水泥稳定级配碎石基层材料路用性能及超轴载下疲劳寿命研究

目的研究较低掺量的水泥的级配碎石基层材料完全满足重载交通下的力学性能指标和路用性能指标,分析水泥稳定级配碎石基层材料的路用性能及在重载交通下的适用性.方法运用《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51—2009)中规定的试验方法,采用骨架密实型级配,通过静压和振动两种成型方法,在最佳含水量时制作试件.结果当水泥质量分数在3.5%以上时,骨架密实型水泥稳定级配碎石材料的基层强度可以达到重载交通路用性能要求.当轴载不大于140 k N的情况下,水泥稳定级配碎石的使用寿命可以满足设计期内使用的要求.结论使用水泥稳定级配碎石做道路基层时,推荐使用水泥质量分数为3.5%~4.5%,水泥稳定级配碎石基层材料对重载交通具有良好的适用性.     

级配碎石基层非线性对沥青路面结构受力的影响

目的基于级配碎石基层材料的非线性特征,研究级配碎石上基层沥青路面结构力学响应规律,进而为该种路面结构设计提供理论依据.方法通过ABAQUS有限元软件的二次开发,运用Fortran语言对级配碎石非线性本构模型进行编译,建立级配碎石上基层沥青路面结构的有限元模型.结果随级配碎石层和面层厚度的增加,级配碎石非线性沥青路面结构各结构层所受层底拉应力较级配碎石线弹性沥青路面结构都有所增加,路表弯沉变化不大.推荐在中等级交通下的面层厚度为7~15 cm,级配碎石层厚度为10~15 cm.结论应用该种路面结构时,考虑到级配碎石层非线性对该路面结构受力产生的不利影响,必须确定合理的级配碎石层和面层厚度.     

高温多雨地区高等级沥青路面材料的分析与应用措施

针对南方高温多雨地区的气候特点 ,为解决沥青混凝土路面修筑后的高温稳定性和水稳定性这两个突出的问题 ,依据本单位的一个工程实践 ,从集料、沥青、级配设计、施工工艺等方面进行了系统的分析与阐述。说明高温多雨地区高等级沥青路面只要材料科学选择、严格控制、应用措施得当 ,质量是能够达到规范要求的     

排水沥青路面技术在海南的应用研究

本文通过分析排水沥青路面的主要特点及功能，结合该技术在海南高温多雨条件下应用研究的影响因素和技术要点，对开级配沥青混合料的技术指标，改性沥青的应用和剂量，集料的选择，添加稳定剂的应用等应用技术进行了分析研究，为排水沥青路面技术在海南的应用推广提供了可借鉴的参考。     

南方景区道路抗滑沥青路面路用性能试验

为了改善景区道路的安全性和抗滑性,分析了级配的类型和集料的种类对沥青混合料各项性能的影响,特别是对沥青混合料的抗滑性能的影响。结果表明,采用中粒式沥青混合料适合于高温地区道路的高温稳定性要求;采用空隙率小于5%的密实混合料级配适合于湿润多雨气候条件下的沥青路面水稳性的要求。为了改善陡坡路段沥青路面抗滑性能,级配中应该增加粒径大于4.75 mm的粗集料的含量。     

宽幅高速公路沥青路面车道 结构响应差异化数值分析

为了研究宽幅高速公路渠化交通荷载对沥青路面车道结构响应的差异性,结合某改建高速公路的交通量,分别对行驶客车的轻载车道和行驶货车的重载车道的交通荷载进行累计轴次换算.通过沥青路面结构分析软件和数值模拟方法,对不同工况下的沥青路面车道结构响应进行计算和分析.结果表明:实际工况的轻载车道沥青路面的非弹性变形为重载车道的68.0%,但轻载车道与重载车道无机结合料稳定层的疲劳开裂寿命近似相同;实际工况的轻载车道沥青路面的非弹性变形为设计工况的82.5%,实际工况的重载车道沥青路面的非弹性变形为设计工况的121.3%.     

关于超载交通沥青路面设计方法的讨论

超载交通导致的沥青路面早期损坏与传统的路面破损有不同的特征,利用现行公路沥青路面设计规范中规定的方法难以设计出适合重载交通的路面结构,提出适合重载交通的沥青路面设计新方法.     

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.     

沥青路面表面层级配分析

传统的级配设计方法 ,难以解决级配中细砂含量过高这一难题 ,因而导致沥青混合料对沥青含量过分敏感 ,难以压实 ,遇高温易软化。该文在分析传统级配设计方法的基础上 ,通过与 SHRP级配设计方法的对比分析 ,提出一种既符合SHRP级配要求又与我国使用经验相接近的级配曲线。通过试验与对比分析认为 ,沥青混合料表面层级配设计中必须重视细料的规格与数量 ,避免级配通过“禁区”,同时也应重视研究在沥青路面施工过程中 ,防止或减少离析的具体工艺 ,以保证设计的沥青混合料既能满足耐久性的要求 ,又能满足抗滑和高温稳定性的要求。     

高性能沥青混合料应用技术研究

在矿料、沥青材料试验研究的基础上开展沥青混合料组成设计试验研究,提出了供工程使用的高性能沥青混合料级配组成设计建议范围.高性能沥青混合料路用性能检验结果表明,其高温稳定性高于国内常用的AC-I沥青混合料.此外还用高应力比模拟重载交通研究了高性能沥青混合料的疲劳性能,发现重载情况下的疲劳规律与一般荷载下的疲劳规律一致.试验路的观测与分析结果表明达到了预期的目标.     

水泥稳定碎石基层水泥用量的研究

作为＂重载交通长寿命沥青路面关键技术研究＂的依托工程,对其基层主要有三个方面的要求：增加基层厚度以降低其应力水平;提出适宜的级配设计及级配检验方法优化级配,适当增加水泥用量提高基层强度,使其承载能力能满足七天无侧限抗压强度达到6MPa,同时减小其承载能力的变异性以保持路面承载能力稳定性;加强施工质量控制,提出合适的施工工艺以提高混合料的均匀性、厚度的均匀性以及压实度的均匀性。     

基于激光轮廓检测仪的沥青路面宏观轮廓特征评价指标研究

为了采用沥青路面轮廓特征指标来评价路面的施工质量均匀性,本文基于激光轮廓检测仪对沥青路面宏观轮廓特征进行研究,经过合理的数学推导方法,得出五个评价指标,采用MATLAB程序计算五个指标的数值。并且设计实验方案做验证性分析,室内成型四组不同的车辙板,以搓揉试验为基础,分别进行0,2,4,6,8小时的搓揉试验,测得数据并计算五个指标数值,将其与铺砂法的构造深度做相关性分析。结果表明：此五个指标能合理的表征沥青路面轮廓特征,具有一定的准确性和可信度,为后续评价沥青路面施工质量均匀性打下坚实基础。     

沥青路面施工质量的均匀性评价方法研究

沥青路面施工离析导致路面的非均匀性是早期病害的主要根源。为了有效地评价路面施工质量的均匀性,通过采用新一代无核密度仪(PQI 380),获取新建沥青路面大样本密度检测数据,并分别利用比对试验一致性分析、空隙率区间统计、空隙率二维以及三维灰度图的方法评价路面施工质量。综合对比结果表明：上述方法建立均匀性评价指标,能定量评价沥青路面横向、纵向和整体施工均匀性质量,以及确定路面离析区域位置、大小和成因。     

表面薄膜改性酸性集料沥青混合料的改性工艺及应用

为了研究集料表面薄膜改性工艺对沥青混合料路用性能的改善效果和工程适用性,本研究介绍了适用于实体工程的表面薄膜改性工艺,并在广佛江快速通道江门段铺筑了试验段,通过现场取样,对芯样进行室内试验评价。结果表明,经改性后的沥青混合料,其抗水损害能力、高温稳定性、低温性能等各项路用性能均有较好的提升。同时,利用路面3D雷达检测,无核密度仪,铺砂法,摆式摩擦等检测技术,对路面性能进行长期监测,试验段施工均匀性良好,改性工艺具有推广和应用价值。     

PQI快速检测评价沥青路面压实质量的应用研究

为了快速检测评价沥青路面压实质量,结合佛山“一环”沥青路面施工,分析了PQI（Pavement Quality Indicator）检测沥青路面压实度的工作原理和标定方法,并进行了PQI法与钻芯法的对比,验证了PQI法的测试精度．据此采用PQI对下面层AC-25C试验路的压实度、横向压实质量及均匀性进行了快速检测评价．研究结果表明,PQI法具有快速、可靠、安全和无损的优点,可广泛应用于沥青路面施工过程的质量控制．     

掺加铁矿尾砂的沥青混合料的路用性能

铁矿尾砂利用于沥青路面工程既环保又经济。通过高温车辙试验、蠕变试验和低温弯曲试验评价了掺铁矿尾砂的沥青混合料的路用性能。结果表明,掺铁矿尾砂能够明显提高沥青混合料的高温和低温性能,对混合料水稳定性影响较小。铁矿尾砂可以在沥青路面工程中大规模推广应用。     

不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料路用性能分析

为研究不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料的路用性能,本文通过在70#A级基质沥青中掺加不同质量胶粉,利用沥青激光回弹试验、沥青接触角试验分析了沥青PG等级以及沥青胶结料与集料之间的粘附特征,确定了橡胶沥青路面结构上、中、下面层的最佳胶粉掺量(即上面层SMA-13添加30%,中面层AC-20添加40%,下面层AC-25添加50%);通过对不同胶粉掺量橡胶沥青混合料的汉堡车辙试验、低温弯曲抗裂试验及直接剪切试验等力学性能研究得到了：胶粉的掺入可增强沥青胶结料与集料间的内聚力,使沥青混合料的塑性变形能力变强,有效改善了橡胶沥青混合料不同结构层的水稳定性和高温抗车辙能力,提高了橡胶沥青混合料的抗裂性能和抗疲劳性能。结合工程实例,借用三维雷达检测系统,评价了现场橡胶混合料沥青路面结构层摊铺的整体性和材料厚的均匀性等道路内部状况;通过现场路面取芯后CT扫描,获取了现场路面结构的集料-空隙三维空间分布情况,得到了胶粉的加入能促进沥青胶结料与集料间的分子运动,有效改善沥青混合料的孔隙分布情况,使路面内部材料更加均匀分布,充分发挥橡胶沥青路面优良的路用性能。     

运用无损检测方法评价沥青混合料转运车的使用效果

本文对转运车使用与否两种工况，对12m、8.75m和6.25m三个不同摊铺宽度时的摊 铺效果分别进行检测，分别采用激光纹理构造深度仪对已碾压成型的沥青路面进行全幅检测， 比较分析表面均匀性；分别采用无核密度仪比较评价已碾压成型的沥青路面进行全幅检测， 比较分析内部均匀性；分别采用红外热像仪对松铺的热沥青混合料的温度拍摄红外热图，比 较分析温度均匀性。检测结果表明，使用转运车时表面无离析率大于不使用转运车时；使用 转运车时路面内部无离析率较不使用大；内部离析评价结果和红外热像均反映出使用转运车 改善离析的作用超过了一幅摊铺宽度偏大的影响，使用转运车减小温度离析作用明显。     

基于接触力学的路面构造粗糙度评价

为了给路面抗滑构造设计与优化提供指导,使得设计的隧道水泥混凝土路面具有更好的抗滑性能,针对目前路面抗滑性能评价指标的不足,基于轮胎与路面接触作用机理,从接触力学的角度提出一种轮胎有效接触界面的构造粗糙度评价方法。通过对四种不同路面的胎/路接触应力分布特性进行比较,对接触应力分布非均匀性和应力集中效应进行分析,并提出了相应的评价指标。结果表明:结合室内试验与现场路面压力胶片测试,不同路面上的轮胎接触应力分布为典型的非均匀分布状态,且具有一定的随机分布特性,可以从接触力学的角度反映路面构造分布形态。应力峰值可以表征单点构造峰顶接触应力最大值,直接反映了路面构造与轮胎的包络变形程度,而Weibull模量可以从接触界面上进行整体的应力分布均匀性评价,属于间接性面域评价指标,二者的结合能够更加全面地进行路面的构造粗糙度评价。     

半柔性路面混合料路用性能

半柔性路面是一种在开级配沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的兼具沥青路面与水泥混凝土路面特点的复合路面。利用车辙试验来评价半柔性路面混合料的高温稳定性 ,用弯曲、劈裂试验和蠕变试验来评价半柔性路面混合料的低温和疲劳性能 ,用残留稳定度和冻融劈裂试验评价半柔性路面混合料的水稳定性 ,用残留稳定度试验来评价半柔性路面混合料的抗油蚀性能。结果表明 ,半柔性路面混合料具有优良的高温稳定性、耐疲劳性能和耐油蚀性能 ,具有较好的水稳定性和低温稳定性。在普通的水泥胶浆中掺加聚合物树脂 ,可明显改善半柔性路面混合料的低温抗裂性和水稳定性。