基于数字图像处理与概率统计方法的VCA_(mix)研究

粗集料骨架间隙率VCAmix是沥青混合料试件的重要体积参数之一.应用数字图像处理技术,采用红色石料作为粗集料,普通石料作为细集料,利用颜色的对比精确区分粗、细集料;进一步对试件做薄片切割,采用概率统计理论,推导了由多幅二维截面图像上的粗集料面积比计算三维空间中粗集料体积比的方法;并对如何确定薄片数量,及其与保证率之间的关系做出了说明和验证.结果显示,40片薄片能够满足工程精度要求.

钢渣粗集料骨架间隙率变化规律及应用

为指导钢渣沥青玛蹄脂碎石混合料(stone mastic asphalt,SMA)级配设计,采用混料试验设计方法与粗集料振实试验,研究了不同组合方案的钢渣粗集料、玄武岩粗集料及玄武岩与钢渣混合粗集料骨架间隙率(voids in coarse aggregate,VCA)变化规律,建立了3类粗集料VCA与各档粗集料比例之间的回归模型。结果表明:钢渣粗集料VCA与各档粗集料比例之间呈多元非线性关系,玄武岩粗集料及钢渣与玄武岩混合粗集料的VCA亦为类似规律;相同级配下钢渣粗集料VCA的数值不同于玄武岩粗集料及钢渣与玄武岩混合粗集料。利用建立的回归模型可预测不同级配曲线的VCA大小次序进而预知矿料间隙率(voids in mineral aggregate,VMA)大小顺序,为SMA配合比优化设计中级配的确定提供依据。

SMA-5钢渣沥青混合料的组成设计与性能评价

为更好地促进小粒径钢渣在薄层沥青混合料中的应用,采用V-S(volumetric mix)法设计SMA-5沥青混合料的集料掺配比例;等体积替换掺加1.18~2.36 mm、2.36~4.75 mm两种粒径钢渣于SMA-5沥青混合料中,分析其对沥青混合料试件的粗集料间隙率VCAmix、最佳沥青用量的影响;借助车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验与浸水马歇尔试验对钢渣沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性进行评价。结果表明:掺入钢渣降低了集料间的骨架结构效应,提高了混合料沥青用量;复掺钢渣降低了沥青混合料的高温稳定性,但随着钢渣掺量增加,各掺配方案下沥青混合料的低温性能均降低,水稳定性、高温稳定性均提升;推荐SMA-5钢渣沥青混合料中2.36~4.75 mm粒径钢渣掺量75%为最优配比。

沥青混合料中骨架结构特征的评价

在沥青混合料级配设计理论中 ,可采用主骨料间隙率来评价骨架排列紧密程度 .在研究集料填充过程中发现 ,次级集料的填充是填充和干涉并存的 ,次级集料逐步填充是偶然干涉和必然干涉交替出现的 ;同时室内试验证明良好的骨架具有良好的继承性 。

骨架密实型沥青混合料设计

提出一种新的基于计算的设计方法,按照新规范关键筛孔的定义,将粗集料分3档进行二级填充的干捣实试验,确定最佳骨架。油石比确定参照林绣贤教授的油石比计算法。假定细料、矿粉、沥青形成的胶浆完全填充入骨架间隙中,确定设计空隙率,选择适宜的粉胶比,结合具体矿料的筛分结果,直接计算得最佳骨架密实型沥青混合料的级配。试验结果表明,该设计方法简单易行,所得级配经济合理、且各项性能符合技术要求。

粗集料间隙率试验研究

为了研究四级粗集料 ( 1 9.0 0～ 4.75mm)用量对粗集料间隙率 ( VCA)的影响 ,采用配方均匀设计方法安排了多水平的试验方案 ,并利用加配重的振实试验方法测试了 VCA,对试验数据进行了回归分析。结果表明 ,对 VCA起决定作用的是集料本身的性质 (如表面纹理 ,颗粒形状等 ) ;粗集料中的最细粒径组 ( 9.50～ 4.75mm)所占比例对

考虑粗集料和空隙的沥青混合料粘弹性细观力学分析

为了分析粗集料和空隙对沥青混合料粘弹性能的影响,在Laplace空间域内,利用细观力学的Mori-Tanaka等效夹杂理论解决了沥青混合料的混合夹杂问题.然后基于宏观平均场理论,根据沥青砂浆基体的粘弹性能推导了沥青混合料的粘弹性能.最后以单轴和简单剪切应力下的预测为例,分析了粗集料和空隙对沥青混合料性能的影响.结果发现:沥青混合料粘弹本构方程可以表示为粗集料和空隙的综合影响系数与沥青砂浆粘弹本构方程的乘积形式;空隙和粗集料对沥青混合料的粘弹性分别起到衰减和增强作用,但空隙的衰减作用弱于粗集料的增强作用;粗集料和空隙对沥青砂浆的综合影响体现为对刚度的增强作用,且剪切应力下增强作用近似为单轴应力下的2倍;沥青砂浆基体泊松比对综合影响系数的影响甚微,在以后的研究中可以取定值.

沥青混合料设计的主骨料空隙体积填充法研究及应用

提出了根据主骨料空隙体积设计沥青混合料级配的新方法———主骨料空隙体积填充法。这一设计方法简便实用 ,能保证沥青混合料的嵌挤骨架结构 ,可用于设计任意空隙率的沥青混合料 ,且设计误差小 ,无需反复试配 ,具有较大的理论研究和实用价值。

高温重复荷载作用下复合纤维沥青混合料细微观结构分析

为研究高温重复荷载作用对复合纤维沥青混合料细微观结构的影响,基于加速加载试验,对掺加三种复合纤维和不掺加纤维的沥青混合料车辙变化规律进行研究。采用CT扫描试验,对加速加载前后各组沥青混合料的平均空隙体积和粗集料水平倾角的变化规律进行研究。结果表明:相比于不掺加纤维的沥青混合料,掺加复合纤维后,沥青混合料的抗车辙能力显著提升,其中掺加复合纤维Ⅲ的沥青混合料车辙深度减少了61%;掺加三种复合纤维后,沥青混合料平均空隙体积有所降低,粗集料水平倾角有所增加,在高温重复荷载作用下,复合纤维能够显著减缓沥青混合料平均空隙体积的增加幅度,增幅在13%以内,同时减缓粗集料水平倾角的降低幅度,降低值在6.6°以内;沥青混合料车辙深度与加速加载前平均空隙体积、粗集料倾角变化均存在较好的线性相关性。

半柔性路面材料性能研究

以矿料主骨料空隙体积填充法、谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验设计出三种不同基体空隙率下的半柔性路面材料,通过马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂、小梁弯曲、疲劳等室内试验评价其综合路用性能。结果表明,半柔性路面材料具有优良的高温稳定性、水稳定性、较强的抗疲劳能力,其低温抗裂能力则稍显不足。

沥青混合料抗剪强度影响因素评价指标研究

较高的抗剪强度可以保证沥青混合料在高温下具有良好的抵抗永久变形的能力。主要采用单轴贯入试验,就如何选择高性能沥青混合料的材料设计参数指标进行了研究。研究结果表明,除了沥青的性能外,粗集料、特别是细集料的性能对沥青混合料抗剪性能也有极大的影响。在进行沥青混合料设计时,采用高棱角性指标的粗、细集料以及高粘度的沥青来提高沥青混合料的整体抗剪强度。并且在施工时控制混合料的压实度以确保沥青路面的长期性能。

乳化沥青冷再生沥青混合料的研究

采用CAVF法进行冷再生混合料级配设计,采用普通乳化沥青、SBR改性乳化沥青和自行研制的乳化SBS改性沥青对广深高速公路旧路面回收料(RAP)进行了冷再生室内对比试验研究,试验结果表明乳化SBS改性沥青冷再生混合料性能优于其它两种类型乳化沥青冷再生混合料.同时,在旧料评价过程中,提出了细度模数比这一新的量化评价指标以评价旧料的结团状况.研究表明,细度模数比与旧料和再生混合料性能指标密切相关,对于旧料质量控制和再生混合料配合比设计具有较大的工程意义.

级配组成与沥青混合料体积参数的关系

通过试验与统计分析,探讨了粗、细集料用量之比对其级配组成和体积参数的影响,进而探讨了粗、细级配混合料体积参数及设计沥青用量的差异及其主要影响因素.研究结果表明:在连续级配组成的沥青混合料中,粗、细集料用量之比虽然对各自的级配组成有影响,但主要影响的是细集料的体积结构组成;在设计空隙率相同的条件下,粗级配混合料较之细级配混合料有着较高的矿料间隙率和设计沥青用量;在粗集料用量未超过70%(质量分数)时,沥青混合料通常呈悬浮密实结构.

土石混合料压实质量控制方法

从现行压实质量控制指标存在的问题出发,针对土石混合料颗粒组成和含水状态极不均匀的特点,为便于实际应用,引入密度干涉系数和最佳含水量系数对最大干容重的理论计算法进行了改进,探讨了用空隙率控制法和不同粗集料含量下改进的工地压实度控制方法,作为土石混合料压实质量控制标准的可行性。工程实例表明,两种方法能在一定程度上取得较好的控制效果,其中空隙率控制法不必进行室内大型击实试验,但仍需求出现场干密度。

超薄罩面层SMA-5沥青混合料的设计

介绍了采用体积填充法进行碎石混合料SMA-5的配合比设计的全过程,提出了主骨料空隙体积填充法设计SMA沥青混合料的修正公式,并对SMA-5沥青混合料的各项性能进行了试验研究.结果表明,SMA-5沥青混合料具有良好的路用性能和表面功能,可作为沥青路面预防性养护的超薄罩面层.SMA-5沥青混合料层较薄,可以加快施工进度,节省工程造价.

沥青玛蹄脂碎石混合料级配试验研究

为了研究沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA)的级配组成 ,笔者采用配方均匀设计方法对粗集料间隙率VCA的影响因素进行了试验研究 ,对VCA试验数据进行了回归分析 ,得到了粗集料的合理配比组成 ;利用沥青裹覆集料试验确定了最小沥青用量 ,用体积法和填充理论对细集料和矿粉的组成进行了分析 ,并对设计的混合料的路用性能给予了试验验证 .结果表明 :文中设计的SMA级配混合料具有优良的路用技术性能 .

SMA骨架标准研究

传统观点认为 ,粗集料的干插捣间隙率VDRC大于压实混合料中粗集料间隙率VMix是SMA骨架结构形成的标准 ,但是VDRC与VMix在压实方法、测量精度、换算密度指标等方面存在系统误差 ,导致VDRC在多数情况下都大于VMix,失去了优选级配的作用。试验及结果分析表明 ,用体积法测量的毛体积密度换算的VMix较合理 ,用VMix随细集料增加的突变点判定骨架形成是可行的。

SMA混合料体积结构影响因素的试验研究

SMA混合料组成设计的关键技术是保证其骨架密实结构及合理的体积结构,既涉及到组成材料和施工工艺,也与评判标准相关。通过室内试验和现场检测,结合SMA混合料组成设计,分析矿质混合料级配组成、细集料品种和试件击实次数对SMA混合料的骨架密实结构和体积结构的影响,为SAM混合料的应用技术提供建设性意见。

基于人工神经网络的沥青混合料体积性质预测

在变级配多组试验数据的基础上 ,建立了人工神经网络预测模型。以各筛孔通过率作为输入 ,矿料间隙率和粗骨架间隙率作为输出 ,得到的神经网络预测模型 ,对于某种具体的材料 。

聚丙烯纤维对再生粗集料透水性混凝土的影响

透水混凝土是具有拱架结构的多孔混凝土。本试验采用高质化处理过的再生粗集料质量替换普通粗集料30%,掺聚丙烯纤维（0.0%、0.5%、0.1%、1.5%,质量分数）,进行了聚丙烯纤维对多孔混凝土强度、有效孔隙率、透水系数的影响分析,并讨论了多孔混凝土的干温缩特性,为再生粗集料多孔混凝土的设计与应用提供了依据。试验结果表明,聚丙烯纤维对再生粗集料多孔混凝土的增强效果显著;纤维掺量在0.0%~1.5%之间时,对多孔混凝土的有效孔隙率影响有限;粗集料粒径90%在10~20 mm之间时,透水系数基本随纤维掺量的增加而降低,但透水系数变化量不大,掺1.5%聚丙烯纤维的透水系数达到2.4 cm/s;多孔混凝土有较小的干温缩特性。