AC-13沥青混合料路用性能研究

为了更好的指导密级配AC-13沥青混合料的设计与施工,本文研究了AC-13沥青混合料的级配差异对路用性能的影响,分析了空隙率和最佳油石比对沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及抗滑性能的影响。结果表明:AC-13级配下限的高温稳定性和抗滑性能更好,级配上限的低温抗裂性和水稳定性更好;路用性能差异主要受空隙率、最佳油石比、粗细集料比例影响;空隙率更大的AC-13级配下限的构造深度更大,有助于抗滑性能的提升,适用于沥青路面上面层提高更好的安全性。

Low Temperature Performance Prediction Model of Cold-Filled SMA-13 Asphalt Mixture

Sets of cold-filled SMA-13 asphalt mixture were designed by means of orthogonal design method. The bending and low temperature creep tests of the cold-filled SMA-13 asphalt mixture were carried out. The related models of the fractal dimension and the road performance evaluation index including low temperature bending failure strain εB and bending strength RB are established by using fractal theory. The model can be used to predict the low temperature performance of cold-filled SMA-13 asphalt mixture according to the design gradation, which can reduce the test workload and improve the working efficiency, so as to provide the reference for engineering design.

基于不同纤维改性的OGFC-13沥青混合料路用性能研究

纤维沥青利用纤维的改性作用改善混凝土材料的路用性能。为探究OGFC-13沥青混合料在各类纤维不同体积掺量条件下的路用性能表现,本文特制备聚丙烯腈纤维、聚酯纤维、木质素纤维、玄武岩纤维4种纤维外掺剂的沥青混合料进行路用性能试验。研究结果表明:(1)OGFC-13沥青混合料随纤维掺量的增加,其动稳定度不断增长,当各种纤维掺量超过0.3%时,动稳定度呈下降趋势;(2)当纤维体积掺量为0.3%时,含玄武岩纤维的沥青混合料动稳定度为3252次/mm,高温稳定性表现最佳;(3)当聚酯纤维与玄武岩纤维掺量为0.2%时,沥青混合料低温最大弯拉应变相同,为2834,但聚酯纤维在纤维沥青混合料低温抗裂性能方面的作用存在不稳定性;(4)掺入纤维材料的OGFC-13沥青混合料排水性能呈下降趋势,尤其是木质纤维对渗透系数的影响最大,当掺量为0.2%时,渗水系数由1154 ml/s陡降至635 ml/s,降幅达到44.97%;(5)综合来看,玄武岩纤维在OGFC-13沥青混合料中的改性效果最佳,但其掺量体积分数应控制在0.3%以内。本文成果可为温拌沥青薄层罩面的工程应用提供一点借鉴。

掺钢渣SMA-13沥青混合料配合比设计与路用性能评价

为探索钢渣在河西戈壁地区高速公路沥青路面功能性修复中的应用,本文开展了掺钢渣SMA-13沥青混合料配合比设计与路用性能对比试验,试验结果表明:当用钢渣替代同规格天然集料(总掺量为30%),颗粒木质纤维掺量为0.4%时,钢渣集料最佳油石比为6.2%;掺30%钢渣的集料与天然集料SMA-13相比,油石比增加0.2%,颗粒木质纤维掺量增加0.1%,沥青混合料析漏与飞散损失分别降低55%、30.3%,动稳定度增加18.2%,浸水残留稳定度增加2.5%,冻融劈裂强度比增加1.4%,路面芯样15℃劈裂强度增加9.4%,路面构造深度增加5.4%;沥青集料中掺加钢渣后,其功能性修复罩面的路用性能得到了全面改善。

镍铁矿渣纤维对SMA-13沥青混合料高温稳定性的影响研究

纤维沥青混凝土具有优异的抵抗变形能力,耐久性较好,受到业内广泛关注。文章选用一种新型矿物纤维——镍铁矿渣纤维作为SMA-13混合料的纤维改性剂,通过马歇尔试验和车辙试验对改性后SMA-13沥青混合料的高温稳定性进行研究。结果表明:1#镍铁矿渣纤维掺量为0.4%时,对SMA-13沥青混合料马歇尔模数的提升效果最为明显,其改性效果优于木质素纤维;1#和3#镍铁矿渣纤维均可较好提升SMA-13沥青混合料的车辙动稳定度,且掺量达到0.4%以上时效果略优于木质素纤维的改善效果。综合高温性能测试结果,1#镍铁矿渣纤维提升SMA-13混合料高温性能的效果最佳,其最优掺量为0.4%。

SMA-13钢渣沥青混合料配合比设计及工程应用

为进一步提高钢渣在道路工程中的资源化应用水平,采用体积替换法设计了5种钢渣掺量的SMA-13沥青混合料,对其体积稳定性、高低温性能及水稳定性进行了研究,并铺筑试验路进行了验证。结果表明,钢渣具有高强、耐磨等优点,掺入适量钢渣可改善混合料的高、低温性能及水稳定性;钢渣沥青混合料的生产、运输及压实等过程需在原有工艺基础上进行调整,铺筑试验段的渗水、抗滑及高温稳定性等性能指标良好。

路用改性沥青AC-13混合料的级配优化

采用正交试验设计方法,对特立尼达湖沥青(TLA)的改性沥青AC-13混合料的配合比进行了马歇尔试验研究,采用极差分析方法分析了每个因素水平对混合料的物理-力学性能的影响,提出了优化的TLA改性沥青AC-13混合料级配范围。研究结果表明:影响TLA改性沥青AC-13混合料的毛体积密度、空隙率和沥青饱和度的主要因素是油石质量比;而影响TLA改性沥青AC-13混合料的矿料间隙率、稳定度、流值的主要因素是2.36 mm通过率;采用优化级配的TLA改性沥青AC-13混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性、抗渗性和抗滑性,可应用于中国高速公路沥青路面工程中。

AC-13改性沥青混合料劈裂强度的影响因素及其与马歇尔性能指标的相关性

应用正交试验设计和统计分析方法研究了AC-13改性沥青混合料在15℃时的劈裂强度的影响因素和排序,以及与马歇尔性能指标的相关性。结果表明,细集料级配对劈裂强度影响显著,其筛孔通过率的排序为2.36mm筛孔>4.75mm筛孔>0.075mm筛孔>油石比>9.5mm筛孔。其中,2.36mm筛孔通过率对劈裂强度影响接近高度显著,而油石比和9.5mm筛孔通过率对劈裂强度影响不显著;劈裂强度与马歇尔性能指标之间存在较为明显的线性相关性,绝对相关系数均大于68%,随空隙率的逐渐增大,劈裂强度衰减近30%。

AC-13级配钢渣沥青混合料粘弹塑本构模型研究

为了研究钢渣沥青混合料非线性粘弹塑性变形特性,提出Schapery模型与改进Swchartz模型组合的积分型粘弹塑本构模型。采用钢渣替换AC-13级配中粒径2.36 mm以上的石灰石粗骨料,制作得到钢渣沥青混合料试件。设计并开展一系列的单轴压缩蠕变实验,通过应力递增蠕变回复实验,获得不同应力条件下材料的弹性、粘弹性应变和粘塑性应变,进而拟合确定本构模型参数。利用0.4 MPa、1.0 MPa下的蠕变回复实验验证模型有效性。结果表明,模型不仅能准确刻画钢渣沥青混合料蠕变过程中的弹性、粘弹性与粘塑性变形,还可用于预测不同应力水平下钢渣沥青混合料蠕变变形规律。

不同沥青结合料的PAC-13混合料性能研究

为了研究高黏沥青结合料对透水混合料的影响,通过TPS,HVA及成品高黏改性沥青对PAC-13混合料进行设计及级配优选。采用析漏及飞散试验确定最佳油石比,并进行了路用性能的分析。在试验中纤维用量为混合料总量的0.3%,并与不加纤维的混合料的路用性能进行了对比分析。结果表明:采用空隙率、连通空隙率等技术指标确定三种混合料10 mm<粒径≤15 mm、5 mm<粒径≤10 mm、0<粒径≤5 mm及矿粉的级配组合均为57%∶30%∶10%∶3%,结合经济成本推荐选取该级配组合;掺加纤维可改善混合料的高、低温性能及透水性能;三种混合料的综合性能为:成品高黏改性沥青混合料>TPS高黏改性沥青混合料>HVA高黏改性沥青混合料;采用水泥等量替换2%的矿粉,混合料的性能改善明显;采用HVA高黏改性沥青进行PAC-13表面层混合料的设计与施工,这将为透水路面的建设提供一定的参考。

AC-13改性沥青混合料劈裂强度影响因素与变异性

沥青混凝土路面强度不足是导致早期损坏的主要形式之一。应用马歇尔正交试验设计,采用数理统计方法研究了AC-13 SBS改性沥青混合料15℃劈裂强度的影响因素及其变异性,以及与密度、空隙率的相关性。结果表明:2.36 mm,4.75 mm和0.075 mm筛孔通过率对劈裂强度影响显著,其中2.36 mm筛孔通过率对劈裂强度的影响接近高度显著,而油石比和9.5 mm筛孔通过率对劈裂强度影响不显著;0.075 mm和9.5 mm筛孔通过率是劈裂强度变异性的主要影响因素;劈裂强度与试件毛体积相对密度、空隙率之间存在线性相关性,其相关系数均大于0.68。同时给出了材料组成设计和质量控制措施的建议,对提高沥青混合料力学性能具有指导作用。

AC-13C型沥青混合料级配设计

为适应高等级公路沥青路面表面层的功能要求,对常用的AC-13型沥青混合料,需结合气候特点和交通特点进行级配优化。文中对7种AC-13级配形成的沥青混合料的高温稳定性、水稳定性等使用性能进行试验研究,提出适用于湖北地区高等级公路沥青路面的AC-13C型沥青混合料的设计级配,并通过试验路进行级配验证。

AC-13温拌沥青混合料的路用性能研究

为了评价温拌沥青混合料的水稳定性和疲劳性能,以热拌沥青混合料的配合比设计方法,掺加Sasobit降粘剂制备了AC-13温拌沥青混合料,进行了浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验和低温弯曲试验,测定了温拌沥青混合料的残留稳定度、残留强度比、疲劳次数和低温性能。结果表明:掺加3%Sasobit时,温拌沥青混合料的残留稳定度和残留强度比达到最大值,分别为91.2%、87.5%,疲劳次数与基质沥青相比,增加了16.4%,说明掺加Sasobit后,提高了温拌沥青混合料的路用性能,由低温弯曲试验确定Sasobit的掺量不宜大于3%。

掺钢渣沥青混合料AC-13配合比优化设计

为探讨萍钢钢渣在沥青路面中的应用,在对钢渣物理力学性能和化学成分进行检验和分析后,设计了用钢渣替代部分石灰岩的沥青混合料AC-13,并对其进行了路用性能的试验研究。首先以沥青混合料体积参数为优化目标进行正交试验。优选的最佳组合为:级配2、油石比5.0%、钢渣掺量25%。然后以最佳组合为基础,设计了不同钢渣掺量的沥青混合料并对其进行了路用性能试验。结果表明:与不掺钢渣沥青混合料相比,随着钢渣掺量的增大,掺钢渣沥青混合料的高温稳定性及水稳定性均得到了不同幅度的提升。当钢渣掺量为75%时,沥青混合料动稳定度提高了43%,残留稳定度提高了3.1%,残留强度比提高了3.7%。当钢渣掺量为50%时,沥青混合料疲劳寿命延长了10.1%。最后以综合路用性能最佳为优化目标,确定了设计掺钢渣沥青混合料AC-13的钢渣掺量为50%~75%,级配曲线为级配2。

不同抗车辙剂对AC-13沥青混合料高低温性能的影响研究

为提高沥青路面高温抗车辙能力,研究了自行开发的8种抗车辙剂对AC-13沥青混合料高温抗车辙性及低温抗裂性的影响规律。结果表明:8种抗车辙剂对AC-13沥青混合料高温抗车辙性能都有不同程度提高、而低温性能影响不大;掺白色系抗车辙剂AC-13动稳定度至少可提高2. 0倍,黑色系抗车辙剂AC-13的动稳定度提高不足1. 2倍;考虑到性价比,推荐ARAW94和ARA-B64两种抗车辙剂。

强紫外线对AC-13沥青混合料的影响研究

参考地面紫外线辐射量,通过构建紫外线环境模拟箱,对路面上面层AC-13沥青混合料进行紫外线模拟,评价AC-13沥青混合料的路用性能随紫外线照射量变化的改变情况。试验表明,其高温稳定性降低21.8%,低温抗裂性降低9%左右。该研究对于AC-13沥青混合料级配及油石比设计提供了一定的参考,对于沥青路面紫外线老化研究进行了初步探索。

细集料对AC-13沥青混合料抗剪切性能的影响分析

文章针对高速公路流动性车辙病害成因,将基于天然砂、石屑和机制砂三种不同细集料的沥青混合料抗剪强度进行对比分析,研究细集料对沥青混合料抗剪切性能的影响规律,并提出细集料优化配比方案,为沥青路面抗车辙设计和工程实践提供参考依据。

剑麻纤维沥青混合料AC-13配合比设计及最佳油石比确定

为改善我国公路过高的建养成本,提高公路的建设质量,延长路面的使用寿命,尝试将剑麻纤维掺入到沥青混凝土中,验证其增强效果,试验针对AC-13沥青混合料,主要进行了原材料的检测、矿料的配合比设计以及混合料的最佳油石比确定。为进一步进行的马歇尔试验、车辙试验及冻融劈裂试验奠定基础。

AC-13型SBS改性沥青混合料性能试验及应用研究

对采用SBS改性沥青的AC-13型沥青混合料的相关性能进行研究,室内试验结果表明:沥青混合料的各项路用性能在采用SBS改性沥青后均得到了较好的提升,其中高温稳定性能提升最为显著,但当SBS掺入量大于4.5%后,沥青混合料高温性能提高幅度减缓,试件破坏应变大幅度降低。综合考虑路用性能与经济效益,在实际应用中建议SBS改性剂的掺入量取4.5%。工程应用实例证明:沥青路面的上面层采用AC-13型SBS改性沥青混合料进行铺筑后,实际应用效果优异。

厂拌热再生AC-13沥青混合料在省道养护中的应用技术研究

为了探索厂拌热再生AC-13沥青混合料在省道养护中的应用可行性,以S122镇江段大修工程为实例,对厂拌热再生AC-13沥青混合料的应用技术进行研究。首先分析了旧沥青混合料的性能,在此基础上进行厂拌热再生AC-13沥青混合料的配合比设计,并通过室内试验进行验证,最后研究成果在S122句容段大修工程中进行了应用。结果表明,厂拌热再生AC-13沥青混合料在省道养护中的应用效果良好。