基于耗散能方法评价硬质沥青混合料抗疲劳性能

为了评价硬质沥青混合料的抗疲劳性能,结合实体工程对硬质沥青混合料SAC25-30#和改性沥青混合料SAC16-SBS进行了室内四点弯曲疲劳对比试验.选用应变和应力2种控制模式,在不同温度下综合测试了2种沥青混合料的抗疲劳性能,采用累计耗散能指标(Wf)分析了其在不同温度下的能量变化趋势,发现不同材料的黏弹特性和刚度差异对其耗散能均有影响,进而引入累计耗散能-极限比指标(WfR),并对Wf进行了修正.结果表明:在应力控制模式下,硬质沥青混合料在20,5℃时均具有较好的抗疲劳性能,而在应变控制模式下,由于硬质沥青混合料延展性不足,其在不同温度下的抗疲劳性能均劣于改性沥青混合料;能量法可以统一不同控制模式,20℃时硬质沥青混合料的WfR随疲劳寿命增加的幅度明显小于改性沥青混合料,说明其抗疲劳性能更优,而在5℃时硬质沥青混合料的WfR曲线明显位于改性沥青混合料上方,说明随着温度的降低其疲劳性能有明显减弱趋势.WfR指标可为评价硬质沥青混合料抗疲劳性能提供一定的参考.     

高弹改性沥青应力吸收层在高速公路水泥混凝土罩面工程中的应用

结合某高速公路罩面工程建设项目,简要介绍了高弹改性沥青应力吸收层的施工过程及质量控制等方面,明确了其关键技术指标;同时对目标配合比设计和混合料性能评价试验内容进行了介绍,最后对高弹改性沥青应力吸收层的施工控制关键因素进行详细的列举。希望能对类似工程起到一定的借鉴作用。     

高黏高弹改性沥青在超高韧性混凝土钢桥面中的应用

针对传统的浇筑式沥青铺装或环氧沥青铺装均存在钢桥面板疲劳开裂和铺装层破损的问题,云龙湾大桥设计阶段通过全面系统的调研,最终采用超高韧性混凝土(STC)钢桥面铺装结构体系。整个体系由STC层+高黏高弹改性沥青防水应力吸收层+高黏高弹改性沥青混合料SMA-13面层组成。通过实验配比、现场撒布试验等大量应用研究,高黏高弹改性沥青在云龙湾大桥上得以成功应用,基本解决了自锚式悬索桥桥梁结构体系下,钢桥面板桥面沥青铺装层可能出现的推移、开裂、脱落、唧浆等病害问题。     

玄武岩高强纤维沥青混合料路用性能试验研究

对掺入玄武岩高强纤维的AC-13C级配的基质沥青和SBS改性沥青混合料进行了路用性能研究,并将其与未掺入玄武岩高强纤维的沥青混合料进行对比。采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂以及四点弯曲疲劳等一系列室内试验,分析了其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能。试验数据表明,玄武岩高强纤维能明显提升沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能,但对水稳定性的影响需要进一步研究。在AC-13C级配沥青混合料中掺加玄武岩高强纤维能有效改善混合料的路面性能,并且在SBS改性沥青混合料中效果更好。     

基于LT-HVA高黏改性沥青的超薄磨耗层性能研究

为了探索LT-HVA高黏改性沥青超薄磨耗层的路用性能,以LT-HVA高黏沥青改性剂为原材料,同时引入TPS高黏沥青改性剂为对比项,对于超薄磨耗层用高黏沥青的性能展开试验研究,分析了其内聚力与黏聚力,并对高黏沥青超薄磨耗层的抗滑性能及排水性能进行了试验研究。研究结果表明：LT-HVA高黏改性沥青和TPS高黏改性沥青均具有出色的常规技术性能;TPS高黏改性沥青的最大应力峰值略高,且在拉伸过程中的强度损失率较小,但是优势并不明显;LT-HVA高黏改性沥青拥有更大的接触角,黏聚力更大;LT-HVA高黏改性沥青超薄磨耗层沥青混合料与TPS高黏改性沥青超薄磨耗层沥青混合料具有相似的抗滑与排水性能。     

BRA复配纤维改性沥青混合料的技术性能与机理研究

基于改进后的车辙试验、低温弯曲试验、低温预切口SCB试验、四点弯曲疲劳试验,研究了布顿岩沥青(BRA)复合木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维改性沥青混合料的路用性能和耐久性。结果表明,BRA改性沥青混合料具有优良的高温性能和抗疲劳耐久性能;掺加木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维均可一定程度提高BRA改性沥青混合料的弯拉强度,显著增加弯拉应变和破坏应变能,BRA复配纤维改性沥青混合料具有优良的低温抗裂性能;掺加纤维可显著延长BRA改性混合料的疲劳寿命,同时降低了BRA改性沥青混合料的疲劳性能对应变水平的敏感性,聚酯纤维对BRA改性沥青混合料低温性能改善效果最佳,玄武岩纤维对BRA改性沥青混合料高温性能和疲劳性能改善效果最佳。     

连续密级配橡胶沥青混合料应力吸收层的研究

以常规方法制备橡胶沥青,用AC类连续密级配取代之前的断级配,成型橡胶沥青混合料,将其用作为类似于Strata的应力吸收层.先通过目标空隙率设计方法对级配变化进行分析,再运用四点弯曲小梁疲劳试验对混合料的疲劳性能影响因素进行分析,然后再对橡胶沥青混合料的设计进行试验研究,最后对比研究其与ARAC-13,Strata应力吸收层混合料和高掺量SBS改性沥青混合料的路用性能.结果表明:4.75 mm档通过率(质量分数,下同)为55％,2.36 mm档通过率为10％,1.18 mm档通过率为25％～30％时,橡胶沥青应力吸收层混合料能得到最佳空隙率级配;沥青用量的增加和空隙率的降低会提高其疲劳寿命;基于该研究,用于应力吸收层的橡胶沥青混合料推荐选取针入度约为80(0.1 mm)的橡胶沥青,沥青用量(质量分数)为9％～10％,混合料中不添加矿粉.通过对比发现,橡胶沥青混合料应力吸收层有较好的疲劳性能和高温稳定性,对比其他混合料有一定的经济优势,适合作为应力吸收层材料.     

应力吸收层沥青混合料的试验研究

为研究沥青性能对应力吸收层沥青混合料路用性能的影响,通过室内试验测定了齐鲁70#道路石油沥青、复合改性沥青、橡胶沥青这3种沥青的技术指标,对设计的应力吸收层沥青混合料进行了高低温性能、水稳定性和疲劳性能评价,并得到了相应的动态模量主曲线和相位角主曲线.结果表明,复合改性沥青和橡胶沥青用于应力吸收层具有良好的路用性能和力学性能,建议在实际应用中结合经济因素选用.     

基于疲劳性能的应力吸收层混合料设计指标

以基质沥青与胶粉搅拌制备橡胶沥青,以基质沥青与SBS改性剂搅拌制备SBS改性沥青,然后分别采用相应的级配设计橡胶沥青应力吸收层混合料和SBS改性沥青应力吸收层混合料.选取目前常见的Strata应力吸收层混合料为对比材料,通过大量四点弯曲小梁疲劳试验（15℃）对这3种改性沥青混合料进行1500×10-6应变下的疲劳试验,分析混合料疲劳寿命与胶粉掺量(质量分数)、SBS改性剂掺量(质量分数)及改性沥青针入度、软化点、黏度的关系.结果表明：Strata应力吸收层混合料在1500×10-6应变下的疲劳寿命为302023次,因此以1500×10-6应变下疲劳寿命≥3×106次作为应力吸收层混合料的设计指标.橡胶沥青应力吸收层混合料疲劳寿命与胶粉掺量和橡胶沥青177℃黏度具有很好的相关性,按设计指标进行橡胶沥青应力吸收层混合料设计时,要求胶粉掺量为19.6%～20.5%,橡胶沥青177℃黏度维持在3.4～3.6Pa·s.SBS改性沥青应力吸收层混合料疲劳寿命与SBS改性剂掺量和SBS改性沥青针入度、软化点、135℃黏度具有很好的线性相关性,按设计指标进行SBS改性沥青应力吸收层混合料设计时,若A型、B型SBS改性剂混合使用,则要求SBS改性剂掺量≥6.5%,SBS改性沥青针入度≤5.1mm,SBS改性沥青软化点≥93℃,SBS改性沥青135℃黏度≥1.95Pa·s;适当加大油石比和调整级配中关键筛孔通过率可增大SBS改性沥青应力吸收层混合料疲劳寿命;B型SBS改性剂更适合用在SBS改性沥青应力吸收层混合料设计中.     

沥青混合料疲劳性能影响因素研究

为保证沥青混合料的抗疲劳性能,采用3点弯曲疲劳试验研究了应力比、加载频率和沥青种类对沥青混合料疲劳寿命的影响规律。研究发现,不同结构类型的沥青混合料疲劳寿命随应力比增加而逐渐减小,相同应力比下,SMA-13的疲劳寿命至少是AC-13的1.4倍;沥青混合料的疲劳寿命随加载频率的增加而逐渐增加,同一加载频率下沥青混合料疲劳寿命减小幅度随应力比的增加不断降低;SBS改性沥青抗疲劳性能优于克拉玛依70号沥青,对改善沥青路面耐久性能作用明显。