大碎石沥青混合料柔性基层在路面补强中的应用研究

将空隙率较高的最大粒径为37.5cm的大粒径沥青碎石混合料铺筑在老沥青路面上代替半刚性基层,解决半刚性基层补强中反射裂缝及排水问题。采用集料嵌挤方法进行级配设计,使用高粘度沥青增加沥青膜厚度,以析漏指标确定沥青用量,通过试验路提出大碎石沥青混合料柔性基层的施工工艺。试验路观测表明:大碎石沥青混合料柔性基层用于旧路改造,能够满足道路结构强度及高温稳定性要求,起到路面结构排水的作用,有效地防止了反射裂缝的产生。

级配对开级配大粒径沥青碎石路用性能的影响

为了分析集料级配对开级配大粒径沥青碎石路用性能的影响,采用变i法设计开级配大粒径沥青碎石(OLSM)的集料级配,通过浸水大马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和低温弯曲试验等性能试验,研究OLSM集料级配与其空隙率、强度、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性等路用性能的关系.结果表明:随着i值的减小、粗集料含量的增加,OLSM的空隙率增大,强度、水稳定性和高温稳定性降低,低温抗裂性先提高后降低;并基于路用性能的技术要求,推荐了满足各项性能的OLSM集料级配.

开级配大粒径沥青混合料水稳定性试验研究

文章通过浸水大马歇尔试验和冻融劈裂试验,研究不同集料级配、沥青用量、矿粉质量分数和水泥掺量等条件下开级配大粒径沥青混合料(OLSM)的水稳定性。结果表明:随着粗集料的增多、空隙率的增大,OLSM的水稳定性降低,且当空隙率小于20%时,其具有良好的水稳定性;沥青用量对OLSM水稳定性的影响不明显;适当增加矿粉质量分数能显著提高OLSM的水稳定性;水泥代替矿粉能显著提高OLSM的水稳定性,且水泥最佳掺量为2%。

沥青路面热-荷载耦合应力数值分析

针对半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面结构中普遍存在的反射裂缝问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料(OLSM)作为裂缝缓解层的方法;利用三维有限元法,对设置普通沥青混凝土与开级配大粒径沥青碎石2种类型裂缝缓解层的贫混凝土基层沥青路面结构进行热-荷载耦合应力对比分析,并进行了试验路观测与理论计算分析。结果表明:OLSM的耦合应力明显小于普通沥青混凝土的应力;OLSM中大粒径矿料多、沥青含量少及空隙率大的结构特点有利于消解及吸收裂缝处路面应力,可有效防止或减缓贫混凝土基层沥青路面的反射裂缝,是一种可以缓解反射裂缝的有效材料。

开级配大粒径沥青碎石OLSM-25细观结构的离散元分析初探

沥青混合料是由沥青和粗细集料等粒状单元共同组成的多相复合材料,目前现有的沥青路面结构设计理论均将路面结构当作均匀连续、各向同性的弹性体进行计算分析,这与沥青混合料自身属于颗粒体非连续微细观结构的实际情况不相符.本文采用离散元方法,运用二维颗粒流程序(PFC2D),对比分析了两种颗粒生成方法的特点及其适用条件,以开级配大粒径沥青碎石混合料(Open-graded Large Stone Asphalt Mixes,OLSM)OLSM-25推荐级配的上限为1#级配,建立了1#级配OLSM-25混合料的二维离散元模型,验证了二维离散元方法用于沥青混合料颗粒体材料数值模拟的可行性,弥补了有限元方法的不足之处,为OLSM-25的细观结构分析开辟了新的解决思路和途径.

开级配大粒径沥青碎石防裂层沥青路面应力与抗裂机理数值分析

反射裂缝是半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面的主要病害之一,针对这一问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料作为裂缝缓解层的方法,利用其大粒径矿料多、沥青含量少及空隙率大的结构特点消散及吸收裂缝处路面应力。以国内外OLSM参考级配为基础,结合试验段修筑情况,采用有限元方法,建立设置OLSM-25裂缝缓解层的沥青路面三维有限元模型,对设置不同类型裂缝缓解层、1^#-3^#级配OLSM-25裂缝缓解层的沥青路面结构进行热-荷载耦合应力对比分析,从宏观力学响应方面阐释了OLSM-25裂缝缓解层的抗裂机理。结果表明：与相同厚度的普通AC-25裂缝缓解层相比,OLSM-25裂缝缓解层的温度敏感性相对较小,具有较高的承载能力和良好的应力消减及缓解性能;在相同的外部荷载作用下,随着1^#-3^#级配OLSM-25空隙率的增大,以及抗压回弹模量和线膨胀系数的降低,其自身的车辆荷载应力、温度应力、耦舍应力呈总体降低趋势。在实际工程应用中,仅从缓解应力效果及抗裂性能方面考虑,选择级配偏粗、空隙率较大的3^#级配OLSM-25作为裂缝缓解层效果较好,但应严格控制施工中的离析问题。

大粒径沥青混合料基层施工压实控制研究

结合沪蓉西高速公路宜长试验段采用大粒径沥青混合料(LSAM)作为柔性基层的实例,采用核子密度仪进行施工压实度跟踪检测。检测结果表明:胶轮压路机对LSAM压实度的提高作用不明显;LSAM-30一次性铺筑13.5cm仍能保证其具有较好的压实性能;核子密度仪测得LSAM压实度有较高水平且有减小趋势时,应立即停止碾压。另外,对LSAM压实度"超百"现象进行了研究,指出对于LSAM基于旋转压实仪的标准密度能更好地指导现场施工。

大粒径沥青混合料(LSM)车辙试验研究

大粒径沥青混合料具有很好的高温稳定性;在传统的标准车辙试验仪的基础上进行了适当改进,并试制了一种可以分别做300mm×300mm×50mm(100mm、150mm)三种厚度的试件的试模,用来研究最大公称粒径为37.5mm和31.5mm两种类型的大粒径沥青混合料的抗车辙能力。分析了大粒径沥青混合料的级配、最大粒径、空隙率和不同厚度对车辙的影响。

大粒径沥青碎石下面层材料组成及结构设计研究

通过试验研究和力学行为分析确定大粒径沥青碎石作为下面层的设计方法,包括路面材料组成设计和路面结构设计两个方面.对四种不同级配的大粒径沥青碎石进行路用性能和力学性能试验,通过性能的对比选择一种综合性能较优的级配材料.拟定沥青路面结构形式并采用不同厚度的大粒径沥青碎石作为下面层,对路面结构进行力学计算并分析其力学行为.通过试验研究,推荐综合性能较好的ATB-30作为大粒径沥青碎石下面层;通过对路面结构的力学行为分析,推荐大粒径碎石下面层的合理厚度为10～11cm.

设置OLSM-25防裂层的沥青路面车辆荷载应力有限元分析

针对刚性基层沥青路面的反射裂缝问题,提出采用OLSM-25(Open-graded Large Stone Asphalt Mixes,OLSM)作为防裂层的方法,以国内外OLSM参考级配为基础,结合试验段修筑情况,采用三维有限元方法,建立设置OLSM-25防裂层的沥青路面有限元模型,对其车辆荷载应力进行有限元数值分析,提出OLSM-25防裂层荷载应力的实用计算公式,为设置OLSM-25防裂层的沥青路面结构设计提供理论依据.结果表明:在车辆荷载偏载作用下,轴载、贫混凝土基层厚度、沥青面层厚度、OLSM-25防裂层模量及厚度对OLSM-25防裂层的荷载应力具有显著影响.

开级配大粒径沥青碎石混合料劈裂试验的离散元数值分析

为了弥补现有沥青路面结构设计理论中将沥青混合料当作完全弹性体进行计算分析的不足,以AC-16,AC-20,开级配大粒径沥青碎石混合料OLSM-25的劈裂强度为研究对象,采用离散元方法,运用二维颗粒流程序(PFC2D),从细观角度入手,对AC-16,AC-20,OLSM-25的劈裂(间接拉伸)试验进行数值模拟,对比分析AC-16,AC-20,OLSM-25圆柱体试件内部集料颗粒之间的接触力、位移矢量、微裂缝数量及其分布规律。结果表明:在峰值轴向力作用下,当沥青混合料圆柱体试件开裂破坏时,随着沥青混合料公称最大粒径、空隙率的增大以及油石比的减小,试件内部集料颗粒之间的接触力由基本均匀趋于相对离散分布,位移矢量存在显著差异,微裂缝数量逐渐减少。与AC-16,AC-20相比,OLSM-25的间接拉伸抗裂效果显著。

开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面车辆荷载应力分析

反射裂缝是半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面的主要病害之一.针对这一问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料（Open-graded Large Stone asphalt Mixes,简称OLSM）作为裂缝缓解层的方法,利用其大粒径矿料多、沥青含量少及空隙率大的结构特点消散及吸收裂缝处路面结构应力.介绍了开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面车辆荷载应力的计算原理,以通用有限元软件ABAQUS为基础,采用三维有限元法,对开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的车辆荷载应力进行分析,探讨了开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面结构层参数对其车辆荷载应力的影响规律,明确了开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面车辆荷载应力的主要影响参数,为寻求开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的结构设计方法提供理论基础及依据.

大粒径柔性基层施工技术研究

结合京沪高速公路临沂段路面大修工程,介绍了大粒径柔性基层技术。通过室内、现场试验及试验路段的铺筑,阐述了大粒径沥青混合料配合比设计,以及混合料的制备、摊铺、压实,证明了大粒径沥青混合料,提高了路面的承载和抗变形能力,在高等级公路大修中有广泛的应用前景。

大粒径沥青碎石(LSAM-25)混合料试验研究

根据国内外常用的LSAM级配范围,选取了6种典型级配,用大马歇尔设计方法和旋转压实设计方法进行了6种级配的混合料体积设计,比较了2种设计方法对LSAM-25混合料体积指标的差异。对6种级配的混合料进行了路用性能试验,得到了路用性能相对较优的级配。

大粒径沥青碎石在高速公路养护上的应用

半刚性基层沥青路面的高速公路在重载交通下出现裂缝、坑槽等一系列病害后,往往需要处理基层,通过大粒径沥青碎石在处治基层的工程实践,总结了大粒径沥青碎石的特点及注意事项,供工程养护人员参考。

LSPM材料在基层抗冻耐久性上的应用

大粒径透水性沥青混合料(LSPM)基层是一种路面内部排水结构,能及时排走滞留在路面内部的水分的基础上,能有效地减少反射裂缝的发生。北方寒冷地区路面损坏很多时候是由于冻胀等因素引起的,在研究LSPM材料的抗冻性能的基础上,提出了此材料适合应于寒冷地区,可以降低道路水损坏发生率,提高路面使用寿命。

ABAQUS在贫混凝土基层沥青路面结构计算中的应用

介绍了有限元通用软件ABAQUS在贫混凝土基层沥青路面中的应用问题。在介绍贫混凝土基层沥青路面温度应力计算原理的基础上，以通用有限元软件ABAQUS为基础，采用三维有限元法，对开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的温度应力进行分析，探讨了路面结构层参数对温度应力的影响规律，为寻求开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的结构设计方法提供理论基础及依据。

OLSM缓解层沥青路面热-荷载耦合应力数值分析

针对半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面结构中普遍存在的反射裂缝问题，提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料作为裂缝缓解层的方法，采用三维有限元法，对设置普通沥青混凝土与开级配大粒径沥青碎石2种类型裂缝缓解层的贫混凝土基层沥青路面结构进行热一荷载耦合应力对比分析可知，后者的耦合应力明显小于前者的应力。试验路观测与理论计算分析表明，开级配大粒径沥青碎石混合料中大粒径矿料多、沥青含量少及空隙率大的结构特点有利于消散及吸收裂缝处路面应力，可有效地防止或减缓贫混凝土基层沥青路面的反射裂缝，是一种可以缓解反射裂缝的有效材料。

OLSM-25间接拉伸试验数值分析

为了弥补现有沥青路面结构设计理论中将沥青混合料当作完全弹性体进行计算分析的不足，以AC-16、AC-20、开级配大粒径沥青碎石混合料OLSM-25（Open—graded Large Stone Asphalt Mixes，OLSM）的劈裂强度为研究对象，采用离散元方法，运用二维颗粒流程序（PFC2D），从细观角度入手，对AC-16、AC-20、OLSM-25的劈裂（间接拉伸）试验进行数值模拟，对比分析AC-16、AC-20、OLSM-25圆柱体试件内部集料颗粒之间的接触力、位移矢量、微裂缝数量及其分布规律。结果表明：在峰值轴向力作用下，当沥青混合料圆柱体试件开裂破坏时，随着沥青混合料公称最大粒径、空隙率的增大以及油石比的减小，试件内部集料颗粒之间的接触力由基本均匀趋于相对离散分布、位移矢量存在显著差异、微裂缝数量逐渐减少。与AC-16、AC-20相比，OLSM-25的间接拉伸抗裂效果显著。

OLSM-25防裂层沥青路面疲劳寿命与抗裂机理研究

为了解决刚性基层沥青路面存在的沥青面层反射裂缝问题，提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料（Open—graded Large Stone Asphalt Mixes，OLSM）作为裂缝缓解层的方法，以国内外OLSM参考级配为基础，结合试验段修筑情况，采用二维有限元方法，建立设置OLSM-25裂缝缓解层的沥青路面有限元模型，对设置不同类型裂缝缓解层、不同级配OLSM-25裂缝缓解层的沥青路面进行疲劳分析，从宏观力学响应方面阐释了OLSM-25裂缝缓解层的抗裂机理。结果表明：在车辆荷载偏载作用下，与相同厚度的普通AC-25裂缝缓解层相比。采用OLSM-25裂缝缓解层可有效减缓基层裂缝的扩展速率，显著提高沥青路面结构的疲劳寿命，OLSM-25裂缝缓解层的抗裂效果优于普通AC-25裂缝缓解层。