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.     

橡胶颗粒沥青混合料矿料级配的分形评价

橡胶颗粒沥青混合料集料分布具有明显的分形特征,建立了橡胶颗粒沥青混合料集料体积分形维数与沥青混合料空隙率的回归模型。验证了集料体积参数与混合料空隙率的强相关性,空隙率随着矿料级配分维值D的增加而减小。与橡胶颗粒沥青混合料对应的级配范围集料粒径分维值D范围为2.54～2.59。间断级配JAC-16适用于二重分形评价,采用二重分形计算的相关系数较高,说明该级配的实际组成与级配分形理想模型拟合的程度较高。     

国产塔河沥青混合料矿料级配研究

利用分形理论评价了塔河沥青混合料矿料级配性质,研究了沥青混合料级配的分形理论表征方法,分析了分形维数D与最大密度曲线理论中n值的关系,研究了塔河沥青混合料级配分形维数与最佳沥青用量、车辙动稳定度和冻融劈裂等指标的关系.研究结果表明矿料级配分形维数D与最大密度曲线理论中n值的关系为:D=3-n.当级配曲线没有交叉时,分形维数D能够定量表征连续级配的粗细程度,分形维数D与车辙试验的动稳定度、抗水稳定性能的TSR具有较好的相关性.     

基于集料分形特征的沥青混合料配合比设计

为了使沥青混合料配合比设计更具针对性,基于集料分形特征,探讨了集料粒径分维值与沥青混合料体积参数的关系,在此基础上,确定出满足规范要求的沥青混合料体积指标对应的最佳沥青用量和矿料级配,并通过路用性能的测试检验了设计混合料.结果表明:集料粒径分维值与沥青混合料体积指标有很强的线性相关性,利用该相关关系可以对混合料的体积参数进行预估,快速确定最佳沥青用量、矿料级配.     

ATB-25型沥青混合料矿料级配分形维数与矿料间隙率的关系

ATB是一种密级配沥青稳定碎石混合料,本文借助分形理论,对其5种不同级配曲线走向沥青混合料的矿料间隙率与矿料级配分形维数的关系进行了研究.结果表明：矿料级配分形维数是一个含有丰富信息的参数,其与沥青混合料的矿料间隙率存在很好的相关性,同时,建立了ATB-25型沥青混合料矿料级配分形维数与沥青混合料矿料间隙率的回归模型.     

基于分形理论沥青混合料均匀性评价方法

为研究沥青混合料均匀性定量的评价方法,基于分形理论,对沥青混合料中集料的分布状态,即混合料的均匀性展开直接研究.计算的结果与主观上的观测结果基本一致.研究结果表明:利用分形理论,选用集料质量级配分维值可以定量地评价沥青混合料的均匀性;随着公称最大集料粒径的增大,沥青混合料均匀性变差;集料质量级配分维值越大,则集料级配越粗.     

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.     

采用分布分形维数分析不同级配对沥青混合料热物性能的影响

利用热常数分析仪Hot Disk测定沥青混合料热常数,通过对热物性参数热传导系数、热扩散系数、体积比热容3个参数对比分析,以此来比较不同级配对沥青混合料热物性参数的影响。在此基础上,以集料粒径分布分形维数D作为表征不同级配特征的参数,建立了热物性参数与粒径分布分维数D的相关关系。结果表明:热传导系数、热扩散系数和体积比热容与粒径分布分形维数D之间存在着较强的线性相关性;粒径分布分形维数D越大,沥青混合料热传导系数和热扩散系数越小,体积比热容越大。     

泡沫沥青分散性状及其与矿料相互作用研究

采用简便的筛分分析法,分别考虑沥青发泡特性、矿料温度、矿料级配组成及矿料拌和水量等材料设计参数,对泡沫沥青混合料中沥青分散性状及沥青与矿料的相互作用进行了分析评价。结果表明:沥青发泡性能及矿料温度的提高有助于提升泡沫沥青的分散均匀性,并在一定程度上增大泡沫沥青裹覆的矿料粒径范围;泡沫沥青在混合料中均匀分散时,其主要裹覆矿料为小于1.18mm、尤其是小于0.3mm的细料颗粒,为确保泡沫沥青混合料性能优良,矿料组成中必须具有足够的小于0.3mm的细料,且细料部分应为连续级配;矿料拌和水量不合理将导致泡沫沥青结团,对泡沫沥青混合料强度及稳定性不利,混合料组成设计中需通过试拌方式确定合适的矿料拌和水量。     

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。     

级配集料的分形特性研究AC-16C

为了研究沥青混合料微观结构不均匀性的分布规律,基于分形的理论方法,从沥青混合料中集料的分布状态入手,对10组AC-16C级配类型的沥青混合料采用双对数坐标的方法计算其级配质量分形维数,研究沥青混合料级配质量分形维数的规律.研究结果表明:随着集料级配质量分形维数的增大,集料的空间填充能力增强,沥青混合料的空隙率也越来越小;随着粗集料中针片状含量的减小,集料颗粒被压碎或断裂的机率减小,从而提高了沥青混合料的均匀性.     

Statistical analysis of the asphalt mixtures volumetric properties

Based on statistics principle, random error and systematic error were considered and the volumetric properties of the two mixtures types, namely A and B, were statistically analyzed using different distribution methods. Seventy-two samples of mixture A and fifty-two of mixture B were fabricated using the Marshall method. The probability distributions were compared on the basis of goodness of fit. Weibull model was found to be most appropriate model for describing the asphalt mixtures volumetric properties distribution. The two-parameter Weibull distribution function applied well to model the bulk specific gravity and voids filled with asphalt data, whereas, the three-parameter Weibull distribution appeared to be more appropriate in the discussing of air voids and voids in mineral aggregate. The experimetal results is revealed that compared with the mean value, the peak value of Weibull distribution was suggested as an alternative and more powerful parameter for describing the test data distribution characteristic. The analysis of test results also revealed that there were significant differences in the volumetric properties of the two tested mixtures for the same confidence level. The confidence interval decreased with the decreasing in reliability.     

粗集料表面纹理粗糙度的分形测量和描述

为了分析粗集料表面纹理状况对沥青混合料性能的影响,采用激光轮廓仪对8种不同粗集料表面纹理曲线进行直接测量.运用分形理论中对随机过程的结构函数方法,分析了表面纹理曲线的分形特征.采用定量评定方法,以分形维数D和截距K为评价指标,对粗集料表面纹理粗糙度进行了研究.结果表明,粗集料表面纹理曲线均在一定范围内具有分形特性,粗集料表面纹理的粗糙程度不受粒径大小影响.     

新旧规范沥青混合料配合比设计方法对比研究

采用新、旧规范提出的2种沥青混合料配合比设计方法对同一种沥青混合料进行配合比设计并进行路用性能检验。结果表明：采用新规范计算的沥青混合料的最大理论密度、空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度以及确定的最佳油石比都比旧规范计算的要小,并且具有更好的高温稳定性和水稳定性,但抗渗性要差一些。     

矿质混合料性能对沥青混合料动态模量的影响

为了解决沥青混合料高温性能不足的问题,研究了矿质混合料性能对沥青混合料动态模量的影响.以AC-20C型沥青混合料为背景,根据贝雷法3个参数进行了矿质混合料配合比正交试验设计,得到9种不同的矿质混合料级配,并以加州承载比(California bearing ratio,CBR)和振实间隙率为指标,对矿质混合料性能进行了评价,从中选出矿质混合料性能差异明显的3种级配,进行了沥青混合料的配合比设计.进而在不同温度和加载频率条件下,开展了3种级配沥青混合料的动态模量试验.依据试验结果,分析了矿质混合料性能对沥青混合料动态模量的影响.研究表明:高温条件下矿质混合料性能对沥青混合料的动态模量有较大影响,低温时矿质混合料性能对动态模量的影响不明显.通过优化矿质混合料性能,可以显著改善沥青混合料的高温性能.具有较高CBR值和较低振实间隙率的矿质混合料,对应的沥青混合料具有较好的高温性能.