港珠澳大桥浇注式沥青混合料GMA性能优化试验研究

为了进一步提高浇注式沥青混合料的高温承载能力,开展浇注式沥青混合料配合比优化设计研究,对粗集料/沥青砂胶、沥青用量、矿粉用量三个主要影响因素,确定了三个水平,采用正交试验方法,分析了三因素、三水平条件下的对浇注式沥青混合料的硬度、贯入度及增量、动稳定度、抗击韧性等性能指标及影响程度。结果表明：粗集料/沥青砂胶、沥青用量对高温稳定性影响较大,矿粉用量对疲劳抗裂性影响显著,通过综合评定,确定了浇注式沥青混合料的最佳配合比为粗集料∶沥青砂胶=53∶47、沥青用量为10.7%、矿粉用量为25%。     

基于三级分散系的沥青混合料配合比设计方法

基于沥青混合料的三级分散系理论,定义了表征沥青胶浆、沥青砂浆、粗细集料空隙之间相关关系的两个体积参数Am(沥青混合料中细集料、沥青和矿粉组成的沥青砂浆体积与粗集料空隙体积之比)、Ap(沥青、矿粉组成的沥青胶浆体积与细集料空隙体积之比)。通过冻融劈裂、高温车辙、低温弯曲等室内试验,研究了沥青混合料各项路用性能与Am、Ap的变化规律,并根据不同气候分区的气候特点及规范(JTG F40-2004)对其相应的路用性能要求,分别推荐了相应的Am、Ap适宜取值范围;在此基础上,提出了以Am、Ap为指标进行沥青混合料配合比设计的方法。结果表明,以Am、Ap为关键指标,能有效地提高配合比设计的针对性和合理性。     

粉胶比对浇注式沥青胶浆高低温性能的影响

沥青胶浆是浇注式沥青混合料的重要组成部分,主要成分为沥青和矿粉.选用了5种粉胶比,通过浇注式沥青胶浆试验,研究了不同粉胶比的浇注式沥青胶浆的高低温性能变化规律.试验结果显示:提高粉胶比可以显著提高浇注式沥青胶浆的高温稳定性,而降低粉胶比可以提高浇注式沥青胶浆的低温抗裂性,采用合理的粉胶比则可以保证浇注式沥青胶浆高温性能与低温性能的平衡.考虑沥青与矿粉交互作用,可以认为浇注式沥青胶浆不同粉胶比下沥青与矿粉交互作用模式不同.     

钢渣AC-10C型改性沥青混合料配合比及性能

以钢渣为粗集料,砂和石屑为细集料,矿粉为填料,SBS(I-D)改性沥青为结合料配制钢渣AC-10C型沥青混合料用于沥青路面层.目标配合比为:w(5~10mm钢渣)∶w(0~5mm石屑)∶w(砂)∶w(矿粉)=61∶24∶10∶5.基于此配合比,调整得到生产配合比为:w(6~11mm钢渣)∶w(3~6mm钢渣)∶w(0~3mm钢渣)∶w(矿粉)=50∶16∶30∶4.经马歇尔试验、高温车辙实验、冻融劈裂试验,得知按生产配合比配制的沥青混合料的马歇尔稳定度为10.98kN,动稳定度为3 071次/mm,冻融劈裂强度比为88.7%;该混合料路面抗滑性能较传统路面好,各项技术指标均符合沥青路面施工技术规范要求.     

基于综合性能的OGFC沥青混合料配合比设计优化研究

目的研究集料级配、沥青用量、纤维掺量对排水式沥青混合料性能的影响,对排水式沥青混合料进行配合比设计,推广应用排水式沥青混合料.方法选取动稳定度、低温弯曲应变、渗水系数、疲劳寿命及冻融劈裂强度比作为性能评价指标,分析不同级配类型、沥青用量、纤维掺量对排水式沥青混合料性能的影响规律.再利用正交试验方法,并结合综合评分法,开展排水式沥青混合料配合比优化试验研究.结果排水式沥青混合料综合性能最佳的配合比方案:级配中值、沥青质量分数4.3%、纤维掺量0.2%,可有效提高排水式沥青混合料路用性能.结论试验得到了排水式沥青混合料的最佳配合比,可以为排水式沥青混合料配合比设计提供工程技术指导.     

基于DMA方法的浇注式沥青胶浆高温性能及评价指标

为了研究浇注式沥青胶浆的高温性能及评价指标,采用动态力学分析(DMA)方法,通过动态剪切流变试验,探讨了不同温度、沥青种类、粉胶比对浇注式沥青胶浆高温性能的影响.分析了广义剪切模量与浇注式沥青混合料高温变形之间的相关性,探讨了该指标作为浇注式胶浆高温性能评价指标的适用性,并以车辙深度为控制标准,对广义剪切模量以及60℃条件下的贯入度提出了建议值.结果表明:浇注式沥青胶浆复数剪切模量和相位角受温度、沥青种类、粉胶比因素影响明显;广义剪切模量与混合料永久变形呈良好的线性关系,能作为一种合适的劲度指标评价浇注式沥青胶浆的高温稳定性;60℃条件下,浇注式沥青混合料贯入度指标建议值不大于3.29 mm.     

间断密级配沥青混合料高温稳定性影响因素的试验分析

以间断密级配沥青混合料为研究对象,采用马歇尔和车辙试验相结合的方法,分析不同级配、沥青用量、碾压次数、实验温度及抗车辙剂掺量对其高温稳定性的影响.试验分析结果表明:在一定范围内适当增大集料中粗骨料及矿粉的用量,可以充分发挥间断级配中粗骨料的嵌挤作用;马歇尔试验的最佳沥青用量比车辙试验的最佳沥青用量高0.1%~0.3%;当路面温度达到65~70℃,间断密级配沥青混合料高温稳定性不能满足要求;抗车辙剂可以明显提高沥青混合料的动稳定度;在沥青用量不增加的条件下,抗车辙剂最佳用量为0.3%.     

橡胶沥青混合料SAC-13级配空隙率变化分析

在普通沥青的多碎石沥青混凝土(SAC)设计的基础上,以空隙率为研究变量,采用固定油石比,再微调级配的方式,深入对比了SAC-13级配变化的普通沥青和橡胶沥青混合料的空隙率影响规律.结果显示:对于普通SAC-13沥青混合料,油石比每增加0.5%,空隙率减小1%～1.5%,随着9.5～13.2mm粗集料含量增多,4.75～9.5mm粗集料含量减少,混合料粗集料间隙率呈递减之势;对SAC橡胶沥青混合料,建议9.5mm以上集料用量范围限定在30%～45%之间,4.75～9.5mm集料用量范围限定在20%～40%之间,且4.75mm以上粗集料总用量应达到60%以上,2.36～4.75mm集料含量不宜高于10%,且不宜使用过多矿粉;同样目标空隙率下,SAC-13橡胶沥青混合料的粗集料掺量应略低于普通沥青混合料;SAC-13橡胶沥青混合料中当2.36～4.75mm集料含量达到8%以后,随着该档料用量的增加,空隙率增幅明显高于普通沥青混合料,需严格控制此档料含量.     

级配对乳化沥青冷再生混合料路用性能影响

为了优化乳化沥青冷再生混合料级配,采用垂直振动试验方法研究矿粉、机制砂和9.5~19 mm粗集料对冷再生混合料路用性能的影响．研究表明：矿粉对其水稳定性、低温抗裂性没有明显影响,矿粉掺量为3%时,与不掺矿粉相比冷再生混合料的动稳定度可提高41%;机制砂掺量为20%时,与不掺新集料相比,冻融劈裂强度比、动稳定度、弯拉强度可分别提高10%、54%、13%;9.5~19 mm粗集料对低温抗裂性能没有明显影响,与不掺新集料相比,9.5~19 mm粗集料掺量为10%~30%时,冻融劈裂强度比、动稳定度可分别提高7%~11%、151%~208%．建议冷再生混合料中9.5~19 mm粗集料掺量10%~30%、机制砂掺量20%、矿粉掺量3%为宜．     

粗集料干湿状态对沥青混合料体积指标影响分析

在利用网篮法对粗集料进行密度测试时,通过将粗集料的表干状况界定为较干、正常和较湿三种状态,并进行相应的表观相对密度和毛体积密度测试分析.结果表明,当粗集料的表干状况由湿到干变化时,对沥青混合料体积指标有很大影响.在目标配合比设计中应对集料的表干状态进行合理的标定,准确确定沥青混合料的体积指标,进一步选择最优级配和确定最佳沥青用量.     

沥青混合料设计的影响因素

沥青混合料是一种复合型材料，它由沥青、粗集料、细集料、矿粉及外掺剂组成。由这些不同质量和数量的材料混合后形成不同的结构，并且具有不同的力学性质，沥青混合料配合比组成设计是否合理，直接影响了沥青路面的使用性能。因此，沥青混合料设计是沥青路面质量管理控制的基础之一。着重对沥青混合料设计中主要的质量控制环节及影响沥青混合料路用性能的因素进行论述。     

粗集料形态对沥青混合料性能的影响研究现状

沥青混合料是高等级路面常用的铺面材料,粗集料占沥青混合料总质量的50%以上,粗集料形态(形状、棱角和纹理)对沥青混合料性能具有重要影响。本文系统总结了国内外学者在这方面的研究成果,并得出:针片状粗集料含量增加会降低沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和抗疲劳性能,提高粗集料的棱角性可以增强沥青混合料的抗车辙性能,增强粗集料的纹理性可以改善沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性。基于对现有研究的分析,建议今后进一步研究不同长短比区段的粗集料对沥青混合料性能的影响,以及全面研究粗集料棱角和沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性和疲劳性能之间的关系。     

钢渣OGFC-13型排水沥青混合料的配合比设计及性能研究

以钢渣为粗集料、石灰岩为细集料、矿粉为填料、SBS改性沥青为结合料配制OGFC-13型开级配钢渣排水沥青混合料,其配合比为m((13.2~19)mm钢渣)∶m((9.5~13.2)mm钢渣)∶m((4.75~9.5)mm钢渣)∶m((0~4.75)mm石灰岩)∶m(矿粉)=13∶28∶45∶13∶1,最佳油石比为4.5%,聚脂纤维用量为0.3%。该沥青混合料的钢渣用量高达86%,且不用提高改性沥青和纤维用量,有利于钢渣的综合利用,节约道路建设成本。通过马歇尔稳定度、冻融劈裂强度和车辙试验得出,该沥青混合料的马歇尔稳定度为9.8kN,劈裂强度比为89.8%,动稳定度为5753次/mm,均优于技术规范要求。该沥青混合料的渗水系数为37.0mL/s,摩擦系数(BPN值)为70.7,表明其渗水能力很强,抗滑性能优良。     

开级配大粒径沥青碎石混合料的高温稳定性

为了分析开级配大粒径沥青碎石混合料(OLSM)的高温稳定性及其影响因素,通过车辙试验,以动稳定度为指标,研究了不同集料级配、沥青用量和试件厚度等条件下的OLSM高温稳定性。结果表明:随着粗集料的增多、空隙率的增大、沥青用量的增大和试件厚度的增加,OLSM的抗车辙能力降低;当空隙率小于20%、沥青用量不超过最佳油石比的+0.5%时,OLSM具有良好的高温稳定性;进一步分析表明,OLSM的车辙深度主要是由混合料进一步压缩引起的。     

矿粉用量对沥青路面车辙的影响

影响沥青路面车辙的主要因素是沥青混合料的高温稳定性,研究影响沥青混合料高温稳定性的因素具有非常重要的意义。我国现行国标（GBJ92-93）规定,采用马歇尔稳定度试验（包括稳定度、流值、马歇尔模数等指标）来评价沥青混合料高温稳定性。本文通过试验,研究矿粉用量对沥青混合料高温稳定性的影响,从而分析矿粉用量对沥青路面车辙的影响。     

矿粉用量对沥青路面车辙的影响

影响沥青路面车辙的主要因素是沥青混合料的高温稳定性,研究影响沥青混合料高温稳定性的因素具有非常重要的意义。我国现行国标(GBJ92-93)规定,采用马歇尔稳定度试验(包括稳定度、流值、马歇尔模数等指标)来评价沥青混合料高温稳定性。本文通过试验,研究矿粉用量对沥青混合料高温稳定性的影响,从而分析矿粉用量对沥青路面车辙的影响。     

开级配大粒径沥青混合料水稳定性试验研究

文章通过浸水大马歇尔试验和冻融劈裂试验,研究不同集料级配、沥青用量、矿粉质量分数和水泥掺量等条件下开级配大粒径沥青混合料(OLSM)的水稳定性。结果表明:随着粗集料的增多、空隙率的增大,OLSM的水稳定性降低,且当空隙率小于20%时,其具有良好的水稳定性;沥青用量对OLSM水稳定性的影响不明显;适当增加矿粉质量分数能显著提高OLSM的水稳定性;水泥代替矿粉能显著提高OLSM的水稳定性,且水泥最佳掺量为2%。     

赤泥沥青混合料动态响应与水稳定性提升

针对赤泥沥青胶浆遇水界面剥离导致的沥青混合料水稳定性不足问题,选用消石灰、水泥对其进行增强改性,通过沥青质量检测仪(QCT)、界面拉拔仪(PosiTest AT-A)、表面自由能测试仪、简单性能试验系统(SPT)与汉堡车辙仪(HWT),研究了原状赤泥以及改性赤泥对沥青胶浆流变学行为与界面黏附性的影响,通过表面自由能计算了沥青胶浆-集料界面的黏附功与剥离功,揭示了赤泥沥青胶浆-集料界面遇水后的强度失效机理,分析了赤泥沥青胶浆-集料界面的热力学演变规律,评价了沥青混合料的动态响应、高温抗车辙性能与水稳定性。结果表明:赤泥可以提高沥青胶浆的刚度并改善沥青胶浆的弹性;单纯使用赤泥作为填料制备的沥青胶浆抗水损害能力较弱,而加入消石灰可以明显提高赤泥沥青胶浆的黏结强度,从而改善赤泥沥青胶浆与集料界面的水稳定性;沥青胶浆-集料界面热力学黏附功与机械强度变化规律一致;赤泥替代石灰岩矿粉导致沥青混合料动态模量提高、相位角减小,加入消石灰进一步提高了沥青混合料的动态模量并降低相位角,但是水泥对赤泥沥青混合料的动态模量影响不大;赤泥可以提高沥青混合料干燥状态下的抗车辙能力,加入掺量(质量分数,下同)10%的消石灰进一步提高了沥青混合料的抗车辙能力;赤泥替代石灰岩矿粉严重影响了沥青混合料的抗水损害能力,通过消石灰物理改性可以提高赤泥沥青混合料的水稳定性。     

材料参数对沥青混合料高温稳定性的影响

为了提高国内高速公路沥青路面的高温稳定性,针对沥青路面中面层常用的19型沥青混合料,分析了集料级配、沥青类型、沥青用量、空隙率等材料参数以及压实方法、实验温度等因素对19型沥青混合料高温稳定性的影响.试验结果表明,沥青混合料的抗高温车辙受集料级配和沥青性能的双重影响,同时采用油石比在最佳油石比基础上低0%～0.3%和4%的空隙率时,沥青混合料的高温稳定性最好.     

纤维和矿粉对沥青胶浆性能的影响

为了研究纤维和矿粉对沥青胶浆性能的影响，采用动态剪切流变仪（DSR）和弯梁流变仪（BBR）对纤维、矿粉和沥青三者组成的沥青胶浆的高、低温性能进行了研究，分析了粉胶比和纤维用量变化对沥青胶浆性能的影响。结果表明，提高粉胶比、增加纤维用量使沥青胶浆的高温性能改善，但会使低温性能有所降低；矿粉和纤维两种材料具有不同的作用机理，采用纤维取代部分矿粉可取得沥青混合料高、低温性能均改善的效果，是解决沥青混合料高、低温性能难以兼顾的有效途径。