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。

计及渗透系数的海绵城市路面透水沥青混合料配比设计优化

与普通城市路面不同,海绵城市路面对透水沥青混合料的渗透性能要求较高。为提高透水沥青混合料的路用性能,提出了计及渗透系数的海绵城市路面透水沥青混合料配比设计优化。以改性沥青、石灰石碎石、机制砂、矿粉填料、聚酯纤维和玄武岩纤维为原材料,在沥青混合料的3种设计级配下,根据海绵城市路面承载能力与渗水系数之间的主次关系确定目标孔隙率,实测发现设计级配3与目标孔隙率相符,并通过Schellenberg沥青渗流试验和Cantabro飞散试验确定了最佳沥青用量。结果表明,在设计级配3下,当孔隙率为18.058%、最佳沥青用量为4.95%时,沥青混合料的渗透系数在800 mL/15 s以上,可以满足海绵城市路面规范的要求。

聚酯纤维对透水沥青混合料的高温性能影响

为了研究聚酯纤维对透水沥青混合料的高温性能影响,采用马歇尔稳定度和车辙动稳定度评价了不同聚酯纤维掺入量时[0%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%(质量分数)]透水沥青混合料的高温性能。向透水沥青混合料中掺加不同掺量的聚酯纤维制备聚酯纤维透水沥青混合料,对透水沥青混合料试件进行马歇尔稳定度试验和车辙动稳定度试验。分析对比试验结果可知:掺加适量的聚酯纤维可以有效地提高透水沥青混合料的马歇尔稳定度和车辙动稳定度;0.4%掺量下的聚酯纤维对透水沥青混合料的高温性能提升较大,不宜添加超过0.4%的聚酯纤维。

透水沥青混合料车辙试验离散元仿真

为分析车辙对透水沥青混合料内部空隙的影响,以透水沥青混合料PAC-13为研究对象,进行按级配上限及级配中值成型的沥青混合料试件的车辙试验,得到轮迹处的车辙及空隙率的变化规律;基于车辙试验数据,采用离散元软件PFC 2D,从细观角度建立透水沥青混合料离散元颗粒仿真模型,分析透水沥青混合料车辙产生过程中内部空隙及颗粒间接触力的变化规律,并考虑试件厚度对空隙率的影响。研究结果表明:车辆荷载作用处沥青混合料空隙率变化比其他部位大;在相同荷载作用下,级配中值沥青混合料的空隙率变化比级配上限沥青混合料小;级配上限沥青混合料的模型厚度增大,空隙率变化减小,颗粒间接触力向下传递的趋势降低,且车辙板底部所受颗粒间接触力较小;厚8 cm的车辙板在荷载位置的空隙率变化较大,且随距表面距离的增大,空隙率变化幅度减小。

不同纤维改性透水沥青混合料水稳定性的试验研究

通过将不同掺量的玄武岩纤维与聚酯纤维掺入透水沥青混合料中进行改性,采用室内冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验及浸水飞散试验,系统考察纤维类型及掺量对透水沥青混合料水稳定性的影响规律。结果表明:随着BF、PF纤维掺量的增加,透水沥青混合料的劈裂强度、稳定度、冻融劈裂强度比及浸水残留稳定度大致均呈先增大后减小变化,而浸水分散损失则随之呈先减小后增大变化;适量BF、PF纤维的掺入能起到良好的加筋分散作用,有利于沥青混合料空间结构稳定,改善透水沥青混合料的水稳定性,BF纤维和PF纤维的最宜掺量分别为0.4%和0.2%;BF纤维能够显著提高透水沥青混合料的冻融劈裂强度比,而PF纤维能够显著提高透水沥青混合料的浸水残留稳定度及浸水飞散损失,故BF纤维适用于北方季冻地区,而PF纤维则更适用于南方多雨地区。

透水沥青路面混合料在公路工程施工中的应用

为解决路面下雨积水严重、降低雨天路面积水和眩光等问题,依托工程实践,对透水沥青混合料在道路中的应用进行研究,选择PA-13作为透水沥青路面的上面层,跟踪检测施工一年后路面的技术状况。结果表明:透水沥青路面具有良好的排水能力,可以吸收路面行车噪声,降低噪声污染,且PCI、RQI、RDI指标无明显衰减,验证了透水沥青路面在公路工程中应用的可行性。

混掺纤维透水沥青混料的路用性能试验研究

外掺纤维材料可在一定程度上综合提升透水沥青混合料的服役性能,研究对不同组合方案下的透水沥青混合料与普通透水沥青混合料进行性能对比分析。纤维组合方案包括单掺BF、单掺PP、复掺BF+PP在内共计15种。分别对混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、疲劳性能及排水性能进行综合考察,认为玄武岩纤维可综合促进透水沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及疲劳性能,但对水稳定性的提升不明显。而经过适宜比例复掺的混合料(0.4%BF+0.2%PP和0.4%BF+0.1%PP),能够对水稳性能在内的各项路用性能都进行显著提升,提升幅度可达到20%以上,这对于透水沥青路面的高品质发展及推广应用具有重要意义。

复掺纤维对改性沥青混合料性能影响的研究

为研究透水沥青路面的性能,以含有质量分数为12%苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性剂的沥青混合料为基础材料,通过标准飞散试验、水稳定性试验、高温车辙试验、抗疲劳试验,在复掺不同含量聚酯纤维和玄武岩纤维的情况下,对改性沥青混合料的性能进行了研究,结果表明:复掺质量分数为0.2%的聚酯纤维和质量分数为0.1%的玄武岩纤维对沥青混合料透水性能的改善效果最好。

一种排水沥青混合料及其制备方法

本发明属于建材制品领域,公开一种排水沥青混合料及其制备方法和用途。所述排水沥青混合料,包括如下重量份的原料:沥青4~5份、石灰岩12~14.5份、玄武岩30~40份、钢渣46~57.5份。本发明采用制砂机在降低钢渣原料的孔隙率的同时保持了低压碎值,其与沥青、石灰岩和玄武岩形成的排水沥青混合料(OGFC-10)的油石比<4.4,显著低于常规透水沥青混合料低,且20℃肯塔堡飞散损失、60℃动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂强度等性能良好。

温拌透水沥青混合料高温稳定性及水稳定性研究

以20%作为目标空隙率设计透水沥青混合料配合比,通过马歇尔试验确定5.1%为最佳油石比。通过车辙试验探讨温拌透水沥青混合料的高温稳定性,通过冻融循环试验探讨其水稳定性。从结果上看:温拌沥青混合料在170℃的温度下有12269的动稳定度,相比于原样沥青混合料在170°温度下的动稳定度约上升了10.5%,即温拌剂的加入可以使混合料的高温性能有所增强;在原样混合料中,170℃温度下的冻融劈裂试验强度比为92.3%,在加入0.5%的表面活性温拌剂之后,混合料的冻融劈裂强度减小为90.6%,0.6%和0.7%掺量下的冻融劈裂试验强度比分别为90.4%和88.3%,即温拌剂的加入可以使水稳定性有所降低。

空隙率对PAC沥青混合料路用性能的影响研究

为研究空隙率对PAC沥青混合料路用性能的影响规律,结合经验法和试验法拟定了3组目标空隙率的级配曲线,对应成型了18%~22%空隙率的PAC沥青混合料试件,开展了PAC沥青混合料路用性能表现对比分析试验。试验结果显示:18%、20%以及22%空隙率的PAC沥青混合料试件渗透性能均处于规范要求范围内;当空隙率为20%时,PAC沥青混合料试件高温稳定性指标表现最佳;水稳定性随空隙率的提升而减弱;当空隙率增长至22%时,冻融劈裂强度比将不再处于规范要求范围;PAC沥青混合料的抗滑能力与空隙率呈正相关,且空隙率影响幅度不明显;开展了动态模量试验并分析了动态模量主曲线图,发现不同空隙率条件下的主曲线走势相近,同等频率下,22%空隙率试件组的动态模量值最低。

基于离散元法的透水钢渣沥青混合料接触模型细观参数标定

透水钢渣沥青混合料路面(OGFC)既具有排水沥青混合料的透水、降噪功能,又兼具钢渣的抗滑、以及沥青间黏聚力强的特点,增强了混合料中的骨料间嵌挤力。通过不规则多面体生成技术,生成具有级配特征、特定空隙率的不规则集料颗粒。在此基础上,通过理论推导、单轴压缩试验和动态模量试验,标定出模型内部不同工况下的不同接触之间的细观接触模型的细观接触参数。为透水钢渣沥青混合料路面后续的各种复杂力学性能研究提供基础。

基于离散元法的透水钢渣沥青混合料建模研究

透水钢渣沥青混合料路面既具有排水沥青混合料的透水和降噪功能,又兼具钢渣的抗滑、与沥青间黏聚力强的功能,且符合国家大力发展海绵城市的大政方针。为进一步分析透水钢渣沥青混合料路面的各项力学性能,本文采用颗粒流软件,通过不规则多面生成技术,生成具有级配特征、特定空隙率的不规则集料颗粒模型,并通过室内单轴压缩试验和动态模量试验,标定模型内部不同接触之间的细观接触模型的细观接触参数。本文研究成果可为透水钢渣沥青混合料路面的力学性能分析提供借鉴。

道路透水沥青混合料改性试验研究

为了有效解决城市热岛和内涝问题,配制了一种PAC-13透水沥青混合料,并利用消石灰和木质纤维对其进行改性试验。结果表明:PAC-13透水沥青混合料的最佳油石比为4.5%,在基本配合比下,空隙率可达25%,连通空隙率可达18.9%;随着消石灰掺量增大,PAC-13透水沥青混合料各项性能逐渐得到优化,消石灰对冻融劈裂强度比(水稳定性能)的改善效果最好,消石灰替代率每增加1%,冻融劈裂强度比将提升约2%;木质纤维对PAC-13透水沥青混合料也有一定的改良作用,但效果不及消石灰,木质纤维掺量不宜过高,当掺量过高时,需要根据析漏损失和飞散损失重新确定沥青混合料的最佳油石比。

玄武岩纤维改性透水沥青混合料路用性能影响研究

文中根据析漏损失率及飞散损失率与油石比的演变规律,确定透水沥青混合料在路用性能方面的最佳配制比例,以该混合料在不同稳定条件下的性能平衡原则为基础,对其中玄武岩纤维的掺加量进行调整,最终得到路用性能最佳的玄武岩纤维掺量。结果表明,最佳油石比会随着纤维掺量从0提升到2%而逐渐降低,结合玄武岩纤维改性透水沥青混合料高低温性能,确定最佳纤维掺量为1%。

透水聚酯纤维沥青混合料动力学特性研究

聚酯纤维透水沥青混合料是国内透水沥青路面材料的主要研究方向。目前相关研究主要集中在聚酯纤维透水沥青混合料静态、准静态条件下的力学性能研究,缺少冲击、撞击作用下的动态性能分析。该研究通过SHPB试验系统,成型试件后开展冲击压缩试验与劈裂试验,分析了混合料的动力学特性及规律。结果表明:(1)混合料存在明显的冲击抗压强度应变率效应,属于应变率敏感性材料,冲击抗压强度随应变率增大而提高;冲击压缩应力-应变曲线分为弹性变形、塑性变形、破坏三个阶段。(2)冲击劈裂强度随着冲击气压的增大而增大;(3)聚酯纤维的掺入可以显著提升透水沥青混合料的动力学特性,最佳掺量为0.4%,过量掺入会导致混合料抗劈裂强度下降;(4)集料断裂是聚酯纤维透水沥青混合料动态破坏的重要原因。

透水沥青混合料路用性能研究

为提高行车稳定性及路用性能,解决道路排水环保问题,结合工程实践,对透水沥青混合料、粗细集料等原材料进行试验,并对透水混合料进行马歇尔试验、冻融劈裂试验和车辙试验。结果表明,所选材料符合施工要求,当木质纤维掺量为0.2%时,透水沥青混合料马歇尔稳定度最大;掺量为0.4%时,冻融劈裂强度最大,采用高黏度改性沥青的OGFC混合料高温性能优良,可用于道路施工中。

不同纤维透水沥青混合料的路用性能影响分析

选择玻璃纤维和玄武岩纤维2种不同纤维透水沥青混合料进行室内试验,并对比分析了不同纤维掺量对沥青混合料路用性能的影响规律。结果表明,2种纤维均可有效增强透水沥青混合料的路用性能,但纤维掺量不宜过大,其中掺入0.2%玻璃纤维的沥青混合料混合料的高温性能、水稳定性能及透水性能更好,而掺入0.3%玄武岩纤维沥青混合料的低温抗裂性能更好,在实际透水沥青混合料制备中应根据施工需求选择纤维种类及合理掺量。

大粒径透水沥青混合料空隙特征研究

为研究大粒径透水沥青混合料的空隙特征,首先根据目标空隙率设计沥青混合料配合比,最大公称粒径分别为26.5mm,31.5mm,目标空隙率分别为18%,20%和22%,组合成6种不同类型的沥青混合料;然后采用工业CT扫描和数字图像处理技术对试件的空隙特征参数进行分析,结果表明:大粒径透水沥青混合料的最大公称粒径、空隙率与连通孔隙率、空隙等效直径正相关,与空隙数负相关。

基于空隙特征的透水沥青混合料性能分析

以透水沥青混合料的空隙特征为研究对象,按空隙率18%~24%不等,分别制备了4种不同类型沥青混合料,并进行高温车辙、水损伤、低温抗裂、渗水试验。研究表明:空隙率变化幅度对高温稳定性和渗水性能影响最大,对水稳定性影响最弱,随着空隙率的逐渐增加,混合料的动稳定度和破坏应变呈先上升后下降的趋势,水稳定性逐渐下降,渗水系数逐渐增大,空隙率为20%时,材料的动稳定度和破坏应变达到最大,分别提升67.92%和11.19%。