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。     

沥青混合料回收料变异性

为了控制沥青混合料回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)的变异性,保证再生沥青混合料的性能,通过现场取料,测试了不同来源RAP的矿料级配、沥青含量和沥青性能,分析了各项指标的变化规律和差异性;结合普通热拌沥青混合料质量控制要求,提出了厂拌热再生沥青混合料RAP最大添加比例控制模型;分析了RAP中油石比与粒径的分布特性;最后建立了混合沥青针入度波动范围模型.结果表明:RAP的矿料级配、油石比和沥青性能变异性均较大;计算得到的RAP最大添加比例能有效保证再生混合料矿料级配和油石比的质量要求;RAP中的油石比与粒径呈指数分布,粒径越小,油石比越大;混合沥青的针入度波动范围与旧沥青的油石比和针入度密切相关,且RAP添加比例越大,波动范围越大.     

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.     

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.     

AC-20改性沥青混合料路用性能指标影响因素正交试验

结合吉林省吉草高速公路沥青混凝土路面工程,运用正交试验设计与统计分析方法,研究AC-20改性沥青混合料级配曲线粗细段位置改变对路用性能指标的影响.结果表明,级配曲线细段位置改变对空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、马歇尔稳定度影响显著;级配曲线粗段位置改变对路用性能指标影响不显著,故对细段位置的控制应比粗段严格.     

温拌再生沥青混合料压实特性

通过对AC-13温拌再生沥青混合料在不同成型温度下的马歇尔试验,模拟沥青路面在不同压实温度下的碾压施工,分析压实温度对温拌再生沥青混合料空隙率、矿料间隙率、稳定度、流值等体积参数变化的影响.结果表明,随着压实温度的升高,沥青混合料空隙率、矿料间隙率以及流值不断降低而沥青饱和度和稳定度不断增大.     

布敦岩矿料的沥青混合料路用性能

以70号A级道路石油沥青为依据,实施了6种不同布顿岩矿料掺量的6种AC20矿料级配的布顿岩沥青混合料路用性能研究。结果表明,布敦岩沥青原材料中的岩矿料对矿料级配组成与路用性能均影响较大;合理选择布敦岩沥青油石比可显著提高综合路用性能,较优油石比为0.7%~1.3%时的路用性能接近于SBS改性沥青混合料,但对提高水稳定性能力有限;布敦岩沥青最佳掺量为23.7%,与布敦岩沥青原材料自身的油石比几乎相同。     

两种设计方法的最佳沥青含量关系探讨

对多组矿质混合料,按照沥青混合料马歇尔设计方法和Superpave设计方法分别确定最佳沥青含量.T检验表明,两种方法确定的最佳沥青含量有显著差异 .采用多元方差分析方法,研究了沥青混合料类型,矿料级配类型、沥青品种及矿料种类对两种方法确定的沥青含量差别的影响效果.结果表明,矿料级配类型是主要因素,其他因素影响不显著.根据试验结果的统计规律 ,提出马歇尔法和Superpave法确定的最佳沥青含量间的定量关系式,并对模型进行检验和实际应用.     

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.     

基于灰色关联度的矿料对沥青混合料力学性能的影响分析

为分析矿料含量对沥青混合料力学性能的影响,利用旋转压实方法制备了4种级配沥青混合料,并通过劈裂试验、压缩试验以及蠕变试验研究了4种级配沥青混合料的低温抗开裂能力、常温抗拉/压破坏能力以及蠕变性能。随后,利用卷积积分和Laplace变换推导了4种沥青混合料的松弛模量随加载时间的变化趋势,并结合Burgers模型和二阶广义Maxwell模型对蠕变和松弛特性进行了拟合分析。最后,根据灰色关联度算法计算了矿料含量与沥青混合料力学性能的关联度,分析了矿料含量对混合料力学性能的影响。结果表明:沥青混合料的低温抗开裂、常温抗拉/压性能主要与0.15～0.3 mm和1.18～2.36 mm两档矿料的含量具有较高的相关度;而常温抗蠕变能力主要受0.6～1.18 mm和2.36～4.75 mm两档矿料的影响;温度升高后,抗蠕变能力受矿料含量变化的影响程度增加;松弛强度受细集料含量影响较大,而松弛时间主要受较大粒径矿料含量的影响。     

The compaction characteristics of hot mixed asphalt mixtures

The quality of compaction is important to the performance of hot mixed asphalt(HMA) pavement. Most premature failures of asphalt pavement are concerned with poor compaction. Compaction characteristic of HMA mixtures were studied. Compaction tests were done with typical widely used HMA mixtures, including dense gradation asphalt mixtures with different nominal maximum aggregate size(AC13,AC20,AC25), and mixtures with different gradation(AC13, SMA13,Sup13 and OGFC13). HMA mixtures were sampled at different compaction temperature and Marshall blow numbers, varying between 60 and 175 ℃ and between 15 and 75 lows, respectively. The compaction characteristics of these mixtures were evaluated. The results showed that the Marshall stability and volumetric properties were significantly affected by the compaction temperature. Mixtures with the same NMAS but different type of gradation need different compaction energy to get the designed density.     

钢渣OGFC-13型排水沥青混合料的配合比设计及性能研究

以钢渣为粗集料、石灰岩为细集料、矿粉为填料、SBS改性沥青为结合料配制OGFC-13型开级配钢渣排水沥青混合料,其配合比为m（（13.2~19）mm钢渣）∶m（（9.5~13.2）mm钢渣）∶m（（4.75~9.5）mm钢渣）∶m（（0~4.75）mm石灰岩）∶m（矿粉）=13∶28∶45∶13∶1,最佳油石比为4.5%,聚脂纤维用量为0.3%。该沥青混合料的钢渣用量高达86%,且不用提高改性沥青和纤维用量,有利于钢渣的综合利用,节约道路建设成本。通过马歇尔稳定度、冻融劈裂强度和车辙试验得出,该沥青混合料的马歇尔稳定度为9.8kN,劈裂强度比为89.8%,动稳定度为5753次/mm,均优于技术规范要求。该沥青混合料的渗水系数为37.0mL/s,摩擦系数（BPN值）为70.7,表明其渗水能力很强,抗滑性能优良。     

沥青混合料热再生配合比设计

热再生沥青混合料的成分多且相互制约,故配合比设计比较复杂.结合吉林省路面老化的实际情况,通过试验分析了沥青路面材料的性状,提出了热再生沥青混合料配合比设计方法与过程.根据马歇尔实验法测得的数据,对热再生混合料的稳定度、流值、空隙率（VA）、密度、沥青饱和度（VFA）与沥青含量之间的关系进行分析,并最终确定最佳沥青用量.     

泡沫沥青温拌再生混合料试验研究

动态剪切流变试验评价不同拌和工艺下沥青结合料的老化程度,并提出老化因子量测指标。试验结果表明,泡沫沥青老化程度较低,沥青混合料路用性能受到影响。拟设计中粒式沥青混凝土HMA-AC-20、FWMA-20-RAP、FWMA-20同级配的三组混合料,进行性能检测。结果表明,泡沫沥青再生混合料可压实性好、抗水损害较好;泡沫沥青混合料抗疲劳开裂、抗低温开裂效果好;加入RAP料后压实沥青混合料的动稳定度提升很多,但仍然赶不上热拌沥青混合料。     

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.     

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。     

硫磺改性沥青混合料基本性能的研究

为考察硫磺改性沥青混合料的路用性能,选取AC-13和AC-20两种混合料类型、4种不同的硫磺掺量（硫磺占硫磺改性沥青胶结料的质量百分比分别为0%、30%、35%、40%）作为对比,采用浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、汉堡车辙试验测试了其水稳定性能,采用车辙试验、三点小梁弯曲试验和Overlay Tester试验分别测试了其高温性能、低温性能与疲劳性能,采用动态模量试验获得了其力学参数. 结果表明: 添加质量分数为30%硫磺后,AC-13和AC-20沥青混合料动稳定度分别提高了18%和26%,疲劳开裂性能有所提高, 低温性能没有明显改变. 添加不同质量分数的硫磺,沥青混合料的水稳定性能明显降低,其中AC-13沥青混合料在添加40%硫磺时冻融劈裂强度比下降达22%. 动态模量测试表明硫磺改性沥青混合料与普通沥青混合料动态模量变化趋势相同,但-10 ℃~54 ℃温度区间较普通沥青混合料动态模量要高.     

应力吸收层沥青混合料的力学性能评价

为评价应力吸收层沥青混合料的力学性能,在室内试验测定沥青材料技术性能的基础上,基于马歇尔设计法,针对齐鲁70#沥青、稳定型橡胶改性沥青及应力吸收沥青设计了三种砂粒式应力吸收层沥青混合料。通过基本性能试验系统测定应力吸收层沥青混合料的动态模量,并建立动态模量和相位角的主曲线,主要探索了以齐鲁70#、稳定型橡胶改性沥青及应力吸收沥青作为胶结料的应力吸收层沥青混合料的力学特性。结果表明,稳定型橡胶改性沥青和应力吸收沥青作为胶结料用于应力吸收层均有良好的力学性能。     

沥青混合料集料接触特性切片图像评价方法

为了评价沥青混合料集料的接触特性,提出了一种较能准确有效评价沥青混合料集料接触特性的新方法。研究中建立了表征集料接触特性的量化指标——接触对,以AC20型沥青混合料为例,对车辙板试件的72幅切片图像进行了分析,通过对所有切片的集料接触数据进行统计分析,得到了集料接触对数目的分布规律。在此基础上,还进行了集料接触特性的影响因素分析,并提出了影响集料接触特性的3个主要因子：4．75mm以上集料含量C〉4.75、细度指数FI和离析指数SI。结果表明这3个因子与集料接触对之间有较好的关联度,集料接触特性变化受3个因子共同作用的影响,单因素或双因素都不能正确反映样本的接触对数目。