基于改进多点支撑骨架状态模型的热再生沥青混合料配合比设计

由于就地热再生旧料(Reclaimed asphalt pavement,RAP)的异同性,目前还没有对设计热再生沥青混合料的最合适方法达成共识。因此,通常基于符合高速公路法规中马歇尔沥青混合料设计方法进行设计,这并不能保证充分地利用RAP且需要大量的时间和劳动成本。本工作通过改进多点支撑骨架状态模型提出了一种热再生沥青混合料配合比的设计方法,设计了四种不同RAP掺量下的热再生沥青混合料;然后通过高温车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验和间接拉伸疲劳试验测试不同RAP掺量下的新方法设计的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和疲劳耐久性等路用性能,并与沥青玛蹄脂(Stone mastic asphalt,SMA)热再生沥青混合料进行对比。结果表明:新方法设计热再生沥青混合料的高温稳定性较SMA提升了10%左右;水稳定性增强了1%~2%;而低温抗裂性有些许的下降,但仍满足规范要求;在RAP掺量小于40%时,新方法设计的热再生沥青的疲劳寿命和SMA相当,当RAP掺量大于40%时,新方法设计的热再生沥青疲劳寿命显著降低;因此确定了新方法设计的最大粒径为16 mm的热再生沥青混合料的最佳RAP掺量为40%左右。

厂拌热再生AC-20沥青混合料配合比设计研究

根据《公路沥青路面再生技术规范》对厂拌热再生AC-20沥青混合料配比进行设计研究,本文依托黑龙江省交通投资集团有限公司权属高速公路质量提升(二期)A2-1标段,对厂拌热再生AC-20沥青混合料进行配合比设计,通过马歇尔实验获得相应数据最终确定最佳沥青用量为4.5%时抗水损害性能、高温稳定性能等路用性能满足要求。结果表明:该厂拌热再生AC-20沥青混合料性能符合规范要求,能够有效节约沥青与石料材料,路面性能良好。

公路薄层罩面沥青混合料配合比设计及耐久性研究

薄层罩面是沥青路面养护采用的主要方式,为提升路面综合使用性能,研究以沥青、矿料和集料为基础,设定SBS改性沥青掺量为35%以制备薄层罩面沥青混合料试件,采用剪切疲劳测试、耐久性测试、稳定性测试等方法测试不同试件性能。结果显示:薄层罩面沥青混合料试件的剪切疲劳寿命同应力比之间成反比,显示在不同应力比条件下的薄层罩面沥青混合料剪切疲劳寿命较高;在长期老化后,薄层罩面沥青混合料的残留稳定度均呈现不同程度下降,稳定性与耐久性较高;在不同温度条件下,也更具有良好的抗裂性,证明通过添加聚酯纤维能够提升薄层罩面沥青混合料的抗裂性能。

混凝土桥面铺装用地毯式沥青混合料配合比设计研究

分析了具有一定弯曲度和延性的地毯式沥青混合料;沥青混合料配合比优选试验基于表面能理论的沥青-集料粘附功分析,并进行了地毯式沥青层混合料性能验证检测。结果表明,地毯式沥青混合料采用高模量、高柔韧性地毯BLK-5,最佳沥青用量为12.0%,70#沥青+2.5%SM可以获得最佳的沥青-集料粘附功。此外,地毯式沥青混合料可作为混凝土桥面的层间铺设结构,同时兼具防水粘结和应力吸收层的功能。

胶粉改性沥青混合料配合比设计与施工技术探析

依托某城市主干道路工程,提出原路面上加铺胶粉改性沥青混合料面层结构的改造方案,通过优化设计AC20-C型胶粉改性沥青混合料和AC10-C型胶粉复合改性沥青混合料配合比,规范实施胶粉改性沥青混合料铺筑与胶粉改性沥青应力吸收夹层施工技术,保证沥青混凝土路面施工质量。

基于有效相对密度的高掺量热再生沥青混合料配合比设计方法

为探究高掺量厂拌热再生沥青混合料的最佳配合比,对厂拌热再生沥青混合料设计中的关键参数进行了分析和探讨,提出有效相对密度的修正公式,通过马歇尔试验确定AC-20再生混合料的最佳沥青用量,利用Superpave体积设计法对其进行检验。结果表明:修正公式计算结果贴合试验实测数据,其可用于高掺量厂拌热再生沥青混合料配合比设计;RAP掺量为30%、40%、50%的AC-20再生混合料最佳的油石比分别为4.40%、4.35%、4.42%。

沥青混合料面层配合比设计与研究

为找到一种符合广州等大城市特点的沥青混合料面层材料及其配合比设计法,本文通过对沥青混合料设计方法的研究,并进行沥青混合料配合比设计、路用性能试验;发现主骨架空隙填充法(CAVF法)设计出的单一粒径为主改性密断级配MD-13,可以使沥青混合料中粗集料形成嵌挤良好的主骨架,用细集料和沥青填充空隙,形成密实结构;其具有优于常用沥青混合料的路用性能,且价格相当。

聚合物纤维沥青混合料配合比设计与路用性能研究

文章采用Superpave配合比设计方法和基于最紧密状态的均衡设计方法这2种设计方法对纤维沥青混合料进行了配合比设计,并对添加纤维和不添加纤维的2种沥青混合料进行了性能对比分析。研究结果表明:对纤维沥青混合料可同时采用Superpave设计方法和基于最紧密状态设计方法进行设计,需对比分析两者体积参数指标后综合分析确定最终油石比;添加纤维后,沥青混合料各项指标均有提升,其中低温弯曲破坏应变和动态模量提升20%以上,抗压强度和抗压回弹模量等指标提高幅度均在10%以上。

排水沥青混合料配合比设计及老化性能研究

为了研究影响排水沥青路面性能的关键指标,首先进行排水沥青混合料配合比设计,提出矿料级配和最佳油石比,并对路用性能进行验证。设计混合料老化模拟方案,研究不同老化条件前后混合料的抗飞散性能及水温定性。研究结果表明:基于浙江中部气候条件,以PA-16型级配为基础,确定A级配为生产配合比的矿料级配,相应最佳油石比为5.0%,该配合比成型试件均满足规范路用性能要求。老化会导致混合料抗飞散性能降低,轻微老化可使混合料水稳定性增强,但过度老化又会削弱混合料的水稳定性,并严重影响强度。

沥青混合料配合比设计优化及其路用性能评价

研究了沥青混合料的配合比设计如何影响道路铺设的质量。人工经验设计方法存在的问题,引发的需求,对沥青混合料配合比的设计方法进行深入的探索和改进。运用了BIM,依据砂石料性质、沥青性能以及混合料成分这些参数开展初步的配合比设计。优化算法也在其中运用上,使混合料达到最优的经济效益,同时也满足工程使用需求。严格按照优化完的配合比完成沥青混合料的生产和铺设。还对道路的使用性能进行了评估,测评的主要指标包括驾驶的轻便度、防滑加持、以及其持久度等。试验研究结果表明,优化后的配合比设计能有效提升沥青混合料的工作性和路用性能,具有相当的工程应用价值。这项研究结果对于进一步提升我国的道路工程设计级别,提高道路专业技术人员的业务水平有一定的推动作用。

抗冰冻沥青路面沥青混合料配合比设计方法研究

当前国内常用的抑制路面积雪结冰方法存在着除冰雪效率低、作业时影响车辆通行和安全、相关费用较高等缺点。为此,本文提出一种节能环保型的抗冰冻沥青混合料作为替代方案,通过掺入冻结缓解剂,在低温环境下实现了功能性要求,并具有优异的抗冰冻性能和耐久性,能够有效应对冰冻和融化循环对路面的影响。在研究中采用AC-13S掺冻结缓解剂改性沥青混合料,对抗冰冻沥青路面沥青混合料的配合比设计方法开展研究,并依据相关技术规范进行了性能和试验路段的验证。研究结果表明,通过该配合比设计方法的抗冰冻沥青路面使用状况良好,能够更快地融化积雪,提高道路的安全性和可靠性。

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。

沥青混合料目标配合比级配优选的灰度模型评价法

沥青混合料目标配合比级配组成设计时有多种选择,存在如何获得最优级配的问题,这关乎配合比设计的质量,直接影响铺面质量和路面的服役寿命,为此需要一种科学方法进行级配优选。基于优选理论,分析混合料性能指标特征,构建非定量指标、常规定量指标及路用性能指标3层次优选指标体系;设计3组典型级配,开展典型性能试验和分析,得到各评价指标值;采用德尔斐专家调查法进行隶属度、盲度分析和总体认识度指标赋权;采用灰度模型理论,对评价指标进行归一化处理,对各指标进行关联度分析,逐级对灰度模型体系进行综合评价和排序,根据排序结果最终选出最优的目标配合比级配。研究中,提出了灰度模型分析法的指标体系和流程,并讨论了方法中分辨系数的取值对优选结果的影响。结果表明:该方法可系统全面分析级配组成对应的性能指标体系,可筛选出符合路用性能指标的最优特征,可为沥青混合料目标配合比设计的级配优选提供一种有效技术方法。

基于Superpave法和平衡设计法热再生沥青混合料性能优化设计

沥青混合料回收利用是路面养护中旧料有效利用的方式。我国目前主要采用马歇尔设计方法进行热再生沥青混合料配合比设计,但该方法的指标体系与实际性能缺乏关联性。为解决这一问题,引入了国外设计沥青混合料的方法(Superpave法和平衡设计法)进行热再生沥青混合料设计。根据不同沥青混合料回收料掺量、再生剂制备了9种再生沥青混合料。通过开展汉堡车辙试验、半圆弯拉试验和冻融劈裂试验研究了沥青混合料的抗车辙、抗开裂和水稳定性能。试验结果表明基于Superpave法确定的最佳沥青含量制备的再生沥青混合料抗裂性能无法满足规范要求。其中,芳香烃再生沥青混合料对改善抗开裂性能效果最佳。将平衡设计法用于热再生沥青混合料设计可获得高性能的热再生沥青混合料,各项性能均满足规范要求,为我国热再生沥青混合料的广泛应用提供了一种设计方法。

超薄罩面层沥青混合料设计与路用性能研究

武罐高速公路原水泥混凝土路面平整度及抗滑指标下降明显,部分隧道路面平整度指标和抗滑指标评定为差。文中以武罐高速项目路面提升整治工程为例,该工程主要采用水泥面层精铣刨2.5 cm,构造缝及断板灌缝、贴缝喷涂高黏改性乳化沥青黏层,加铺2.5 cm厚改性薄层罩面处理,薄层罩面的铺筑增强了原路面的表面功能,降噪效果明显,路面病害基本得到解决。

岩沥青改性混合料设计及施工质量关键技术研究

为提升岩沥青改性混合料的路用性能,采用分级掺配法进行岩沥青改性混合料配合比设计,通过铺设试验路,提出混合料施工与质量控制要点。结果表明,采用分级掺配法设计沥青混合料,且在70#基质沥青混合料中添加8%岩沥青,抗车辙性能有较大幅度提升。岩沥青路面施工时应注意拌和时间、拌和温度与碾压温度的控制,碾压过程中应特别注意控制温度并实时监测,避免温度降低影响压实效果。分级掺配改进沥青混合料配比对于提升沥青路面建设的质量和社会经济效益,具有积极的促进作用。

废水泥混凝土沥青混合料配合比设计及性能评价

对沥青混合料合成级配设计、沥青用量以及最佳油石比作了进一步优化,并通过高低温、抗水损害和抗疲劳等性能来验证。结果发现随着废弃水泥混凝土的加入,沥青混合料的低温弯曲应变能及抗水损害能力得到了提高,混合矿料配比确定为1#∶2#∶3#∶4#(分别表示20~30 mm、10~20 mm、5~10 mm和0~5 mm粒径骨料)∶矿粉=24%∶23%∶21%∶30%∶2%,最佳油石比为4.7%。

不同钢渣掺量AC-16沥青混合料性能研究

研究将钢渣应用于道路建设中的可行性和钢渣沥青混合料性能特点,揭示混合料性能随钢渣掺量不同的变化规律。将钢渣0%、25%、50%、75%掺量代替石灰岩集料制备钢渣沥青混合料,采用高温单轴贯入试验、低温劈裂强度试验、冻融劈裂强度试验、间接拉伸疲劳试验,分别针对不同钢渣掺量下沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性与疲劳性能展开相应研究。试验结果表明,钢渣各项性能指标均满足规范要求,可以作为集料制备沥青混合料,掺加钢渣后沥青混合料各项性能均有不同程度提高。随着钢渣掺量的提高沥青混合料各项性能变化规律不同,建议钢渣掺量控制在50%左右,以达到沥青混合料综合性能最优。

基于性能和层位功能的沥青混合料配合比设计方法

根据沥青面层不同层位所处的环境和受力情况,提出了面层各层位需要主要考虑的性能要求,借鉴传统的马歇尔设计法的思路,提出了基于性能和层位功能的沥青混合料配合比设计方法。使用该设计方法以及传统马歇尔设计方法分别设计了上面层混合料AC-13、中面层混合料AC-20C和下面层混合料AC-25。研究结果表明:对于上面层混合料AC-13,两种方法得到的最佳油石比基本相同;对于中面层混合料AC-20C和下面层混合料AC-25,使用该设计方法得到的最佳油石比分别比传统的马歇尔法低0.3%和0.4%。

AC-13型改性沥青混合料配合比性能平衡设计

研究了不同设计方法对沥青混合料性能的影响,通过在沥青混合料配合比设计过程中引入高低温性能和水稳定性的性能试验方法,开展基于性能平衡的热拌沥青混合料配合比设计方法研究。结果表明:与马歇尔设计方法相比,采用性能平衡设计方法的沥青混合料确定的最优油石比要大0.2%,且可以缓解沥青混合料高温稳定性能与低温抗裂性能之间的矛盾。