层间接触条件对沥青路面结构性能的影响

为了进一步了解层间接触条件对路面结构性能的影响,选取典型的半刚性基层沥青路面结构,采用Bisar3.0软件,借助剪切弹性柔量接触模型,分别对面层层间、基-面层层间接触处于极端条件下的路面结构力学特性和疲劳寿命进行分析。结果表明:层间接触条件的改变对路面结构内各力学指标值的影响并不相同,其中对层底拉应力、应变及剪应力的影响显著大于对路表弯沉的影响;当上-中面层、中-下面层、基-面层层间接触条件由连续转变为滑动时,路面结构的疲劳寿命分别降低52.3%、71.5%、83.0%;层间接触条件的恶化是导致路面加速破坏的重要原因,保持良好的层间接触状态可以提高路面的服务寿命,减少路面的维修费用。

高原寒冷地区温拌沥青混合料水稳性能分析

为探讨高原寒冷地区温拌沥青混合料的水稳定性及性能衰变规律，采用多次冻融循环室内试验模拟混合料所处环境温差大、冻融频繁、气温低等特性，选取Aspha-min、Sasobit、Evotherm等不同类型温拌剂拌制混合料，通过冻融劈裂试验、冻融飞散试验等，分析热拌与温拌沥青混合料的水稳性能及其衰变趋势，定量说明频繁的冻融循环对其性能的影响。结果表明：气候因素长期作用下，热拌沥青混合料的水稳性能优于温拌沥青混合料；随着冻融循环次数的增加，混合料的水稳性能均逐渐下降，15~18次冻融循环后，水稳性能趋于稳定，建议在高寒地区选取15次冻融循环作用次数作为沥青混合料水稳性能评价的试验条件；在选取的3种温拌沥青混合料中，Aspha-min温拌沥青混合料的水稳性能最差。

不同外加剂对OGFC混合料路用性能的影响

OGFC为开级配沥青混合料,主要由粗集料嵌挤组成,在世界各地越来越广泛地用于铺筑路面。OGFC混合料可以增大路表面渗透性,减少噪音,增强表面摩擦力,尤其是在潮湿条件下。该文主要研究不同外加剂对OGFC路用性能的影响,其混合料分别由再生聚乙烯改性沥青(RPEB)、橡胶粉改性沥青(CRMB)和70#基质沥青+纤维与矿料拌和而成。并分别采用析漏试验、肯塔堡飞散试验、渗水试验、劈裂试验、静态模量试验,车辙试验和抗滑试验评估OGFC混合料的路用性能。结果表明:纤维和聚合物可以有效地减小OGFC离析的可能性,混合料每面击实50次能相应地提高磨耗性和其他相关的性能。改性沥青混合料的抗拉强度比(TSR)低于纤维+基质沥青混合料的抗拉强度比。

目数对橡胶沥青性能的影响

通过常规试验和RV、DSR、BBR试验研究了胶粉目数对橡胶沥青性能影响规律。结果表明,基质沥青加入胶粉后,性能得到了明显改善,其中高标号的基质沥青改善效果明显。常规试验条件下胶粉掺量为20%,目数在20～60时,胶粉改性沥青性能较好。相应的SHRP试验结果,也证实了上述结果的可行性。

间断级配纤维微表处性能及指标研究

为研究纤维种类、级配类型对微表处抗车辙及抗裂性能的影响情况,选用2种纤维、3种级配进行试验研究。在不同搭配情况下,利用汉堡车辙仪分别进行空气浴和水浴条件下的车辙试验,确定荷载作用6 000次后的车辙深度作为微表处抗车辙性能评价指标,指出蠕变速率评价指标的不足;并基于抗裂性能试验,提出疲劳断裂寿命指标。研究结果表明:随着荷载作用次数的增加,不同类型微表处抗车辙性能均会明显下降,在水浴情况下尤为显著,其中MS-3型聚丙烯纤维微表处最为典型,但其抗裂效果最优;间断级配纤维微表处也能满足规范要求,甚至更优,建议2种纤维的质量分数为0.10%。

沥青混合料汉堡车辙试验评价研究综述

为规范使用汉堡车辙试验(Hamburg wheel-track device,HWTD)评价沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳性能,科学地指导试验操作程序、相关数据处理和评价指标计算等,总结和探讨了HWTD相关的试验条件、圆柱型试件影响因素、车辙深度预测模型、点位选取原则、评价指标的获取与计算方法等的现状和存在的问题,并展望了进一步的研究方向。研究结果表明,试验条件直接影响着混合料的性能评价,其试验温度、评价标准和荷载作用次数等的确定与选取应充分考虑沥青等级和环境气候的差异;并基于圆柱型试件拼接缝对混合料受力特性和车辙深度点位选取的影响,提出了相应的改善措施。相关评价指标计算模型的引入弥补了现有个别评价指标求取不明确的缺陷,为混合料性能的科学评价和区分提供指导,也为我国相关HWTD规范的制定奠定基础。

层间接触位置和状态对沥青路面力学指标的影响

为研究沥青路面层间接触位置和接触状态对路面结构内力学指标的影响,选择典型的高速公路半刚性基层路面结构,利用BISAR3.0软件计算分析不同层间接触位置时的路面力学指标,并探讨不同基面层接触状态下沥青路面力学响应和疲劳寿命的变化规律。结果表明:面层与面层、面层与基层、基层与底基层之间在完全光滑时对拉应力、拉应变、剪应力影响显著,弯沉受层间接触位置的影响变化不大;随着基面层间滑动系数的增加,路面结构内的应力、应变逐渐增大,在完全滑动时下面层底的拉应力、剪应力和拉应变分别是完全连续时的2.93倍、2.45倍和69.36倍;在基面层间滑动系数小于0.6时沥青路面的疲劳寿命降幅较小,随后降幅逐渐增大,当基面层间完全光滑时,疲劳寿命较完全连续时下降44.5%。

不同抗车辙剂对沥青混合料高温性能影响研究

为分析不同因素对掺加抗车辙剂的沥青混合料高温性能的影响及显著程度,试验选取3种成分各异的抗车辙剂,通过室内马歇尔试验、国产车辙试验及汉堡车辙试验,并采用正交试验方法,探讨抗车辙剂种类、掺量及混合料级配等因素对沥青混合料高温性能的影响规律及显著性水平。研究结果表明:不同因素对混合料高温性能的影响强弱差异明显,具体为:抗车辙剂种类>抗车辙剂掺量>级配类型,且试验方法影响不同因素的显著性水平;抗车辙剂PR对混合料高温性能的改善效果最佳,其次为抗车辙剂RA,抗车辙剂Duroflex的效果相对较差。随着抗车辙剂掺量的增加,混合料高温性能的改善程度逐渐减弱。其混合料高温性能影响各因素水平组合较好方案为"PR抗车辙剂+0.45%车辙剂掺量+AC-16型矿料级配"。研究成果为抗车辙剂的选择、合理掺量确定以及混合料高温性能的优化提供参考指导。

基于圆柱形芯样的沥青路面现场抗车辙性能评价标准

为评价沥青路面的现场抗车辙性能是否合格,需要建立沥青路面现场抗车辙性能评价标准。首先,在实验室内成型板式试件和旋转压实试件进行车辙试验,建立两类试件动稳定度的换算公式。其次,在路面施工现场取料成型板式试件,并在相应位置钻取圆柱形芯样开展车辙试验,修正两类试件动稳定度的换算公式。再次,通过不同厚度芯样试件的车辙试验对换算公式进行厚度修正。最后,结合中国现有规范对板式试件动稳定度的技术要求,建立基于圆柱形芯样的沥青路面抗车辙性能评价标准。研究表明:改性沥青路面芯样的厚度为4 cm、5 cm、6 cm时,70℃的动稳定度应不小于2800次/mm、2400次/mm、2250次/mm;基质沥青路面芯样的厚度为5 cm、6 cm时,60℃的动稳定度应不小于3450次/mm、3200次/mm。

储盐类融雪抑冰材料对沥青混合料性能影响研究进展

为提高冰雪气候条件下沥青路面的运营安全水平,系统介绍了国内外储盐类融雪抑冰材料对沥青混合料性能研究的现状,总结分析了融雪抑冰的主要材料类型、作用机理、评价方法及应用效果等,并探讨了材料对沥青混合料融雪抑冰功能和路用性能的影响。分析表明:储盐类沥青混合料中融雪关键成分氯化物的析出降低了路表水溶液的冰点、路面与冰雪之间的黏附力,显著提高了自身融雪除冰功能;但导致混合料路用性能发生了一定的变化。MFL(Mafilon)材料的掺加,使混合料的各项路用性能均降低,尤其是水稳性能。V-260(Verglimit-260)材料以外掺的方式添加到混合料中,其水稳性能和低温性能均降低。而ICB(icebane)材料的粒径、置换方式、掺量及所用矿料级配等因素均对混合料路用性能有影响。采用高黏改性沥青或掺加添加剂,可有效改善融雪抑冰沥青混合料的路用性能。

应力吸收层沥青结合料特性研究

为了分析沥青结合料对应力吸收层性能的影响,保证应力吸收层发挥良好的功能,文章以SK90#基质沥青、SBS改性沥青和橡胶沥青为研究对象,对其进行常规试验和SHRP试验,分析了3种沥青的高低温性能、弹性恢复性能和抗疲劳性能。研究表明,胶粉掺量为19%,高速搅拌时间为1h的橡胶沥青具有较强的高低温性能和抗老化性能,能很好满足应力吸收层的功能要求,是作为应力吸收层结合料的较佳选择。

基于半圆弯拉试验的多聚磷酸改性沥青混合料低温性能改善研究

基于改善多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料低温抗裂性能,室内采用半圆弯拉试验(SCB试验)探讨复合改性沥青或混合料中添加纤维方式的改善效果;并针对纤维改善方案,分析了纤维类型和纤维掺量对PPA改性沥青混合料低温性能的影响及显著性。结果表明:PPA改性沥青混合料中使用复合改性沥青或添加纤维均可改善其低温抗裂性能,相应方案的改善效果优劣依次为PPA/SBR复合改性沥青、PPA/SBS复合改性沥青和PPA/玄武岩纤维,但对于采用Shell-70沥青制备的PPA改性沥青混合料而言.PPA/SBS复合改性沥青和玄武岩纤维两种方案对应的改善效果差异不大;纤维改善PPA改性沥青混合料低温性能的效果与纤维类型和纤维掺量密切相关,其中纤维掺量的影响相对较大;玄武岩纤维、聚酯纤维和木质素纤维以复合方式添加.基本能够达到与玄武岩纤维相同的改善效果。使用复合纤维达到了改善低温性能和降低成本的双重目的,从而为改善PPA改性沥青混合料的低温性能提供一种新的尝试。

沥青混合料施工均匀性的研究进展及展望

为保证沥青路面的使用寿命,从沥青混合料非均匀性的成因、非均匀性对沥青混合料性能的影响、沥青混合料非均匀性的评价及控制、沥青路面非均匀性的检测与评价等方面进行阐述,探讨目前沥青路面施工均匀性检测存在的问题和不足之处,提出沥青路面施工均匀性精细化检测进一步研究的方向.研究表明,沥青混合料在施工过程中集料颗粒、混合料温度和压实功分布不均匀是造成沥青路面非均匀现象的主要原因.在施工过程中为保证沥青路面的使用性能,需要控制沥青混合料非均匀现象的发生.根据沥青路面表面和内部的材料组成及空间分布特点,未来可以从宏观和细观角度出发,建立基于多重尺度的沥青路面施工均匀性精细化检测与评价体系.

基于室内试验的不同材料改善微表处性能的研究

针对普通微表处抗裂性能和抗车辙能力等的不足,室内采用微表处常规试验和混合料低温弯曲试验及汉堡车辙试验(HWTD),对比分析水性环氧乳化沥青、SBS改性乳化沥青和纤维改善微表处性能效果的优劣;并探讨纤维掺量变化对微表处路用性能的影响。结果表明:改变结合料类型或添加纤维稳定剂均能提升微表处的相关性能,其中纤维的整体改善效果相对最好,尤其是低温性能,且能够兼顾改善微表处的各项性能。玄武岩纤维微表处在抗车辙性能和成本造价方面具有明显的优势,而耐磨性、水稳定性和低温抗裂性等略差于聚丙烯纤维微表处,通过剂量优化玄武岩纤维微表处的整体性能仍优于水性环氧乳化沥青微表处和SBS改性乳化沥青微表处。根据微表处性能变化和经济因素,推荐微表处中纤维的掺量为0.10%~0.20%。

生产因素对橡胶沥青性能影响的研究

为了完善橡胶沥青的生产工艺,促进橡胶沥青大规模的推广应用,分别从搅拌方式、搅拌温度、胶粉规格、基质沥青种类、加工时间和胶粉掺量六个方面采用针入度、延度、软化点、弹性恢复和布氏旋转黏度等指标研究生产因素对橡胶沥青性能的影响。研究表明,在搅拌温度为180～190℃,40～60目的胶粉掺量为18%～20%时,高速搅拌1 h生产的橡胶沥青综合性能较佳;基质沥青对橡胶沥青的性能有重要影响,与埃索90号基质沥青相比,SK70号基质沥青使橡胶沥青具有较好的高温性能,但低温性能略差。

抗车辙剂对沥青混合料高温性能的影响分析

为探讨不同抗车辙剂对沥青混合料高温性能的改善效果,试验选取3种成分各异的抗车辙剂,直接添加于沥青路面中上面层常用的AC-16混合料中,通过国产车辙试验和汉堡车辙试验等,分析抗车辙剂种类及掺加量对混合料高温性能的影响及变化规律。结果表明:不同抗车辙剂混合料之间高温性能差异明显,性能优劣依次为PR、RA、Duroflex;随着抗车辙剂掺量的增加,混合料高温性能显著改善,但在确定的油石比范围内,掺量超过0.45%后,改善效果趋于平缓;且抗车辙剂掺量和种类均对混合料高温性能有显著影响,影响程度为抗车辙剂掺量>抗车辙剂种类。

间断级配纤维微表处路用性能

为探讨间断级配对微表处性能的影响,通过湿轮磨耗、轮辙变形试验对比研究欧盟（EU）、俄亥俄州（OH）2种间断级配微表处路用性能与纤维掺量、油石比的关系；通过构造深度、渗水试验对比分析MS-3型连续级配与EU、OH间断级配微表处抗滑性能、防水性能的差异.结果表明：相同条件下,EU型微表处的抗车辙性能优于OH型,而耐磨耗性、抗水损害性能恰好相反；与连续级配相比,间断级配微表处路用性能同样满足规范要求,且EU型抗滑性能相对较优,OH型封水效果更好；间断级配纤维微表处路用性能优劣取决于纤维掺量及油石比,二者分别为0.10%-0.25%、7.0%-8.0%时路用性能最佳.

纤维微表处施工性能影响分析及对比研究

为对比分析纤维微表处施工性能与纤维种类、纤维掺量、油石比的关系,选取4种纤维,通过改变纤维掺量、油石比大小进行不同条件下的拌和试验、黏聚力试验。通过一系列试验结果可知：随着纤维掺量的增加,纤维微表处混合料的拌和时间逐渐缩短,黏聚力值逐渐增大,且不同纤维掺量有其最合适的用水量;对于纤维微表处施工性能,当纤维掺量为0.10%~0.25%,油石比为7.0%~7.5%时,施工性能最佳。

纤维微表处配合比设计研究

微表处性能的优劣与其配合比设计有密切关系,而油石比的确定在配合比设计过程中至关重要。为确定纤维微表处的最佳油石比,在原指标确定的油石比范围内增加低温评价指标,并通过低温弯曲试验、湿轮磨耗试验、负荷车轮黏砂试验最终确定了油石比的最佳值,同时分析了纤维对微表处性能的影响情况。研究表明:普通微表处掺加一定量纤维后,同样可以达到快速开放交通的要求,而且显著提高微表处的路用性能;当掺加0.10%的聚丙烯纤维,其最佳油石比提高0.5%左右;增加新的评价指标后,缩小了油石比范围,降低了施工随意性。

基于正交试验的纤维微表处路用性能研究

在微表处中加入纤维，可以提高微表处的路用性能。为深入了解纤维微表处路用性能的影响因素，基于正交试验，在纤维掺量、油石比、纤维种类3个影响因素下进行湿轮磨耗试验与轮辙变形试验，并对结果进行对比分析。研究结果表明：各影响因素中，对路用性能影响程度的顺序为纤维掺量〉油石比〉纤维类型；对于纤维微表处路用性能，纤维掺量和油石比存在最佳值，当纤维掺量取0．10％～0．20％，油石比取7．0％～7．5％时，微表处混合料路用性能最优；而且相同条件下，聚丙烯纤维微表处路用性能更加优越。