强嵌挤ATB-30沥青稳定砾石级配设计及路用性能研究

为研究西北干旱荒漠地区破碎砾石制备ATB-30混合料的可行性及其路用性能,首先,采用逐级填充法和变I法,分别以最小空隙率和最优力学性能为判断标准设计粗集料级配和细集料级配;其次,研究不同砂浆用量(m_(砂)、1.03m_(砂)和1.06m_(砂))下各0~4.75 mm集料与4.75~9.5 mm集料质量比(2∶1、3∶1和4∶1)对ATB-30沥青稳定砾石力学强度的影响规律,提出ATB-30沥青稳定砾石的强嵌挤骨架密实级配;最后,对其进行高温车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验,并与规范级配中值进行对比,评价其路用性能的提升效果。结果表明:I=0.75时的细集料级配最佳,19~37.5 mm集料和9.5~19 mm集料质量比为7∶3时的粗集料级配最佳;在砂浆用量为1.03 m_(砂)下,0~4.75 mm集料和4.75~9.5 mm集料质量比为3∶1时的力学指标最优,此时粗细集料比例约为7∶3,与规范级配中值相比,提出的强嵌挤骨架密实级配ATB-30沥青稳定砾石的高温车辙性能、低温抗裂性能和水稳性能可分别提高约21%、9%和3%。

纤维对强嵌挤骨架密实沥青混合料路用性能的影响

通过室内车辙试验、低温弯曲试验和三点小梁疲劳试验研究了3种纤维对强嵌挤骨架密实(SISG)沥青混合料路用性能的影响,结果表明随纤维掺量的增加,SISG沥青混合料动稳定度及低温弯曲应变呈先增后减的趋势。矿物纤维、木质素纤维和聚酯纤维掺量分别为0. 3%、0. 5%、0. 2%时,SISG沥青混合料高温性能、低温性能达到最佳。与未掺纤维SISG沥青混合料相比,0. 3%矿物纤维、0. 5%木质素纤维和0. 2%聚酯纤维SISG沥青混合料高温性能分别可提升22%、13%、20%,低温性能分别可提升32%、30%、23%,疲劳性能分别可提升25%、6%、36%。

两种骨架密实级配水泥稳定碎石的性能对比研究

为了对比《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2006）中骨架密实级配（GF）与多级嵌挤骨架密实级配（MG）水泥稳定碎石之间的组成与性能差异,并深入研究MG级配水泥稳定碎石的性能,通过室内振动击实试验、力学强度试验和CBR颗粒流模拟技术对两种级配水泥稳定碎石组成结构及路用性能进行了对比研究,结果表明：与GF级配矿料相比,MG级配矿料的CBR值提高了8%~15%;与GF级配水泥稳定碎石相比,MG级配水泥稳定碎石最大干密度平均提高了1.4%,且易于压实,28d抗压强度提高了6%~12%,极限抗压强度提高了8%~20%,劈裂强度提高了8%~15%左右。实体工程应用结果表明,MG级配水泥稳定碎石有更好的抗裂性能。因此,MG级配水泥稳定碎石具有广阔的应用前景。

两种骨架密实级配水泥稳定碎石的性能对比研究

为了对比《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)中骨架密实级配(GF)和多级嵌挤骨架密实级配(MG)水泥稳定碎石之间的组成与性能差异,并深入研究MG级配水泥稳定碎石的性能,通过室内振动击实试验、力学强度试验和CBR颗粒流模拟技术对两种级配水泥稳定碎石组成结构及路用性能进行了对比研究,结果表明:与GF级配矿料相比,MG级配矿料的CBR值提高了8%~15%;与GF级配水泥稳定碎石相比,MG级配水泥稳定碎石最大干密度平均提高了1.4%,且易于压实,28d抗压强度提高了6%~12%、极限抗压强度提高了8%~20%,劈裂强度提高了8%~15%左右;实体工程应用结果表明,MG级配水泥稳定碎石有更好的抗裂性能。因此,MG级配水泥稳定碎石具有广阔的应用前景。

纤维材料对骨架密实沥青混合料路用性能的影响

针对添加3种纤维材料的沥青混合料,分别开展低温弯曲试验、小梁弯曲疲劳试验、车辙试验,分析纤维材料与强嵌挤骨架密实(SISG)沥青混合料路用性能的关系,试验结果表明:矿物纤维、聚酯纤维对沥青混合料路用性能的改善作用大于木质素纤维,原因是矿物纤维、聚酯纤维的力学性能、分散性较好,可大量吸附沥青,有效提高结构沥青比例,同时纤维沥青的黏结强度更高,可有效提高沥青黏附力,从而改善沥青混合料的路用性能。

沥青混合料矿料强嵌挤结构研究

为了优化矿料级配、提高沥青混合料性能,应用PFC2D构建了加州承载比(CBR)的数值试验方法,并验证了其可靠性;基于数值试验分析了合成粗集料CBR变化规律和基于性能最优提出了AC-16型沥青混合料强嵌挤骨架密实级配,并对其力学性能进行室内试验验证.结果表明:13.2～19mm集料构成了具有强嵌挤力的主骨架结构,9.5～13.2mm集料和4.75～9.5mm集料具有填充主骨架空隙或干涉主骨架结构的作用,基于CBR最大原则的13.2～19mm集料、9.5～13.2mm集料和4.75～9.5mm集料3种规格粗集料的最佳质量比为45∶35∶20,基于性能最优的粗细集料比例为55∶45～65∶35;与规范级配相比,提出的强嵌挤骨架密实级配沥青混合料抗压强度、劈裂强度和动稳定度分别提高了26%～28%、20%～30%和22%～27%.成果可供工程实践参考.

水泥稳定碎石强嵌挤型骨架密实级配研究

为了提高水泥稳定碎石路用性能,分析了水泥稳定碎石组成结构对性能影响规律,提出级配设计原则和强嵌挤骨架密实级配,并通过室内试验验证了其路用性能。结果表明:强嵌挤骨架密实级配中9.5mm以上集料、4.75mm以下集料和0.075mm以下集料用量多,4.75～9.5mm集料用量少;强嵌挤骨架密实级配矿料的CBR值比规范骨架密实级配矿料提高了8%～14%;与规范骨架密实级配水泥稳定碎石相比,强嵌挤骨架密实级配水泥稳定碎石28天抗压强度、极限强度和劈裂强度分别提高了6%～12%、8%～20%、8%～15%。

纤维对嵌挤骨架密实沥青混合料疲劳性能的影响

通过室内试验研究了纤维对嵌挤骨架密实沥青混合料(SISG)疲劳性能的影响,应用威布尔分布建立疲劳方程,并与规范级配沥青混合料(GF)疲劳性能进行了对比。研究结果表明,与规范级配沥青混合料相比,SISG沥青混合料疲劳寿命最少提升17%;与不掺纤维SISG级配沥青混合料相比,在最佳掺量下掺木质素纤维、矿物纤维和聚酯纤维的SISG沥青混合料的疲劳寿命最少分别可提升2%、32%、48%。

强嵌挤骨架密实二灰稳定碎石设计与性能

为了提高二灰稳定碎石路用性能,依据逐级填充理论和粒子干涉理论提出了强嵌挤骨架密实二灰稳定碎石设计方法,并通过室内试验验证了其路用性能。结果表明:采用本文提出的多级嵌挤骨架密实型二灰碎石组成设计方法,能使二灰碎石具有良好的路用性能。与规范级配二灰碎石相比,采用本文设计方法的二灰碎石后期强度(180天)提高了18%、温缩系数和干缩系数分别降低了15%和45%、抗冲刷性能提高了20%,具有广阔的应用前景。