泡沫沥青稳定碎石混合料疲劳特性的试验研究

采用应力控制模式疲劳试验,探讨了泡沫沥青稳定碎石混合料疲劳特性及其影响因素,分析了泡沫沥青、水泥和级配组成对该混合料疲劳特性的作用,比较了泡沫沥青稳定新集料混合料与泡沫沥青再生混合料、热拌沥青稳定碎石混合料的疲劳特性.结果表明:泡沫沥青和水泥对泡沫沥青稳定碎石混合料的疲劳寿命有着显著的影响;细级配组成有助于提高该类混合料的疲劳寿命;泡沫沥青稳定新集料混合料的疲劳寿命不低于泡沫沥青再生混合料,但是略低于同级配类型热拌沥青稳定碎石混合料的疲劳寿命.

泡沫沥青稳定碎石混合料干缩特性的试验研究

通过干缩变形试验,分析泡沫沥青稳定碎石混合料的失水率、干缩应变等指标的变化规律,探讨泡沫沥青稳定碎石混合料干缩变形特性的主要影响因素,并与其他材料的干缩特性进行对比。试验结果表明,拌和用水与水泥含量是影响该类混合料干缩变形的主要因素,沥青的存在可以减小混合料的干缩变形,泡沫沥青稳定碎石混合料干缩程度与泡沫沥青再生混合料的相当,但要小于水泥稳定碎石混合料。

泡沫沥青稳定碎石混合料强度特征的试验研究

借助劈裂强度试验,探讨了泡沫沥青混合料强度增长规律及其影响因素、生产工艺条件对泡沫沥青混合料强度的影响以及泡沫沥青混合料的贮存特性.结果表明,级配相同的泡沫沥青混合料其强度主要受养护时间、水泥用量和沥青用量影响,与沥青的发泡效果并没有显著关系;适当提高集料温度有助于增加泡沫沥青混合料的强度;施工延迟时间将导致泡沫沥青混合料的空隙率增加、强度降低.

寒区低温环境下泡沫沥青冷再生混合料性能研究

我国西藏、青海等省区全年气候寒冷,平均气温低,昼夜温差和年温差大,冻融循环频繁,公路建设普遍面临着生态环境脆弱、建筑材料数量匮乏且质量较差等问题。针对上述寒区气候特点,采用5℃、10℃、22℃、40℃、60℃和110℃分别模拟低温、室温、中温和高温养生条件下泡沫沥青冷再生混合料现场养生条件,基于室内试验分析了寒区低温环境温度对泡沫沥青冷再生混合料力学性能、路用性能、耐久性能的劣化影响;进而基于数字图像处理技术和工业CT无损检测技术,探讨了养生温度对泡沫沥青冷再生混合料内部泡沫沥青分散性状及微细观空隙结构的影响规律。结果表明:随着养生温度升高,泡沫沥青冷再生混合料的单轴贯入强度、无侧限抗压强度、动态回弹模量等力学指标均呈指数函数关系增大;相较于标准养生条件,在低温条件下拌和、养生的泡沫沥青冷再生混合料,其高温稳定性、抗反射裂缝性能及抗疲劳性能下降明显,并且环境温度越低,泡沫沥青冷再生混合料的综合路用性能降低幅值越大。升高养生温度后,泡沫沥青在破坏试件界面的分散面积增大,微细观空隙直径减小,并且微细观空隙结构中体积小于0.05 mm3的空隙占比增大。养生温度对泡沫沥青冷再生混合料的作用机理主要在于提高养生温度对泡沫沥青分散性状的促增作用和微细观空隙结构的细化作用。建议在泡沫沥青冷再生路面施工期间加强施工和养生期间的温度控制,并且结合寒区施工季节温度调整室内配合比设计养生温度。本研究成果可为泡沫沥青冷再生技术在寒区的推广应用提供借鉴。

玄武岩纤维对聚氨酯改性沥青混合料水稳定性提升研究

为解决聚氨酯改性沥青混合料水稳定性不良的缺陷,通过浸水马歇尔试验、冻融循环条件下的劈裂试验、低温弯曲试验,研究不同玄武岩纤维掺量下聚氨酯改性沥青混合料的抗水损害能力。结果表明:在冻融循环作用下,玄武岩纤维降低了沥青混合料水损作用造成的空隙率变化,增强了沥青间的粘附性,当纤维掺量为0.3%时,其提升作用最强,残留稳定度和劈裂强度比分别提升了10.9%、32.3%,有效降低了冻融循环引起的弯拉强度与弯拉应变的下降速率,增强沥青混合料之间的粘结力,聚氨酯沥青混合料的水稳定性能得到提高。

盐冻循环作用下水泥稳定碎石混合料的宏细观性能

为研究盐分和冻融循环耦合侵蚀作用下水泥稳定碎石混合料的力学性能、疲劳特性及微细观空隙结构衰减规律,在冻融条件下对不同初始含盐量的水泥稳定碎石混合料开展无侧限抗压强度试验、弯拉强度试验、动态压缩模量试验和三分点加载疲劳试验。基于工业CT无损检测技术研究了盐冻耦合作用下水泥稳定碎石混合料微细观空隙结构衰减规律;提出了盐冻循环次数与盐溶液浓度对水泥稳定碎石混合料力学性能、疲劳性能和微细观空隙直径期望值的衰减公式;建立了微细观空隙结构与宏观力学性能、疲劳性能之间的拟合关系。结果表明:盐冻耦合侵蚀作用加速了水泥稳定碎石混合料力学性能与疲劳特性衰减,随着盐冻循环次数增加,水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度与动态回弹模量呈指数模型衰减,弯拉强度与疲劳寿命呈三次函数模型衰减;盐冻损伤主要集中在集料边缘的原生空隙部位,微细观等效空隙直径期望值和空隙级配中小于0.1 mm3的空隙数量随着盐冻耦合侵蚀作用次数增加而增大;硫酸钠盐溶液浓度越大,经历相同盐冻循环后水泥稳定碎石混合料力学性能和疲劳性能损伤度越高,微细观等效空隙直径期望值随着硫酸钠盐溶液浓度增大呈线性关系增大;随着等效空隙直径期望值增大,水泥稳定碎石混合料的动态回弹模量、无侧限抗压强度和弯拉强度均呈线性关系减小,同时疲劳寿命呈指数函数关系降低;盐冻耦合侵蚀作用改变了水泥稳定碎石内部微细观空隙结构,是盐冻耦合侵蚀作用导致水泥稳定碎石混合料力学性能和疲劳性能下降的原因之一。

基于正交试验的玄武岩纤维水泥稳定碎石混合料性能探究

本文采用正交试验法优化了玄武岩纤维水泥稳定碎石基层的混合料配比。试验发现,使用φ13μm玄武岩纤维,长度18mm,掺量0.6%,结合5.5%P·O42.5普通硅酸盐水泥时,混合料的性能达到最佳。这种配比显著提升了材料的强度与韧性,有助于提高道路的抗裂性和耐久性,从而延长其服务寿命。

沥青稳定碎石混合料的抗剪性能

为了评价沥青稳定碎石混合料的抗永久变形能力,通过对三轴受力模型进行分析、简化,利用无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验,对沥青稳定碎石混合料的力学性能和抗剪强度参数进行研究。结果表明:随公称最大粒径、粗集料含量的增大,内摩擦角增大,而粘聚力减小;提高结合料粘度可以明显提高粘聚力,而对内摩擦角影响不大;采用基于无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验得到的抗剪强度参数,可以用于沥青稳定碎石混合料设计。

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。

泡沫沥青稳定旧沥青路面混合料冷再生试验分析

以回收的废旧路面材料(RAP)为基础,从材料的选取与级配的组成、沥青的最佳发泡条件、混合料拌和方法及养护方案等几个方面初步得出一套基于水稳性的泡沫沥青混合料配合比设计方法.并对该材料的物理性质和强度特性进行了研究,提出了路用泡沫沥青的最佳含量,进行泡沫沥青再生混合料与乳化沥青混合料性能的比较,得出了泡沫沥青再生的使用范围.

泡沫沥青稳定混合料压实特性的试验研究

降低泡沫沥青稳定混合料的压实空隙率可以有效地提高该类混合料耐久性.采用不同的成型工艺制备泡沫沥青混合料试件,分析成型方法、成型功以及试件处置方法对泡沫沥青混合料试件体积参数和强度特性的影响,探讨适宜泡沫沥青混合料的成型工艺.试验结果表明,大马歇尔试件成型工艺和增大压实功可以有效地降低泡沫沥青混合料试件的压实空隙率,旋转压实成型工艺不适于降低泡沫沥青混合料试件的空隙率,降低泡沫沥青混合料的空隙率可以显著提高该类混合料的水稳定性.

沥青稳定碎石基层混合料矿料级配的优化

运用遗传算法与神经网络相结合的方法 ,以混合料的疲劳性能为目标函数 ,以矿料的 9.5mm筛通过量和矿粉含量为决策变量 ,对沥青稳定碎石基层混合料的矿料级配进行优化。将优化后的级配曲线与 Superpave相应的级配进行了比较 ,完全满足 Superpave级配设计要求。经疲劳试验验证 ,用优化后的矿料级配成型的马歇尔试件的疲劳寿命最长。说明运用遗传算法与神经网络相结合的方法进行沥青混合料矿料级配的优化是可行的。

沥青稳定碎石透水基层混合料组成设计的研究

沥青稳定碎石透水混合料用于路面结构基层在很大程度上改善和提高了路面结构的排水性能,同时又不降低其结构承载性能。本文基于国外对大孔隙透水材料的试验研究和实际使用状况,针对沥青稳定碎石透水基层混合料的特性,提出了可行的满足路面使用性能的组成设计方法。

基于正交试验的泡沫沥青混合料水稳定性分析

泡沫沥青混合料水稳定性能是影响其路用性能的关键因素。为探究提高泡沫沥青再生层水稳定性能的技术方法,该文基于正交试验方法,通过室内试验探讨泡沫沥青混合料水稳定性能的影响因素(发泡效果、发泡沥青用量、水泥用量、聚合物纤维用量)及其显著性。试验表明:发泡效果、水泥用量、沥青用量是泡沫沥青混合料水稳定性的重要影响因素。

掺废弃沥青混合料的水泥稳定碎石基层收缩性能

为了合理利用废弃沥青混合料以达到节约资源、降低工程造价以及减少对环境污染,依托河南省安(阳)-新(乡)高速公路改扩建工程,提出了将废弃沥青混合料掺入到水泥稳定碎石基层中,使其整体作为一种新型的基层材料,同时采用较低含量的水泥用量和骨架密实型级配.通过试验,分析了掺入的废弃沥青混合料对水泥稳定碎石基层材料收缩性能的影响.试验结果表明,在满足基层强度要求的前提下,掺废弃沥青混合料有利于改善基层的收缩性能.

钢渣沥青级配碎石混合料的高温稳定性能研究

对钢渣原材料进行了化学成分分析和物理性能检测,钢渣在沥青混合料中可以作为粗骨料使用。根据钢渣的颗粒形状及粒径分布规律,设计了基于ATB-25级配的钢渣沥青级配碎石基层混合料的配合比。研究了钢渣沥青混合料高温稳定性能。当混合料用集料全部为钢渣时,其较佳油石比为5.7%,远高于同级配的石灰岩混合料;而将石灰岩细集料(0～5mm)掺配入混合料后,其较佳油石比降为4.1%;同时,将石灰岩集料(0～5mm、5～10mm)掺配入混合料后,其较佳油石比为3.9%。从综合利用钢渣与降低成本的角度来讲,将石灰岩集料作为钢渣沥青级配碎石基层混合料的细料部分,而粗料全部采用钢渣是最优方案。钢渣沥青混合料的高温性能优于石灰岩混合料。随着石灰岩集料的增加,混合料的性能越来越差。

泡沫沥青冷再生混合料高温稳定性研究

采用60℃车辙试验,分析沥青标号、水泥掺量、泡沫沥青用量和养生时间对泡沫沥青冷再生混合料高温性能的影响。基于样本研究,得出如下结论:采用低标号沥青、增加水泥用量、延长养生时间均能够提高泡沫沥青冷再生混合料的高温稳定性;增加泡沫沥青用量会降低泡沫沥青冷再生混合料的高温稳定性。

泡沫沥青冷再生混合料最佳沥青用量设计

结合泡沫沥青冷再生混合料的室内试验,探讨确定泡沫沥青再生混合料最佳沥青用量的方法和最佳油石比。采用干劈裂强度、湿劈裂强度、干湿劈裂强度比、冻融劈裂强度比、马歇尔稳定度和浸水马歇尔残留稳定度进行综合性能分析,获得最佳沥青用量。

水泥对泡沫沥青冷再生混合料水稳定性的影响

通过对众泰AH—70沥青进行发泡试验,确定泡沫沥青发泡特性的影响因素和沥青的最佳发泡温度及用水量;通过泡沫沥青冷再生混合料配合比设计及水稳定性试验,表明水泥的掺加可明显改善泡沫沥青混合料的水稳定性,确定出此混合料最佳配合比和泡沫沥青混合料最佳水泥掺量在1%~2%之间;通过数字显微镜测试和SEM测试,分析了水泥提高泡沫沥青混合料强度的机理,表明泡沫沥青混合料中水泥水化后的水化产物形成空间网状结构,将集料颗粒包裹起来,是水泥增强混合料强度和水稳定性的主要原因。此研究可为泡沫沥青冷再生混合料设计中水泥掺量规范的制定提供参考。

不同组成设计方案的钢渣稳定碎石沥青混合料低温抗裂性能研究

沥青稳定碎石混合料由于可以解决传统半刚性基层容易形成干缩裂缝和温缩裂缝等问题,已成为研究热点之一。针对柔性基层的材料性能特点,本文将重点研究不同组成设计方案的钢渣稳定碎石沥青混合料的低温抗裂性能。实验结果发现钢渣稳定碎石沥青混合料弯拉应变能力较石灰石混合料更强,因而拥有良好的低温抗裂性能。