矿料级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能影响研究

为了研究不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响,分别选取AC-13和AC-16各5种S型级配进行室内试验,分析不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律.试验结果表明:各级配沥青混合料的动稳定度及低温劈裂强度在紫外光老化后都呈降低的趋势,但级配不同其降低幅度有所不同;在S型级配矿料组成中,粗集料含量越多,紫外光老化后沥青混合料的动稳定度下降越少.细集料含量越多,紫外光老化后沥青混合料的低温劈裂强度下降越少.其中AC-13S5型、AC-16S4型级配具有较好的高温抗紫外光老化性能,AC-13S1型、AC-16S2型级配具有较好的低温抗紫外光老化性能.     

新型橡胶粉和抗车辙剂复合改性沥青混合料级配优化

新型橡胶粉和抗车辙剂改性沥青混合料路面高低温性能稳定,为优化其级配设计并提高路用性能,采用均匀设计法和正交设计法分别确定粗细集料关键粒径的筛孔通过率,对试验数据进行回归分析,通过综合粗细集料级配优化结果确定混合料集料总体最优级配,并通过分析优化级配下的高低温性能指标验证级配的适用性.试验结果表明,混合料嵌挤形成最优骨架结构时,粗集料最大含量占65%;能显著影响混合料高低温性能的因素是粗集料4.75 mm筛孔通过率、2.36 mm细集料筛孔通过率及油石比;建议混合料关键粒径16～13.2、13.2～9.5、9.5～4.75、4.75～2.36、2.36～0.3、0.3～0.075 mm的筛孔通过率分别为95%、67%、32%、20%、13.5%、5%,并给出建议的油石比为4.7%,最后给出了优化级配范围.     

集料级配对Superpave混合料性能的影响

不同级配对Superpave沥青混合料性能有着重要的影响.文章以4种不同的SP-19.0mm典型级配类型为例,在室内试验的基础上,分析了不同级配对沥青混合料性能的影响.试验结果表明:当级配通过禁区或从禁区上方通过时,沥青混合料的抗疲劳开裂特性、耐久性要优于从禁区下方通过的级配,但抗车辙性能较差;集料级配对沥青混合料低温性能影响相对较小;调整2.36mm筛孔的通过量,对沥青混合料的VMA值影响较明显.建议取消禁区的设置,对于中、轻交通荷载设计时,级配中应适当提高细集料含量,级配曲线从禁区上方通过;对于重交通荷载地区则从禁区下方通过,选择整体偏粗的级配.     

基于离散元理论的OGFC矿料级配设计

提出开级配沥青磨耗层(open graded friction courses,OGFC)混合料矿料级配设计应针对粗细集料在混合料中所起的作用不同进行分别设计的理念.提出基于离散元理论和试验相结合的OGFC混合料粗集料级配设计的新方法:以4.75 mm筛孔通过率作为粗集料级配控制点,根据离散元理论计算粗集料中各粒径最优体积分数,通过粗集料的干捣试验进行VCAmin的验证,根据粗集料空隙率和设计空隙率的要求,确定粗集料的级配.采用N法进行OGFC混合料的细集料级配设计,为了满足设计空隙率的要求,在细集料设计中要求2.36～4.75 mm的质量分数不超过5%.在研究粗集料和细集料级配设计的基础之上给出了OGFC矿料新的级配范围.     

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.     

基于离散元法的沥青混合料细观特性分析

为了从细观上模拟分析沥青混合料车辙的形成和发展机理,以双层车辙试件为研究对象,采用PFC2D,建立上层为SMA-13,下层为AC-20,包含粗集料、沥青砂浆和空隙的二维离散元模型,研究了试件内部接触力的分布与大小、集料的空间运动轨迹对车辙形成的影响;分析了不同工况下车辙试件内部接触力大小分布和空间运动轨迹,结果表明:SMA-13主要承受压应力作用,拉应力主要分布在AC-20面层,且更容易导致试件发生破坏,加载2h时,AC-20拉应力较1h时增大3~4个数量级;SMA-13级配骨架性好,在荷载作用下主要发生水平运动,AC-20级配骨架性较弱,集料、砂浆易发生垂直运动,导致车辙形成.     

矿粉含量和级配对大粒径沥青碎石路用性能的影响研究

大粒径沥青碎石具有良好的抵抗反射裂缝的能力,能延长沥青路面的使用寿命,改善其使用性能。为了设计良好的大粒径沥青碎石路面,本文研究矿粉含量和级配对其路用性能的影响。通过设计4种不同类型的大粒径沥青碎石混合料(ATB-30),即粗集料(4.75~9.5mm)含量较多、细集料(1.18~2.36mm)含量较多、添加矿粉、不添加矿粉,分别确定最佳沥青用量,并进行高温抗车辙性能、低温抗劈裂性能、水稳定性检验。试验结果表明,矿粉在大粒径沥青碎石混合料中不仅可以提高其水稳定性,而且对其高温抗车辙能力也有提高;细集料含量较多时沥青混合料的水稳定性会增强,过量会使大粒径沥青混合料的水稳定性降低。     

沥青混合料抗剪强度参数影响因素分析研究

山区高速公路陡坡路段由于沥青路面抗剪强度不足易导致推移、拥包、车辙等早期病害。通过影响沥青混合料抗剪强度参数的因素进行试验分析,考虑不同沥青混合料级配、沥青类型、集料类型以及沥青用量对抗剪强度参数的影响。试验结果表明:沥青是影响最大抗剪强度的主要因素,最大抗剪强度随着沥青当量软化点增加比例而增加;集料特性对混合料的内摩阻角影响显著;在最佳沥青用量附近,混合料的最大抗剪强度达到最大值;可采用1 mm/min的加载速率进行沥青混合料抗剪强度验算。     

沥青混合料低温抗裂性能及影响因素评价

为了评价沥青混合料的低温抗裂性能,选择3种沥青和3种级配,两两组合形成9种沥青混合料,采用低温线收缩系数试验和低温弯曲试验分别评价其抗收缩开裂能力和抗弯拉开裂能力.对试验结果进行双因素方差分析,结果显示,沥青和级配对低温线收缩系数均没有显著影响,温缩裂缝主要受外界温度等因素影响;沥青和级配对低温弯拉应变有显著影响,不同沥青和级配组成混合料的抗弯拉开裂能力由弱至强分别依次为:70-A基质沥青、90-A基质沥青、SBS改性沥青和SMA-13、AC-16、AC-13.     

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.     

多孔沥青混合料PAC-13空隙率预估模型

基于多孔沥青混合料的室内试验结果,分析了关键筛孔通过率和关键集料含量对PAC-13空隙率的影响规律,根据分析结果,选取4.75mm、2.36mm和0.075mm筛孔通过率以及1.18～2.36mm集料含量作为模型参数,采用多元线性回归方法建立PAC-13空隙率预估模型。结果表明,多孔沥青混合料PAC-13中,2.36mm和4.75mm的筛孔通过率以及粒径为1.18～2.36mm的颗粒含量同空隙率呈线性负相关;根据所选的4个参数建立的空隙率预估模型具有良好的拟合效果;沥青用量或油石比也会影响多孔沥青混合料空隙率大小,油石比每提高0.5%,空隙率降低约1.1%。     

AC-13改性沥青混合料劈裂强度的影响因素及其与马歇尔性能指标的相关性

应用正交试验设计和统计分析方法研究了AC-13改性沥青混合料在15℃时的劈裂强度的影响因素和排序,以及与马歇尔性能指标的相关性。结果表明,细集料级配对劈裂强度影响显著,其筛孔通过率的排序为2.36mm筛孔4.75mm筛孔0.075mm筛孔油石比9.5mm筛孔。其中,2.36mm筛孔通过率对劈裂强度影响接近高度显著,而油石比和9.5mm筛孔通过率对劈裂强度影响不显著;劈裂强度与马歇尔性能指标之间存在较为明显的线性相关性,绝对相关系数均大于68%,随空隙率的逐渐增大,劈裂强度衰减近30%。     

Fractal dimension analysis of the fine aggregate gradation of interlocking skeleton asphalt mixture

By analyzing the fine aggregate gradation scales from standards,fine aggregate in the asphalt mixture is regarded as a whole research object and fractal dimensions X of the samples were obtained by linear regression and(AC-13)is 2.43-2.56,Sup-13 is 2.28-2.54,SMA-13 is 2.66-2.88 and SAC-13 is 2.54-2.73.In the dense gradation mixture,there are little different between fractal dimensions of coarse and fine aggregates but it makes sense for skeleton asphalt mixture.For a given coarse aggregate gradation and the...     

关键筛孔对多碎石沥青混凝土压实功的影响分析

针对多碎石沥青混凝土SAC-20,统计分析27个试验级配的压实功与关键筛孔通过率关系后,得出1.18mm通过率对压实功影响最大,0.075mm通过率居其次,细料级配及含量(包括填料)极大地着影响压实功。平均压实次数随1.18mm和0.6mm通过率的增加都有减小的趋势,若两个筛孔通过率进一步增大而进入Superpave相应细集料级配限制区时,压实次数应更少,混合料更容易压实压密,将对抗车辙性能不利,禁区具有一定的合理性,在级配设计时应尽可能保证细集料关键筛孔通过率在限制区下方。     

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。     

Design method and performance for large stone porous asphalt mixtures

Design method for large stone porous asphalt mixtures (LSPM) was analyzed to avoid the early distresses of semi-rigid asphalt pavements. Based on stone-to-stone skeleton structure concept, processes of LSPM gradation design was given. The gradation composite design for LSPM shows that the LSPM nominal maximum size (NMS) should be larger than 26.5 mm, and the NMS sieve passing percentage should be greater than 50%. Through experiments and calculations on the volume properties of the aggregate, the range of aggregate gradation curve of LSPM was given. In terms of asphalt binder’s normalized test results, MAC-70 and SBS modified asphalt were selected as the asphalt binders. The applicability of large scale Marshall Method and gyratory compaction method to shape specimens was investigated. Based on the asphalt mixture performance evaluation, the optimum asphalt content range (3.1%–3.6%), the bitumen film’s thickness range (13–16 μm) and the air void range (135–18%) were recommended. Finally, LSPM was tested by the laboratory performance tests including rutting resistance test, fatigue test and water stability test. The theoretic and practical analysis shows that LSPM has a good performance on water permeability, rutting resistance and reflection crack resistance.     

基于CT断层扫描图像的混凝土粗集料三维虚拟筛分

分析了基于数字图像进行混凝土级配分析的主流方法的局限性,并说明了采用工业CT技术手段的独特优势。按照沥青混合料粗集料分级粒径范围制作了5个试件,利用工业CT扫描获取粗集料体积参数。对3类集料体积数字计算方法的准确性进行了比较。通过球面调和变换表征粗颗粒的三维表面轮廓,并在此基础上获取L、W维度位置,并截取出通过筛孔控制平面。经过一系列数字图像处理手段,最终判定集料所能通过的方孔筛的筛孔大小。验证结果表明,基于CT断层扫描图片可以较准确地实现混凝土粗集料的三维虚拟筛分。     

室内成型试件与路面芯样的抗车辙差异性评价

为了评价室内成型试件与路面芯样抗车辙能力的差异,利用多轮车辙仪(RLWT)获取车辙变形量,从宏观角度研究室内成型试件与路面芯样的抗车辙能力;采用工业CT获取沥青混合料断面扫描图像,从细观角度探讨室内成型试件与路面芯样的粗集料颗粒与面空隙率沿深度方向的分布状况．结果表明:由于压实方式不同,两种试件的空隙率相差甚大,从而导致其抗车辙能力也有明显差异;路面芯样的粗集料颗粒与面空隙率在深度方向分布的均匀性较差;路面芯样的平均面空隙率及上端的面空隙率明显大于室内成型试件,从细观角度证明了宏观研究成果的准确性．