基于厂拌热再生的复合改性橡胶沥青应力吸收层抗裂性能研究

为改善路面结构抗反射裂缝能力,提升沥青路面材料循环利用率,将复合改性橡胶沥青与路面循环利用技术综合运用于应力吸收层中,设计制备了复合改性橡胶沥青再生混合料AC-10。通过沥青胶结料试验研究比较了复合改性橡胶沥青、SBS改性沥青、AH-70道路石油沥青及胶粉改性沥青的各项物理指标,基于动态剪切、弯曲梁流变试验分析对比了复合改性橡胶沥青的温度敏感性、低温性能及疲劳性能。应用小梁弯曲、环形加载及含预切缝的半圆弯曲试验方法探究了旧料掺量对复合改性橡胶沥青再生混合料抗裂性能的影响。结果表明:复合改性橡胶沥青的施工和易性比传统胶粉改性沥青更优,且具有温度敏感性低、低温及疲劳性能强的特点,在应力吸收层混合料中具有良好的适用性;复合改性橡胶沥青应力吸收层再生混合料具有良好的抗裂性能,随着混合料旧料掺量的增加呈现强度提高、模量增大、韧性降低及抗裂性能下降的总体规律;综合考虑再生混合料的断裂韧度及断裂能指标,为保证复合改性橡胶沥青再生料在应力吸收层发挥良好的抗反射裂缝效果,旧料掺量宜控制在35%以内;将厂拌热再生技术应用于复合改性橡胶沥青应力吸收层中,兼顾了路面养护的经济效益与环境效益,具有良好的推广意义。

基于数值模拟方法的沥青路面车辙等效温度计算（英文）

为了有效地预测沥青路面长期车辙,提出了运用数值模型计算车辙等效温度的方法.根据南京市实际气象数据模拟了沥青路面瞬态温度场,并在此基础上计算了一年中各月份气候条件下连续 24 h 的车辙发展 情况. 分析了稳态温度场下车辙深度与路面温度之间的关系,并基于车辙等效原理获得了沥青路面车辙等 效温度.结果显示：七、八月份的车辙等效温度超过 40℃,六月、九月则在30 -40 ℃之间 ,当车辙等效温度不足30℃时,车辙发展可以忽略不计.南京全年的车辙等效温度约为 38.5 ℃,基于车辙等效温度的概念, 应用长期车辙预估模型可以反映出气象状况和交通条件对于车辙的影响.

连续配筋水泥混凝土路面的临界荷位

以三板系统模拟连续配筋水泥混凝土路面,计算获得了连续配筋路面的临界荷位.引入接缝混凝土板的传力杆设计理念,确定了连续配筋路面横向裂缝处钢筋的传荷刚度计算公式.同时,以有限元方法建立了CRCP横向裂缝处混凝土的传荷刚度计算公式.裂缝处传荷刚度的确定,为模拟CRCP荷载应力计算提供了关键参数.有限元数值计算表明:三板系统中,当边板长度大于4m时,边界条件将不对应力计算产生影响.对于双车道路面,计算所得的板宽向最大应力位于左车道外侧车轮板底的轮迹中心处,此时的路面荷位为标准轴载位于路面右边边缘且靠近裂缝边缘,推荐此荷位作为路面承载力检验的核算位置.

基于ABAQUS和FE-SAFE的半刚性基层路面反射裂缝和疲劳寿命的数值分析（英文）

为了比较不同半刚性基层路面结构层厚度对疲劳寿命的影响,结合ABAQUS有限元模型的力学结果和FE-SAFE疲劳模型的疲劳结果计算了半刚性沥青路面结构在重载交通作用下的力学响应和疲劳寿命,评价了不同沥青路面结构层厚度对沥青路面疲劳寿命的影响.数值模拟结果表明：级配碎石基层和大孔径透水材料（LSPM）基层比传统半刚性基层具有更好的抗疲劳开裂性能.级配碎石基层中级配碎石层的合理厚度为15-18 cm,LSPM基层中LSPM层的厚度不应超过15 cm.

稳定型橡胶沥青厂拌热再生混合料性能研究

为提升厂拌热再生沥青路面的使用性能,探索应用稳定型橡胶沥青改善再生混合料综合性能。在试验对比70#道路石油沥青、SBS改性沥青、传统湿法橡胶沥青以及稳定型橡胶沥青等胶结料性质的基础上,基于高模量混合料组成原理对橡胶沥青再生料进行了配合比设计。通过基本性能试验、高温车辙、低温弯曲、冻融劈裂及半圆弯曲试验探究了稳定型橡胶沥青再生料的路用性能。结果表明:稳定型橡胶沥青在针入度、软化点和弹性恢复率等指标方面与SBS改性沥青接近,施工和易性和存储稳定性显著优于传统湿法橡胶沥青;在旧料掺量低于50%的条件下,稳定型橡胶沥青再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,高温、低温稳定性及水稳定性得以兼顾;随着旧料掺量的提高,稳定型橡胶沥青再生混合料动态模量、高温抗车辙能力、抗水损能力提高,低温稳定性及抗裂性能有所下降。

高模量再生沥青混合料性能研究

为了研究热再生高模量沥青混合料的路用性能,通过将普通沥青和不同掺量的布墩岩沥青(BRA)配制成改性沥青,分析了BRA掺量对改性沥青性能的影响规律,并以改性沥青混合料的动态模量为指标确定了BRA的合理掺量。通过测试不同旧料掺量下的再生混合料的动态模量、高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,提出热再生高模量沥青混合料的旧料合理掺量。结果表明:随着BRA掺量的提高,改性沥青的高温稳定性有所提升,BRA的合理掺量为40%。旧料掺量的提升对于再生混合料的模量提高影响不大;旧料掺量的提升有益于改善再生混合料的抗车辙性,但会影响其低温稳定性;在旧料掺量小于60%时,对高模量再生混合料水稳定性影响不大;旧料掺量过高不利于高模量再生混合料的疲劳性能。

半填半挖路基对路面结构响应的影响研究

针对半填半挖式路基对柔性路面和半刚性路面结构的影响,文章建立了平面应变有限元响应模型,研究了不同差异沉降下路面结构的附加应力分布情况,建议使用柔性基层或设置级配碎石底基层以减小基层层底的附加应力;对于半刚性基层沥青路面,建议减小基层的厚度和模量。

基于钻芯取样的厂拌热再生沥青路面性能试验研究

为跟踪检验福银(福州—银川)高速公路温沙段厂拌热再生沥青路面的路用性能,对厂拌热再生沥青路面及同期施工的普通热拌路面钻取芯样,对比分析再生沥青路面的材料组成和体积参数,结合局部三轴试验、低温劈裂试验、冻融劈裂强度试验、间接拉伸疲劳试验及半圆弯曲试验评价沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳和抗裂性能。结果表明,厂拌热再生沥青混合料的高温稳定性显著优于传统新拌沥青混合料,但低温抗裂性和水稳定性比新拌沥青混合料有所下降;30%RAP掺量的厂拌热再生沥青混合料可获得比普通热拌沥青混合料更好的抗疲劳性能;沥青含量较大的厂拌热再生沥青混合料在常温条件下的抗断裂能力更强。

基于现场钻芯取样的厂拌热再生沥青路面性能试验研究

为跟踪检验福银高速温沙段厂拌热再生沥青路面的各项路用性能,本文对厂拌热再生沥青路面及同期施工的普通热拌路面开展了大规模钻取芯样,对比研究了再生沥青路面的材料组成和体积参数。结合局部三轴试验、低温劈裂试验、冻融循环劈裂强度试验、间接拉伸疲劳试验以及半圆弯曲试验评价沥青混合料的各项路面性能。结果表明:厂拌热再生沥青混合料高温稳定性显著优于传统新拌沥青混合料,但低温抗裂性和水稳定性较新拌沥青混合料有所下降;30%RAP掺量的厂拌热再生沥青混合料可以获得比普通热拌沥青混合料更好的抗疲劳性能;沥青含量较大的厂拌热再生沥青混合料在常温条件下抗断裂能力更强。

稳定型橡胶沥青再生应力吸收层技术性能研究

在路面结构性维修中铺设应力吸收层可减缓基层反射裂缝向上层扩展。为了提升路面结构的耐久性,充分发挥旧沥青路面铣刨料的循环利用价值,将路面铣刨料按多档筛分,将其中的细料部分应用于应力吸收层当中,并以稳定型橡胶沥青作为结合料,根据各档旧料的试验结果设计并制备了再生应力吸收层混合料。基于室内试验综合探究了橡胶沥青再生应力吸收层混合料的各项路用性能,分析了稳定型橡胶沥青及厂伴热再生技术在应力吸收层中的适用性。结果表明:基于稳定型橡胶沥青制备的热再生应力吸收层低温柔韧性较强,在35%的旧料掺量下,极限弯拉应变超过3 400με,且60℃动稳定度达到2 300次/mm以上,即使在50%的旧料掺量下,极限弯拉应变不低于2 800με,且60℃动稳定度超过2 600次/mm;根据含预切缝的半圆弯曲试验断裂韧度,稳定型橡胶沥青再生应力吸收层抗裂性能突出,随着旧料掺量的提高,其抗裂性能略有下降,在35%的旧料掺量下断裂韧度下降约8. 4%,在50%的旧料掺量下断裂韧度下降约18%。将旧料细料应用于应力吸收层可有效提升旧料的再生利用价值,降低应力吸收层建设成本,保障再生路面的长期使用性能。

基于环形加载试验的稳定型橡胶沥青热再生混合料抗裂性能研究

为改善厂拌热再生沥青路面材料的抗裂性能,将新型稳定型橡胶沥青应用于厂拌热再生技术当中,设计并制备了热再生沥青混合料EME-20。同时,为优化混合料抗裂性能评价方法,设计开发了环形加载试验,基于70#道路石油沥青制备的AC-20混合料确定了最佳试验参数,并提出了极限荷载Fmax、破坏变形δFmax、劲度指数IRT及断裂能W等评价指标。结合环形加载与小梁弯曲试验,对不同旧料掺量的橡胶沥青再生混合料开展了抗裂性能对比研究。结果表明:依托UTM-25试验平台,在10℃、5 mm/min加载条件下能够稳定、完整地检测环形加载试验过程中的荷载-变形曲线,从而准确反映混合料的抗裂性能;随着橡胶沥青混合料中旧料掺量的提高,环形加载试验极限荷载Fmax及劲度指数IRT逐渐增大,破坏变形δFmax及断裂能W逐步降低,说明旧料的掺加使得橡胶沥青混合料的强度和模量提高,但抗变形能力和综合抗裂性能有所下降;稳定型橡胶沥青再生混合料的低温抗裂性能良好,当旧料掺量低于20%时极限弯曲应变达3000με以上,即使在50%的旧料高掺量下极限弯曲应变仍大于2500με;基于环形加载试验获得的检测结果与小梁弯曲试验结果相关性良好(R2>0.9),对再生沥青混合料抗裂性能的评价有较好的可靠性。

基于厂拌热再生的复合改性橡胶沥青应力吸收层抗裂性能研究

为改善路面结构抗反射裂缝能力,提升沥青路面材料循环利用率,将复合改性橡胶沥青与路面循环利用技术综合运用于应力吸收层中,设计制备了复合改性橡胶沥青再生混合料AC-10。通过沥青胶结料试验研究比较了复合改性橡胶沥青、SBS改性沥青、AH-70道路石油沥青及胶粉改性沥青的各项物理指标。基于动态剪切、弯曲梁流变试验分析对比了复合改性橡胶沥青的温度敏感性、低温性能及疲劳性能。应用小梁弯曲、环形加载及含预切缝的半圆弯曲试验方法探究了旧料掺量对复合改性橡胶沥青再生混合料抗裂性能的影响。结果表明:复合改性橡胶沥青的施工和易性比传统胶粉改性沥青更优,且具有温度敏感性低、低温及疲劳性能强的特点,在应力吸收层混合料中具有良好的适用性;复合改性橡胶沥青应力吸收层再生混合料具有良好的抗裂性能,随着混合料旧料掺量的增加呈现强度提高、模量增大、韧性降低及抗裂性能下降的总体规律;综合考虑再生混合料的断裂韧度及断裂能指标,为保证复合改性橡胶沥青再生料在应力吸收层发挥良好的抗反射裂缝效果,旧料掺量宜控制在35%以内;将厂拌热再生技术应用于复合改性橡胶沥青应力吸收层中,兼顾了路面养护的经济效益与环境效益,具有良好的推广意义。

基于路网级检测数据的高速公路长期抗滑性能研究

通过统计高速公路新建及养护历史数据,分析沥青路面抗滑性能与运营时间、收费数据的关系,基于收费数据提出了累计交通量指数表征累计交通量大小,计算回归了AC-13、微表处、ECA-10超薄罩面、就地热再生等路表结构层的横向力系数随累计交通量指数的衰减规律。结果表明:AC-13上面层与微表处在长期交通荷载作用下抗滑性能呈现两阶段衰减规律,对数函数拟合曲线反映衰减过程先急后缓; ECA-10超薄罩面由于应用时间不长,抗滑性能衰减尚未达到稳定。基于线性回归的横向力系数衰减规律看,抗滑性能AC-13最好,微表处和就地热再生次之,ECA-10超薄罩面抗滑性能相对薄弱,说明ECA-10超薄罩面在施工过程中要重点控制抗滑指标。

厂拌热再生沥青混合料中RAP掺量对马歇尔指标的影响分析

马歇尔指标是沥青混合料配合比设计和路面质量控制中的重要参数,而厂拌热再生沥青混合料是一种由新旧集料、新旧沥青、矿粉及外加剂组成的多相混合物,其马歇尔指标受RAP掺量影响较大。为了合理提高RAP掺量,基于马歇尔试验方法和美国沥青协会维姆混合料设计方法,结合工程实践经验,以稳定度、空隙率、矿料间隙率和有效沥青饱和度为主要控制指标,分析RAP掺量对厂拌热再生沥青混合料马歇尔指标的影响规律。