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。

开级配沥青稳定碎石柔性基层应用研究

柔性基层沥青路面适用于多雨、重载和车流量大的地区,为加强路面结构层使用效果,结合工程实例,研究开级配沥青稳定碎石柔性基层的结构特点、原材料选择、配合比设计和施工工艺。结果表明:柔性基层采用ATPB-30型级配设计,通过析漏试验、飞散试验和马歇尔稳定度试验确定最佳油石比为2.8%;实例工程项目严格按照开级配沥青稳定碎石柔性基层施工工艺展开路段施工,施工完成后,其上面层压实度为96.1%、下面层压实度为95.7%,均大于压实度设计值,表面的弯沉检测值均小于设计弯沉值。

半开级配排水降噪沥青混合料路用性能研究

为研究半开级配排水降噪沥青混合料的路用性能与降噪特性,文章通过室内试验对开级配排水降噪沥青混合料配合比设计以及路用性能进行对比测试,并结合实际新建公路工程项目试验段对半开级配排水降噪路面的工程应用效果进行检验。结果表明:BK-10半开级配排水降噪混合料具备良好的排水降噪能力,且路用性能优于PA-10开级配沥青混合料;BK-10半开级配排水降噪路面能够显著降低道路交通噪音,平均噪音指标可满足城市干线道路两侧白天噪音标准,符合国家绿色低碳、节能降耗的可持续发展理念。

半开级配SBS改性沥青混合料BK-7组成设计

【目的】论证公称最大粒径为7 mm的半开级配沥青混合料BK-7的路用性能。【方法】对BK-7混合料的矿料组成进行了设计,并在其纤维掺量为0.4%的情况下,通过谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验确定了SBS改性沥青的用量。同时,对9%、11%、13%三种空隙率的BK-7混合料进行了单轴贯入试验、低温弯曲试验以及浸水马歇尔稳定度试验,并将其与SMA-5、AC-5、OGFC-5沥青混合料的性能进行比较。此外,还对经过酸性溶液浸泡过的空隙率为11%的BK-7混合料进行了飞散和马歇尔试验。【结果】空隙率为9%的BK-7混合料路用性能最好,抗车辙性能最优,且低温抗裂性能和水稳定性能与SMA-5、AC-5沥青混合料的相当;空隙率为11%的BK-7混合料在pH=4的酸雨溶液中浸泡两个周期(“浸泡7 d、自然干燥1 d”为一个周期)后,其马歇尔稳定度与肯塔堡飞散损失仍能满足相应的规范要求。【结论】掺纤维且采用SBS改性沥青的空隙率为9%的BK-7沥青混合料的路用性能具有比较优势,在温度较高的华南地区有一定的工程应用价值。

开级配沥青稳定碎石柔性基层施工技术研究

为研究开级配沥青稳定碎石基层路用性能及应用效果,解决多雨重载地区道路出现基层反射裂缝等病害,论文对原材料相应技术性质进行测试后,对ATPB混合料进行级配设计;通过进行析漏试验和飞散试验确定沥青用量范围为2.1%~3.3%;采用5组不同油石比进行马歇尔试验,确定其最佳沥青用量为2.9%;最后对开级配沥青稳定碎石基层施工工艺进行研究,提高公路施工效率和质量。

半开级配超薄罩面在沥青路面预防性养护中的性能分析

超薄罩面用于高速公路预防性养护具有经济环保、快速高效等特点,半开级配超薄罩面混合料兼顾了密实级配混合料的耐久性与开级配混合料的功能性。本试验设计了3种半开级配超薄罩面沥青混合料,通过室内试验测试混合料的路用性能,包括稳定度、抗水损、抗松散、耐老化和耐高温等性能指标,以及路面性能抗滑与排水指标,并根据试验测试结果,选择级配设计方案,依托福州绕城高速公路预防性养护项目进行超薄罩面试验段加铺,并对现场路面性能进行检验。结果表明,半开级配超薄罩面混合料采用高黏高弹改性沥青作为胶结料,路用性能与路面功能良好,具有较高的实用价值。

开级配混合料PAC-13施工质量管控研究

从施工质量管控角度出发,结合相关工程应用情况,对开级配混合料PAC-13施工质量管控的关键环节和要点进行了阐述,并从原材料选择、配合比设计和施工工艺要点控制三个方面进行了分析和总结,提出粗细集料、填料、沥青胶结料、外加剂、配合比设计中关键筛孔及施工工艺等控制指标,从而指导PAC-13的成功铺筑。

开级配沥青磨耗层(OGFC)的研究

开级配沥青磨耗层是一种具有透水、防滑、降噪等功能的开级配混合料 ,但由于其空隙率较大 ,因此力学性能不足。针对路用开级配沥青磨耗层 (OGFC)混合料的组成成分及其特点 ,在其最佳沥青用量条件下研究了 OGFC沥青混合料的路用性能 ,并对聚合物纤维改性 OGFC混合料的路用性能进行了实验研究。结果表明 ,在 OGFC中加入纤维稳定剂可提高混合料的残留稳定度和抗车辙能力。

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。

钢渣开级配透水沥青混合料及性能研究

以钢渣作为粗集料,石灰岩为细集料,采用SBS改性沥青配制开级配钢渣透水沥青混合料(OGFC-16).在最佳油石比下,该混合料的析漏值、肯塔堡飞散损失量均满足相关规范要求,其马歇尔稳定度为8.6kN,动稳定度为3 316,劈裂强度比为83.5%,渗水系数为41.2,车辙摩擦系数(摆式)为70.7,可以保证道路长年使用的行车安全性,节约大量的道路养护成本.

基于氢氧化铝阻燃体系的开级配沥青磨耗层防火面层研究

基于氢氧化铝(ATH)沥青阻燃体系,通过极限氧指数与闪点温度测试,研究ATH与氢氧化镁(MH)的阻燃性能及Zeolite沸石粉的阻燃促进作用,提出ATH,MH及Zeolite沸石粉的复合阻燃沥青配合设计,利用研究成果制备开级配沥青磨耗层(OGFC)沥青混合料并测试其阻燃、路用性能。研究结果表明:ATH,MH和Zeolite三者按比例复合制备的阻燃沥青极限氧指数可达到29%以上,闪点温度近420℃,阻燃性能优异;所制备的OGFC沥青混凝土,当空隙率为20%时,动稳定度达到7365次/mm,燃烧时间较水泥混凝土缩短一半,逃逸汽油量高达89%,路表温度控制在200℃以下,空气温度不足50℃,其阻燃、路用性能优异。

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.

开级配大粒径沥青混合料水稳定性试验研究

文章通过浸水大马歇尔试验和冻融劈裂试验,研究不同集料级配、沥青用量、矿粉质量分数和水泥掺量等条件下开级配大粒径沥青混合料(OLSM)的水稳定性。结果表明:随着粗集料的增多、空隙率的增大,OLSM的水稳定性降低,且当空隙率小于20%时,其具有良好的水稳定性;沥青用量对OLSM水稳定性的影响不明显;适当增加矿粉质量分数能显著提高OLSM的水稳定性;水泥代替矿粉能显著提高OLSM的水稳定性,且水泥最佳掺量为2%。

开级配水泥稳定碎石基层路用性能的试验研究

为了解决开级配水泥稳定碎石施工方式的问题,研究了不同试件成型方式对其路用性能的影响,并与常规水泥稳定碎石对比.试验结果表明:振压成型试件强度、刚度性能要大于静压成型试件;细集料含量对物理、力学性能有很大影响,实际使用中要综合考虑;与常规级配相比,开级配水泥稳定碎石抗冻性能高出10%左右,渗透系数则高达百倍.渗水试验结果表明有效空隙率与渗透系数之间有良好的幂指数关系,此试验方法具有推广应用价值.

开级配沥青磨耗层降低路面噪声优化

为了评估开级配沥青磨耗层(OGFC)在降低路面噪声方面的性能,采用击实法制备了20种集料级配组成的OGFC混合料(OGFC-16、OGFC-13、OGFC-10和OGFC-5)马歇尔试件,利用驻波管按1/3倍频测得了不同试件的吸声频谱,并与密级配沥青混合料(AC-13)进行了对比.结果表明:OGFC混合料的吸声频谱近似呈现出先升后降的变化规律,AC-13混合料的吸声频谱没有明显起伏变化,OGFC混合料的吸声系数要远大于AC-13;随着空隙率的增加,OGFC混合料的平均和峰值吸声系数逐渐增大,峰值频率向高频方向移动,并得到了吸声系数和降噪值随空隙率变化的数学表达式;对于空隙率相近的OGFC混合料,平均吸声系数几乎不受级配组成的影响,峰值频率随着公称最大粒径的增加向高频方向移动;随着试件厚度的减小,同一OGFC混合料试件的峰值吸声系数略有增加,峰值吸声频率向高频方向移动,但平均吸声系数明显衰减.因此,在满足路用性能和排水性能的前提下,降噪效果可作为优化OGFC混合料的依据,其空隙率宜为20%~23%.

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。

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。

开级配沥青磨耗层宏观构造特征及其降雨条件下抗滑性能研究

使用三维扫描仪获取3种级配OGFC沥青混合料试件表面三维数据,计算了试件表面的平均轮廓深度(MPD)、峰顶数目和算术平均峰顶曲率,用摆式仪对不同降雨量条件下OGFC试件的抗滑性能进行了测试,并分析了表面特征与抗滑性能的关系。结果表明,OGFC的MPD随着级配变粗呈增大趋势;OGFC试件表面的总峰顶数目随级配变细而增多,且峰顶数目在深度方向呈偏态分布,而算术平均峰顶曲率与级配无明显关系;随着降雨量增加,OGFC的摩擦系数先迅速减小,略有增大后,趋于稳定;降雨条件下,OGFC摩擦系数与MPD有一定关系,但受浅层表面峰顶数量的影响更大。

加铺和未铺开级配磨耗层水泥路面的温度梯度与翘曲应力

翘曲应力对水泥路面有很大的破坏性,因此设法减少板块的温度波动非常有益。通过埋设路面温度传感器进行现场实测并对加铺和未铺开级配橡胶沥青磨耗层的水泥路面进行热性能定量分析,结果表明:沿水泥板厚的温度纵剖面(梯度)为非线性,昼夜间温度板顶变化很大而板底变化较小;水泥路面上加铺开级配磨耗层后,汽车通行时产生的通风效应,能减少昼夜间水泥板的温度波动。开展考虑温度梯度非线性的三维有限元分析,表明加铺了开级配磨耗层的水泥路面,夏天的翘曲应力会减小。进一步研究指出汽车行驶能增大路面的通风效应,而无车辆通行路面的开级配磨耗层对水泥板顶与板底温度差的减小作用就小得多。