基于集料特性的沥青混合料长期抗滑性能衰减模型

为预测沥青混合料长期抗滑性能,采用小型加速加载试验仪对辉绿岩、玄武岩和石灰岩的3种GAC-13C沥青混合料进行长期抗滑性能衰减试验,进而对集料特性与长期抗滑性能进行灰关联分析,建立了基于集料特性的长期抗滑性能衰减模型.试验结果表明,GAC-13C沥青混合料的长期抗滑性能衰减速率逐渐减小直至趋于稳定;磨光值是长期抗滑指标的初始值和最终值的主要影响因素,压碎值是衰减速率的主要影响因素.

沥青混合料的长期抗滑性能评价指标

针对中国行业规范和标准缺乏对沥青路面使用过程中的抗滑性能评估问题,在自行开发"温控轮式加速磨光系统"的基础上,提出一种基于差异磨耗原理的沥青混合料长期抗滑性能的评价指标,并利用不同岩性集料矿物含量、磨光值、表面纹理的差异,进行粗细集料不同掺配比例的SMA沥青混合料配合比优化设计.结果表明:SMA沥青路面的长期抗滑性能有较大幅度提高,提高幅度可达5 BPN.对优质集料匮乏地区,利用高磨光值和低磨光值粗集料进行掺配,不仅可以降低工程造价,而且可以显著提高沥青路面的长期抗滑性能.

露石混凝土长期抗滑性能研究

为探究露石混凝土的长期抗滑性能,基于室内加速磨耗试验,针对不同的集料类型、集料级配、集料粒径,测试磨耗前后以及不同磨耗时间的构造深度、抗滑值,研究了露石混凝土长期的抗滑性能及抗滑性能的衰减规律.试验表明:酸性集料(如花岗岩)较碱性集料(如石灰岩)具有更优异的长期抗滑性能;单一粒径的集料的长期抗滑性能优于级配集料;粒径越大,长期抗滑性能越优良;露石混凝土的抗滑性能优于SMA等沥青混合料,特别是酸性集料的露石混凝土;构造深度0.8~1.2 mm时,抗滑性能最优.

废旧高压电瓷再生集料抗滑薄层长期抗滑性能评价与调控

抗滑薄层作为一种预防性养护技术常用来改善路面的抗滑性能,而集料品质会对抗滑薄层的性能产生重要影响,因此寻找一种具有高耐磨特性兼具绿色环保的集料具有重要意义。基于此,利用高压电瓷再生集料制作环氧抗滑薄层,选择钢渣作为对比集料,通过抗滑耐久性试验综合评价2种废旧集料的抗滑性能及其长期衰减规律。结合集料矿料类型、微观形貌等分析宏观纹理和微观纹理对抗滑薄层抗滑性能的作用机理。同时采用煅烧铝矾土集料混掺探究不同集料的混掺方式对高抗滑表层抗滑性能的影响,以实现对抗滑薄层抗滑性能的调控。试验结果表明:废旧高压电瓷集料主要晶相硬度差异大,抗滑薄层具有优异的宏微观纹理,在14万次磨耗后其动态摩擦系数值为0.6,仍高于传统AC、SMA、OGFC类型的沥青混合料,具有优异的长期抗滑性能。钢渣集料组成各相硬度差异性小,导致动态摩擦系数衰减速率较高,在抗滑性能加速衰减阶段已不满足实际路面的抗滑性能要求。基于“差异磨光”原理,煅烧铝矾土掺入可以提升抗滑薄层的抗滑性能。当煅烧铝矾土掺量为75%时,高压电瓷集料抗滑薄层的μ40终值从0.6提高到0.72,钢渣抗滑薄层的μ40终值从0.38提高到0.6,可以通过废旧高压电瓷/钢渣与煅烧铝矾土混掺的方式调节抗滑薄层的长期抗滑性能以满足不同服役场景下路面需求。

粗细集料磨光值对沥青路面长期抗滑的影响

良好的路面抗滑性能是车辆安全行驶的重要保障,而集料品质是影响沥青路面抗滑性能的重要因素之一。集料的耐磨光性能直接决定路面抗滑性能的衰变规律和抗滑终值。因此,集料磨光值的表征和评价对沥青路面全寿命周期抗滑性能的研究具有重要意义。为充分明确粗、细集料对沥青路面长期抗滑性能的影响,引入了3种新的试验方法:(1)使用Wehner/Schulze(W/S)加速磨光试验对不同种类粗、细集料的磨光值进行评价;(2)使用自主研发的轮式加速磨光机对9组试样进行加速磨光试验;(3)使用W/S试验仪抗滑测试机体在速度为60 km·h和水膜覆盖条件下测量试件磨光后的动摩擦因数。结果表明:(1)集料矿物成分是决定磨光值的重要因素,且磨光值越高沥青路面的长期抗滑性能越好;(2)密级配沥青路面细集料对路面长期抗滑性能的影响比粗集料更大;(3)W/S加速磨光试验不仅较Polished Stone Value (PSV)试验结果精度更高,还能评价细集料的抗磨光值;(4)不同抗滑检测设备与试验方法间具有较大的差异性,轮式加速磨光试验能对试件的全磨耗周期行为进行表征,W/S抗滑检测则可在高速动态旋转和水膜覆盖条件下进行检测(且不受人为操作影响和可重复性高),二者的工况模拟和工作原理具有较强的科学性与可靠性。未来工程应用中,应尽量提高细集料的磨光值,以进一步提高路面抗滑性能;同时,如需精确地表征集料磨光值差异性与路面抗滑性能之间的关系,建议使用W/S试验进行研究。

基于路网级检测数据的高速公路长期抗滑性能研究

通过统计高速公路新建及养护历史数据,分析沥青路面抗滑性能与运营时间、收费数据的关系,基于收费数据提出了累计交通量指数表征累计交通量大小,计算回归了AC-13、微表处、ECA-10超薄罩面、就地热再生等路表结构层的横向力系数随累计交通量指数的衰减规律。结果表明:AC-13上面层与微表处在长期交通荷载作用下抗滑性能呈现两阶段衰减规律,对数函数拟合曲线反映衰减过程先急后缓; ECA-10超薄罩面由于应用时间不长,抗滑性能衰减尚未达到稳定。基于线性回归的横向力系数衰减规律看,抗滑性能AC-13最好,微表处和就地热再生次之,ECA-10超薄罩面抗滑性能相对薄弱,说明ECA-10超薄罩面在施工过程中要重点控制抗滑指标。

硅质石灰岩在高速公路沥青路面抗滑表层中的运用

为了分析硅质石灰岩在高速公路沥青路面抗滑表层中的适用性,采用SBS改性沥青,对硅质石灰岩AC-13沥青混合料的路用性能和长期磨耗性能进行了试验研究。结果表明:AC-13硅质石灰岩沥青混合料的高稳定性、水稳定性和抗滑性能均满足规范要求;加速加载试验结果表明硅质石灰岩沥青混合料经过长期磨耗作用后,试件表面仍具有较高的摩擦系数,可以在较长的运营时间内保持较好的抗滑性能。综上,硅质石灰岩可用于高速公路沥青路面抗滑表层的建造。

基于矿物学角度评价道路的抗滑耐久性

为了研究道路表面抗滑性能,选取了由不同结构矿物所组成的4组花岗岩集料进行试验。将4组集料放置在试验板上,分别采用石英粉和石英砂作为磨光剂,运用德国亚琛工业大学研发的磨光试验机进行磨光试验。每阶段磨光之后,分别用英摆式摩擦系数测定仪(SRT)和动态摩擦试验机(PWS)测试这些试件表面的摩擦系数。通过比较试件表面的磨蚀情况,得出集料中矿物组成和晶体大小对磨光能力和集料摩擦系数抗衰减性能的影响。进而提出一种用来评价道路工程中集料的长期抗滑性能的新方法。

新型高摩擦道路表面处治材料研究及应用进展

作为一种新型路面材料,高摩擦道路表面处治(high friction surface treatment, HFST)材料由高耐磨集料和粘结剂组成,用于解决传统路面材料修筑的弯道、长大纵坡等特殊路段因路面抗滑能力衰减过快导致的安全性问题。为了推动HFST技术在我国路面养护中的发展,提高道路安全性,降低养护投资成本,回顾了相关学者对HFST材料抗滑性能的研究现状,综述了高耐磨集料的物理、力学性能,评价了HFST集料的耐磨特性,分析了矿物组成对集料耐磨性能的影响,阐明了高耐磨集料长期磨光机制;概述了用于HFST的粘结剂性能,分析不同类型环氧树脂粘结剂的适用性;总结集料种类、集料粒径、集料掺配方式、粘结剂种类、厚度等HFST材料组成设计关键参数对其抗滑性能的影响规律,提出了HFST材料组成建议;总结分析了HFST试验路段长期抗滑衰变特性以及经济效益,最后探讨了现有HFST研究存在的问题,并对后续研究提出了建议。