分析HVA高黏剂的用量对PAC-13结构性能的影响

由于排水沥青路面PAC-13雨天行车的安全性、舒适性,我国高速公路在建设中也得到了越来越多地推广应用,为了研究高黏剂HVA的用量对PAC-13排水沥青混合料结构性能的影响规律,结合经验法和试验法拟定了4组目标掺量,对应成型了HVA高黏剂掺量6%、10%、14%、18%空隙率为21.7%的PAC-13沥青混合料试件,开展了原材料和PAC-13结构性能对比分析试验。试验结果显示:HVA掺量在范围约在10%,沥青的三大指标、动力黏度和混合料的析漏、飞散损失、TSR指标均符合要求,且经济合理。

透水沥青混凝土PAC-13在高速公路中的应用研究

为提高广州新白云国际机场第二高速的使用性能,采用一种开级配骨架空隙型结构沥青混合料,即透水沥青混凝土PAC-13。文章对透水沥青混凝土PAC-13进行了材料比选、配比设计优化、路用性能验证、实体工程铺装和检测,对其作为上层铺装的应用效果进行了研究。选用高粘性改性沥青并进行级配优化设计,确定透水沥青混凝土PAC-13的最佳配比,确定沥青最佳用量为4.5%。设计的透水沥青混凝土上层PAC-13经过高温性能、水稳性能和抗滑性能等试验验证,认为其路用性能优越。广州新白云国际机场第二高速公路工程试验段结果表明,采用4cm透水沥青混凝土上面层PAC-13的路用性能满足相关规范和设计文件要求,具有推广应用价值。

剪切大变形条件下心墙沥青混凝土渗透特性研究

为研究心墙沥青混凝土在大剪切变形条件下的渗透特性,基于自主研发的三轴剪切轴向渗透试验系统,对70号、110号沥青混凝土开展了不同围压、渗透压组合的三轴剪切渗透试验,并提出了基于全局优化算法的沥青混凝土渗透系数反演最优模型。试验结果表明:剪胀效应引起裂隙的张开与扩展,使沥青混凝土的渗透系数大幅增加。低围压下,轴向应变从8%增加至30%,渗透系数变化幅度可达2个数量级;应变状态和应变增量影响沥青混凝土的渗透性,渗透系数随应变场的变化而改变。压密阶段,随轴向应变的增加,体积增量比为负值,渗透系数减小。裂隙发育阶段,体积增量比为正值,渗透系数增大;围压对沥青混凝土的渗透性有显著影响。两种标号沥青混凝土试样的防渗安全轴向应变阈值在低围压时较小,随着围压的增加呈递增趋势。当围压加载至1.0 MPa,轴向应变增加至30%后,沥青混凝土的渗透系数仍满足规范要求。

基于常水头渗透试验的PAC排水和抗堵塞能力

为研究多空隙沥青路面的排水堵塞行为特性,通过自制常水头渗透测试装置,模拟多空隙沥青混合料（PAC）的循环堵塞试验,选用具有一定级配的细集料作为堵塞剂,测试其渗透系数.研究空隙率、最大公称粒径、级配类型等变化对PAC的排水及抗堵塞能力的影响规律.结果表明：PAC空隙率越大,其排水能力越强,抗堵塞的能力也越强;PAC的最大粒径变化对其排水能力没有明显的影响,但最大公称粒径较大的PAC试件抗堵塞的效果更好;与细型级配相比,粗型级配PAC的排水及抗堵塞能力更强;多孔沥青混合料PAC-13发生堵塞的位置集中在试件最上部的40 mm内,粒径为0.15~2.36 mm的颗粒则是造成混合料空隙堵塞的关键.

PAC试件含水量与介电常数的相关性研究

透水沥青混凝土(PAC)有较高粗粒料含量所构筑的高孔隙率,因此有高透水性能与降噪等优点,但较高的孔隙率也意味着更容易受到空气与水等进入路面内部而造成PAC的老化与水侵害。PAC试件含水率可以经由介电量测来评估内部含水量,可作为未来了解路面情况的无损检测方式。结果显示,对含水的PAC试件进行介电量测,由电磁波传递与反射,推估含水率与介电常数的相关性,并建立PAC的含水率预测模型,往后可以进一步作为现场路面含水率量测上的参考。

高速公路路面施工常见问题及解决措施研究

文中通过对四川某高速公路路面施工过程中前场和后场的全方位跟踪监控及检测,总结了水泥稳定碎石底基层、级配碎石基层、水泥混凝土面板共振碎石化、沥青混凝土面层等各路面结构层以及透层、封层等功能层施工中易发生的常见问题,分析了其产生的主要原因,并提出了对应的解决措施。

彩色透水沥青混凝土路面施工技术要点分析

针对城市道路排水和美观性问题,研究分析了彩色透水沥青混凝土路面的施工技术现状。通过精细的材料配比与施工工艺,成功实现了施工技术的优化。结果显示,彩色透水沥青混凝土的渗水系数高达1125~1256 mL/min,显著优于普通沥青的55~90 mL/min。此外,在降噪方面,彩色沥青路面展现出良好的性能,最大噪声值在70.3~72.8 dB,相比普通沥青路面的76.1~85.6 dB有明显降低。

钢渣透水沥青混合料PAC-13路用性能研究

通过设置三组不同钢渣掺量的PAC-13进行试验,通过组成设计,分别确定各组材料目标配合比和最佳沥青用量,进行路用性能试验研究。研究表明:宝刚炼钢工艺生产的钢渣经堆置风化后,残余的游离氧化钙含量较低,钢渣透水沥青混合料并不存在严重的体积安定性问题。钢渣PAC-13的技术性能满足沥青路面所有的指标要求,且随着钢渣掺量增加,高温力学性能和水稳定性均有不同程度的提高,故钢渣是透水沥青混合料应用时一种良好的材料选择。

高黏改性沥青砂浆粘结强度多层次表征及其与多孔混合料破坏形式的关联研究

多孔沥青混合料的粘聚粘附破坏主要发生在沥青砂浆位置,然而现阶段针对其内部沥青砂浆的粘附粘聚力的表征尚存空白。因此,以沥青粘结强度(BBS)试验为基础,设计可用于砂浆和胶浆的粘结强度(MBBS)试验,对基质沥青、SBS改性沥青和高黏改性沥青的多层次粘结强度和相应多孔沥青混合料在不同条件下的破坏形式进行研究。试验结果分析表明,MBBS试验可较好地表征不同改性沥青砂浆的粘结粘聚强度特征;多孔沥青混合料的劈裂强度和飞散损失指标与其砂浆/胶浆的粘结粘聚强度指标之间具有很强的相关性,使用MBBS试验表征得到的粘结粘聚强度与混合料的强度以及混合料在不同水损害条件下的耐久性有着较好的关联性。高温条件下多孔混合料的主要破坏形式是胶浆与沥青的粘结破坏;而在中低温条件下,多孔沥青混合料短期和长期浸水的破坏形式分别为砂浆的粘聚破坏和沥青-集料的粘结破坏。研究成果在砂浆/胶浆尺度的视角下深入分析多孔沥青混合料粘附粘聚破坏机理,为多孔沥青路面材料耐久性评价提供新思路。

道路透水沥青混合料改性试验研究

为了有效解决城市热岛和内涝问题,配制了一种PAC-13透水沥青混合料,并利用消石灰和木质纤维对其进行改性试验。结果表明:PAC-13透水沥青混合料的最佳油石比为4.5%,在基本配合比下,空隙率可达25%,连通空隙率可达18.9%;随着消石灰掺量增大,PAC-13透水沥青混合料各项性能逐渐得到优化,消石灰对冻融劈裂强度比(水稳定性能)的改善效果最好,消石灰替代率每增加1%,冻融劈裂强度比将提升约2%;木质纤维对PAC-13透水沥青混合料也有一定的改良作用,但效果不及消石灰,木质纤维掺量不宜过高,当掺量过高时,需要根据析漏损失和飞散损失重新确定沥青混合料的最佳油石比。

水工沥青混凝土应用性能探讨

介绍了水工沥青混凝土防渗性能、力学性能以及环境适应性的影响因素,总结了提高水工沥青高温稳定性、低温抗裂性能以及耐老化性等应用性能的措施,并对水工沥青的发展方向进行了展望。

多孔沥青混合料的空隙堵塞试验研究

通过设计堵塞试验和渗水试验研究了多孔沥青混合料的抗堵塞性能,分析了空隙率、公称最大粒径、级配变化以及堵塞物的粒径大小对混合料空隙堵塞的影响规律,研究了发生堵塞后混合料渗水能力的变化趋势.结果表明:材料组成的不同导致多孔沥青混合料抗堵塞性能的差异,通过增大混合料的空隙率、公称最大粒径以及空隙率相近时采用粗型级配均能不同程度地改善混合料的抗堵塞性能.多孔沥青混合料PAC-13发生堵塞的位置集中在试件最上部的30mm内,粒径1.182.36mm的颗粒是造成混合料表面空隙堵塞的关键粒径,粒径0.150.30mm的颗粒则是造成混合料中上部空隙堵塞的关键粒径.

多孔沥青混合料的疲劳特性试验研究

采用应力控制模式对不同材料组成的多孔沥青混合料进行疲劳试验,分析了空隙率、油石比和浸水状态对混合料疲劳特性的影响,并比较了不同油石比的沥青混合料在不同浸水时间下的疲劳特性差异.结果表明:多孔沥青混合料的抗疲劳性能随空隙率的增大而减小;随着油石比的增大,多孔沥青混合料疲劳寿命的应力敏感性降低,存在着最佳油石比,在最佳油石比下混合料的抗疲劳性能最好;浸水状态对多孔沥青混合料的疲劳特性影响与油石比大小密切相关,当油石比适中或偏大时,浸水3～10d对其疲劳特性影响较小.

透水沥青混合料的热物特性与热阻功能

为研究透水沥青混合料的热物性,基于热力学理论计算比较了透水沥青混合料和密级配沥青混合料的热导率、比热容、热扩散率等指标,并对透水沥青混合料的热物性指标与空隙率、含水率的关系展开分析;通过设计室内光照试验,测得相同的传热条件下两种材料表面和底部的温度变化。理论计算结果表明同密级配沥青混合料相比,透水沥青混合料的热导率降低约20%,热扩散率降低约10%;室内温度测试结果显示,透水沥青混合料试件表面较密级配沥青混合料试件温度低2～2.5℃,底部温度低3～3.5℃,说明透水沥青混合料具有热阻功能,对气温荷载变化的抵抗能力较强,验证了理论计算结果。

大空隙沥青混凝土空隙参数与渗透特性相关性

文章研制了一种渗透系数测试仪,该仪器能够测试同一试件的横向渗透系数和竖向渗透系数,采用该仪器测试了不同级配组成和压实程度的大空隙沥青混凝土试件的渗透系数,从而研究了大空隙沥青混凝土体积参数与渗透特性之间的相关关系,研究结果表明:相比于空隙率,连通空隙率与大空隙沥青混凝土渗透特性有更好的相关性,其中连通空隙率与横向渗透系数相关性最好;减少细集料的用量将增加大空隙沥青混凝土的空隙率改善渗透性能,但改善效果逐渐减弱;压实程度对连通空隙率和横向渗透系数的影响更大,欠压会显著增加其渗透特性,超压会略微减弱其渗透特性,大空隙沥青混凝土路面开放交通的早期会因为压密而明显降低其排水功能,后期的影响减弱。

基于离散单元方法的多孔沥青混合料级配比选

应用离散单元方法结合PFC2D软件,对多孔沥青混合料的级配进行了评价,建立了细观尺度上的直观离散元数值模型,构建了粗细两种级配的PAC-13多孔沥青混合料骨架结构二维模型,进行了结构稳定性虚拟试验。仿真结果表明,相同空隙率条件下,PAC-13粗型级配的骨架结构比细型级配更稳定,结构承载力和抵抗局部变形的能力更佳。同时进行了相关室内试验的验证,与模拟结果一致,证明了本文方法的有效性。

透水沥青混凝土单轴冲击压缩特性研究

为研究透水沥青混凝土的动态力学特性,采用74 mm钢质分离式霍普金森压杆装置对不掺纤维和掺0.3%聚酯纤维的透水沥青混凝土进行了不同应变率的单轴冲击压缩试验。研究表明,透水沥青混凝土具有明显的应变率效应,试件压缩率随着应变率的增大而提高,掺聚酯纤维透水沥青混凝土的压缩率是不掺纤维的1.2倍左右;透水沥青混凝土的动态应力-应变曲线可分为弹性变形阶段、塑性变形阶段和破坏阶段。从试件的破坏形态可以看出,集料的断裂是透水沥青混凝土破坏的主要原因。在透水沥青混凝土中掺加聚酯纤维能够延缓裂缝的出现和开展,提高材料的冲击抗压强度,增幅最大为45.1%。

透水性沥青混凝土的透水性能和力学性能试验研究

通过试验研究了油石比、集料级配对透水性沥青混凝土的空隙率和透水性能、单轴压缩、弯曲和劈裂等力学性能的影响.结果表明,在油石比不变的情况下,透水性沥青混凝土的空隙率、连续空隙率和透水系数随着大粒径集料含量的增加而增大;同一颗粒级配下,透水性沥青混凝土的空隙率、连续空隙率和透水系数随着油石比的增大而减小.油石比和集料级配对抗压性能、弯拉性能、劈裂性能的影响规律都不一样.因此,应根据实际工程需要选择相应的具有高透水性、良好力学性能的集料级配和油石比.

多孔沥青混合料矿料间隙率物理模型的构建

为了解多孔沥青混合料(PAC)的主骨架结构和矿料间隙率,针对多孔沥青混合料的多空隙特点,将所有矿料划分为较大粒径集料(LSA)、主集料(DASR)、干涉集料(PDA)和间隙集料(ICA)四部分,分析主集料形成的主骨架空隙结构,确定各部分集料的粒径范围,并提出了主骨架空隙率的计算方法。基于体积法,考虑ICA的填充作用、PDA的干涉作用和LSA的取代效应,构建PAC混合料矿料间隙率的物理模型,并通过PAC-13和PAC-10击实试验验证该模型预测效果。结果表明:对于DASR形成的主骨架空隙,ICA主要起填充作用;PDA的干涉作用虽然会占据DSAR形成的部分骨架空隙,但一定程度上也会增大主骨架的空隙;粒径较大的LSA取代部分DASR后也会使得主骨架的空隙率有所增大;对于DASR形成的主骨架空隙率,LSA、PDA和ICA对矿料间隙率的影响具有不同的方向性;在PAC级配设计初始阶段,无需制作混合料试件,仅依据级配曲线确定四组分集料的分界粒径即可预估相应的矿料间隙率,方便确定最佳级配,在很大程度上减少了PAC混合料配合比设计的试验量。综上,所建模型具有合理性和有效性,有较好预测效果。

沥青混凝土桥面铺装组合结构抗渗性能试验

利用SL-4型渗透仪,以达西定理为依据,采用变水头试验方法,分析研究不同防水涂膜的渗透性能,并探讨了外界环境对沥青混凝土桥面铺装组合结构抗渗性能的影响。研究结果表明:混凝土中掺入一定数量的纤维能够提高混凝土的抗渗性能;SBS改性沥青防水涂膜的抗渗性能最好;在多盐地区如果采用纤维混凝土调平层和SBS改性沥青防水涂膜,就能起到很好的防水效果;盐蚀和冻融环境均会降低沥青混凝土桥面铺装结构的抗渗性能,而冻融环境对桥面铺装组合结构的抗渗透性能影响较大。