马歇尔击实法和轮碾法对沥青混合料体积参数的影响分析

沥青混合料在不同成型工艺影响下,其体积参数是不同的.本文分别采用马歇尔击实法和轮碾法成型沥青混合料试件,对空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等体积参数进行对比分析.结果表明:沥青混合料马歇尔击实试件的空隙率小于碾压12个往返试件的空隙率,轮碾法达不到马歇尔击实法要求的压实度.建议在做马歇尔实验进行路用性能检测时,应适当增加混合料碾压次数,才能保证沥青混合料所要求的压实度.     

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.     

开级配沥青磨耗层降低路面噪声优化

为了评估开级配沥青磨耗层(OGFC)在降低路面噪声方面的性能,采用击实法制备了20种集料级配组成的OGFC混合料(OGFC-16、OGFC-13、OGFC-10和OGFC-5)马歇尔试件,利用驻波管按1/3倍频测得了不同试件的吸声频谱,并与密级配沥青混合料(AC-13)进行了对比.结果 表明:OGFC混合料的吸声频谱近似呈现出先升后降的变化规律,AC-13混合料的吸声频谱没有明显起伏变化,OGFC混合料的吸声系数要远大于AC-13;随着空隙率的增加,OGFC混合料的平均和峰值吸声系数逐渐增大,峰值频率向高频方向移动,并得到了吸声系数和降噪值随空隙率变化的数学表达式;对于空隙率相近的OGFC混合料,平均吸声系数几乎不受级配组成的影响,峰值频率随着公称最大粒径的增加向高频方向移动;随着试件厚度的减小,同一OGFC混合料试件的峰值吸声系数略有增加,峰值吸声频率向高频方向移动,但平均吸声系数明显衰减.因此,在满足路用性能和排水性能的前提下,降噪效果可作为优化OGFC混合料的依据,其空隙率宜为20％ ～23％.     

超大粒径沥青混合料的成型方法

针对超大粒径沥青混合料（SLSM）的特征,利用旋转压实（SGC）法、大马歇尔击实法和振动击实法3种不同的成型方法制备试件并计算相关参数。研究结果表明：3种成型方法中,旋转压实法成型试件时所需的油石比最小;成型时间形成的空隙率特征为,振动击实法的空隙率大于大马歇尔击实法的空隙率和旋转压实法的空隙率;对于超大粒径沥青混合料,振动成型法容易造成集料离析、空隙率偏大,不能形成骨架密实结构。3种不同的成型方法击实功的对比分析表明：在控制相同空隙率的条件下,选择旋转压实法进行超大粒径沥青混合料的成型,可以减少击实次数,降低能耗。     

空隙率对SMA水稳定性的影响

为了深入研究空隙率对沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)混合料水稳定性的影响,通过改变击实次数,成型不同空隙率的马歇尔试件,利用饱水试验和水稳定性试验,分析了饱水率与空隙率之间的关系和空隙率对SMA混合料水稳定性的影响.结果表明,随着空隙率的增大,SMA混合料的的水稳定性逐渐降低,并且前期下降趋势较为缓慢,后期较为迅速.另外...     

不同马歇尔击实方法乳化沥青冷再生混合料细微观结构性能研究

采用工业CT无损检测技术(X-ray CT)和数字图像处理技术研究“30+45”、“40+35”、“50+25”、“60+15”、“75+0”五种马歇尔击实方法下乳化沥青冷再生混合料试件的内部的粗颗粒的颗粒主轴取向角和空隙特征分布特征,并通过统计分析提出数学模型对其进行表征。结果表明：马歇尔击实方式下乳化沥青冷再生混合料粗集料取向角基本符合洛伦兹分布,第二遍击实次数越多,粗集料取向角减小幅度越大,增大二次击实功虽然可改善乳化沥青冷再生混合料的颗粒分布结构,但远没有增大第一次击实功效果明显;“50+25”、“60+15法”空级配中大孔百分比明显减小,而小孔百分比显著增大,随着第二遍击实次数的减小,乳化沥青冷再生混合料平均孔径呈先减小后增大的变化趋势,马歇尔试件平均孔径与劈裂强度之间具有良好的线性拟合关系。二次击实可减小乳化沥青冷再生混合料内部的大孔,改善粗集料的骨架承载结构,综合考虑击实方法对乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、粗颗粒存在形态以及细微观空隙分布特征的影响,推荐采用“50+25法”成型马歇尔试件。     

不同马歇尔击实方法乳化沥青冷再生混合料的细微观结构性能

采用工业CT无损检测技术(X-ray CT)和数字图像处理技术研究"30+45"、"40+35"、"50+25"、"60+15"、"75+0"五种马歇尔击实方法下乳化沥青冷再生混合料试件的内部的粗颗粒的颗粒主轴取向角和空隙特征分布特征;并通过统计分析提出数学模型对其进行表征。结果表明:马歇尔击实方式下乳化沥青冷再生混合料粗集料取向角基本符合洛伦兹分布,第二遍击实次数越多,粗集料取向角减小幅度越大,增大二次击实功虽然可改善乳化沥青冷再生混合料的颗粒分布结构;但远没有增大第一次击实功效果明显。"50+25"、"60+15法"空级配中大孔百分比明显减小,而小孔百分比显著增大,随着第二遍击实次数的减小,乳化沥青冷再生混合料平均孔径呈先减小后增大的变化趋势,马歇尔试件平均孔径与劈裂强度之间具有良好的线性拟合关系。二次击实可减小乳化沥青冷再生混合料内部的大孔,改善粗集料的骨架承载结构,综合考虑击实方法对乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、粗颗粒存在形态以及细微观空隙分布特征的影响,推荐采用"50+25法"成型马歇尔试件。     

大型马歇尔试验击实次数

大粒径碎石沥青混合料能减少甚至消除车辙。通过对大型马歇尔不同击实次数击实成型试验各参数的对比分析,从理论和试验上确定了大型马歇尔击实成型试验的击实次数为112次。经过标准马歇尔击实试验和大型马歇尔击实试验的对比研究,验证了大型马歇尔击实112次成型试件的稳定度和流值分别为标准马歇尔击实75次成型试件的2 25倍和1 50倍,从而确定大型马歇尔试验的技术指标。     

连续摊铺的下层沥青混合料最佳预压实度的确定

为了研究连续摊铺是否存在下层最佳预压实度,预先设计按照6种不同的击实次数换算成0、7%、20%、33%、67%、100%的下层压实度。制作由两种不同级配组合的双层马歇尔试件,先检测其密度和孔隙率大小,再采用两种层间抗剪试验,分别检测其在常温、低温和冻融条件下的层间抗剪切性能。结果表明,双层连续摊铺沥青混合料的下层最佳压实度为33%,此时的沥青混合料层间抗剪切强度最大,且混合料密度最大。     

排水性沥青路面混合料的渗透性能试验测试技术

为评定排水性沥青路面混合料的透水能力,设计了不脱模大马歇尔试件竖向渗透系数和水槽横向渗透系数测定方法,并制作了测试装置,对不同成型方法、不同空隙率的PAC-13与PAC-16试件进行了控制水头差的渗透系数测定.测试结果表明:排水性沥青混合料的渗透系数与空隙率有着良好的相关性,击实成型试件的渗透系数略大于静压成型试件,PAC-16的渗透性能优于相同空隙率的PAC-13且变化规律一致,试验测定的竖向渗透系数与横向渗透系数在工程常用的空隙率情况下相对误差不超过20%,有较好的一致性.工程设计应用中,采用与路面材料状况较一致的击实成型的不脱模大马歇尔试件测定竖向渗透系数能较好地反映排水性沥青混合料的渗透性能.     

小粒径排水型抗滑超薄磨耗层施工技术研究

小粒径超薄沥青罩面作为一种新型路面结构,具有厚度薄(1.5~2.5 cm)、空隙率大(18%~25%)的结构特点,其碾压温度与碾压功大小与以往沥青路面存在差异,但在现有规范中并未给出推荐的施工方法。因此首先通过室内击实试验分析击实温度和击实次数对马歇尔试件飞散性能的影响,之后基于能量等效原理建立室内击实功与现场压实功的对应关系,以此为指导确定现场碾压遍数与组合方式,最后摊铺试验段对上述建立的关系模型进行验证,为罩面层的科学施工提供理论指导。     

乳化沥青冷再生混合料配合比设计及性能分析

为了提出乳化沥青冷再生混合料的配合比,以九景(九江—景德镇)高速公路改建项目为例,通过室内试验,研究了水泥含量、乳化沥青含量对混合料劈裂强度、马歇尔稳定度的影响,确定了最佳配合比,并分析了乳化沥青冷再生混合料的力学和路用性能。结果表明:乳化沥青冷再生混合料的抗压回弹模量均大于1 000 MPa,增加压实功可提高其水稳定性,击实75次时的劈裂强度比可达到78.5%,动稳定度可达到2400次/mm,低温应变大于2 000με。此外,为乳化沥青冷再生混合料提出了室内试验指标的参考标准。     

空隙特征对OGFC沥青混合料路用性能的影响

为了进一步探究空隙特征对OGFC沥青混合料路用性能的影响,研究采用MATLAB数字图像处理技术,获取了功能性沥青混合料（OGFC-13,OGFC-16）试件断面的细观图像,同时本研究对OGFC沥青混合料进行了力学性能试验与排水性能试验。研究结果表明：OGFC-13的总空隙数量以及空隙面积在10mm2以上的空隙数量均多于OGFC-16,而后者的连通空隙多于前者;OGFC-16的排水性能好于OGFC-13,但易遭受水损害;OGFC-13的低温性能和水稳定好于OGFC-16,而高温性能则相反;通过空隙形态图像可以更加明显看出,OGFC-13中的空隙被细集料堵塞,而OGFC-16的空隙堵塞程度明显较低,这就使得OGFC-16具有更好的排水性能和较差的低温性能和水稳定性。     

沥青混合料压实特性及沥青路面碾压遍数确定

在研究沥青混合料压实特性的基础上,从能量等效角度确定沥青路面达到密实所需要的碾压遍数.首先对典型沥青混合料进行室内击实试验,得出不同类型沥青混合料达到要求密实度所需要的能量;然后依据理论计算与现场实测,得到了施工过程中摊铺机振捣提供给路面的能量及振动压路机和轮胎压路机一次碾压提供给沥青路面的可吸收能量.室内击实试验表明...     

玄武岩纤维在沥青混合料中的作用机理

玄武岩纤维具有较高的强度和弹性模量,与沥青和集料有较好的亲和力,在混合料中分散性好。为分析其在沥青混合料中的作用机理,对玄武岩纤维沥青胶结料进行动态剪切流变（DSR）试验和表观粘度试验,并利用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果,采用动态蠕变试验及车辙试验研究纤维对混合料高温抗剪切性能的提高作用。试验结果表明：在SBS原沥青中加入玄武岩纤维后,纤维胶浆的抗车辙因子值得到显著提高,其表观粘度曲线随着玄武岩纤维掺量的增加呈上升趋势;玄武岩纤维沥青混合料的稳定度和浸水马歇尔稳定度值明显增大,且随着纤维掺量的增加而递增;玄武岩纤维的加入显著提高了动态蠕变试验沥青混合料的流变次数,其对混合料动稳定度有明显的增强作用。     

沥青罩面层路用性能试验研究

为了研究沥青路面的高温、水稳定性等路用性能,进行了一系列试验.温度60℃和68℃条件下,车辙试验发现,在任何情况下级配1的高温稳定性都是最好的;进行了浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,采用冻融劈裂强度比进行级配优选,经比较级配1水稳定性最优;低温弯曲试验表明级配1的低温抗裂性较好.总之,级配1作为推荐级配,设计时采用马歇尔击实100次成型.     

冻融循环作用下泡沫和乳化沥青冷再生混合料损伤特性与细观机理

为了揭示冻融循环作用下泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料的疲劳损伤规律,设计了冻融循环试验方案,基于劈裂强试验、无侧限抗压强度试验、贯入剪切试验研究冻融循环作用对泡沫/乳化沥青冷再生混合料力学性能的劣化影响,以工业CT无损检测技术为研究平台,研究冻融循环作用对泡沫/乳化沥青冷再生混合料微细观空隙级配、空隙直径的影响规律。结果表明,冻融循环作用显著降低了泡沫/乳化沥青冷再生混合料的力学性能,总体上,泡沫沥青与乳化沥青冷再生混合料表现出了基本相同的力学性能,乳化沥青比泡沫沥青冷再生混合料有更好的抗损害性能。随着冻融循环次数增加,泡沫/乳化沥青冷再生混合料的平均空隙直径和最大空隙直径增大,大空隙数目增加,小空隙比例和空隙数目减小,随着平均空隙直径增大,泡沫/乳化沥青冷再生混合料劈裂强度、贯入剪切强度均呈指数函数关系减小。冻融循环作用下,泡沫/乳化沥青冷再生混合料内部微空隙数目减少、平均空隙直径增大是其力学性能衰减的主要原因之一。