同类变级配沥青混合料矿料间隙率模型及分析

为揭示同类变级配沥青混合料矿料间隙率(VMA)的变化规律与机制,将粗细集料分界筛孔尺寸及其筛孔通过率x用于整体级配矿料划分与分析;同时基于确定配比沥青混合料的VMA与粗集料间隙率(VCA_(mix))的计算公式,推导出VMA与VCA_(mix)之间的物理关系式,在此基础上建立了同类变级配沥青混合料的VMA物理模型,并对模型进行了深入分析和试验验证.结果表明:同类变级配沥青混合料中细集料对VCA_(mix)的增大作用性质及x是影响VMA的2个决定性因素,当x对VCA_(mix)起线性函数增大作用时,随着x的增大,VMA或呈凸形曲线下降或呈凹形曲线上升;当x对VCA_(mix)起指数函数的增大作用时,随着x的增大,VMA可能呈凹形曲线下降、凸形曲线下降、凹形曲线上升及类似开口向上2次抛物线等多种变化趋势.

沥青混合料目标配合比级配优选的灰度模型评价法

沥青混合料目标配合比级配组成设计时有多种选择,存在如何获得最优级配的问题,这关乎配合比设计的质量,直接影响铺面质量和路面的服役寿命,为此需要一种科学方法进行级配优选。基于优选理论,分析混合料性能指标特征,构建非定量指标、常规定量指标及路用性能指标3层次优选指标体系;设计3组典型级配,开展典型性能试验和分析,得到各评价指标值;采用德尔斐专家调查法进行隶属度、盲度分析和总体认识度指标赋权;采用灰度模型理论,对评价指标进行归一化处理,对各指标进行关联度分析,逐级对灰度模型体系进行综合评价和排序,根据排序结果最终选出最优的目标配合比级配。研究中,提出了灰度模型分析法的指标体系和流程,并讨论了方法中分辨系数的取值对优选结果的影响。结果表明:该方法可系统全面分析级配组成对应的性能指标体系,可筛选出符合路用性能指标的最优特征,可为沥青混合料目标配合比设计的级配优选提供一种有效技术方法。

开级配沥青混合料的细观结构特征与影响因素研究

通过数字图像处理技术,深入探索OGFC(Open-Graded Friction Course)混合料细观结构中空隙的分布、大小和复杂程度,并且分析出空隙数量、面积、空隙分形维数等参数的变化趋势,从而更好地了解这些参数与混合料性能之间的关联。结果表明:OGFC混合料试件断面图像的空隙数量、空隙面积和空隙分形维数等参数同混合料性能密切相关,且相互之间具备良好的线性回归关系。

透水沥青混合料PAC-16级配优化

为改善透水沥青混合料的高温抗剪切性能,对透水混合料PAC-16三轴剪切试验进行模拟,构建虚拟三轴剪切试验数值模型,并对其模拟准确性进行验证。基于此,结合数值仿真和室内试验对PAC-16级配进行优化。结果表明:虚拟试验方法所测的不同围压水平峰值应力、内摩擦角及黏聚力均与室内试验实测结果的误差不超过5%,且试验规律与实际相符;推荐粗集料最佳用量为4.75~9.5 mm:9.5~13.2 mm:13.2~16 mm:16~19 mm=10:15:12:3、细集料最佳级配取i=0.75对应的级配、粗细集料用量比为80:20,并确定0.075 mm,4.75 mm及16 mm关键筛孔通过率,提出PAC-16优化级配。优化级配的高温性能至少提升10%,整体路用性能更加出色。

多级配下纤维掺量对沥青混合料性能影响研究

为探究多种级配下纤维掺量对提升沥青混合料路用性能影响,研究了AC-13、AC-25密级配下掺入两种路用聚酯纤维和玄武岩纤维的沥青混合料的抗水损坏性、高低温性能;通过两种纤维试验结果的对比,研究在相同性能条件下纤维掺量的经济效益。结果表明:聚酯纤维和玄武岩纤维增强沥青混合料性能呈先增大后减小趋势,与不掺纤维相比,纤维对沥青混合料的抗车辙性和抗开裂性能改善最为明显,车辙动稳定度和最大弯拉应变最多可提高89.4%和50.3%。AC-13和AC-25级配中,当聚酯纤维和玄武岩纤维的掺量分别为0.2%、0.25%和0.3%、0.35%时,其沥青混合料各项性能指标与经济效益关系最好。

Superpave-20级配组成对沥青混合料路用性能的影响研究

Superpave级配组成及其设计方法已在我国部分地区推广应用,然而我国幅员辽阔,气候不同,不同地域对于沥青混合料的性能需求存在差异。本研究聚焦于Superpave的级配设计对沥青混合料路用性能的影响,并以Superpave-20为研究对象,选取五种不同的级配,利用旋转压实法制备沥青混合料试件,获得相应的各项体积指标。通过室内性能检验,进一步探讨了级配变化对混合料在高温下的性能、其对水损害的抗性以及在低温条件下的表现。研究发现,较粗的级配有助于提升沥青混合料在高温和低温环境下的性能,而较细的级配则能增强混合料的抗水损害能力。基于以上发现,本文提出了适用于Superpave-20沥青混合料的矿料级配范围。这些研究成果为Superpave-20级配的设计提供了科学指导,旨在优化混合料的路用性能。

矿料级配对大空隙沥青混合料空隙参数的影响敏感性研究

文章为研究矿料级配对大空隙沥青混合料空隙率及连通孔隙率的影响敏感性,通过改变13.2 mm、2.36 mm、0.075 mm关键筛孔通过率以及2.36~4.75 mm含量,调试了16组矿料级配,测试了不同矿料级配下混合料的空隙率及连通孔隙率,分析了不同因素对混合料体积参数的影响规律。结果表明:9.5 mm筛孔通过率变化对空隙率影响较小,但对连通孔隙率影响显著,在一定范围内9.5 mm筛孔通过率越低,连通孔隙率越大;2.36 mm筛孔通过率与空隙率及连通孔隙率均具有高度的线性相关性,且对二者影响敏感性相当;2.36~4.75 mm含量<6%时,其含量变化对空隙率及连通孔隙率影响较显著,但其含量>6%时,混合料空隙率将降低至20%以下,会影响其透水效果;0.075 mm筛孔通过率对空隙率及连通孔隙率均有一定的影响,但对连通孔隙率影响更显著。

高速公路沥青混合料生产质量变异性特征及控制措施

沥青路面作为高速公路建设的部分,具有无接缝、施工快、平整度高、舒适性好、噪音低等优点。路面铺筑质量直接影响通车后的行驶感受、安全性和养护成本。沥青路面施工过程中的各项指标参数都有变异性,尤其是原材料的影响最大。目前,虽然许多工程项目实行了原材料准入制度,但没有进行系统分析。沥青路面使用的原材料种类多,市场原因导致料源不稳定的现象也比较常见。

不同类型玄武岩纤维薄层罩面沥青混合料路用性能研究

[目的]常规薄层罩面沥青混合料性能存在不足,将玄武岩纤维掺入沥青混合料当中,以达到改善薄层罩面沥青混合料路用性能,延长其使用年限的效果。[方法]在玄武岩纤维掺量分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的基础上分别对AC-10C、SMA-10两种薄层罩面沥青混合料开展配合比设计及相关路用性能研究。[结果]当纤维掺量为0.4%时,AC-10C、SMA-10两种混合料高低温性能最优,动稳定度试验结果分别为4 769、5 498次/mm,贯入强度试验结果分别为0.92、1.17 MPa,弯曲破坏应变试验结果分别为3 418、3 578με;当纤维掺量为0.6%时,AC-10C、SMA-10两种混合料水稳定性能最优,残留稳定度试验结果分别为91.8%、94.6%,残留强度比试验结果分别为89.2%、89.4%。[结论]从高低温性能方面考虑,玄武岩纤维推荐掺量为0.4%;从水稳定性能方面考虑,玄武岩纤维推荐掺量为0.6%。

胶粉改性沥青混合料配合比设计与施工技术探析

依托某城市主干道路工程,提出原路面上加铺胶粉改性沥青混合料面层结构的改造方案,通过优化设计AC20-C型胶粉改性沥青混合料和AC10-C型胶粉复合改性沥青混合料配合比,规范实施胶粉改性沥青混合料铺筑与胶粉改性沥青应力吸收夹层施工技术,保证沥青混凝土路面施工质量。

基于均匀试验的沥青混合料级配优化研究

均匀试验是目前用于材料配方设计最流行方法之一。该研究将均匀试验用于沥青混合料级配设计,将均匀试验与体积设计相结合得到的级配可以实现级配骨架密实。通过5种不同级配沥青混合料技术性能对比研究,结果表明:采用均匀试验设计的级配其高温稳定性、抗水害性以及低温抗裂性均要优于Superpave级配,通过禁区下方的级配高温稳定性较好。

最大理论密度线邻近级配沥青混合料的VMA变化分析

为研究沥青混合料的级配曲线改变后矿料间隙率(VMA)的变化规律,以Superpave最大理论密度线级配为基准级配,在此基础上设计了三种级配曲线变化方式,并应用Hudson法分析了各变化级配矿料间隙率的变化规律.三种级配曲线变化形式分别为平行变化级配、绕起点旋转级配和绕最大理论密度线上4.75 mm粒径通过率点旋转级配.分析发现最大理论密度线级配曲线按不同方式改变后,其矿料间隙率的变化有不同的特点.

高速公路沥青混合料级配和油石比变异性分析

级配和油石比是沥青混合料设计的重要控制指标。级配和油石比的变异性影响着沥青路面的路用性能。结合高速公路工程实际,通过对沥青混合料级配和油石比的变异性及其对路用性能影响的研究,分析了级配和油石比变异性产生的原因及两者之间的相关性,进而提出了控制变异性的措施。

基于不同取料方法的废旧沥青混合料变异性分析

为了研究不同取料方法对废旧沥青混合料(reclaimed asphalt pavement,RAP)变异性的影响,分别采用整堆取样法(buck sampling method,BSM)和分堆取样法(stack sampling method,SSM)获取RAP试样,分析了不同RAP试样的含水率、老化沥青含量和矿料级配,并通过变异系数对比评价了2种取样方法对RAP性能变异性的影响。结果表明,分堆取样法可有效减小RAP试样的含水率、老化沥青含量和矿料级配变异系数,提高RAP样本的均匀性,有利于科学评价RAP的性能,指导再生沥青混合料的设计与生产。

多功能高模量改性沥青混合料级配参数优化研究

为了探讨多功能高模量改性沥青混合料的最佳级配范围,通过集料压碎值试验和混合料试验分析粗细集料骨架和填充作用,在其基础上合成5种不同级配和不同细集料含量的混合料,以路用性能为检验评价指标,对多功能高模量改性沥青混合料粗细集料的最佳含量开展试验研究。结果表明:0.6~2.36mm细集料在混合料中起到受力和填充作用,使用多功能高模量改性沥青,可有效提升沥青胶浆内黏聚力、刚度和软化点,进而增强混合料整体路用性能。当0.6~2.36mm的细集料含量占30%~60%,0.6mm以下填料含量占20%~30%,2.36mm以上粗集料含量占20%~40%,多功能高模量改性沥青混合料的动稳定度达到1万(次/mm)以上、冻融劈裂强度比达到88%以上,表现出较好的高温稳定性和水稳定性。

乡村公路沥青路面矿料级配的控制及混合料施工检验

混合料的矿料级配对沥青公路路面质量影响问题可以通过控制沥青混合料的矿料级配中的目标配合比与生产配合比的各项指标参数进行控制。在宜宾某四级公路提质改造工程中,通过控制沥青混合料的矿料级配中的目标配合比和生产配合比,严格落实矿料级配和体积指标的各项规范要求,并及时开展施工过程抽检和完工验收监测,沥青路面的施工质量得到了有效的保障。

基于塑性活化能的沥青混合料抗车辙性能优化

为了解决目前沥青混合料抗车辙性能评价指标的不足,实现沥青混合料抗车辙性能的优化,依托城市道路大中修项目,采用离散元模拟和塑性活化能(E a)评价相结合的方法从级配设计角度对试验路段进行抗车辙优化,其中,重点介绍了塑性活化能相关的理论,并给出E a指标的试验确定和计算方法。研究过程中,首先通过虚拟蠕变试验确定优化级配,然后对优化级配和原设计级配的沥青混合料进行室内蠕变试验,包括浸水和不浸水,20℃和40℃,有损(300 kPa)和无损(25 kPa)条件下分别进行试验。同时基于理论计算各自E a大小,分析结果表明优化级配有着较高的E a。最后为了进一步验证该方法的有效性,采用原设计级配和优化级配的沥青混合料分别进行试验路铺筑,并观测车辙变形情况,对比结果表明优化级配路段抗车辙性能更好,与E a指标评价结果一致。

不同矿料骨架干法橡胶沥青混合料的胶粉分布特征与级配适应性

为了探究符合干法橡胶沥青技术特点的混合料级配,从混合料微观结构和宏观性能上验证设计级配特点。根据胶粉变化和贝雷法设计原理分别设计AC-13C、SMA-13、SAC-13和AR-AC-13S四种级配类型,运用X-ray CT微观试验方法和图像处理技术,从微观结构层次研究四类级配类型的区别和优劣,分析得出在橡胶粉各断面胶粉数量和含量的空间分布上,AC-13C和SAC-13类型的级配胶粉含量值离散和变异程度最小,分布更为均匀,SMA-13次之,AR-AC-13S最差,从胶粉分布的角度看,AC-13C更适合干法橡胶沥青混合料;通过室内混合料路面性能试验,对连续与间断级配的沥青混合料的高低温稳定性能及水稳定性能进行了分析论证,进一步验证了微观试验结果。微观和宏观试验均表明,连续级配在干法橡胶沥青混合料中更加适用,工程实践应优先选择。

级配组成对沥青混合料高温稳定性的影响分析

车辙长期以来是影响沥青路面使用性能的病害之一,而对车辙的研究具有很重要的实际意义,本文以车辙病害为研究对象,并依托京港澳石家庄至磁县段高速公路改扩建工程,在旧路面产生车辙的部分钻芯取样,抽提筛分,从混合料的级配组成对沥青路面抗车辙能力的影响出发,依据贝雷法假设分析了沥青路面产生车辙的原因,最后通过比较调整后的设计级配范围与原规范设计级配范围的动稳定度,发现调整后的设计级配范围有利于提高沥青路面的高温稳定性。

分形几何理论研究沥青混合料级配变异性

为控制沥青混合料生产过程中级配变异过大,利用分形几何理论对级配的变异性进行研究,给出了控制级配变异性的技术参数。用分形几何理论推导出混合料级配的分形表达式,得到分形理论下描述级配变异性的方法;钻取有车辙病害的路面芯样,通过室内试验得到路面的实际级配数据,算出相应的级配变异性大小μ。结果表明:分形几何理论能够很好地从另一个角度去描述沥青混合料的级配变异性,可以用具体的数值来体现实际道路的级配与生产配合比之间的变异情况,为沥青混合料级配提供新的技术参数,有效防止在沥青混合料生产施工工程中级配变异偏大。