AC-25级配离析的分形评价标准及预测方法

为探究沥青混合料设计过程中的级配离析控制问题,选取沥青混合料AC-25中具有代表性的7种级配类型,对不同级配类型的沥青混合料在摊铺后碾压前,选取3个典型点位进行取样,分析其级配变化状况,计算其级配离析变异指标,并对成型路面的构造深度进行了测试;从沥青混合料集料级配的自相似性出发,利用分形理论计算了7种级配的分形维值;采用SPSS统计软件对不同级配分维值、级配离析指标与路面构造深度之间的关系进行了回归分析。研究结果表明:密级配沥青混合料AC-25的级配分维值与级配离析指标间存在较强的线性关系,采用级配分维值建立的级配离析指标线性回归模型可用作对设计级配的评价;级配离析指标与路面构造深度比之间存在显著的指数相关关系,验证了级配离析指标在反映已建路面质量均匀性上的合理性。同时借鉴NCHRP 441相关标准,提出了基于级配设计阶段的AC-25离析评价标准和预测方法,为沥青混合料设计阶段有效控制路面离析提供了参考。     

最大理论密度线邻近级配沥青混合料的VMA变化分析

为研究沥青混合料的级配曲线改变后矿料间隙率(VMA)的变化规律,以Superpave最大理论密度线级配为基准级配,在此基础上设计了三种级配曲线变化方式,并应用Hudson法分析了各变化级配矿料间隙率的变化规律.三种级配曲线变化形式分别为平行变化级配、绕起点旋转级配和绕最大理论密度线上4.75 mm粒径通过率点旋转级配.分析发现最大理论密度线级配曲线按不同方式改变后,其矿料间隙率的变化有不同的特点.     

基于矿料间隙率的SMA混合料设计新法

根据沥青马蹄脂碎石混合料(SMA)中集料、沥青、空隙率与矿料间隙率(VMA)之间的体积关系,推导了VMA与沥青用量之间的关系;论证了VMA对SMA混合料级配的影响;讨论了VMA与级配之间的关系.由此得出了基于VMA的SMA混合料设计新方法:首先根据技术要求确定VMA的大小,从而得出最佳沥青用量,并可缩小SMA的级配范围,最后在此范围内,采用确定的最佳沥青用量试配3个级配,空隙率最接近目标空隙率的级配即为最佳级配.通过具体混合料设计实例,证明SMA混合料设计新法比常规方法简便、快速、准确、可靠.     

沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响

沥青混合料的结构和参数决定了沥青路面的路用性能。将沥青类型、级配、级配的4．75mm、2．36mm的通过率以及粉油比等作为沥青混合料的基本参数，从混合料的宏观特点出发，用试验的方法揭示各项基本参数对混合料高低温性能的影响及变化规律。结果表明：沥青的变化和结构的调整对其温度稳定性影响相当大；随着4．75mm通过率和2．36mm通过率的增大，沥青混合料的高低温性能趋差；粉油比应在不同类型中加以综合考虑。     

橡胶沥青混合料沥青用量影响因素研究

选择SMA-10热拌橡胶沥青混合料,通过马歇尔击实实验,研究了混合料最佳油石比随级配变化、胶粉类型、胶粉掺量的变化规律。结果表明:混合料的最佳沥青用量与级配关键筛孔通过率有较高的相关性,由于橡胶沥青中的胶粉颗粒有着填料的作用,橡胶沥青混合料适宜采用较粗的级配;最佳油石比随胶粉粒径的减小呈增大趋势,当粒径减小到一定程度时,最佳橡胶沥青用量增大趋势不再显著,宜采用60目胶粉;胶粉掺量与混合料的体积指标具有良好的相关关系,高胶粉掺量拌合困难,胶粉掺量范围不宜超过24%(外掺),油石比在8.5~9.5范围内。     

贝雷法在沥青混合料级配设计中的应用

为优化级配设计,提高级配设计的合理性,以AC-20型沥青混合料的级配设计为例,把FAc和FAf作为控制指标进行级配设计,分别设计出不同FAc和FAf的6种级配,并分别进行了马歇尔试验,考虑沥青混合料的压实特性,结合VMA和VV指标选择出了最优级配,形成了基于贝雷法的级配设计方法。     

高温湿热地区沥青混合料抗水损害性能评价

通过室内试验,分析了沥青混合料高温浸水和级配离析对沥青混合料抗拉强度的影响．针对残留马歇尔稳定度指标及冻融劈裂残留强度试验的不足,提出以浸水四点弯曲试验来评价高温湿热地区沥青混合料抗水损害性能,着重探讨了不同离析程度（不同空隙率水平）对沥青混合料劈裂强度、四点弯曲强度的影响．研究结果表明,随着沥青混合料离析程度的增加,空隙率向2个极端发展,严重粗集料离析和严重细集料离析时混合料的空隙率相差10％左右;粗集料离析对劈裂强度和弯曲强度的影响大于细集料离析的影响;为了保证沥青混合料的抗水损害性能,应严格控制空隙率在4．5％～10％范围之外．采用高温浸水四点弯曲强度比作为沥青混合料水稳定性评价指标更为合理．     

沥青混合料摊铺离析防治措施研究

本文针对大多数沥青路面使用1年以上的每条高速公路都产生了不同程度的水破坏的现象,分析造成沥青混合料发生离析的根本原因,根据施工过程的特点,将沥青混合料离析划分成集料离析、温度离析和摊铺离析,重点介绍了沥青混合料摊铺离析发生的类型与防治措施,为沥青路面的现场施工和控制提供了一定的指导作用。     

级配离析沥青混合料性能的试验研究

通过室内试验，分析混合料级配离析状态和离析程度对沥青混合料体积参数、路用性能和力学性能的影响．结果表明，在不同离析程度下，粗集料离析对沥青混合料性能的影响大于细集料离析的影响．在粗集料集中区域，由于空隙率过大，吸水性和渗水性增大，对沥青混合料的水稳定性极为不利，还将大幅度降低沥青混合料的疲劳寿命和强度．在细集料集中区域，压实空隙率过小，虽然对沥青混合料的水稳定性和抗疲劳性能无不利影响，但将使沥青混合料的抗车辙能力和抗滑性显著降低．     

沥青混合料级配离析的无损检测技术

沥青混合料的级配离析是影响路面使用寿命的关键因素之一。本文分别采用无核密度仪和激光纹理仪检测评价沥青混合料的内部离析和表面离析。研究表明,无损检测技术可以快速检测获取大量的试验数据,然后运用概率统计的方法进行处理,能够比较科学的评价沥青路面的施工离析程度。     

沥青混合料高温稳定性影响因素试验分析

设计了不同级配类型的沥青混合料,通过车辙试验和单轴静载蠕变试验,研究了交通荷载、环境温度、材料类型和水作用（高温浸水和冻融循环）对沥青混合料高温稳定性能的影响.试验结果表明,荷载和环境温度对沥青混合料的高温稳定性具有明显的影响.由于沥青混合料的粘性,随着荷载的增加和温度的升高,沥青混合料的动稳定度呈幂指数关系减小.中间级配（玄AC13-2、石AC20-5）的沥青混合料高温稳定性较好;细级配的沥青混合料高温稳定性最差;大粒径沥青混合料高温稳定性能优于小粒径沥青混合料.水的作用严重削弱了沥青混合料高温稳定性能,而冻融循环的影响要远远大于高温浸水.并且Burgers模型可用于表征沥青混合料水损害前后蠕变性能,且其粘弹性参数均受到水作用的不同程度影响,水作用对沥青混合料抗高温变形能力极为不利.     

级配对矿质颗粒体离析的影响研究及应用

 为取得不易离析的路面颗粒材料,开展了级配对矿质颗粒体离析的影响研究。首先通过实验研究,确定反映路面颗粒材料离析的试验方法;然后应用级配设计理论,设计不同级配参数的矿质颗粒体,根据各颗粒体离析试验结果,采用级配设计参数与表征颗粒体粒径分布的平均粒径与粒径分散系数,分析颗粒体级配与其离析程度的关系。研究发现,最大粒径相同的颗粒体,平均粒径和粒径分散系数存在离析程度最小的临界值,超出此临界值的颗粒体离析程度变大;临界值对应的级配为次级粒径颗粒填充上级粒径颗粒空隙时,留下适当空间的级配;且平均粒径和粒径分散系数存在良好对应关系,粒径分散系数随平均粒径的增大而减小。另外,对比分析了矿质颗粒体离析试验与沥青混合料施工离析的对应关系。     

沥青混合料低温性能影响因素的灰色关联分析

为了研究各种因素对沥青混合料低温性能的影响程度,基于多种不同沥青混合料的低温性能试验数据,利用灰色关联分析法分析了沥青的性能及含量、各筛孔通过率、孔隙率和粉胶比等各种影响因素对沥青混合料低温性能的影响程度,得到了各种影响因素对沥青混合料低温性能影响程度的排序。研究结果表明,灰色关联法分析诸因素对沥青混合料低温性能的影响能获得较好的结果。沥青含量及2.36 mm关键筛孔通过率对沥青混合料的低温性能有重要影响。     

沥青混合料集料分维数值和矿料间隙率的关系

利用分形理论这一研究工具对沥青混合料集料级配进行研究，建立沥青混合料集料级配分维数值与矿料间隙率的关系．对沥青玛蹄脂碎石混合料、多孔排水式沥青混合料、密级配沥青混合料进行试验研究，分别建立集料级配分维数值与矿料间隙率的关系，再分析、对比其他试验数据，得出矿料间隙率随着集料级配分维数值的增加先降低后增加、并在一定的范围内存在极小值的结论．此研究结论对沥青混合料设计级配的选择具有重要的指导意义．     

矿料间隙率破坏的范数灰关联度分析

利用范数灰关联度方法,分析了影响矿料间隙率(VMA)破坏的因素.研究发现,级配、砂当量、拌合温度和集料形状等作用突出.结论对如何有效控制VMA,提高沥青混合料质量有实际意义.     

沥青混合料体积参数VMA、VCA与路用性能关系研究

为了揭示沥青混合料空间结构与路用性能关系,以VCAratio、VMA为混合料的空间结构指标,通过室内车辙试验、弯曲小梁试验和冻融劈裂试验研究了SMA-13、OGFC-13、AC-13等混合料的空间结构与路用性能关系。研究结果表明:VCAratio可反映混合料的骨架结构,细集料对VMA和骨架结构的形成和稳定性有一定的影响,骨架结构对弯拉强度的贡献率有限,以冻融劈裂试验评价混合料的水稳定性存在一定的局限性。研究结果为沥青混合料的选用和设计提供指导。     

细粒式SMA薄层罩面的击实影响因素

参考规范中SMA的级配范围进行不同的细粒式SMA的级配设计,分别进行马歇尔试验.通过对比相应的体积参数,分析了级配、温度和温拌剂对SMA击实的影响.试验结果表明,关键筛孔通过率对矿料间隙率VMA的影响较大,形成SMA骨架的粗集料的级配对VMA的影响较小;当VCAmix＜VCADRC时,SMA有可能没有形成良好的骨架结构,规范中通过VCAmix＜VC DRc判定SMA形成骨架结构存在不足;SMA的击实受温度的影响较大,所使用的温拌剂能够改善沥青的针入度指数,可以降低沥青混合料的击实温度20℃左右.     

基于料堆试验的沥青混合料离析影响因素分析

为了分析沥青混合料的离析特性,首先提出一个利用各矿料组分在空间分布上的变异系数组合而成的离析指标,然后通过料堆试验分别对AC型和SMA型沥青混合料的5种不同级配进行试验,既验证了此指标的可靠性,同时也获得了骨料级配、沥青用量以及温度等因素对这2种沥青混合料离析程度的影响.试验结果表明:SMA相对于AC型沥青混合料有较强的抗离析性能;对于同一种混合料,温度的影响作用非常小,而沥青用量的影响则远远大于温度的影响,并与离析指标近似成线性关系.