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。     

成型温度对温拌沥青混合料路用性能的影响

为研究温拌沥青混合料成型温度对其路用性能的影响规律,采用旋转压实仪不同温度下成型分别添加Aspha-min、Sasobit和DAT温拌剂制备的沥青混合料,通过沥青混合料密度试验、浸水马歇尔稳定度试验及冻融劈裂试验测定各项指标,得到3种温拌沥青混合料的密实性及水稳定性随成型温度的变化规律,同时得到3种温拌沥青混合料在不同气候分区的最佳成型温度范围。结果表明：随着成型温度的升高,3种温拌沥青混合料的密实性均得到有效的改善,但并未表现出明显的规律性;不同成型温度下,DAT温拌沥青混合料的水稳定性最好;对于潮湿和湿润区,成型温度取105~130℃,即可保证温拌沥青混合料的水稳定性。     

沥青混合料Superpave与马歇尔设计方法的比较

以通鲁一级公路沥青混合料设计为依托,对沥青混合料Superpave与马歇尔设计方法进行比较和分析。采用Superpave方法成型旋转压实试件,进行混合料设计,确定混合料级配和沥青用量,再按照确定的级配制作马歇尔试件,获取2种方法的体积指标以进行对比。结果表明,旋转压实得到的试件毛体积密度较大,空隙率和矿料间隙率较小,同样的沥青用量下其沥青饱和度较大。旋转压实较接近实际的现场压实功,能反映公路交通荷载的实际情况,因此应该进一步推广应用。     

热拌沥青混合料筛分

用由马歇尔设计法得到AC 13与AC 20的沥青混合料,搅拌后将混合料依次通过孔径为16 mm、13.2 mm、4.75 mm的方孔筛进行筛分;对筛分得到的四档沥青混合料按照一定比例进行重新分配得到新的AC 13（n）与AC 20（n）.通过燃烧法试验测定AC 13（n）与AC 20（n）的沥青含量及其矿料级配曲线.分别对比AC 13（n）、AC 20（n）与AC 13、AC 20的沥青含量和矿料级配曲线变化情况,结果表明:通过对热拌沥青混合料筛分得到的沥青混合料,在沥青含量和矿料级配曲线方面均符合规范规定的范围,且偏离最初的设计很小,因此,热拌沥青混合料的筛分是可行的.     

再生沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能

为了分析废旧沥青路面材料(RAP)对热拌沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能的影响,设计了不同RAP掺量(10%、20%、30%)及不同级配(AC-13和AC-16)的沥青混合料,采用沥青混合料性能试验仪(AMPT)在不同温度和加载频率下的动态模量,之后采用时间-温度等效原理,确定了不同沥青混合料的动态模量主曲线;并对不同沥青混合料进行了单轴拉伸疲劳试验,通过简化的黏弹性连续损伤模型(S-VECD),确定了不同级配、不同RAP含量的沥青混合料的损伤特征曲线(C-S),及基于能量的疲劳失效标准与疲劳加载次数之间的关系(GR-Nf).结果表明:沥青混合料的动态模量随着温度的升高、加载频率的降低而降低,温度越低、频率越高,沥青混合料越接近弹性体,反之越接近黏性体;从不同级配的沥青混合料的动态模量主曲线中可以看出,RAP含量越高,其动态模量越高,但总体来看相差不大.疲劳试验及分析表明:RAP含量较高时,其疲劳性能较低,表明其应力松弛能力较差,因此应更加关注再生沥青混合料的抗疲劳性能.     

基于疲劳及线收缩的沥青混合料低温性能研究

沥青混凝土的低温开裂是沥青路面损害的三种主要方式（低温开裂、疲劳、车辙）之一。本文针对高寒地区沥青路面低温开裂现象,选取两种沥青和AC-13、SMA-13、PA-13等三种不同级配混合料进行四点弯曲疲劳、线收缩试验,研究了不同材料及级配对低温下沥青混合料的疲劳性能及收缩性能的影响。试验结果表明：级配及沥青种类对疲劳寿命影响较大且相对于常温时,低温下沥青混凝土的疲劳寿命较大,但对于加载应力的变化有较高的敏感性,表明低温时沥青混凝土疲劳性能的稳定性较差。不同类型沥青混凝土的线收缩系数有较大差别,其中AC-13级配及改性沥青混凝土表现出较好的收缩性,同时随着温度的降低,沥青混凝土线收缩系数变化趋势减缓。     

沥青混合料离析与空隙率的相关性分析

以SUP16型沥青混合料为例,对现场施工中不同离析状况的沥青混合料进行了性能分析和试验研究,分析了沥青混合料集料离析和温度离析与空隙率的变化关系,以及空隙率对沥青路面压实度和平整度的影响.结果表明:粗集料集中混合料的空隙率平均值为9.5,吸水率高达2.0,粗集料离析对沥青混合料性能的影响更严重;空隙率的变化受沥青混合料温度的影响很明显.随着温度降低幅度增加.空隙率与设计值的偏离增大.路面的压实质量和平整度变差.     

高速公路沥青面层设计、施工工艺与质量控制

通过马歇尔设计方法和Superpave设计方法进行沥青混合料设计，应用3种不同的级配合成曲线对配合比进行优选，分剐是级配偏上限、级配中值、级配偏下限，同时吸收Superpave级配设计的优点，对级配禁区进行分析。沥青用量采用马歇尔击实或旋转压实进行优选，同时亦采用二者进行双控，确保沥青路面在高温季节行车荷载的作用下不产生车辙，泛油等病害。通过路面试验段现场研究，提出了沥青面层实际施工的摊铺和碾压施工工艺，建立和完善了路面施工质量控制以及质量保证措施和手段。     

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.     

沥青混凝土空隙率的重大影响因素

沥青混凝土空隙率是土木工程最为关键控制技术标准,针对密级配沥青混凝土空隙率的重大影响因素开展了单因素和多因素作用下的试验研究和长期工程验证,结果表明不同类型沥青混凝土对可压实性影响最为显著;压实功和成型温度对沥青混凝土空隙率影响较大;优化沥青混凝土材料组成设计可显著降低室内空隙率,各影响因素对其空隙率产生显著影响的同时也对其空隙率变异性产生了显著影响;在同等压实功作用下不同级配类型具有不同的适宜压实厚度,与实体工程验证结果具有一致性。据此提出了降低沥青混凝土空隙率的相关技术措施。     

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.     

波形钢腹板PC组合箱梁桥面铺装防水黏结层性能试验

依托郑州市陇海路快速通道波形钢腹板PC组合箱梁工程,比较不同温度条件下采用聚氨酯材料和乳化沥青材料的铺装与桥面板的层间黏结性能。试验结果表明:AC型、SMA型桥面铺装与桥面板层间抗剪和拉拔性能均随温度升高而降低;防水黏结层采用聚氨酯材料时,在低温、常温及高温条件下,AC型、SMA型沥青混凝土桥面铺装与桥面板层间剪切强度、层间拉拔强度均要高于采用乳化沥青材料;桥面铺装采用AC型沥青混凝土时,铺装与桥面板层间黏结性能要优于SMA型沥青混凝土。     

高性能沥青混合料碾压关键技术与新工艺

高性能沥青混合料一般压实较困难,碾压工作有时决定着高性能混合料路面质量的好坏和工程项目的成败.利用高性能沥青混合料支持高温碾压且不产生推移的压实特性,按有效时间内的铺筑长度划分碾压段落长度,采用压路机链状列队组合,共同进退,紧跟热压,振动压路机始终开振,在有效压实时间内完成碾压工作.经两段实体工程对比试验和压实度检测,新工艺与传统压实工艺相比,可提高全路段压实度1%￣2%,且在低温区可实现94.5%的理论压实度.     

级配和压实次数对沥青混合料性能的影响分析

以混合料的高温动稳定度、低温小梁弯曲应变、浸水马歇尔残留稳定度、劈裂强度、冻融劈裂强度以及AASH-TO T283劈裂强度比为评价指标,探讨集料级配和旋转压实次数对沥青混合料路用性能的影响。研究选取Sup13、Sup20粗、Sup20细3种级配和100次、125次的压实次数,用Tukey-Kramer方法对级配和设计旋转压实次数等水平的试验结果进行均值比较。结果表明:增加设计压实次数可以显著提高沥青混合料的高温动稳定度、低温弯曲破坏应变、劈裂强度和浸水劈裂强度,对混合料的水稳定性提高不显著。在相同设计压实次数下,粗级配相比细级配具有更显著的高温稳定性、低温抗裂性、劈裂强度和浸水劈裂强度,水稳定性相当。在混合料设计时,应优先考虑粗级配进行混合料设计。     

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.     

压实温度对温拌NovaChip沥青混合料路用性能的影响

在添加温拌剂(EvothermTM和Sasobit)的条件下,分别在压实温度为135、145、155、165℃时成型不同类型的混合料试件,并进行相关试验,以确定压实温度对NovaChip Type C型沥青混合料路用性能的影响并得出其合理的压实温度范围.试验数据分析显示:压实温度对NovaChip Type C的高温稳定性影响较为明显,随着压实温度从135℃提高到165℃时,混合料的高温稳定性呈现出先增大后减小的趋势,马歇尔稳定度在155℃时达到最大值,动稳定度在145℃时达到最大值;压实温度对NovaChip Type C的水稳定性影响不明显,随着压实温度的提高,混合料的水稳定性呈现出先增大后减少的趋势,但变化的幅度不大;NovaChip Type C的低温抗裂性随着压实温度的提高呈现出先减少后增大的趋势,-10℃的破坏弯拉应变在165℃时达到最大值;NovaChip Type C的合理压实温度范围为135~145℃.     

基于筛余特征参数的沥青混合料路用性能预测方法

为研究混合料级配变异与路用性能的关系,预测沥青混合料的路用性能,构建了典型的沥青混合料级配变异模式,提出筛余特征参数来表征混合料的级配变异特征,并使用SPSS软件对混合料的结构参数与路用性能进行相关性分析,建立了沥青混合料路用性能预测方法,以沥青混合料结构参数为中介,通过回归分析建立变异级配筛余特征参数与路用性能指标的关系方程,并确定了各路用性能指标值的合格标准。通过试验进行了沥青混合料路用性能预测方法的验证,结果表明,该方法对马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比、蠕变速率、残留稳定度的预测与实际结果符合较好。可据此实现对沥青混合料变异级配的部分路用性能结果的预测,在不影响施工进程的条件下实现快速调整施工配合比,保证了沥青混合料的路用性能。     

Superpave沥青混合料路用性能研究

随着我国道路建设的迅速发展,人们对沥青混凝土路面提出了更高的要求.沥青混凝土路面不仅要达到一定的力学性能,而且要具有优良的路用性能.通过对Superpave级配与AC型级配进行的路用性能试验对比表明,基于沥青混合料性能设计的Superpave级配具有优良路用性能及较好的经济和社会效益.     

超薄磨耗层沥青混合料使用性能试验研究

通过试验比较了密级配AC-13C、半开级配Novachip Type C、开级配OGFC-13这3种磨耗层的抗滑、渗水、构造深度等使用性能。以SBS改性乳化沥青及改性乳化沥青NovabondTM为粘层材料,AC-13C、Novachip Type C、OGFC-13作为磨耗层,AC-20C为中面层,制作10cm复合型车辙试件,采用路面结构层材料剪切试验仪对试件进行直剪试验,分析了粘层种类、用量、磨耗层类型对层间抗剪强度的影响。结果显示,不同面层类型存在粘层油最佳撒布量,此时层间抗剪强度达到最大。对同一种面层类型,改性乳化沥青NovabondTM较SBS改性乳化沥青粘结能力要好。在相同粘层油的最佳撒布量下,不同路面结构抗剪能力依次是Novachip Type C>AC-13C>OGFC-13。     

橡胶沥青混合料密实度影响因素试验分析

通过马歇尔击实试验对橡胶沥青混合料的胶粉参量、集料特性、击实方法等方面展开研究,分析其最大蜡封干密度、油石比和空隙率,得出影响橡胶沥青混合料密实度的因素及变化规律。试验结果表明:胶粉掺量对混合料密实度影响很小;对于龙嫩公路用混合料级配,通过优化级配来提高密实度的提升空间不大;集料吸水率对空隙率影响明显,吸水率增加1%时,混合料空隙率增大约2%;相同的马歇尔试件100次击实比75次击实空隙率减小了31%,改变击实方法空隙率仅改变了1.6%。