基于胎-面间接触力学特性的沥青路面抗滑模型研究

为了进一步表征沥青路面抗滑性能,通过对轮胎与路面间接触力学特性的分析,构建了沥青路面抗滑模型;以AC-13、GAC-13和UTAC-10的沥青混合料作为研究对象,采用激光纹理测量仪获取路面纹理三维信息,并开展压力胶片等相关试验获取模型中各参数值;通过模型结果与摆值的相关性分析验证模型的有效性,并探索模型中黏附摩擦作用和咬合作用对路面抗滑作用的贡献情况。结果显示:模型结果与摆值的相关性达0.9881,表明此模型能很好地表征沥青路面抗滑性能。各路面的黏附摩擦作用系数在0.3~0.4范围内均大于咬合作用系数(0.1~0.25范围内),表明道路运营初期时路面抗滑作用主要来源于黏附摩擦作用。此外,咬合作用系数高意味着在抗滑性能衰减中后期或者存在水等不利条件下路面具有更好的抗滑潜能。

超多车道高速公路超宽沥青路面水膜厚度分析

为解决道路通行能力的问题,改扩建工程通常采用扩宽通行段面的方法,超宽断面虽然提高了交通能力,但也增大了路面径流路径,增加了路面积水风险,而积水在路面形成水膜,降低路表与车胎的附着力,导致车辆发生水滑。高速公路,尤其是特殊路段,在不利天气条件等综合作用影响下的路面排水问题日益突出。依托南方某高速公路“六改十”改扩建工程项目,采用不同经验公式分别计算十车道及以上超多车道超宽断面路面水膜厚度,并分析不同因素对其的影响,为后续高速公路超宽断面的路面排水设计施工、研究提供参考。

热拌沥青混合料拌和和易性的评价方法

基于沥青混合料的材料组成及分布,采用扫描电镜(SEM)测定热拌沥青混合料中集料表面裹附的沥青膜厚度,并提出一种拌和和易性评价指标.采用集料分布均匀性和压实度测试结果进一步验证和分析不同热拌沥青混合料拌和和易性的变化规律.结果表明:沥青种类、级配类型及拌和温度对热拌沥青混合料拌和和易性影响作用不同;沥青膜在集料表面裹附得越均匀,热拌沥青混合料的拌和和易性就越好,集料分布的离散性越小,热拌沥青混合料成型的压实度越大.

紫外光对沥青梯度老化行为的影响研究

沥青混合料在外界环境的影响下很容易发生氧化老化,且沥青内部化学组分众多,对宏观性能均有一定的影响。本研究基于分子动力学模拟等手段,从微观的角度研究紫外光对沥青膜老化梯度行为的影响。通过建立集料—沥青—集料三层模型,模拟了不同温度下氧气在沥青膜中的扩散行为;通过傅里叶红外光谱测试及原子力学显微镜测试,分析了老化后试件化学组分的变化情况并通过力曲线图计算研究了试样微观力学的变化。结果表明,氧分子在沥青膜内的活性会随着温度升高而提高,氧分子浓度的增加使沥青发生氧化反应的概率增加。温度较低时,沥青路面的老化主要受紫外老化的影响。随着老化时间的增加,沥青膜内部会随老化程度差异的增大而发生流动混合,表层的老化程度最大甚至可以下降约30%,老化程度会随老化天数进行一定的重分布。

基于分子动力学模拟的沥青膜内氧气扩散行为研究

沥青的老化是沥青路面使用过程中最受关注的问题之一。然而,沥青通常以薄膜的形式存在于混合料中。氧气扩散是影响沥青老化的重要因素,为了探究不同工况下氧气在沥青膜中的扩散行为,该研究建立了氧气‒沥青‒集料(OAA)模型,以模拟在实际情况下集料表面沥青膜状态。在不同时间、温度、氧气分子浓度和集料类型条件下,对OAA模型中氧气扩散和沥青组分迁移规律进行研究。通过计算分子的相对分子浓度、径向分布函数、均方位移和扩散系数,比较各因素对模型分子行为的影响,进一步分析各参数之间的联系。从分子模拟结果可知,氧气分子浓度随扩散时间的增加而增加,且集料与沥青界面处的氧气分子浓度明显上升。随着温度的升高,氧气向沥青膜内的扩散能力增强,氧气分子浓度随之线性增加。增加氧分子数量,沥青膜内的氧气相对分子浓度整体上升,CaCO_(3)集料更利于氧气向沥青膜内扩散。

二次老化后的再生沥青性能变化分析

本研究对70#沥青和SBS改性沥青进行一次老化,并通过抽提试验得到废旧沥青回收料(RAP)旧沥青作为试验原材料。随后,将再生剂添加进三种老化沥青,制备出相应的三种再生沥青。对再生沥青的三大指标进行分析研究,结果表明,最佳掺量(6%)情况下,再生剂不仅能够有效恢复旧沥青的针入度、软化点、黏度,亦能有效恢复其高温和低温流变特性;再生沥青经二次老化后,其针入度下降、软化点上升、旋转粘度上升、高温性能提升以及低温性能进一步下降。

基于介电常数-空隙率模型的排水路面面域水膜厚度模型构建与验证

为精确获取超宽断面排水沥青路面水膜厚度的面域分布,指导降雨天气路面抗滑评价和风险预警,降低道路事故发生率。基于渗流理论及水膜厚度模型、空隙率与介电常数关系模型的基础理论,依托深汕西改扩建高速公路工程,借助三维探地雷达采集面域介电常数,转换得到面域的空隙率分布图,进而构建面域的水膜厚度计算模型。最后通过不同降雨强度下的实测数据对模型的准确性进行验证。结果表明,该模型具有较好的精确性,通过提前检测获取面域空隙率分布,并采集排水路径长度、路面合成坡度、厚度等指标,只需监测降雨量即可预测得到路面面域水膜厚度分布情况,为道路雨天行车安全管理提供了准确、具有时效性的基础数据。

对沥青混合料配合比设计规范的解读与实践

为更好地掌握与运用《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)附录B“热拌沥青混合料配合比设计方法”,对规范相关条款进行了研究解读,阐述了沥青混合料体积设计方法的原理,分析了各体积参数的意义以及各参数之间的内在逻辑关系,着重探讨了最小矿料间隙率与空隙率的变化规律,并通过举例验证了计算法确定最佳沥青用量的可行性。结果表明:1)最小矿料间隙率的作用是保证沥青混合料具有最小的沥青膜厚度;2)当矿料组成和沥青含量已定时,采用不同压实功,试件的矿料间隙率随其空隙率的增减而增减;3)采用理论计算方法,有利于更准确快捷地确定最佳沥青用量,缩短目标配合比设计的周期。

按防水通用规范要求设计的某酒厂屋面防水工程介绍

贵州某酒厂项目一期工程,屋面防水根据防水通用规范要求与项目自身特点,采用夹芯式构造的三道防水层设置,第一道非沥青基强力交叉膜自粘防水卷材起到了防水兼隔汽的作用,后两道防水层聚合物水泥防水涂料与丁基自粘TPO防水卷材充分体现了卷涂复合防水层的优势。分析了该项目防水做法和所用材料的性能优势,并对施工工艺进行了介绍。

不同压实成型沥青混合料的数字图像分析

针对沥青混合料试件压实成型方式不同因而内部结构各异的情况,采用图像数字处理技术,借助于CCD(电荷耦合器件)相机获取试件立断面的数字化信息,提出利用颗粒主轴方向、沥青砂胶膜厚及颗粒面积比等压实参数,直观、快速而准确地评价不同成型方法的压实效果,在此基础上,选择了马歇尔击实、轮碾压实、振动压实和旋转压实四种方法进行研究,并对比分析了实际路面结构。结果表明,轮碾压实和旋转压实效果与实际路面最接近,新建路面在开放交通初期仍在不断密实。

改性沥青混合料中改性沥青膜厚与性能的研究

介绍了改性沥青混合料中沥青膜厚的计算方法 ,分析了沥青膜厚的影响因素 ,着重研究了沥青膜厚与沥青混合料性能的关系。通过对稳定度、动稳定度分析表明 :稳定度与沥青膜厚曲线均呈驼峰形状 ,具有明显的峰值 ;沥青膜厚与动稳定度也呈驼峰关系 ,并与稳定度峰值存在对应关系 ,两者在同一膜厚达到最大值。

沥青混合料油膜厚度计算方法

为了精确计算沥青混合料油膜厚度,考虑了矿粉粒度、沥青混合料压实程度和沥青比例的影响,采用HORIBA-300型激光散射粒度分布分析仪对矿粉的粒度进行测量,分析了矿粉粒度的尺寸范围,提出了沥青隔离膜的概念,建立了沥青油膜厚度计算模型。采用旋转压实仪成型沥青混凝土试件,对比分析了沥青油膜的计算值与实际测量值。分析结果表明:采用新的油膜公式反算的沥青用量范围为4.55%～4.85%,采用传统方法反算的沥青用量范围为4.20%～5.20%,而试验最佳沥青用量为4.70%,显然新方法精度高。

基于间接拉伸开裂方法评价超薄磨耗层混合料抗裂性能

通过间接拉伸开裂(IDEAL-CT)试验方法,研究了不同级配及油石比条件下超薄磨耗层混合料的抗裂性能。结果显示,级配变密会导致混合料整体强度上升,抗变形能力下降,同时会加快裂缝扩展速度,混合料抗裂性能下降。油石比的增加会使混合料抗变形能力提升,延缓裂缝扩展速度,使得混合料抗裂性能增强。皮尔逊相关性分析结果表明,随着超薄磨耗层混合料的孔隙率和沥青膜厚度的增加,混合料整体强度降低,抗变形能力提升,裂缝开裂速度下降,混合料整体抗裂性能增强,因而超薄磨耗层混合料设计过程中可通过提升孔隙率和沥青膜厚度来增强混合料的抗裂性能。对于IDEAL-CT试验指标,断裂能不适用于评价超薄磨耗层混合料抗裂性能。

沥青路面表面水膜厚度试验

汽车在有水膜覆盖的路面上行驶时,轮胎与路面之间的附着力降低程度与道路表面水膜厚度有关,道路表面的水膜厚度越厚,附着力降低越多。道路表面的水膜厚度和下面几个因素有关:降雨强度,坡面的构造深度、长度以及坡度。本项目修建9个试验段,包括3种不同的沥青混合料级配和3种不同的坡度,并且进行了人工降雨试验,实测了表面的水膜厚度。根据测得的试验数据,回归了水膜厚度的计算公式,该式和英国的经验公式相比,能够反映出坡面粗糙程度对水膜厚度的影响,可以用于工程实践,预估道路表面的水膜厚度。

CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆的毛细吸水特性

为探讨CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆中水的迁移规律,对水在不同表面的接触角和毛细吸水质量随吸水时间的变化进行了测定,并对不同砂浆断面进行了扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析.结果表明:与普通多孔材料一样,水泥乳化沥青砂浆单位面积的吸水质量与吸水时间的1/2次方成正比;CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆与灌注袋界面处的"三明治"结构是其毛细吸水系数随吸水时间延长而大幅度降低的原因;CRTSⅠ型水泥乳化沥青砂浆表面打磨可形成富沥青膜层,增大水在其表面的接触角,并使毛细吸水系数降低45%以上;施工时,灌注袋袋口砂浆的自然断面宜进行处理,以降低其毛细吸水系数.

沥青混凝土桥面铺装结构层间剪切与拉拔试验

针对桥面铺装层间的抗剪强度和粘结强度不足而产生剥落、松散和拥包等病害,采用MTS810试验机、剪切仪和拉拔仪,研究了不同防水涂膜的最佳用量、不同剪切速率和不同温度对层间抗剪强度的影响,并对比分析了不同防水涂膜的层间粘结强度,以供正确地选择防水涂膜。结果表明:SBS改性沥青和改性乳化沥青具有良好的抗剪性能;剪切速率的变化对SBS改性沥青抗剪强度影响最大;SBS改性沥青耐高温性能最好;改性乳化沥青和SBS改性沥青2种防水涂膜粘结强度较高,表现出良好的延伸性能;层间剪切强度与粘结强度之间呈二次曲线关系。

沥青混合料劈裂抗拉强度影响因素的研究

采用室内劈拉强度试验,测试了沥青混合料的劈拉强度;分析了沥青混合料压实空隙率、沥青膜厚度、粉胶比、水的冻融作用等因素对沥青混合料劈拉强度的影响及其作用规律;分析了沥青道路面层松散的原因,并提出了控制沥青混合料质量的建议.

矿料间隙率标准研究进展

矿料间隙率作为沥青混合料主要体积指标之一,对沥青混合料合理的体积组成设计及优良的使用性能具有重要影响。通过查阅、汇总和分析大量国内外相关文献,对矿料间隙率的计算方法、影响因素、最小值标准的发展历程及其与沥青膜厚的关系进行了综述。认为基于集料公称最大粒径的现有矿料间隙率最小值标准不太合理,今后应对集料特性、集料级配组成以及沥青膜厚与矿料间隙率的相互关系开展进一步研究,并应结合实体工程路面混合料的性能,建立更加合理的矿料间隙率标准或找到更好的替代方案。

沥青混合料沥青膜厚度的确定

通过对传统方法进行分析,并结合沥青混合料的集料比表面积的实测结果,提出了不同于常用方法的沥青混合料的集料比表面积的确定方法,并确定了集料比表面积的计算公式。在此基础上,通过研究现有的沥青混合料沥青膜厚度计算方法,提出了修正后的沥青混合料沥青膜厚度计算公式。实践证明,这一方法更能反映沥青混合料中集料比表面积的真实情况,确保沥青混合料沥青膜厚度计算的准确性,对沥青混合料配合比设计具有指导意义。

RAP中有效沥青膜厚度测定

在分析旧沥青混合料(RAP)中旧沥青存在状态的基础上提出了RAP有效沥青膜厚度的概念;通过再生混合料构成分析进行有效沥青公式推导,计算RAP中有效沥青含量;采用比表面积系数法计算RAP中有效沥青膜的厚度;通过分散活化处理RAP沥青表面,进一步提高RAP有效沥青膜厚度。研究发现:RAP混合料表面总沥青膜厚度为4.889μm,再生混合料、E再生混合料、F-E再生混合料中RAP有效沥青膜厚度分别为2.912,2.785,4.604μm,说明外加剂F-E对RAP混合料颗粒表面具有活化作用,提高了RAP表层有效沥青膜厚度。