基于加速加载试验的微表处长期路用性能

现有微表处技术指南中评价微表处路用性能的试验方法与实际情况差异较大,影响了微表处技术的应用与发展.以轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统为基础试验平台,通过室内加速加载试验研究集料级配、填料类型与用量和聚丙烯纤维用量等对微表处混合料抗滑性能和耐磨耗性能的影响.试验研究结果表明:粗级配微表处的抗滑性能相对较好,然而耐磨耗性能相对细级配微表处要差;适当增加水泥或添加矿粉都可以较大地提高微表处的耐磨耗性能;掺入适当比例的聚丙烯纤维可以显著提高微表处的抗滑性能和耐磨耗性能.研究结果同时表明了轮胎驱动式路面功能加速加载试验系统可真实模拟轮胎与路面间的相互作用,快速和定量评价路面的表面功能.     

彩色防滑路面材料组成对其路用性能的影响

为确定材料组成对彩色防滑路面材料性能的影响,综合考虑防滑粒料粒径、级配及胶黏剂用量,制备了3种彩色防滑路面材料。通过高温车辙试验、表面构造深度和抗滑摆值试验,对比分析了3种彩色防滑路面材料的高温性能和抗滑性能;利用湿轮磨耗仪、四轮磨耗仪进行了不同条件下的磨耗试验及加速加载试验,系统研究了3种彩色防滑路面材料的耐久性能,进而确定了彩色防滑路面的最佳材料组成。研究结果表明:3种彩色防滑路面材料均具有良好的路用性能,当4.75～2.36 mm集料用量为100%、胶黏剂撒布量为2.5 kg/m~2时,彩色防滑路面材料的动稳定度最高,为8 077次/mm,抗滑摆值最大,为82,表明该彩色防滑路面材料的高温、抗滑性能最优;3种彩色防滑路面材料均具有良好的耐久性能,当4.75～2.36 mm集料用量为100%、胶黏剂撒布量为2.5 kg/m~2时,彩色防滑路面材料1 h浸水条件下的磨耗值为70 g/m~2,高温条件下的磨耗值为64.7 g/m~2,紫外老化条件下的磨耗值为105.88 g/m~2,10%HCL溶液腐蚀条件下的磨耗值为64.7 g/m~2;在加速加载5万次磨耗后,该彩色防滑路面材料磨耗质量损失为43.3 g,磨耗值及质量损失均小于其他材料组成,且满足相关规范要求,表明该种材料组成的彩色防滑路面材料的耐久性能最优。     

隧道路面加铺层的层间抗剪试验

以AC-13混合料和水泥混凝土面板模拟原隧道路面,以层间抗剪强度为指标,分别对常用的纤维橡胶微表处及NovaChip超薄磨耗层抗滑加铺层进行试验,研究了不同因素对加铺层层间黏结性能的影响.结果表明:NovaChip超薄磨耗层的抗剪切性能优于纤维橡胶粉微表处混合料;层间污染及下面层表面状况对抗滑加铺层的黏结性能影响显著;不同的加铺类型混合料对应的粘层油最佳洒布量不同,同一种加铺类型在不同温度下粘层油的最佳洒布量也不同;试验表明25℃时纤维橡胶粉微表处粘层油洒布量为0.8 kg·m~(-2).     

复配型水性环氧乳化沥青微表处耐久性

为解决沥青路面微表处早期病害多发问题,使用水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)配合丁苯橡胶(styrene butadiene rubber,SBR)对乳化沥青进行复合改性,制备复合改性水性环氧乳化沥青微表处,通过三大指标及黏附性能验证沥青改性效果。以混合料的水稳定性、耐磨耗性及抗滑性作为评价标准,分别采用长期浸水湿轮磨耗试验、多次冻融循环湿轮磨耗试验和四轮加速磨耗试验,对不同水性环氧树脂掺量下的微表处混合料的耐久性进行评价,同时与不掺加水性环氧树脂的SBR改性乳化沥青微表处进行对比。研究结果表明:在复合改性作用下,乳化沥青的高低温性能及黏附性能均得到较大提升,微表处混合料相较普通的SBR改性乳化沥青微表处表现出更为优异的耐久性能,其湿轮磨耗值(wet track abrasion test,WTAT)在长时间浸水与多次冻融循环的条件下不会出现大幅度增长,具有较好的水稳定性能;在15 000次加速磨耗过程中的耐磨耗性能可以维持在较高的水平,且抗滑性能衰减速率较SBR微表处有所下降;水性环氧树脂掺量(质量分数,下同)逐渐增加至8%的过程中,微表处的耐久性可以持续提升,即各项性能在试验过程中的衰减速率逐渐放缓,在超过8%的掺量之后,对微表处的耐久性提升不再明显,所以建议较为经济的水性环氧树脂掺量不宜超过8%。     

新型沥青混凝土超薄磨耗层施工工艺

为了提高超薄磨耗层在水泥路面上加铺时的施工效率和加铺完成后的成品质量及其性能,结合在广东省龙川至怀集高速公路三角镇收费站匝道水泥混凝土公路路面上加铺新型超薄磨耗层工艺技术的具体操作和应用,通过对匝道的试验路段施工过程中的施工机械材料介绍、沥青摊铺前准备、施工过程控制注意事项、施工结束收尾和成品表观评价等方面进行具体分析...     

隧道路面阻燃多孔沥青混凝土性能研究

目前常用的水泥混凝土隧道路面会出现抗滑性不足、噪音高、接缝损坏以及排水困难的问题，降低了隧道内的行车安全性．针对出现的问题，研究采用开级配抗滑磨耗层(OGFC)沥青混合料铺筑隧道路面．采用阻燃技术提高沥青混合料在发生火灾时的难燃性，同时提出OGFC的混合料设计方法．在此基础上，针对隧道路面的使用要求，研究了沥青混合料的渗透性、抗滑性、水稳性、降噪性和高温稳定性以及降噪性等性能．     

SMA沥青路面抗滑性能设计与优化

针对SMA路面初期抗滑相对不足的问题,本文着眼于石料的选择和配合比设计阶段,分别选择辉绿岩、闪长岩以及花岗岩作为原材料,采用马歇尔级配设计方法和CAVF法作为试验方法制备试验试件,通过常规试验铺沙法、摆式仪法、轮廓测量仪法及压力胶片法对搓揉0h、2h、8h的试件进行抗滑性能评价分析。研究表明：铺沙法、轮廓测量仪法和压力胶片法具有良好的一致性,前两者相关性更好;石料的压碎值、磨耗值和针片状会对路面的抗滑性能造成较大影响;采用CAVF级配设计方法能够更好地保证SMA混合料的抗滑性能;在采用CAVF法的基础上适当的减少5-10mm规格料用量并增加9.5mm分级筛余,能够较大的提高混合料的抗滑性能。     

Novachip超薄磨耗层在高速公路沥青路面预防性养护中的应用

超薄磨耗层Novachip系统是一种新型的预防性养护技术,其主要应用于交通量较大、路面性能要求高的高等级公路、城市道路路面的预防性养护,具有改善路面平整度、抗滑性能、耐磨、降噪等特点,且施工简单、可靠、耐久性好。     

沥青玛蒂脂碎石混合料沥青路面抗滑性能设计与优化

针对SMA路面初期抗滑相对不足的问题,着眼于石料的选择和配合比设计阶段,分别选择辉绿岩、闪长岩以及花岗岩作为原材料,采用马歇尔级配设计方法和CAVF法作为试验方法制备试验试件。通过常规试验铺沙法、摆式仪法、轮廓测量仪法及压力胶片法对搓揉0 h、2 h、8 h的试件进行抗滑性能评价分析。研究表明:铺沙法、轮廓测量仪法和压力胶片法具有良好的一致性,前两者相关性更好;石料的压碎值、磨耗值和针片状会对路面的抗滑性能造成较大影响;采用CAVF级配设计方法能够更好地保证SMA混合料的抗滑性能;在采用CAVF法的基础上适当地减少5~10 mm规格料用量并增加9.5 mm分级筛余,能够较大的提高混合料的抗滑性能。     

水性环氧树脂微表处的层间抗剪性能

为改善路面加铺微表处薄层罩面后新旧路面间的层间抗剪性能,采用水性环氧树脂(WER)对微表处进行改性。依据直剪试验,研究环氧树脂掺量、油石比、黏层油种类及用量、旧路面类型及水分对环氧树脂微表处层间抗剪性能的影响。结果表明,在微表处中加入水性环氧树脂能改善混合料的抗剪性能;与丁苯橡胶(SBR)改性乳化沥青相比,水性环氧改性乳化沥青高温及黏结性能更好,作为黏结材料对于提高路面层间抗剪性能更有优势;当微表处掺15%水性环氧树脂,油石比为7.7%,黏层油选用水性环氧乳化沥青且用量为0.6 kg/m2 时,结构层层间抗剪性能较好;在沥青混合料与水泥混凝土两种界面上,微表处与沥青混合料的层间抗剪性能更好。     

抗凝冰微表处路用性能及抗凝冰效果试验分析

为满足冬季凝冰地区道路路面特殊的使用环境,采用等质量置换法将微表处集料中的矿粉置换为抗凝冰填料,制备成抗凝冰微表处.通过掺入不同掺量的抗凝冰填料,对比分析微表处混合料的路用性能及抗凝冰效果的变化规律.结果表明:抗凝冰填料的掺入对微表处的耐磨耗性能、抗水损性能有一定的负面作用,对抗滑性能略有降低;微表处混合料中盐分的析出抑制了路面结冰,延长冰层的形成时间及降低冰层形成后的强度.与普通微表处相比,抗凝冰微表处具有较好的抑制凝冰效果.     

高性能微表处的室内试验研究

微表处是一种常见的预防性养护技术,然而在高温多雨的广东地区,微表处罩面存在耐磨耗性能差,使用寿命短等缺点,严重阻碍了该技术在广东高速公路的推广应用.为此,开发了新型微表处技术———高性能微表处,该技术的核心是通过掺入适当比例的水性环氧树脂和水性环氧固化剂,使其在室温环境下发生化学交联反应,形成高粘结性能的空间网状结构.室内湿轮磨耗试验结果表明,相对于常规微表处,高性能微表处的耐磨耗性能和抗水损坏性能提高了约60%.长期路用性能结果表明,高性能微表处的抗滑性能和抗剥落性能均明显优于常规微表处.     

水泥混凝土路面加铺沥青层结构应力分析

为了指导旧路加铺工程合理设计,对加铺结构在交通荷载作用下的受力状态进行了分析。基于路面力学弹性层状体系理论,建立了旧路加铺路面的轴对称有限元模型。主要考虑交通荷载作用,分析了沥青加铺层层底拉应力、剪应力和旧水泥路面层底的拉应力等指标。考虑加铺层和应力吸收层模量的影响对路面结构的力学响应进行了分析计算。为了快速计算材料力学性能对路面结构受力的影响,基于数值计算结果给出一个路表弯沉和沥青加铺层底拉应力的简易计算公式。结果表明:在车辆轴载作用下,增设应力吸收层会减小路表弯沉、沥青层底拉应力、新旧层间的剪应力和水泥层底拉应力各项指标,对于改善路面结构受力状态有积极影响;随着沥青面层模量的增加,路表弯沉、沥青层底剪应力和水泥层底拉应力都趋于减小,但是沥青层底拉应力会增大。由此建议在旧水泥路面加铺沥青面层设计时,应适当选用高模量的沥青混凝土材料,可以缓解路面新旧层之间的剪切脱层破坏,进而延长旧路改造路面的服役寿命。     

纤维微表处混合料性能试验

针对微表处混合料的抗裂、抗变形不足等问题,采用加纤技术并运用纤维分散试验、纤维微表处混合料拌合试验、路用性能试验及低温抗裂试验对其性能进行研究。结果表明:采用自主研制的专用设备进行纤维分散,可保证加纤微表处混合料中纤维的均匀分布;纤维微表处混合料中纤维的适宜长度为6 mm;纤维添加量为0.2%时,加纤微表处混合料1 h及6 d时的湿轮磨耗值最小;纤维添加量为0.1%时,混合料黏附砂量最小,但和纤维添加量为0.2%时混合料粘附砂量差别不大;纤维添加量为0.3%时,加纤微表处混合料低温劈裂强度最大。综合各指标结果,确定纤维添加量为0.2%时,纤维微表处混合料总体路用性能最佳。     

土工布上行驶的履带摊铺机附着性能

水泥路面上加铺沥青混合料时，土工布和粘层油的作用影响了摊铺机的附着性能，使机器滑转率增大，附着力减小，当摊铺作业阻力较大时，速度不稳定，严重影响了路面质量。应用理论分析与现场试验研究相结合的方法，对作业中摊铺机的附着力、摊铺阻力与附着性能等因素进行了分析；并对不同作业阻力时相匹配的滑转率进行研究。结果表明：为将摊铺宽度减小到设计值的2／3以内，可以采用梯形摊铺、使牵引阻力配置在额定滑转率较小的位置等措施以提高摊铺机的附着性能。     

旧水泥混凝土路面沥青加铺层的力学分析

以南京-连云港高速公路南京段水泥混凝土路面改造工程为研究对象，采用弹性和粘弹性理论分析了加铺层结构为4cmSMA13＋8cmSUPERPAVE25＋10cm的沥青稳定碎石LSM25沥青混凝土加铺层的受力特性。研究表明：沥青混凝土加铺层的粘弹性性质对加铺层表面的竖向位移有一定的影响，随着深度的增加，这种影响逐渐减弱；沥青混凝土加铺层的粘弹性性质对加铺层不同深度处的竖向应力的影响较小；高温稳定性是沥青稳定碎石LSM25层沥青混合料材料设计的重点；SUPERPAVE25混合料设计的重点是控制材料的疲劳性能；加铺层厚度h=19cm时，SUPERPAVE25层底拉应变最大，增加和减小加铺层厚度，SUPERPAVE25层底拉应变呈现减小趋势；随着沥青稳定碎石模量的提高，加铺层中各深度处的竖向压应变和水平方向应变明显降低。     

沥青路面混合料热再生试验结果及分析

在分析旧沥青路面材料应用的基础上，对长吉高速公路路面旧料进行了试验，检验了旧料中的沥青指标：针入度严重衰减，仅为39（0．1mm），软化点和延度也有很大变化，不能达到90号沥青标准。对旧路面材料中的碎石进行了磨耗值试验，试验结果满足规范要求。调整了旧料中的骨料级配，对AC－16、AC－20掺加不同含量旧路面材料沥青混合料，进行马歇尔试验、劈裂试验和车辙等路用性能试验，试验结果表明，掺加一定数量旧料的沥青混合料能够满足性能要求，尤其高温性能有很大提高，可以在高速公路养护维修中进行使用。     

山区高桥隧比隧道段路面抗滑性能分析

为分析影响山区高速公路高桥隧比路段的路面抗滑性能影响因素与特性,从路面摩擦产生机理、路面抗滑性能影响因素和路面抗滑性能降低后对交通安全产生的影响等方面进行分析;根据对高速高桥隧比路段的隧道段路面技术状况进行调查与测量,分别从路面抗滑性能连续变化趋势、不同类型隧道抗滑性能特性和隧道路段路面抗滑性能特性方面做趋势图;对比了短、中、长与特长隧道路面抗滑性能的变化趋势稳定程度。结果表明:路面磨耗、路面污染和路面潮湿三个因素是使高桥隧比路段路面抗滑性能下降的主要因素。隧道群路段较普通路段路面抗滑性能较差,隧道群中不同隧道的路面抗滑性能差异较大,隧道与隧道连接段可能存在路面抗滑性能突变的现象,不利于行车安全。     

水溶性环氧树脂乳化沥青微表处的加速加载试验

微表处是目前改善路面表面功能及预防性养护最常用的措施之一。由于乳化过程弱化了沥青黏结力,极大影响了包括微表处在内的乳化沥青冷拌混合料的耐久性。为此,研究通过向改性乳化沥青掺加一定量水溶性环氧树脂来改善其黏结力;并采用"主驱动轮式路面材料加速加载试验系统"对掺加环氧树脂和未掺加的微表处混合料进行室内加速加载试验定量评价,比较二者的抗滑性和抗剥落性。结果表明,环氧树脂的掺加可减小微表处抗滑性、抗剥落性的衰减速率,是改善微表处耐久性的有效措施。     

基于橡胶粉降噪微表处路用性能研究的配合比优化

通过分析橡胶粉降噪微表处减振降噪机理,基于正交试验对橡胶粉降噪微表处路用性能影响因素进行研究,对橡胶粉降噪微表处的配合比进行优化。研究表明:微表处路面添加橡胶粉后可以通过增加阻尼的方式来减弱轮胎在路面上的振动,而且混合料表面形成多孔吸声结构来降低噪声,同时起到减振降噪的作用;改性乳化沥青配合比、橡胶粉掺量以及橡胶粉粒径均会不同程度地影响橡胶粉降噪微表处的抗车辙性能、抗水损性能以及降噪性能;根据各因素对各技术指标的贡献顺序对橡胶粉降噪微表处进行了配合比的优化:级配为①类型均匀级配,其中,改性乳化沥青用量为11.5%,外加水量为3%,水性环氧树脂掺量为10%,另外,橡胶粉的细度选择0.250 mm,掺量为3%。