抗滑级配类型沥青混合料的抗滑性能

结合中国沥青混合料抗滑级配类型的研究成果 ,选用 AK- 1 6A、SMA- 1 6和 OGFC- 1 6三种抗滑级配类型 ,在分析其高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性、水稳性等力学性能的基础上 ,系统地研究了不同抗滑级配混合料抗滑性能的优劣 ,以及分析了其抗滑性能随轮载作用次数的变化规律 ,通过建立相应的回归方程 ,更加明晰了其抗滑性能的特点及变化规律。     

基于图像技术的沥青混合料细观结构研究进展

设计沥青混合料多依据沥青混合料的宏观品质,而沥青混合料的细观结构对宏观性能有着重要影响,基于图像技术的细观研究可深入地解释沥青混合料的路用表现。介绍了数字图像处理技术的定义及利用X-ray CT无损技术获取沥青混合料内部结构的方法,并综述了利用数字图像技术分析沥青混合料内部结构特性,包括集料形状、分布、接触性能及空隙等方面的研究,表明了图像技术研究沥青混合料的可行性。同时,还简要介绍了基于图像处理的沥青混合料细观结构的数值模拟方法,主要讨论了离散元方法和有限元方法的特点。最后提出了目前研究中的几点不足,并展望了沥青混合料细观结构未来的研究方向,为今后沥青混合料的研究提供参考。     

基于集料特性的沥青混合料长期抗滑性能衰减模型

为预测沥青混合料长期抗滑性能,采用小型加速加载试验仪对辉绿岩、玄武岩和石灰岩的3种GAC-13C沥青混合料进行长期抗滑性能衰减试验,进而对集料特性与长期抗滑性能进行灰关联分析,建立了基于集料特性的长期抗滑性能衰减模型.试验结果表明,GAC-13C沥青混合料的长期抗滑性能衰减速率逐渐减小直至趋于稳定;磨光值是长期抗滑指标的初始值和最终值的主要影响因素,压碎值是衰减速率的主要影响因素.     

基于抗滑性能的沥青面层混合料级配的研究

沥青面层混合料级配的合理设计对提高沥青路面的抗滑性,具有重要的意义。本文介绍了沥青抗滑面层的主要形式和沥青混合料配合比的主要设计方法。运用传统的马歇尔设计方法进行了沥青混合料配合比的设计,制定了嵌挤密实型沥青混合料级配的设计流程。     

密实型废旧橡胶颗粒沥青混合料的降噪特性

对连续型密级配普通沥青混合料和橡胶颗粒沥青混合料降噪特性进行了研究,并分析了不同橡胶颗粒掺量,以及不同橡胶颗粒粒径下混合料减振降噪性能的变化趋势。结果表明：将废旧橡胶颗粒应用于连续密级配路面具有可行性。当混合料中橡胶颗粒掺量增加、粒径减小时,混合料的构造深度和动态模量增大,回弹率、回弹值、竖向振动加速度及相位角减小,表明橡胶颗粒沥青混合料的降噪性能提高。此外,不同加载频率的动态试验还表明车速越高,路面/轮胎间的能量衰减越慢,振动噪声越大。     

抗滑表层沥青混合料GAC-13组成及性能分析

为研究细集料材质、规格对抗滑表层沥青混合料GAC-13组成设计及性能的影响,采用马歇尔法分别确定黑色石灰岩精品机制砂、白色石灰岩普通机制砂、辉绿岩石屑的GAC-13最佳油石比,并检验其路用性能、抗滑性能与力学性能。按设计空隙率4.2%、最佳油石比下GAC-13的辉绿岩石屑、白色石灰岩普通机制砂、黑色石灰岩精品机制砂的用量分别为30%、25%、23%,动稳定度相应为2 053 次/mm、2 326 次/mm、2 416 次/mm,冻融劈裂抗拉强度比为78.6%、95.4%、90.4%,构造深度为0.75 mm、0.93 mm、0.99 mm。相对辉绿岩石屑沥青混合料,白色石灰岩普通机制砂、黑色石灰岩精品机制砂沥青混合料高温稳定性提高13.3%、17.6%,相比白色石灰岩普通机制砂,辉绿岩石屑、黑色石灰岩精品机制砂沥青混合料冻融劈裂抗拉强度比降低17.6%、5.2%;40 ℃、50 ℃时黑色石灰岩精品机制砂GAC-13的内摩擦角最大。试验结果表明,抗滑表层GAC-13的细集料组成设计宜优选精品机制砂。     

多孔沥青混合料的细观空隙特征与影响规律

基于CT(computed tomography)、图像处理及重构技术和室内试验分析了多孔沥青混合料细观空隙特征的表征,研究了空隙率、粗细级配和公称最大粒径等对多孔沥青混合料细观特征的影响规律以及细观空隙特征同混合料性能之间的关系.研究结果表明多孔沥青混合料试件断面图像的空隙等效直径、空隙面积、空隙数量、空隙分形特征同混合料的材料组成与性能密切相关;对于空隙率相近的多孔沥青混合料,其细观空隙特征同混合料动稳定度、飞散损失和吸声系数峰值具有良好的回归关系.     

基于加速磨耗试验的钢渣-橡胶沥青混合料抗滑性能研究

为研究钢渣-橡胶沥青混合料的抗滑性能,通过钢渣替换不同比例粗集料的形式,设计控制试验变量,制备AC-13钢渣-橡胶沥青混合料(AC-13 Steel Slag-Rubber Asphalt Mixture,ASSAM),采用室内加速磨耗试验,研究了不同粗集料分维值的级配和不同钢渣掺量对ASSAM抗滑性能的影响;采用抗滑衰减率研究ASSAM的抗滑性能衰减程度;采用指数模型研究了ASSAM的抗滑衰变规律;基于抗滑性能研究结果推荐了ASSAM最佳钢渣掺量。结果表明：ASSAM短期抗滑性能和长期抗滑性能良好;减小级配粗集料分维值或增加钢渣掺量对其抗滑性能均有较好的提升作用,但减小级配粗集料分维值的作用更加显著;ASSAM的抗滑性能随钢渣掺量的增加而提高,结合其路用性能和体积安定性,推荐40%作为最佳的钢渣掺量。     

集料磨耗特性及其对混合料抗滑性能影响研究

为了研究新旧粗集料颗粒的磨耗特性及其对沥青混合料抗滑性能的影响,本研究使用数字图像处理技术对不同磨耗程度的新旧粗集料的棱角性进行了测量,采用摆式磨擦系数测定仪和数字图像处理技术方法对含有不同磨耗程度颗粒和不同替换颗粒粒径的沥青混合料抗滑性能进行了研究.结果表明:新旧粗集料颗粒在相同磨耗程度下的棱角性变化规律相同,但回收...     

基于真实细观尺度的沥青混合料三维重构算法

利用X-ray CT扫描沥青混合料试样,获取混合料内部真实细观结构的CT图像。重点对沥青混合料的三维重构算法进行研究,提出实现三维重构的关键:像素单元体与节点匹配技术。通过构建像素单元体和节点的三维空间维度以及相互逻辑匹配关系,建立初步的三维数值模型,在此基础上,采用指针扫描对数值模型中的混合料单元体进行提取,同时按照空间实际分布形态准确分割出混合料中的集料、砂胶和空隙。     

沥青混合料骨架细观接触的高通量计算

为实现沥青混合料骨架细观接触的高通量计算,首先提出了近邻列表法与改进的窗搜索法两种接触计算方法;然后,使用4种（AC13、AC16、OGFC13及SMA13）沥青混合料对比了两种新方法与遍历法、窗搜索法及iPas软件在计算精度与效率方面的差异,采用虚拟试件研究了可实现计算速度与精度均衡的图像分辨率范围;最后,就高通量计算方法的适用性进行了验证。结果表明：近邻列表法可避免遍历法不可能发生接触集料对的冗余接触计算,改进的窗搜索法通过形态学膨胀处理即可完成传统窗搜索法环扫一周的目的;近邻列表法、遍历法、窗搜索法、改进的窗搜索法及iPas软件尽管计算原理存在差异但具有一致的精度;不同计算方法的计算效率排序为近邻列表法>遍历法>改进的窗搜索法>iPas软件>窗搜索法;图像分辨率的降低会提高接触计算的速度但是会降低接触点计算结果的准确性,综合考虑精度与效率的要求,图像分辨率范围处于0.05～0.075 mm/pixel时可实现计算速度与精度的均衡;近邻列表法能有效地实现沥青混合料骨架细观接触的高通量计算。     

沥青混合料细观结构指标的研究

采用数字图像处理方法,对沥青混合料取芯试件图像进行处理和分析,建立一套分析沥青混合料细观组成结构的指标,包括孔洞分布参数,集料与胶浆分布参数,以及主轴角度分布参数。选取4种沥青混合料级配进行研究,结果表明各细观结构指标能够定量评价不同级配和压实方法的沥青混合料之间的结构差异。     

环氧沥青混合料细观尺度水损坏特性

基于细观尺度技术研究环氧沥青混合料(EA)早期水损破坏的力学特性,建立集料-黏结界面-沥青砂浆平面细观力学有限元模型.引入内聚力模型(CZM)对集料与沥青砂浆界面进行离散,模拟EA在水分渗透过程中集料与沥青砂浆界面裂缝的萌生、扩展直至失效的过程,分析载荷与水分耦合作用下EA出现集料剥离与裂缝的力学特性.研究表明:EA的力学响应受材料含水率的影响很大,剥落主要发生在体积较大且形状不规则的集料周围;材料含水率增加会加剧沥青混合料水损破坏的程度,集料剥离呈快速增大趋势;集料四周薄弱界面区域内的沥青砂浆在受力上最为不利,极易出现水损病害.集料体积特征对EA水损破坏存在较大的影响,应控制过粗集料在混合料中所占比例.     

基于数字图像处理技术的沥青混合料均匀性评价

利用数字图像处理技术,获得试件截面图像,使用彩色石料区分粗、细集料,并根据彩色阈值分割图像,可直接提取粗集料。选取6种典型的沥青混合料级配,通过对试件截面的X、Y方向扫描,得到粗集料的分布状态;采用颗粒面积比的变异性作为评价指标,能够定量评价沥青混合料的均匀性。     

改良逐级填充法设计骨架密实型沥青混合料级配

根据沥青混合料的结构特性和强度构成机理,借鉴逐级填充理论的多级嵌挤级配设计思想和旋转压实试验方法,对沥青拌合楼热料仓所取集料试样进行合成级配设计,以贝雷法验证其级配的合理性,得出具有嵌挤骨架密实结构的沥青混合料级配,工程应用效果良好。     

密实型大粒径橡胶颗粒沥青混合料的路用性能研究

通过车辙试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验、低温弯曲试验分别研究了4目、8目和12目三种橡胶颗粒粒径、不同橡胶颗粒掺量下沥青混合料的路用性能.研究结果表明:随着橡胶颗粒掺量的加大,混合料的高温稳定性能提高的幅度也越大,但橡胶颗粒的粒径对沥青混合料的高温稳定性影响并不明显.在沥青混合料中掺入橡胶颗粒掺量越多,沥青混合料的水稳定性越弱,掺入12目的橡胶颗粒对沥青混合料的水稳定性的降低影响最小.为了保证路面的抗水剥落的能力,橡胶颗粒的掺量不宜超过5%.除掺入2%的4目橡胶颗粒时情况例外,每种粒径的橡胶颗粒掺量越多,橡胶颗粒沥青混合料的低温抗裂性能越好.     

沥青混合料抗剪性能研究综述

总结并评价了沥青混合料抗剪试验方法、抗剪机理及抗剪设计研究现状, 对9种剪切试验方法的分析和评价有助于设计、施工和科研人员正确选用这些试验方法。混合料剪切强度由沥青胶泥的性质、集料和沥青界面的剪切强度和集料之间的嵌挤情况共同决定,为提高混合料抗剪性能指出了方向。抗剪设计在应用于工程前尚需深入研究容许剪应力法中相关系数的确定、基于抗剪性能的车辙预估模型的标定等问题。     

基于分形理论的沥青混合料抗滑级配评价

为了研究沥青混合料抗滑级配的评价方法,分析了分形理论在级配评价中的作用和原理;在对常用抗滑级配分形特征参数求取和分析的基础上,探讨了分维数和相关系数在级配评价中的识别作用,在此基础上提出了抗滑级配的双参数定量评价模式.采用此模型估算出的抗滑级配分维数及矿粉质量分数的合理范围分别为2.50~2.60和6%~10%.     

沥青路面新型抗滑表层路用性能研究

本文结合国内外抗滑表层的研究成果,从级配设计理论出发,分析了确定抗滑表层重要因素,从而确定了新型的抗滑表层级配AKN-13。通过对四种典型类型的沥青混合料进行路用性能对比研究,结果表明了AKN-13沥青混合料抗滑性能、防渗水能力、高温稳定性和耐久性表现突出,且施工简单易操作,值得推广。这些为选择合适的抗滑表层提供了可靠依据。     

基于三维随机细观模型的沥青混合料断裂行为研究

为了从细观层次研究沥青混合料内部损伤失效机理,采用三维激光扫描技术获取真实集料三维形态信息,根据其形态特征参数提出一种三维随机凹凸型集料建模方法,并构建三维虚拟集料库。使用Monte Carlo方法构建AC-13三维虚拟试件,利用多刚体动力学方法模拟试件压实过程。采用截面算法获取沥青混合料二维细观模型,在模型有效性和准确性得到验证的基础上利用该模型开展虚拟间接拉伸试验,运用内聚力模型和广义Maxwell模型表征沥青混合料断裂行为和黏弹特性,引入断裂损伤指标D_m量化其内部损伤,并利用虚拟试验探讨温度对沥青混合料断裂行为的影响。结果表明,在宏观层次,主裂纹不受温度影响,沿着粗集料的边界逐渐发展直至试件破坏;在细观层次,相较于沥青内部界面单元,沥青-集料界面单元更易出现损伤,更快达到损伤失效点,且受温度影响显著。