大粒径大孔隙沥青碎石抗裂基层的应用研究

针对长沙机场高速公路旧路面水泥稳定碎石基层水泥用量大、强度高从而导致路面反射裂缝特别严重的问题,提出采用“骑缝黏贴抗裂贴+大粒径大孔隙沥青碎石抗裂基层”方法进行处治,并对大粒径大孔隙沥青碎石抗裂基层混合料配合比设计方法、混合料路用性能等方面进行相关试验研究,提出了全新的配合比设计方法。通过试验段运营2 a后实测数据表明,大粒径透水沥青混合料基层具有良好的防治反射裂缝能力,有效解决了长沙机场高速公路反射裂缝严重这一技术难题。

大粒径碎石沥青混合料振动压实方法

为了研究大粒径碎石沥青混合料的振动成型方法,采用自行研制的振动成型压实机,对大粒径碎石沥青混合料进行了不同配置条件下的振动压实试验;分析了各配置条件下大粒径碎石沥青混合料的密度、强度与各振动参数的关系,得出了最佳振动压实的参数组合,并在该配置条件下,进行了振动压实与马歇尔击实压实的对比试验。结果表明,振动压实法更为合理,既不易击碎石料,又能获得与马歇尔击实法相近的抗压强度和劈裂强度。

开级配大粒径沥青碎石混合料的高温稳定性

为了分析开级配大粒径沥青碎石混合料(OLSM)的高温稳定性及其影响因素,通过车辙试验,以动稳定度为指标,研究了不同集料级配、沥青用量和试件厚度等条件下的OLSM高温稳定性。结果表明:随着粗集料的增多、空隙率的增大、沥青用量的增大和试件厚度的增加,OLSM的抗车辙能力降低;当空隙率小于20%、沥青用量不超过最佳油石比的+0.5%时,OLSM具有良好的高温稳定性;进一步分析表明,OLSM的车辙深度主要是由混合料进一步压缩引起的。

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.

大粒径沥青碎石加铺层结构反射裂缝调查及应力分析

采用大粗粒径沥青碎石作为裂缝缓解层,利用大粒径沥青碎石的多空隙结构阻断裂缝尖端的扩展路径,消散及吸收由交通荷载及环境温度变化所产生的应力及应变,减小接缝处加铺层的应力集中现象.采用三维有限元法对设置普通沥青混凝土与大粒径沥青碎石两种类型裂缝缓解层的加铺结构进行力学对比分析可知,后者的荷载应力、温度应力及耦合应力均小于前者的应力值.通过加铺层试验路观测与理论计算分析表明,大粒径沥青碎石裂缝缓解层可有效地防止或减缓水泥混凝土路面沥青加铺层的反射裂缝.

大粒径沥青碎石基层沥青路面力学分析

采用大型有限元分析设计软件ANSYS分析大粒径沥青稳定碎石材料作为基层材料时,随着其弹性模量和厚度的变化,沥青路面的路表弯沉和路面结构各层层底的水平拉应力、剪应力的变化规律.用ANSYS对路面结构进行仿真模拟,是一种经济、可行的方法,为路面力学计算提供了有益的参考.

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。

大粒径沥青碎石下面层的材料设计

该文主要研究大粒径沥青碎石作为下面层时其材料的设计方法。根据理论和调研结果,对4种大粒径沥青碎石ATB-25、ATB-30、ATPB-25、ATPB-30进行级配设计;采用大马歇尔试验方法确定其最佳沥青用量。通过室内试验,对比评价4种大粒径沥青碎石的路用性能和力学性能,确定一种综合性能最优的大粒径沥青碎石作为下面层。

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。

粉胶比对开级配大粒径沥青碎石路用性能的影响

为了分析粉胶比对开级配大粒径沥青碎石路用性能的影响,采用室内试验,探索粉胶比与开级配大粒径沥青碎石体积参数、强度及路用性能的关系。发现粉胶比与开级配大粒径沥青碎石技术特性显著相关,随着粉胶比的逐渐增大,其强度、抗车辙能力和抗水损坏能力先提高后降低,抗裂能力逐渐提高。结果表明:70~#沥青下,粉胶比为1.0~1.4时,开级配大粒径沥青碎石各项技术性能良好;在进行开级配大粒径沥青碎石配合比组成设计时,建议70~#沥青下,夏热区粉胶比取1.2~1.4,冬寒区粉胶比取1.0~1.2。

大粒径沥青稳定碎石基层路用性能研究

为研究大粒径沥青稳定碎石的路用性能,依据实体工程的原材料,在测试其技术指标的基础上,进行了大粒径沥青稳定碎石混合料的配合比设计,并测定了其高低温性能指标、水稳定性指标和疲劳性能指标。结果表明:所设计的大粒径沥青稳定碎石混合料的动稳定度、劈裂抗拉强度、浸水马歇尔流值和稳定度、冻融劈裂抗拉强度及疲劳寿命指标均满足规范要求,研究成果为大粒径沥青稳定碎石用于基层提供了技术参考。

矿粉含量和级配对大粒径沥青碎石路用性能的影响研究

大粒径沥青碎石具有良好的抵抗反射裂缝的能力,能延长沥青路面的使用寿命,改善其使用性能。为了设计良好的大粒径沥青碎石路面,本文研究矿粉含量和级配对其路用性能的影响。通过设计4种不同类型的大粒径沥青碎石混合料（ATB-30）,即粗集料（4.75~9.5mm）含量较多、细集料（1.18~2.36mm）含量较多、添加矿粉、不添加矿粉,分别确定最佳沥青用量,并进行高温抗车辙性能、低温抗劈裂性能、水稳定性检验。试验结果表明,矿粉在大粒径沥青碎石混合料中不仅可以提高其水稳定性,而且对其高温抗车辙能力也有提高;细集料含量较多时沥青混合料的水稳定性会增强,过量会使大粒径沥青混合料的水稳定性降低。

大粒径沥青碎石下面层路面结构力学分析

采用分析软件Bisar3.0计算分析仅有荷载作用下大粒径沥青碎石与普通沥青混凝土作下面层的力学行为,说明大粒径沥青碎石作为下面层的优越性。通过分析在温度和荷载耦合作用下不同粒径的大粒径沥青碎石路面结构的应力应变规律,推荐力学性能较优的大粒径碎石下面层。

大粒径沥青碎石在高速公路基层维修中的应用

大粒径透水性沥青混合料用作道路基层,既具有良好的排水性能又具较高模量与耐久性。在高速公路沥青路面养护工程中,对于基层出现裂缝的路段,尤其是下基层也出现裂缝的路段采用大粒径沥青碎石基层,不仅能延缓维修后裂缝的产生,由于其空隙率比较大,还可以起到排除结构层内水分的作用。在安徽省高速公路基层维修工程中,应用大粒径沥青碎石基层,取得了良好的效果。

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。

大粒径沥青碎石柔性基层的力学性能分析

针对城市道路养护维修的现状,采用马歇尔试件,通过试验研究了大粒径沥青碎石基层的力学性能,并与传统的水泥稳定碎石基层作了对比,试验结果表明:大粒径沥青碎石基层的抗压回弹模量与劈裂抗拉强度均比水泥稳定碎石基层的高。

开级配大粒径沥青碎石防裂层沥青路面热-荷载耦合应力数值分析

针对我国半刚性基层沥青路面、刚性基层沥青路面以及旧水泥混凝土路面加铺沥青路面存在的反射裂缝问题,提出采用开级配大粒径沥青碎石(OLSM-25)作为防裂层的路面结构。采用三维有限元法,在OLSM-25防裂层的热–荷载耦合应力影响规律分析的基础上,结合均匀设计、回归分析和退筛法,提出OLSM-25防裂层的热–荷载耦合应力计算公式,为设置开级配大粒径沥青碎石防裂层的路面结构设计提供理论依据。

开级配大粒径沥青碎石混合料沥青路面温度应力影响因素分析

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。基于开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面温度应力的计算原理,以通用有限元软件ABAQUS为基础,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,探讨了其结构层参数对其温度应力的影响规律。结果表明:开级配LSAM缓解层模量、厚度、空隙率对其自身温度应力具有显著的影响作用,是开级配LSAM缓解层沥青路面结构设计的重要参数。