利用APA对改性沥青和SMA混合料疲劳试验的研究

应用有限元方法分析了APA (沥青路面分析仪 )疲劳试验模型 ,力学计算结果表明试件受力状态与实际路面接近 ,可以反映沥青混合料的实际路用性能。模拟实际施工过程制作了双层沥青混凝土试件 ,利用APA分别对采用改性和未改性的两种结合料的AC型、SMA型双层沥青混凝土试件的疲劳性能进行了对比试验分析 ,试验表明改性沥青和SMA不仅具有优良的高温和低温性能 ,而且具有优良的抗疲劳耐久性能 ,为沥青混合料生产设计中沥青、级配选择及优化设计提供了参考。

沥青混合料试件成型形状和空隙率对APA车辙试验的影响

为研究沥青混合料试件成型形状对APA车辙试验的影响,采用2种沥青和3种级配制备了6种类型的沥青混合料,利用轮碾法和SGC旋转压实法分别制作了空隙率为4%和7%的梁式试件和圆柱体试件.对不同形状试件的力学响应进行了有限元分析,并通过室内试验研究了沥青混合料试件成型的形状和空隙率对APA车辙深度的影响.结果表明:在APA车辙试验中,梁式试件和圆柱体试件的力学响应基本一致,且采用圆柱体试件时APA车辙试验的平行性和复现性更好;采用空隙率为4%和7%的圆柱体进行APA车辙试验时,前者的复现性更优.因此,推荐APA车辙试验采用SGC旋转压实法制备的空隙率为4%的圆柱体试件.

APA沥青混合料高温浸水车辙试验研究

采用沥青路面分析仪对5种沥青混合料进行APA高温浸水车辙试验,通过对沥青混合料高温浸水车辙深度与轮碾次数图形形状的分析,提出了一种以K1、K2和转点为参数的数据处理方法。

水作用下沥青混合料永久变形特性的表现形式

采用沥青路面分析仪(APA)研究水作用下混合料试件永久变形的表现形式。试件分别经浸泡、饱水、冻融三种方式预处理;APA测试采用干车辙和浸水车辙两种形式。试验结果表明:水的存在对沥青混合料永久变形有影响;浸水车辙深度普遍大于干车辙深度;严酷的预处理过程没有导致较大的永久变形;在相同的冻融次数下,随着饱和度增大,浸水车辙深度减小;在相同的饱和度下,未经冻融处理的试件其浸水车辙深度普遍大于经过冻融处理试件的车辙深度。分析结果表明:APA测试形式、APA测试形式与试件预处理方式的交互作用、冻融循环次数分别是产生上述试验结果的主要原因。

沥青混合料抗永久变形特性试验方法评价

车辙已经成为我国高等级公路不可忽视的损坏类型之一。就不同温度下沥青混合料抵抗永久变形的能力分别采用APA和单轴贯入试验进行分析。结果表明虽然APA试验能够区分普通沥青混合料在不同温度下抗永久变形特性,但不能评判不同温度下的SBS改性沥青混合料的抗永久变形特性。由于单轴贯入试验可以模拟实际路面的受力状态,同时其试验结果与实际路面车辙变形也具有良好的相关性,并且,单轴贯人试验还可以较好地区别不同沥青混合料,包括SBS改性沥青混合料,在不同温度下的抗永久变形特性。因此建议研究沥青混合料抗永久变形性能时应选择单轴贯入试验。

特大桥梁沥青铺装层材料性能试验研究

为保证沥青铺装层具有优良的抗水损害和疲劳寿命,应进行专门的沥青混合料配合比设计。结合京港澳高速公路郑州黄河公路大桥的桥面铺装层设计,在室内首先对AC-13I、AK-16A和AC-16I进行了配合比设计,并对各结构单层进行了APA浸水车辙试验和疲劳试验。为模拟桥面铺装层的整体工作状况,又选取两种双层桥面铺装层结构方案A、方案B,在室内进行了高温状况下复合板车辙及复合梁疲劳试验。试验结果表明,在选定的配合比下条件下,单层中的AC-13I型沥青混合料有更好的抗水损害性能;双层桥面铺装层结构方案B具有优良的抗车辙和疲劳性能。综合比较后,方案B可用于指导黄河特大桥桥面的沥青铺装层施工。

基于AASHTO 2002的沥青路面永久变形叠加方法研究

介绍了AASHTO 2002力学经验法设计指南中的永久变形叠加方法,在考虑应力历史、路面温度和荷载作用次数等因素的基础上,通过APA试验进行各种工况下的永久变形叠加模拟.提出以实测永久变形值与AASHTO叠加变形值之比作为AASHTO修正系数,明确了影响R主要因素包括前一个子季节的路面温度T1和永久变形D1、当前子季节的路面温度T2载作用次数N2;最终采用指数方程的形式建立了基于AASHTO 2002的永久变形叠加方程.

低标号沥青在福建省沥青路面中的应用

为验证低标号硬质沥青在福建省的适用性,对以30#基质沥青为代表的低标号硬质沥青的高温稳定性进行研究。利用APA(Asphalt Pavement Analyzer)车辙试验,对30#低标号沥青混合料,在福建省高速公路上面层与中面层广泛应用的SBS I-D改性沥青混合料,以及最为常见的70#基质沥青混合料的高温稳定性进行对比。为验证APA车辙试验结果的有效性,进行了缩尺加速加载MMLS试验,对3种沥青混合料高温稳定性进行评价与验证。考虑到福建省夏季高温的气候特征,除了规范的标准高温(60℃)试验条件外,还进行了极端高温(70℃)试验条件下的性能评价。APA车辙试验结果表明30#硬质沥青在两种温度条件(60℃,70℃)下的抗车辙能力与SBS I-D改性沥青基本相同。这表明在冬季气候温和的中国南方地区,低温性能相对较差但更加廉价的低标号硬质沥青能够替代SBS改性沥青,应用于抗车辙性能要求较高的沥青路面。缩尺加速加载MMLS试验结果在对30#硬质沥青与SBS I-D改性沥青的高温性能评价方面与APA车辙试验结果保持一致。但对于70#基质沥青的高温稳定性评价,MMLS试验与APA车辙试验的结果有较大差异,表明“钢轮、薄板”的车辙试验对于抗车撤性能较差混合料的评价与实际路面条件下的结果存在差异。

热再生沥青混合料疲劳特性试验研究

为研究热再生沥青混合料的疲劳特性,基于四点弯曲试验分析了旧沥青混合料(RAP)掺量、应变水平、加载频率等因素对热再生沥青混合料疲劳寿命的影响规律,并与APA疲劳试验结果进行了比较验证。结果表明:四点弯曲试验与APA试验结果具有一致性,随着RAP掺量增加,混合料疲劳寿命不断降低,当RAP掺量大于30%时,降低幅度尤为明显;热再生沥青混合料疲劳寿命与施加应变值满足幂函数疲劳方程,RAP掺量越高试件疲劳寿命对荷载水平变化越敏感;试验中提高加载频率,试件的疲劳寿命随之增加,且在低应变水平下,加载频率变化引起试件的疲劳寿命差异更大。

加筋沥青路面APA试验及其非线性疲劳损伤分析

应用沥青路面分析仪(APA)对沥青路面结构模拟试件进行多种荷载下的往返轮载疲劳试验,对比研究土工布、玻璃纤维格栅对沥青路面疲劳性能的加筋效果。在此基础上,提出沥青混合料非线性疲劳损伤演化模型,应用基于疲劳损伤力学的非线性有限元方法模拟APA试验过程,分析了试件应力、变形、疲劳寿命等,并与试验结果对比,论证了所提疲劳损伤演化模型的合理性,指出因加筋材料的桥联效应显著地改善了裂缝穿过筋材后路面的受力变形状况,有效地延长路面的疲劳寿命。同时,基于疲劳损伤分析,进一步验证了Paris公式可用于描述路面结构的疲劳裂缝稳定发展过程,并获得了有关的参数。

RLWT与APA车辙试验加载模式比较分析

旋转车辙仪(RLW T-R otary Loaded W hee l T ester or R u tm eter)于20世纪90年代末开始在美国出现,因其轻便、易用,迅速受到关注。研究表明,RLW T与沥青路面分析仪(APA)、国际车辙仪的相关性都不理想。本文利用数字图像处理技术对RLW T与APA车辙试验的加载模式进行了分析,通过量测RLW T试件、APA试件与原样试件中粗集料颗粒长轴与X轴夹角的差异,得出结论:RLW T与APA车辙试验的加载模式存在较大差异。