钢渣热阻沥青路面的抗车辙性能研究

为了研究钢渣替代天然集料对沥青混合料高温抗车辙性能的影响,首先,用钢渣等体积替代玄武岩粗集料制备了不同钢渣掺量沥青混合料,对其热物性参数进行了测试,并通过室内等效热辐射试验对钢渣沥青混合料降温效果进行评价;其次,采用数值模拟方法分析了不同钢渣掺量沥青路面面层对温度场分布的影响,并利用单轴静载蠕变试验获取沥青混合料蠕变参数,建立基于上述温度场的车辙分析模型,对钢渣沥青路面的抗车辙性能进行评价。结果表明,钢渣的掺入使沥青混合料的导热系数降低,比热容增大,变化幅度最大可以达到40%以上;随着钢渣掺量增大,路表温度小幅度上升,而中下面层温度逐渐降低,其中4 cm深度处降温效果最为明显;当钢渣掺量为100%时,温度相较于纯玄武岩沥青路面降低了3.4℃,而75%掺量沥青混合料钢渣的车辙变形量最小,相较于玄武岩沥青混合料下降幅度达到43%,可有效提高路面抗车辙性能。

基于芯样车辙试验的沥青混合料蠕变参数

本研究借助时间硬化蠕变模型对沥青混合料单轴静载蠕变试验结果、车辙试验结果和路面芯样车辙试验结果进行拟合,得到了不同试验条件下的材料蠕变参数并对其进行相关性分析。结果表明,基于芯样车辙试验结果修正得到的蠕变参数可以较好地反映沥青路面实际性能,且与室内单轴静载蠕变试验结果拟合的蠕变参数具有良好地相关性。该蠕变参数用于有限元法沥青路面车辙预估,其结果更为准确。

基于多尺度加载试验的沥青路面结构参数设计方法

基于江苏省典型路面结构,通过改变试件尺寸、温度和荷载作用次数对SMA-13、SUP-20和SUP-253种材料开展动态模量和蠕变试验。将结果耦合到修正的Burgers模型并在ABAQUS中开发用户材料子程序模型。对室内单轴试验分别采用应变硬化和子程序模型进行模拟、对小型和大型路面加载试验分别进行车辙模拟。结果表明3种材料的动态模量随试件尺寸增加而增大、温度升高而减小;SUP-25的疲劳损伤效应最为明显,在重复加载5400次后损伤值达到了0.419。子程序模拟单轴试验的误差小于应变硬化模型、车辙模拟与小型和大型加载测试结果的误差分别为3.08%和2.83%,说明模型在单层及多层复合材料的应用中都是有效的。模拟表明夏季高温100万次加载的变形量为春季常温的1.8倍;行车速度由22 km/h增加至120 km/h时,变形量减少72.6%;轴载增加100%,车辙深度增加48.52%,表明在高温地区低速路段要尤其限制车辆超载。累计标准轴载作用次数超过2500万次,车辙变形进入加速累积阶段,须及时对该路面结构进行养护维修。

车辙曲线确定沥青混合料黏弹性参数的方法及应用

针对沥青混合料黏弹性参数获取困难的问题,利用Origin8.0工具通过车辙试验曲线拟合获得修正的Burgers模型参数并将其转化为Prony级数参数形式。计算结果表明:该方法拟合精度较高,可以较精确地描述沥青混合料永久变形的变化规律,能够准确预估沥青混合料的动稳定度。

防止沥青路面车辙产生的结构设计参数分析

为了防止沥青路面车辙的产生,分析了沥青路面结构最大剪应力的产生和分布．结果表明,当面层相对刚度很大而厚度较薄时,垂直荷载在路面面层的一定部位产生较大的剪应力,剪应力的过度集中是路面产生车辙等剪切破坏的主要原因．为克服和减少沥青路面结构车辙,除应以设计弯沉为结构设计控制指标外,还应增加水平荷载的控制参数．

沥青混合料性能参数对车辙指标－－动稳定度影响的研究

以马歇尔试验得出的沥青混合料性能参数为依据，通过车辙试验，全面系统地分析了沥青混合料性能参数对其车辙指标——动稳定度的影响，并通过统计回归分析，得出其性能参数与动稳定度的回归关系式，并由此推算出满足高等级公路沥青路面抗车辙要求的沥青混合料性能参数的范围建议值。

以压实参数和间接拉伸强度评价沥青混合料抗车辙性能

车辙,又可称为永久变形,是沥青路面的主要破坏形式之一。沥青混合料的破坏过程可由莫尔—库仑破坏理论分析。这种理论认为材料的剪切强度是由粘聚力和内摩阻力共同提供的。间接拉伸试验测出的间接拉伸强度IDT可以较好的表征混合料的粘聚力,但它却无法提供集料内摩擦角的信息。从旋转压实仪(SGC)获得的压实参数可以提供集料内摩擦角的信息,但却无法表征粘聚力。因此,同时利用压实参数和IDT强度来评价沥青混合料的抗车辙性能是可能的。研究表明:从APA车辙试验评估的沥青混合料的抗车辙性能,可以回归为从SGC得到的压实参数、混合料的体积参数以及用马歇尔稳定度仪进行间接拉伸试验获得的IDT强度的函数。

抗车辙剂改性沥青混合料工艺参数对水稳定性能的影响

为研究抗车辙剂改性工艺对沥青混合料水稳定性能的影响,利用正交试验方法,选取抗车辙剂掺量、拌和时间和拌和方式3个因素,通过冻融劈裂试验定量地分析了抗车辙剂改性沥青混合料的水稳定性能影响因素和影响效果,提出了抗车辙剂改性沥青混合料的最佳工艺参数,并采用烘箱模拟老化法研究老化作用对抗车辙剂沥青混合料水稳定性能影响。试验结果表明,抗车辙剂可以显著提高沥青混合料的水稳定性能;各因素影响水稳定性能的主次顺序为:抗车辙剂掺量-拌和温度-拌和方式;最佳改性工艺为:抗车辙剂掺量0.6%、拌和温度180℃以及干法拌和;抗车辙剂能够有效改善老化作用后的沥青混合料水稳定性,且老化时间越长,改善效果越明显。

基于APA车辙深度的AC-5沥青混合料体积参数的标准

通过总结国内外应用AC-5的级配,结合规范级配提出了AC-5试验级配范围。用石灰岩和花岗岩集料设计出36种薄层AC-5沥青混合料,通过APA车辙试验对混合料性能进行分析,分析发现很多高温抗车辙性能优异的混合料体积参数并不符合我国规范AC-5沥青混合料体积参数标准,同时我国规范AC-5沥青混合料体积参数标准不完善,也缺少实体工程应用检验。鉴于此在APA车辙试验基础上分析修正AC-5沥青混合料体积参数标准。

运用弯沉盆参数预测沥青路面的车辙深度

介绍了一种以FWD为检测手段,以VESYS永久变形模型为车辙模型,结合沥青路面应变模型和车辙性能模型的关系,在考虑交通状况和路面温度影响的情况下,预测沥青路面车辙深度的方法。将该方法应用于工程实践,并与实际调查的车辙进行对比分析,检验了该方法的可行性。

以压实参数和间接拉伸强度评价沥青混合料抗车辙性能

车辙,又可称为永久变形,是沥青路面的主要破坏形式之一。沥青混合料的破坏过程可由莫尔——库仑破坏理论分析。这种理论认为材料的剪切强度是由粘聚力和内摩阻力共同提供的。间接拉伸试验测出的间接拉伸强度IDT可以较好地表征混合料的粘聚力,但他却无法提供集料内摩擦角的信息。从旋转压实仪(SGC)获得的压实参数可以提供集料内摩擦角的信息,但却无法表征粘聚力。因此,同时利用压实参数和IDT强度来评价沥青混合料的抗车辙性能是可能的。研究表明:从APA车辙试验评估的沥青混合料的抗车辙性能,可以回归为从SGC得到的压实参数、混合料的体积参数以及用马歇尔稳定度仪进行间接拉伸试验获得的IDT强度的函数。

抗车辙剂熔体质量流动速率测定的试验参数研究

根据国家标准GB/T 3682-2000和国际标准ISO 1133-1-2011,以挤出物切断时间间隔为变量,以切段长度为控制指标,对三种抗车辙剂(德路加D-2、LJ-002、Domix)分别进行熔体质量流动速率试验。研究结果表明:抗车辙剂熔体质量流动速率试验按照国际标准ISO 1133-1-2011的试验参数更合理,测试结果更准确,在规定的挤出物切断时间间隔得到的切段长度均满足要求。

基于蠕变率参数的车辙试验评价指标研究

国外多数车辙试验选择了车辙深度或相对变形作为评价沥青混合料抗车辙能力的指标,我国和日本采用动稳定度指标.实际上采用什么指标主要取决于混合料本身抗车辙的性能,其次是对混合料性能的区分度.为了能够客观地验证和说明这个问题,在试验研究的基础上,探讨和分析了蠕变率参数对车辙试验的影响.

基于蠕变参数的沥青路面结构抗车辙性能评价

为了评价各种路面结构的抗车辙性能,建立基于蠕变参数的非线性有限元模型,对3种不同的中下面层沥青混合料路面结构进行车辙深度计算。结果表明:路面结构产生的车辙断面均呈现"W"形分布,车辙最大值出现在车轮轮迹正下方,由于中面层的横向迁移,两端产生了隆起变形。3种路面结构的车辙发展与沥青混合料的蠕变规律相符合,SBR沥青混合料作为中下面层的路面结构抗车辙性能最好,70#沥青混合料路面结构的抗车辙性能最差。

DSR仪器参数对TLA胶浆抗车辙因子影响研究

DSR仪器参数包括剪切应力及角速度。其中剪切应力对TLA胶浆的G*/sinδ影响较小。但角速度对其有较大的影响。因此,目前利用DSR评价高温性能时,应综合考虑荷载、车速、路面结构等对结果的影响。

磷石膏改性沥青高低温性能研究

为评价固废磷石膏作为沥青改性剂的可能性,对磷石膏改性沥青的高低温性能进行评价。分别将不同掺量的磷石膏加入到70#基质沥青中,以制备磷石膏改性沥青。通过动态剪切流变仪的温度扫描、频率扫描、多重应力蠕变模式测试磷石膏改性沥青高温流变特性,并基于Sigmoidal方程建立流变主曲线,通过弯曲梁流变仪评价磷石膏改性沥青低温抗裂性。研究结果表明,随着磷石膏的加入,磷石膏改性沥青的复数剪切模量(G^(*))提高并高于70#基质沥青,相位角(δ)差距不大,Shenoy车辙参数[G^(*)/(1-1/sinδtanδ)]明显提高;磷石膏的掺入能提高沥青在0.1,3.2 kPa的蠕变恢复率,并且降低在0.1,3.2 kPa的不可恢复柔量。添加磷石膏会增强基质沥青的高温性能,同时会略微降低沥青的低温抗裂性能,但是不会影响PG低温分级中的设计温度。

江苏高速公路车辙特征参数与结构层高温性能相关性研究

采用单轴贯入试验对江苏省内不同使用年限的高速公路车辙典型路段芯样进行了室内高温性能试验,分析了不同车辙深度条件下路面结构上、中、下面层混合料高温性能同车辙参数的相关性,结果表明:中面层是目前江苏高速公路的车辙主要贡献层位,其贯入强度与全断面车辙参数呈现三阶段变化规律,即“增长—快速衰减—缓慢衰减”,江苏高速公路可以隆起高度作为车辙养护时机选择的标准,当隆起高度<2mm时,需保持原路面上、中面层不动,加强表面预防性养护,当隆起高度≥2mm时,需要铣刨并重铺上、中面层以恢复路面抗车辙能力。

高速公路抗车辙沥青混合料体积设计参数研究

基于对沥青混合料抗车辙性能的研究,分析了体积指标空隙率对混合料水稳定性、高温性能,以及模量性能的影响,发现空隙率在2%~6%之间,沥青混合料的水稳定性差异不大;在一定范围内提高压实功和设计空隙率,有利于提升硬质沥青高模量混合料的抗车辙性能。同时通过室内模拟实验,发现混合料厚度减少对降温时间的影响幅度最大为90%,气温和风速的影响幅度为30%~40%,湿度条件的影响幅度为5%~10%。

抗车辙剂改性沥青混合料设计特征参数分析

本文结合松溪县"镇镇有干线"郑墩镇至横一(白马岭)一期工程、旧县乡至横一(新源村)、旧县乡至木城公路提级改造工程中抗车辙剂改性沥青混合料的应用过程,通过马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验等室内试验对其组成设计过程中沥青用量、集料加热温度和干拌时间等设计特征参数进行了分析研究。结果表明:抗车辙剂改性沥青混合料的最佳沥青用量相比基质沥青混合料略高0.2%~0.3%;集料加热温度和干拌时间均会影响抗车辙剂改性沥青混合料的抗车辙性能,建议集料温度设定为190~195℃。其研究结论可为我国抗车辙剂改性沥青混合料的设计提供参考。

沥青混合料体积参数与高温性能间的关系

以AC-13混合料的3种级配为研究对象,分析混合料马歇尔击实和轮碾成型工艺体积参数的相互关系.通过车辙试验分析3种级配在不同碾压次数、油石比条件下的高温稳定性能.分析结果表明:混合料沥青用量低于或等于最佳沥青用量时,碾压24次和36次成型的沥青混合料体积指标VV和VMA均小于马歇尔标准击实试验;当碾压次数增至48次,沥青混合料体积指标与马歇尔标准击实试验基本一致,可以满足压实要求;随着沥青混合料中油石比的增加,试件初始空隙率VV逐渐减少,混合料动稳定度呈现下降趋势,车辙深度增加,混合料高温抗车辙能力下降.