辽宁省公路沥青结合料低温性能设计参数研究

目的根据现行规范中给出的低温开裂预估模型,通过控制沥青结合料设计参数来控制沥青路面的低温开裂.方法根据辽宁省各地温度和湿度分布情况,利用K-均值聚类算法对辽宁省进行了路面使用性能气候分区,并依据现行规范中提出的沥青路面低温开裂模型,对五个气候分区的公路沥青混合料所需沥青的蠕变劲度进行研究.结果五个分区当中按照平均沥青蠕变劲度模量由小到大的顺序为Ⅱ区、Ⅰ区、Ⅳ区、Ⅲ区、Ⅴ区;温度变量对沥青路面低温开裂影响较大,平均每减少1℃,沥青蠕变劲度减少44. 97 MPa;公路等级越高,沥青的蠕变劲度就越低;路基土对沥青低温性能要求从高至低排序为砂土、粉质黏土、黏土.结论在季节性冻土地区公路沥青路面设计中,选择沥青蠕变劲度满足当地气候、土基类型及路面等级设计要求的沥青结合料可有效地控制沥青路面低温开裂.     

自然条件下沥青路面结构的温度分布

利用笔者曾提高的路面计算方法,对半则性基层沥青路面温度场温度场进行了分析,揭示了外界气候条件、路面材料的热工性能与路面结构的温度分布和温度速率之间的内在关系。并从有利于沥青路面低温抗裂的角度,对路面结构材料等进行了讨论。研究表明：路面温度越低、降温速率越大、低温时间越长,则沥青路面开裂的可能性越大。采用中粒式或粗粒式沥青混凝土比采用细粗式沥青混凝土作面层材料要好     

某高速公路两种灌缝材料低温性能的模拟实验研究

沥青路面在低温下易开裂,开槽灌缝是对路面裂缝处理中最常用的一种施工方法.通过对高速公路两种灌缝材料低温性能的模拟实验研究,选择出SBS改性沥青作为路面养护施工的灌缝材料.     

温度场及非均布移动荷载作用下沥青路面力学响应分析

为研究路面结构实际温度场对沥青路面结构动力响应的影响,基于路面结构温度场现场实测数据及室内实际路面材料动态模量试验结果,建立温度场分析和非均布移动荷载作用下沥青路面瞬态动力分析三维有限元模型,分析路面结构在实际温度-荷载作用下的动力响应规律,并与传统的等温结构模型动力响应结果进行对比分析.结果表明,层底控温方法模拟出的温度场可用于分析夏季高温时段和低温时段沥青路面的实际动力响应;夏季一天中高温时段,等温模型高估了竖向应变及上、下面层的剪应变,低估了中面层的剪应变;夏季一天中低温时段,沥青路面的实际动力响应大于等温模型的计算值,等温模型低估了温度分布对沥青路面车辙和开裂的影响.     

温度场及非均布移动荷载作用下

为研究路面结构实际温度场对沥青路面结构动力响应的影响,基于路面结构温度场现场实测数据及室内实际路面材料动态模量试验结果,建立温度场分析和非均布移动荷载作用下沥青路面瞬态动力分析三维有限元模型,分析路面结构在实际温度荷载作用下的动力响应规律,并与传统的等温结构模型动力响应结果进行对比分析.结果表明,层底控温方法模拟出的温度场可用于分析夏季高温时段和低温时段沥青路面的实际动力响应;夏季一天中高温时段,等温模型高估了竖向应变及上、下面层的剪应变,低估了中面层的剪应变;夏季一天中低温时段,沥青路面的实际动力响应大于等温模型的计算值,等温模型低估了温度分布对沥青路面车辙和开裂的影响.     

浅析沥青路面低温缩裂

沥青路面的低温缩裂是我省沥青路面较常见问题，作者对此作一浅析。1缩裂产生的原因沥青及沥青混合料为弹粘性材料、其物理力学性质随温度变化而变化。冬季，当气温下降很快时，沥青混合料的粘滞流动性减小，沥青混合料虽受下面基层结构的制约而不能自由收缩，但当体积收缩率超过粘滞流动所允许的范围时，就在沥青路面中产生温度应力，若低温的温度应力超过材料的允许抗拉强度时，路面便由此产生开裂。2裂编产生及发展规律沥青路面在低温下收缩的主轴是纵向的，路面体积主要是沿长度方向收缩、受拉。因此，低温产生的裂缝大多是横向的，并且…     

玻璃纤维沥青碎石混合料应用研究

根据室内试验和现场试验成果,分析了"玻璃纤维沥青碎石"的强度形成机理,探索了玻璃纤维沥青碎石混合料的低温抗裂性能和施工工艺,提出"玻璃纤维沥青碎石"用做因疲劳开裂的沥青路面的罩面层和半刚性基层上的沥青路面的面层,可以大大减少半刚性基层材料的反射裂缝,延长路面的使用寿命.     

沥青橡胶碎石混合料路用性能研究

依据室内试验和现场试验成果,分析了"沥青橡胶碎石"的强度形成机理,探索了沥青橡胶碎石混合料的低温抗裂性能和施工工艺,提出"沥青橡胶碎石"用做因疲劳开裂的沥青路面的罩面层和半刚性基层上的沥青路面的下面层,可以大大减少半刚性基层材料的反射裂缝,延长路面的使用寿命。     

聚乙烯类添加剂对橡胶沥青混合料路用性能的影响

选取LDPE,LLDPE和HDPE等3种不同废旧聚乙烯类材料作为橡胶沥青混合料的添加剂,通过车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验,研究加入不同聚乙烯类添加剂的橡胶沥青混合料的路用性能.以单轴压缩试验结果为基础,应用有限元程序对添加了LLDPE的橡胶沥青路面结构力学响应规律进行分析,同时研究了表征其性能效益的层厚减薄指标和交通效益比.结果表明:加入聚乙烯类材料的橡胶沥青混合料,其高、低温性能和抗水损坏性能均有所改善;加入LLDPE的橡胶沥青混合料,其各项性能均优于其他两种混合料;使用聚乙烯类添加剂的橡胶沥青路面材料不仅能够提高路面使用寿命,而且可以优化路面结构,节约成本.     

基于PG的复合改性沥青混合料性能的试验研究

沥青混合料的低温性能是寒区沥青路面低温开裂的主要影响因素,现有的改性沥青低温性能不能满足寒区沥青路面PG技术规范的要求。在黑龙江省常用道路沥青性能与复合改性沥青性能的PG评价结果基础上,对不满足PG_(m~n)低温性能标准的黑龙江省道路沥青进行了进一步的复合改性,对相应的复合改性沥青混合料性能进行了PG评价,研究目标是研发适合PG_(m~n)技术标准的黑龙江省道路沥青。研究内容包括:复合改性剂与复合改性沥青混合料的组成设计,复合改性沥青混合料高低温性能评价等。研究结果表明,以PG技术指标为标准的复合改性沥青混合料的高温车辙与低温开裂性能均有较明显的提高,基本满足PG_(m~n)技术标准的要求。研究结果对改善黑龙江省沥青路面的低温性能具有一定的理论与实用价值。     

多轮荷载作用下的高模量沥青道面力学响应特性

飞机起落架多轮荷载作用下,道面内部应力应变等力学响应将产生叠加与干涉。本文针对高模量沥青机场道面,通过ABAQUS有限元软件开展道面结构力学响应计算,分析飞机多轮荷载对道面力学响应敏感性,研究高模量沥青混合料在机场道面中的应用效果。结果表明：在飞机主起落架的六轮荷载作用下,道面结构层中产生的应力与路表弯沉的峰值最大,且道面的疲劳寿命最小,在进行道面结构计算与材料组成设计时,应以六轮荷载作为最不利荷载工况;机轮荷载分布的对称性越强,结构内应力与路表弯沉的峰值点位置越靠近荷载包围区域中心;沥青道面变形有一定的时间滞后,卸载后路表弯沉不能立即恢复并存在残余变形,且主起落架轮数越多,滞后时间越长,保留的残余变形越大;中面层采用的高模量沥青混合料可降低道面各层拉应力、压应力、剪应力的应力水平,进而有效地减少机场沥青道面轮辙与疲劳开裂。     

乳化沥青冷再生混合料动态模量研究

材料模量作为沥青路面结构设计中表征材料特性的主要参数输入性能预测模型,用来预测路面长期使用性能。使用简单性能试验机(simple performance tester,SPT)对厂拌乳化沥青冷再生混合料进行系列温度、频率及围压下的动态模量试验。结果分析认为:(1)乳化沥青冷再生混合料变异系数与动态模量平均值密切相关,可用幂函数形式表达;(2)所有频域内,温度对动态模量影响均统计显著;(3)围压对高温域内的动态模量影响更为明显。     

沥青路面轴载作用下疲劳开裂损坏比的预测

应用落锤式弯沉盆表面弯曲指数和沥青面层底部拉应变及轴载作用次数之间的关系,研究了在轴载作用下沥青路面疲劳开裂的损坏比,并就某典型路段的实测数据分别在标准荷载作用和多级荷载作用下预测损坏比,发现在标准荷载模式和多级荷载模式作用下对沥青路面的疲劳开裂损坏比预测结果相差较大,且损坏比随时间的增长速率也不同.结果表明多级荷载作用下能切实地反映沥青路面的疲劳特性,是一种在轴载作用下预测沥青路面疲劳寿命的有效方法.     

基于COMSOL的沥青混凝土路面车辙预估

模拟了基质沥青路面和高模量沥青路面在高温温度场下的蠕变,借助有限元软件(COMSOL)引入温度场和受温度诱导的蠕变模型,对基质沥青混凝土路面和HMAC(高模量沥青混凝土)路面进行热辐射和固体力学耦合作用,分析对比其在车辆荷载作用下的永久变形,研究外界环境温度、太阳辐射和车轮荷载等因素对路面车辙变形发展的影响,能够对路面车辙深度进行精确地预估,研究分析车辙产生的蠕变变形,针对路面车辙提出合理的防治措施,减小路面永久变形,为路面的材料选择和结构优化提供参考价值,延长沥青路面使用寿命.     

基于力学响应的全厚式高模量沥青路面结构组合及优化

为了分析高模量沥青混凝土在全厚式沥青路面中的合理层位及使用情况,基于山东省典型全厚式沥青路面结构,通过构建全厚式沥青路面结构数值模型,分别将高模量沥青混凝土置于下面层、基层、底基层、基层+底基层、下面层+底基层及不设置高模量沥青混凝土六种工况,分析了各工况条件下力学响应指标的差异,以力学响应改善率为指标确定高模量沥青混...     

利用Cooper NU-14试验系统评价沥青混合料疲劳性能

目前国内室内疲劳试验方法主要是间接拉伸法（即劈裂试验），鉴于其在加载方式与路面实际受力状态存在较大差别、实际开裂模式与理论开裂位置经常不一致等缺陷，尝试使用一种四点弯曲疲劳试验系统即Cooper NU-14试验系统评价沥青混合料的疲劳性能。详细介绍试验设备、试件制作、试验参数的设定、试验加载整个过程。通过对采用不同沥青类型的混合料以及SMA的疲劳性能进行试验，并进行定量对比分析。数据结果表明：该试验系统能有效的评价非均匀材质的沥青混合料疲劳性能以及沥青混合料的沥青结合料性质和集料级配对混合料的疲劳性能都有非常重要的影响。     

基于重复蠕变的改性沥青高温指标的探讨（修改稿）

通过对不同沥青进行不同模式下的重复蠕变试验,分析了NCHRP推荐的基于流变模型拟合的GV指标对不同沥青的高温路用性能评价的优势和缺陷所在。为了对沥青提出一个有效的高温评价指标,基于该试验提出了包含描述延迟弹性变形在内的指标Gv(t)作为对GV的修正,经过试验数据验证其合理性,弥补了GV在因延迟弹性影响残余变形拟合方面的缺陷,为路面实际应用的沥青选择提供了一个新的依据。     

钢桥面铺装现场实测性能对比研究

现有桥面铺装相关研究在室内实验性能方面较多,在实际使用性能方面研究较为匮乏。采用路面使用性能指数评价与室内试验相结合方法对环氧沥青铺装和复合式铺装(沥青玛蹄脂+浇注式沥青混凝土)两种铺装层的现场使用性能进行对比分析。路面使用性能检测结果表明:两种铺装的国际平整度指数与横向力系数基本相当,复合式铺装的车辙深度大于环氧沥青铺装。间接拉伸动态模量试验表明:铺装层动态模量与加载频率成正比,与温度成反比,环氧沥青铺装动态模量大于复合式铺装。GPC试验结果表明:环氧沥青铺装病害区与无病害区LMS比值差异显著,复合式铺装则不明显;集料筛分结果显示推移拥包区浇注式混凝土细集料比例较无病害区高50%以上。两种铺装的病害各有特点,但都与层间结合不良或失效有关。     

路面结构设计参数与力学指标分析

选取影响贫混凝土基层沥青路面使用性能的7个因素,沥青面层厚度与模量、贫混凝土基层厚度与模量、水泥稳定碎石底基层厚度与模量、路基模量,对每个因素选3个典型值,运用正交试验,通过对路表弯沉、基层层底拉应力和底基层层底拉应力3个力学指标的极差与方差分析,得出各因素对各力学指标影响程度的大小以及各力学指标下的最优组合.