基于虚拟单轴贯入试验研究集料对沥青混合料抗剪性能的影响

基于X-ray CT技术对集料进行二维断层扫描,并将扫描图像二值化后使用MATLAB将集料轮廓点导入PFC3D中生成集料几何模型。在PFC3D中分别建立粗集料相、砂浆相和空隙相构建沥青混合料虚拟试件,随后根据接触对象分别设置相应的接触模型和微观参数,进行虚拟单轴贯入试验,探究集料对沥青混合料抗剪性能的影响。结果表明:通过离散元法构建沥青混合料的模型并进行虚拟单轴贯入试验来探究其抗剪性能是可行的;增大集料最大公称直径有利于提升沥青混合料的抗剪性能;在集料最大公称直径相同的情况下,骨架密实结构的沥青混合料的抗剪性能优于密实悬浮结构,而骨架空隙结构的沥青混合料的抗剪性能则表现最差;沥青混合料试件横向内部集料的少量增加可以提升沥青混合料的抗剪性能,但内部集料增加过多则会减弱沥青混合料的抗剪性能,而横向外部集料的增加将会导致沥青混合料抗剪性能的下降,但综合来说集料横向分布均匀时沥青混合料实际的抗剪性能表现更加优秀;当集料纵向分布采用不同的结构时,沥青混合料的抗剪强度受上层结构层的影响较大;针片状集料的含量增加以及针片状集料的长细比的增大均会导致沥青混合料的抗剪性能的下降;增大集料的摩擦系数、增加棱角型集料含量均有助于提升沥青混合料的抗剪性能。

糠醛抽出油再生沥青的流变和感温性能研究

为了解糠醛抽出油作为沥青再生剂对不同老化程度沥青的再生效果,对糠醛抽出油再生沥青的流变性能和感温性能进行研究。通过将糠醛抽出油添加到轻度、中度和重度3种不同老化程度的沥青中,采用动态剪切流变试验和弯曲蠕变试验,研究糠醛抽出油对老化沥青的流变性能及感温性能的影响规律,并以不同指标对再生沥青的流变性能和感温性能进行评价。研究结果表明:随着糠醛抽出油掺量的增加,老化沥青的中温抗疲劳性能和低温抗开裂性能均得到提升,高温抗变形性能则降低;不同老化程度的沥青在合适的糠醛抽出油掺量下性能能够恢复至基质沥青水平;多重应力蠕变试验对沥青高温抗变形性能的评价比车辙因子更适用;疲劳因子与线性扫描振幅试验对沥青中温抗疲劳性能的评价结果一致;再生沥青的感温性能在不同的温度区间具有不同的表现,在46~76℃时,随着糠醛抽出油掺量的增加,3种再生沥青的感温性能均增强;在-18~-6℃时,蠕变速率指数对感温性能的评价结果比蠕变劲度指数好,重度老化再生沥青的感温性能随着糠醛抽出油掺量的增加而增强,轻度和中度老化再生沥青的感温性能则相对减弱。以各项指标基本恢复到基质沥青水平为标准确定的最佳掺量为轻度老化4%,中度老化7%,重度老化8%。