特征研究系统(MASCA)测得粗集料轴向系数、凸度、粗糙度、棱角参数、圆度、分形维数共6个定量评价指标值,并运用二元方差法比较它们对颗粒形态变化的敏感性,发现分形维数是能够合理评价粗集料形态特征的最优定量指标.为验证这一结论,利用磨耗得到的不同形态特征的粗集料分别成型AC-16,SAC-16,SMA-16级配类型混合料试件进行车辙试验和贯入剪切试验,验证结果表明分形维数与沥青混合料高温性能之间具有很好的相关性.     

基于GTM的AC-16型沥青混合料级配优化研究

为探究基于GTM设计方法下的最优级配设计,以便更好地指导控制沥青混合的综合性能,保障沥青路面的质量和使用功能,根据4.75 mm筛孔通过率的不同(分别为50%、45%、40%、35%、30%)设计7种AC-16型沥青混合料级配并系统研究不同级配下沥青混合料的体积参数及路用性能。研究结果表明,最佳沥青用量、体积参数、GTM旋转密度下的混合料路用性能与级配有很大关系,基于上述关键因素协调性较好原则,提出了AC-16型沥青混合料优化级配范围。     

沥青混合料级配特征与路用性能的相关性

为了定量分析沥青混合料级配特征,揭示级配与沥青混合料路用性能的关系,通过分形理论方法量化了级配曲线特征,采用分形维数表征级配曲线特征,通过对比分析试验级配的分维数和沥青混合料路用性能指标变化趋势,得到了两者的变化规律。     

基于数字图像处理技术的沥青混合料分形特性

基于数字图像处理技术,以直观的沥青混合料体积组成为研究对象开展了沥青混合料的分形特性研究.分析说明了沥青混合料中的集料颗粒、空隙和矿料间隙都具有典型的分形特性,并给出了相应的分形维数计算方法.试验结果表明,采用小岛法可以定量描述集料颗粒和空隙的分形特性,利用计盒维数法能够描述荷载作用下沥青混合料中矿料间隙的分形特性.     

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。     

中粒式沥青混合料路用性能应用研究

中粒式沥青混合料在沥青路面中被广泛采用,技术成熟,施工方便便捷,本研究依托实际工程,从原材料性能、混合料的配合比设计、路用性能等方面进行系统研究,结果表明AC-20沥青混合料的路用性能优越,为工程应用提供参考.     

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.     

沥青类型对沥青混凝土路用性能影响的试验研究

通过马歇尔试验,确定了不同沥青含量条件下AC-13Ⅰ的最佳沥青含量,进而对沥青混凝土的各项路用指标进行了车辙试验,水稳性试验及疲劳试验研究,结果表明,采用SBS改性沥青的混合料具有良好的路用性能,经济效益和社会效益。     

基于分形理论的混凝土气泡分布特征研究

依托分形理论的盒维数概念,建立了气泡分布分形模型,提出了气泡分布分形维数计算方法。通过快速冻融循环试验和气泡结构分析试验测定了多组混凝土的抗冻性和气泡结构,分析了掺合料和引气剂对混凝土气泡分布特征的影响,得出了气泡分布特征随掺合料种类和引气剂掺量的变化规律。最后,分析了气泡分布分形维数与相对耐久性指数的关系,结果显示二者具有较高的正相关性,说明气泡分布对混凝土抗冻性有重要影响,可以将气泡分布分形维数作为气泡特征参数用以评估混凝土的抗冻性。     

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℃。     

硅烷偶联剂对复合沥青混合料路用性能的影响

针对胶浆与集料界面粘附对沥青混合料性能的影响,采用"三步"成型工艺制备复合沥青混合料试件,研究了KH-550硅烷偶联剂对其路用性能的影响,并借助IR和SEM等微观设备,分析了硅烷偶联剂在复合沥青混合料中的偶联机理。结果表明,随硅烷偶联剂用量增加,复合沥青混合料在7d和28d龄期的路用性能先提高后降低,当用量为乳化沥青质量分数的0.6%时,混合料冻融劈裂强度比、马歇尔稳定度和抗压回弹模量等路用性能提高了10%~30%。硅烷偶联剂改性后的花岗岩集料引入了偶联剂分子结构的Si-O键,在胶浆与集料界面有Si-O-Si键的生成;掺加偶联剂后的水泥乳化沥青胶浆表面变得凹凸不平,结构致密性提高;水泥乳化沥青胶浆能够较好地粘附于花岗岩集料表面,胶浆与集料界面结构得到改善。