沥青混合料级配离析定量评价与相关性研究

根据21种常规级配,制备Superpave旋转压实试件用以评价沥青混合料的级配离析.利用数字图像处理技术,获得试件截面图像,并根据FeretDiameter提取图像中各档粗集料的颗粒信息.改进了结构各向异性的体视学评价方法,提出使用粗集料结构系数Jf作为评价沥青混合料试件级配离析的指标参数.对各级配的Jf值和各档粗集料分计筛余百分率关系进行了线性回归,其复相关系数R达到0.962 1.对于颗粒最大标称粒径相同的级配,使用灰色关联分析,得出结论：除颗粒最大标称粒径为9.5 mm级配外,Jf受级配中第3大筛孔分计筛余百分率影响最大.     

沥青混合料离析分析与模拟

由于级配、温度和施工等因素的影响,沥青混合料在施工过程会产生离析,碾压后形成的路面离析,从而导致各种路面早期病害现象发生.采用颗粒力学的软球模型理论分析颗粒在自重条件下的相互作用的运动规律,应用颗粒流程序模拟了沥青混合料在CA0.2,CA0.4,CA0.6和CA0.8的颗粒运动情况,在最佳沥青含量下拌和进行性能试验,试验结果表明,沥青混合料在CA0.4～CA0.6之间,压实比和离析势能指数分别存在一个最小值,与模拟结果一致.     

沥青混合料级配曲线

根据施工生产实际提出了沥青混合料级配曲线可划分为三段组合式不仅适用于单调型级配．也可用于折段型与S型。     

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.     

基于室内试验的沥青混合料离析标准研究

在室内设计了无离析、轻度、中度、重度和细集料离析5种不同离析程度的沥青混合料,测定了不同离析混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及力学强度特性,定量分析了不同离析程度对沥青混合料性能的影响,并建立了基于路用性能的混合料离析评价标准。结果表明:离析对混合料的路用性能有显著影响;与无离析混合料相比,当混合料发生中度和重度离析后,其高温稳定性显著下降,混合料剥落点处的车辙深度分别增加52.8%、51.8%,-10℃时的间接拉伸强度分别下降30.9%、42.8%,抗剪切强度分别下降45.8%和52.3%;基于路用性能的离析评价标准可用于指导沥青混合料非均匀性的定量检测和评价。     

AC-13沥青混合料级配优化研究

通过对现有嵌挤密实型混合料设计方法的比较,采用逐级填充设计法选择了AC-13型沥青混合料粗集料级配、采用连续密级配公式确定了其细集料级配,并按体积法原理进行了AC-13级配的合成与调整;最后通过一系列室内试验对7种13型级配曲线进行了对比研究,验证了所提出的改进型AC-13级配,给出了湖北地区AC-13型沥青混合料级配优化结果.     

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.     

AC-20I型级配沥青混合料的集料级配

沥青混合料的高温稳定性是重要的研究课题，结合几种AC-201型级配沥青混合料的高温稳定性实测数据，讨论了Superpave级配图中混合料级配曲线与高温稳定性的关系．结合Superpave的限制区和控制点理论提出AC-20改进型级配．并给出其合理的马歇尔试验技术指标的推荐值．     

类似级配沥青混合料最佳油石比关系研究

利用压实热拌沥青混合料的空隙率和矿料间隙率等体积特性,考虑集料吸收沥青的情况,提出了“有效油石体积比”的概念,依据最佳有效油石体积比,分析研究了同类级配矿料的最佳油石比之间的关系,建立了具有普遍意义的关系式,并与新的公路沥青路面施工技术规范提供的预估公式作了比较.     

AC-16型沥青混合料工程设计级配范围研究

新《公路沥青路面施工技术规范》中AC-16沥青混合料的矿料级配范围定的太宽，需结合工程情况提出工程设计级配范围。在提出武汉地区沥青路面使用性能气候分区的基础上，对4种AC-16级配形成的沥青混合料的高温稳定性、水稳定性等使用性能进行了研究，提出适用于武汉地区高等级公路沥青路面的AC-16型沥青混合料的工程设计级配范围，并给出其设计级配的选择建议。     

类似级配沥青混合料最佳油石比关系研究

利用压实热拌沥青混合料的空隙率和矿料间隙率等体积特性，考虑集料吸收沥青的情况，提出了“有效油石体积比”的概念，依据最佳有效油石体积比，分析研究了同类级配矿料的最佳油石比之间的关系，建立了具有普遍意义的关系式，并与新的公路沥青路面施工技术规范提供的预估公式作了比较.     

基于BP神经网络的沥青混合料级配检测研究

为了准确、简便检测沥青混合料的设计级配,基于图像处理,通过改进电子筛分方式,将集料颗粒的平面形状分为三类分别进行统计,得到沥青混合料的平面级配,然后使用BP神经网络对沥青混合料的设计级配进行检测,以不同粒径粗集料的平面级配作为输入层,以不同粒径粗集料的设计级配作为输出层,对200组归一化处理后的平面级配进行神经网络训练和测试。结果表明:改进后的电子筛分方式较直接使用等效直径法和等效椭圆短轴法检测沥青混合料级配具有更高的正确率;使用BP神经网络对设计级配进行检测,各粒径的平均正确率分别为88.1%(4.75 mm),91.2%(9.5 mm),93.8%(13.2 mm),95.1%(16 mm),100%(19 mm),平面级配与设计级配的相关性较好。该方法为沥青混合料的级配检测提供了一种新思路。     

SMA沥青混合料级配组成设计理论初探

研究了SMA沥青混合料的结构特征及材料的组成特征，并利用关于沥青混合料集料组成设计的Weymouth理论对SMA沥青混合料的级配组成，从理论及计算方法上进行了探讨；依据对SMA-16型级配组成的试算结果，提出变κ法的折断级配计算方法能较好反映SMA沥青混合料级配组成特征，并得出计算参数κ值的范围及变化趋势。     

骨架密实型沥青混合料级配优化设计及性能分析

研究法国GB5新型沥青混合料及其设计方法在我国的适用性,对于明确GB5沥青混合料性能特点具有一定参考价值,对实际工程应用也有一定借鉴意义。文章基于法国GB5骨架密实型沥青混合料及其设计方法,分析了GB5型沥青混合料的特点,依照其设计原理设计混合料级配并进行了系列室内试验,对用GB5矿料级配设计方法获得的高性能沥青混合料GB5-13与应用传统马歇尔沥青混合料设计法设计的SMA-13两种沥青混合料进行对比分析。结果表明:GB5-13沥青混合料密实度大且沥青用量低,比SMA-13沥青用量低10%;新型沥青混合料因初始空隙率水平低且矿料级配内摩阻力高而具有较好的水稳定性,GB5-13劲度模量大,控制应变模式下的GB5-13疲劳性能逊于SMA-13;优化矿料级配后的沥青混合料高温稳定性有所提高,而低温性能未得到改善。     

级配类型对沥青混合料拌和流动性及和易性影响研究

为了保证沥青路面的铺筑质量,沥青混合料应具有良好的流动性及和易性。针对级配类型对混合料拌和流动性及和易性的影响,制备了AC-13、AC-20、ATB-25、SMA-13和OGFC-13 5种沥青混合料,利用自主开发的变速拌和试验装置,在不同工况下进行变速拌和试验,并绘制“拌和功率-拌和速率”流变图,分析拌和流动模型及流动参数,定义了和易性指数。结果表明：沥青混合料的拌和功率与拌和速率具有良好的线性关系,拌和流动特性服从宾汉流变模型。从理论上引入了拌和塑限和拌和黏度两个流动参数;这两个拌和流动参数决定了沥青混合料的拌和和易性,数值越大,和易性越差;集料级配类型对沥青混合料的拌和塑限影响较大,但对拌和黏度影响较小,拌和温度对沥青混合料的拌和塑限几乎没有影响,但对拌和黏度影响显著。     

单一粒径为主的密断级配沥青混合料研究

提出了一种按体积法设计的单一粒径为主的密断级配沥青混合料。这种新材料既强调主骨架的嵌挤,又充分发挥细集料的密实填充作用,研究表明,这种材料不仅能提高混合料的高温稳定性,减少低温收缩裂缝,而且具有良好的抗滑性和水密性,是一种良好的筑路材料。     

开级配沥青混合料空隙率与透水性能试验研究

通过试验研究了透水性沥青混合料的空隙率与透水性能,得出了不同集料级配和油石比对空隙率及透水性能的影响规律,为道路工程铺设透水性路面沥青混合料的配合比设计提供了试验依据.     

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.     

基于分形理论的橡胶沥青混合料级配优化设计

为优化橡胶沥青混合料ARAC-13G集料级配,延长路面面层的使用寿命,对5组ARAC-13G进行路用性能、力学性能以及抗滑性能试验,基于分形理论,将试验得到的一系列宏观性能参数与粗集料分维数、细集料分维数进行线性拟合,从高强相关性角度揭示了集料规格对混合料性能影响的侧重方向,并通过合理的分维值进一步把控ARAC-13G的综合性能。结果表明：不同规格的集料对橡胶沥青混合料各性能的影响程度有所差异,为使混合料满足抗水毁要求的前提下获得更佳的高温稳定性和抗滑性,细集料分维数不宜小于2.53,粗集料分维数应控制在1.89～1.92。