SAMPAVE沥青混合料级配设计研究

SAMPAVE(Stress Absorbing Mixtures Pavement)沥青混合料是一种新型的延缓和防止反射裂缝的应力吸收层材料,具有抗裂、防渗、粘结等特性.根据变i法对SAMPAVE混合料进行矿料组成设计,并与AC-5、美国规范、科氏公司推荐的级配范围进行比较.结果表明,对于变i法设计的SAMPAVE混合料,级配上限、级配下限确定的沥青用量在设计工程级配沥青用量的±0.3%范围内,满足生产控制的要求,且SAMPAVE混合料具有优良的耐高温、耐低温、抗变形、耐疲劳、抗水损害等路用性能.

Sampave应力吸收层厚度确定的数值模拟

采用三维有限元法分析了Sampave应力吸收层厚度变化对沥青加铺层结构荷载应力和温度应力分布的影响,发现合理厚度的Sampave应力吸收层能较大幅度地降低加铺层层底的荷载应力和温度应力,对后者降低效果尤为明显,改善了整个沥青面层结构的应力状态,减少加铺层层底应力集中程度,延缓反射裂缝在加铺层中形成,显示其在抗反射裂缝方面的独特作用.计算结果表明:应力吸收层不宜太厚,建议层厚为2.5±0.5cm较合适.

SAMPAVE应力吸收层沥青结合料存储性能研究

通过对国产基质沥青进行类型和标号的试验选择,采用多种改性剂对基质沥青进行复合改性,并对改性剂的投料顺序、改性沥青的存储性能进行试验分析,研制出SAMPAVE应力吸收层沥青结合料,提出其生产工艺参数。综合性能指标结果表明:SAMPAVE应力吸收层沥青结合料性能分级达到PG76-28标准,完全满足应力吸收层混合料对结合料的要求。

SAMPAVE混合料压实特性研究

SAMPAVE混合料具有抗裂、防渗、粘结等特性,为了研究其压实特性,采用旋转压实(SGC)法及马歇尔方法对SAMPAVE混合料级配和体积参数进行了系统研究。分析了SGC曲线,得出宜采用旋转压实50次进行试验分析,并分别推荐了SGC法和马歇尔法体积参数的控制指标。进行了SGC法和马歇尔法各体积参数的对比分析,得出将马歇尔法设计的最佳用量下调0.2%,即可得到工程所需的最佳沥青用量。

Sampave层模量对沥青加铺层结构内力影响分析

为了研究应力吸收层模量变化对沥青加铺层结构内力的影响,探求应力吸收层合理的模量范围,采用三维有限元数值分析方法,建立基于Sampave应力吸收层的沥青加铺结构三维有限元模型,分析其模量变化对沥青加铺层结构荷载应力和温度应力分布的影响。结果表明:低模量的Sampave应力吸收层能有效地降低加铺层层底的荷载应力和温度应力,改善整个沥青面层结构的应力状态,延缓反射裂缝在加铺层中形成,显示其在抗反射裂缝方面的独特作用。但应力吸收层混合料模量不宜太大,在常温下,Sampave应力吸收层混合料模量在400—600 MPa较为合理。

Sampave应力吸收层在旧水泥混凝土路面改造工程中的应用

旧水泥混凝土路面上加铺沥青层时在面板接缝处及开裂处,加铺层容易产生反射裂缝。为了研究Sampave应力吸收层在重载路面结构中的防反射裂缝的效果,文章依托山西省夏家营—汾阳高速公路旧水泥混凝土路面加铺改造工程,详细介绍了Sampave应力吸收层特种沥青混合料在试验路段施工中的应用情况,对该技术的应用推广有一定的参考价值。

应力吸收层沥青混合料的路用特性

通过对自主研发的Sampave特种改性沥青的应力吸收层混合料进行低温弯曲试验,分析沥青结合料对应力吸收层沥青混合料低温抗裂性能的影响;采用拉伸与拉压疲劳试验,比较不同沥青结合料的应力吸收层混合料抗拉伸变形与抗拉压疲劳性能。结果表明,研发的Sampave特种改性沥青混合料具有优良的低温抗裂、抗拉伸和抗拉压疲劳性能,但单一改性剂SBR改性沥青并不能达到应力吸收层沥青结合料的性能要求。

应力吸收层沥青混合料的低温抗裂性能

通过对自主研发的Sampave等3种改性沥青结合料和不同级配的应力吸收层沥青混合料进行低温弯曲和低温蠕变试验,分析沥青结合料和矿料级配对应力吸收层沥青混合料低温抗裂性能的影响.结果表明:自主研发的Sampave特种改性沥青混合料具有优良的低温抗裂性能,但单一改性剂SBR改性沥青并不能达到应力吸收层沥青结合料的性能要求;矿料4.75 mm、0.075 mm筛孔通过率对其低温抗裂性能影响较敏感.