Development of overlay tester for fracture test of asphalt mixture

To determine the fracture characteristics of asphalt mixture a novel fracture test with modified loading modes loading fixtures and the control system of the conventional overlay tester is implemented by the asphalt material performance tester AMPT .In order to evaluate the validity of the proposed fracture test four different loading rates including 1 2 3 and 4 mm/min are examined in the AMPT. The results indicate that the fracture behavior is similar to creep at a low loading rate and does not show significant marginal tail extension at a high loading rate.It clearly shows the phase of crack initiation crack propagation and fracture at a loading rate of 3 mm/min. Besides eight fracture parameters such as fracture energy tensile strength and tensile modulus are applied to evaluate the fracture characteristics of asphalt mixture.Development of the overlay tester for the fracture test of asphalt mixture can be considered as a new fracture test of asphalt mixture.

基于AMPT的沥青混合料性能评价指标之间的关联性研究

基于AMPT测试方法获得沥青混合料的动态模量、剪切流动速率和蠕变柔度,与常用的沥青混合料路用性能评价指标进行关联性研究。结果表明:动态模量与动稳定度值之间关联性一般,但动态模量较动稳定度具有更好的精度和更大的可信性;GTM的测试指标与动态模量间无法建立较好的关联性;剪切流动速率和动稳定度、GTM抗剪强度以及马歇尔指标之间均无法建立较好的关联性;蠕变柔度与弯曲应变、弯曲劲度指标间也均无法建立较好的关联性。

基于AMPT的沥青混合料的黏弹性动态响应特性

为了研究沥青混合料的黏弹性动态响应特性,选择3种级配的沥青混合料进行不同试验条件的沥青混合料性能试验（AMPT）,分析了沥青混合料动态响应参数动态模量和相位角随温度及加载频率的变化规律,并拟合得到不同加载频率下动态模量随温度的衰减模型,讨论了动态模量衰减率与加载频率的关系。结果表明,沥青混合料的动态模量随着温度的升高呈指数关系衰减,加载频率越高,衰减速率越大,其中改性沥青混合料AC-13的动态模量随温度衰减速率最小;在较高的温度下（如55℃）,不同加载频率的动态模量差异很小。不同加载频率的相位角出现峰值的温度不同,加载频率越低,出现峰值的温度也越低;在0.01-2.0 Hz范围内,3种沥青混合料的相位角均出现峰值的位置均不超过25℃,而25 Hz对应的相位角峰值均出现在45℃处。根据试验结果推断在较宽的温度和频率范围内,相位角随频率的增大先增大后减小。

基于overlay tester评价大粒径透水沥青混合料抗反射开裂性能

针对大粒径透水沥青混合料,采用overlay tester试验,根据荷载周期数、最大荷载损失率、总断裂能、第1周期最大荷载、第1周期最大荷载处位移及第1周期断裂能等指标综合评估其抗反射开裂能力。结果表明,用overlay tester试验测得的荷载周期数、最大荷载损失率可综合反映沥青混合料抗裂性,结果变异性较小;而总断裂能及第1周期指标不能全面准确反映沥青混合料抗裂性;低温及温差较大时橡胶粉改性沥青大粒径混合料抗裂性更佳;overlay tester试验周期—最大荷载曲线符合幂函数变化规律。

基于响应面法的不同配比沥青混凝土性能平衡优化设计

采用4种不同标号沥青及3种油石比制备12组沥青混合料,通过车辙试验、Overlay Tester(OT)试验以及动态模量试验评价其高温性能、低温性能和力学性能。采用响应面法对不同沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、疲劳性能和力学性能进行平衡性分析。结果表明,采用高油石比和低标号沥青可显著提高混合料的高温性能及力学性能且具有一定的抗裂性能,根据性能叠加图推荐了满足高模量沥青混凝土高温性能、抗裂性能与力学性能标准的沥青标号与油石比范围,其结果对于合理进行不同标号沥青混凝土配合比设计具有较大的参考价值。

沥青混合料动态响应的试验条件影响及其主曲线研究

动态模量是沥青混合料黏弹性动态响应的重要表征参数之一.选择3种级配的沥青混合料进行不同试验条件的沥青混合料性能试验,分析了沥青混合料动态模量随加载频率及试验温度的变化规律,得到了不同加载频率下动态模量随试验温度的衰减模型;分析了加载频率对动态模量衰减率的影响,并讨论了动态模量移位因子,绘制了沥青混合料动态模量主曲线.结果表明,随着加载频率的升高,沥青混合料的动态模量逐渐增大,但温度越高,增加幅度越小;动态模量随着温度的升高呈指数关系衰减,加载频率越高,衰减速率越大,其中改性沥青混合料AC-13的动态模量随温度衰减速率最小;在较高的温度下(如55℃),不同加载频率的动态模量差异很小.动态模量主曲线和移位因子可以较好的描述加载频率和试验温度对沥青混合料黏弹性响应的影响.

粗集料的抗滑耐磨性能评价新方法

为了改进现行规范集料磨光值评价方法,开发出非曲面、不易断裂掉粒、样本量充足的集料板试件及其制备工艺与结构组合;根据自研仪器——自动化测试路面材料动态摩擦系数的"集料/沥青混合料摩擦特性测试仪",提出集料板抗滑耐磨性能测试方法与评价指标;研究了不同岩性集料及互掺集料的抗滑性能衰变规律,分别从主要矿物成分、产出条件与结构构造上分析了不同岩性集料板抗滑性能的差异性;互掺集料的抗滑耐磨性能相比弱者达到强弱结合偏强的效果,不同岩性集料互掺技术有待成为抗滑表层选材技术的新方向;自主创新集料板抗滑耐磨性能自动化评价体系更能综合体现集料本身的抗滑耐磨性能,可用于沥青路面抗滑表层室内快速选材的新型检测方法。

基于灰关联熵分析法的沥青混合料抗裂性能影响因素分析

对于刚柔复合式路面结构而言,沥青混合料上面层极易产生反射裂缝,为了研究沥青混合料本身具有的抗反射裂缝的能力,采用OT试验方法,基于灰关联分析法分析五种不同的沥青混合料类型、不同体积指标(空隙率)以及试验温度对沥青混合料抗裂性能的影响。研究结果表明:灰关联熵分析法要比灰关联法更加科学;密级配沥青混合料比粗级配沥青混合料表现出较好的抗裂性能;采用OT方法评价沥青混合料抗裂性能时,断裂参数荷载峰值的大小与破坏荷载循环周期没有明显的关系,荷载循环周期并不依赖荷载峰值,因此荷载峰值的大小不能作为沥青混合料抗裂性能大小的指标;在集料种类、粒径大小、沥青种类确定的情况下,沥青混合料的抗裂性能影响因素的抗裂效果:混合料类型>沥青用量>空隙率。

沥青路面反算模量与沥青混合料动态模量的关系

为获取沥青路面结构层沥青材料模量参数,合理评价沥青路面结构性能,开展沥青路面反算模量与同温度下室内沥青混合料动态模量的关系研究。采用落锤式弯沉仪(FWD)对4个不同结构的沥青路面试验路进行测试,并通过路面结构埋设的温度传感器同步采集温度,对试验结果进行沥青层模量反算;采用沥青混合料性能试验机(AMPT)对试验路沥青材料进行动态模量试验,根据时温等效原理获取FWD测试的同温度下的沥青混合料模量值,结合沥青路面结构层厚度计算沥青混合料动态模量的当量模量;对沥青层同一温度下的FWD反算模量与动态模量的当量模量进行分析比较,建立回归模型。结果表明,不同路面结构的FWD反算模量与室内动态模量的关系基本一致,其变化趋势不依赖于沥青层厚度的变化;沥青路面FWD的反算模量和室内AMPT的模量呈非线性关系,当模量较小时,FWD反算模量要低于室内模量,随着模量的增加,在10000MPa附近时,二者的模量值是接近的,模量值再继续增大时,FWD反算模量的增加较快,明显大于室内动态模量,室内动态模量的增长趋于平缓。

泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能研究

基于Overlay Tester试验研究RAP掺量及RAP料源性质、水泥掺量、矿料级配、基质沥青标号四因素对泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的影响规律,探讨泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的评价标准。结果表明:Overlay Tester试验的第一个加载周期内的最大拉力、最大荷载损失率、最大荷载加载次数、总断裂能可作为泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的评价指标。推荐面层用泡沫沥青冷再生混合料Overlay Tester试验第一个加载周期内的最大拉力不小于1075 N、总断裂能不小于900 N·m,用于基层或底基层时,泡沫沥青冷再生混合料第一个加载周期内的最大拉力不小于700 N、总断裂能不小于900 N·m。

沥青混合料抗车辙性能评价方法的对比分析

从沥青路面分析仪与法国车辙试验机两方面,介绍了用于评价沥青混合料抗车辙性能的两种试验方法,并分析了两者的优缺点与适用性,建议在进行沥青混合料抗车辙性能评价时,优先选用APA并辅以法国车辙试验结果数据进行参考。