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.     

彩色反射式沥青路面涂层的路用性能

为提高沥青路面的高温稳定性,缓解城市热岛效应,研发了一种彩色反射式沥青路面涂层.首先确定了涂层各原材料用量及制备工艺,然后试验分析了不同颜色涂层的降温效果,最后测试了涂层对路面表面功能的影响,并提出改善措施.结果表明:当反射填料TiO_2与成膜基料的体积比为2.8%时,降温效果最优;从经济和降温效果的角度考虑,推荐红色、绿色以及黄色的填料与成膜基料的体积比分别为2.7%,2.6%和3.2%;为改善涂层的抗滑和耐磨耗性能,可在涂层中部铺撒撒布量为0.48~0.50 kg·m~(-2)的机制砂,并在涂料中加入其质量30%的轻质碳酸钙.     

超微表处配比设计及功能特性

在两类离子乳化沥青中加入6种添加剂和8种填料,确定两者最佳质量分数,对超微表处材料进行性能优化设计;为进一步研究超微表处材料的路用性能,对其抗滑性、融雪性、降噪性和耐磨耗性进行试验,利用软化系数评价其耐水性.结果表明:当悬浮剂、增稠剂、增韧剂、成膜剂、润湿剂及SBS胶乳掺量分别为5.0%, 2.0%, 20.0%, 15.0%, 0.6%和15.0%时,乳液性能最优;加铺超微表处材料的路面构造深度减小,摩擦系数明显增大,且在0℃饱水100.0 h后融雪盐持续均匀析出;加铺超微表处混合料路面的噪音值较原路面减小了2.4～2.8 dB;湿轮磨耗值和加载磨耗值明显减小,显著提高了路面的抗滑性、融雪性、降噪性和耐磨耗性;对比原路面,加铺超微表处路面饱水100.0 h的软化系数可达86.3%,具有优异的耐水性.     

基于接触应力集中的沥青路面抗滑性能评价研究

为了给抗滑表层沥青混合料级配设计提供参考,基于高精度压力胶片测试技术,开展不同搓揉时间下的胎/路接触应力分布特性研究。通过2种粗集料2种类型沥青混合料的对比,研究轮胎作用下沥青路面的抗滑性能衰减规律;并从接触力学的角度建立沥青路面抗滑性能评价指标。结果表明:轮胎与路面接触应力呈现显著的非均匀分布,主要包括有效接触面积与应力集中效应。初始状态下胎/路有效接触面积与应力集中主要与级配设计有关;而在搓揉过程中,随着路面构造的二次圧密与粗集料磨耗,有效接触面积持续增加,应力集中减少;应力集中分布度指标可以较好描述应力集中效应。分析表明,轮胎接触应力集中与路面摩擦系数呈现良好的线性关系。试验证明,骨架密实型级配与优质粗集料均有利于提高沥青路面抗滑耐久性能;而级配的影响更显著,磨耗层设计中应当给以重视。     

基于接触应力集中的沥青路面抗滑性能评价

为了给抗滑表层沥青混合料级配设计提供参考,基于高精度压力胶片测试技术,开展不同搓揉时间下的胎/路接触应力分布特性研究。通过2种粗集料2种类型沥青混合料的对比,研究轮胎作用下沥青路面的抗滑性能衰减规律;并从接触力学的角度建立沥青路面抗滑性能评价指标。结果表明:轮胎与路面接触应力呈现显著的非均匀分布,主要包括有效接触面积与应力集中效应。初始状态下胎/路有效接触面积与应力集中主要与级配设计有关;而在搓揉过程中,随着路面构造的二次圧密与粗集料磨耗,有效接触面积持续增加,应力集中减少;应力集中分布度指标可以较好描述应力集中效应。分析表明,轮胎接触应力集中与路面摩擦系数呈现良好的线性关系。试验证明,骨架密实型级配与优质粗集料均有利于提高沥青路面抗滑耐久性能;而级配的影响更显著,磨耗层设计中应当给以重视。     

沥青混凝土表面抗滑与渗水性能的试验研究

通过大量室内试验研究了矿料级配、沥青用量、粗集料磨耗值等因素对沥青混凝土表面抗滑及渗水性能的影响。进行了不同级配、不同沥青用量、不同粗集料的沥青混凝土的表面构造深度、摆值和渗水系数的室内试验。分析了沥青混凝土的表面抗滑与渗水性能的影响因素,并找出了抗滑性能与渗水性的关系,提出了沥青混合料设计的基本要求。研究表明,选择质地坚硬、磨耗值小的粗集料配置的沥青混合料,可以提高沥青混合料的表面抗滑性能;综合考虑沥青混合料的耐久性和表面抗滑性能,选择合理的沥青用量。     

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。     

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。     

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。     

基于区域三维纹理特征的路面抗滑性能评估

为实现路面抗滑性能非接触式测量,提出应用新型区域三维纹理特征来表征沥青路面形貌构造并评估路面抗滑性能.使用便携式高分辨率三维激光扫描仪采集不同类型沥青路面纹理数据,同时使用动态摩擦系数测试仪采集其路面抗滑性能数据,并分别使用70和15 km/h时的动态摩擦系数值代表高速与低速状态下的路面抗滑性能.通过相关性分析和多元线性回归,发现路面抗滑性能与多个区域三维纹理特征参数的共同作用有关.建立前馈神经网络预测模型,使用多个区域三维纹理特征参数预测高速与低速状态下的路面抗滑性能.结果表明,区域三维纹理特征参数对动态摩擦系数测试仪在70 km/h时测得的路面抗滑性能预测能力为77%,对15 km/h时测得的路面抗滑性能预测能力为69%,证实了区域三维纹理特征参数与路面抗滑性能之间存在非线性联系.     

超薄磨耗层高黏高弹沥青混合料性能研究

为给超薄磨耗层提供一种性能优良的沥青混合料,通过优化级配并以高黏高弹改性沥青为胶结料研制骨架密实型高黏高弹沥青混合料。借鉴SAC( stone asphalt concrete）级配设计方法,以8 mm为集料最大粒径,改变4.75 mm筛孔通过率得到骨架嵌挤程度不同的3种SAC-7级配。通过室内试验和控制变量的方法,分析级配、沥青用量、压实度、粉胶比等对骨架密实型高黏高弹沥青混合料路用性能影响。研究表明：当高黏高弹沥青混合料中粗集料嵌挤程度≥90%,油石比在7.3%～7.9%,粉胶比在0.8～1.2时,沥青混合料综合性能最优。采用SAC设计方法设计的高黏高弹沥青混合料应用于超薄磨耗层具有优良的路用性能,能够满足高等级道路养护需求。     

基于多孔属性的环保型路用涂层性能

为降低路面温度、缓解沥青路面车辙病害的同时兼具净化汽车尾气功效以改善道路使用环境,优选多孔属性材料为功能材料,制备了具有降温和净化空气功效的WEPC(环保型多孔涂层)路用涂层,分析功能材料掺量对涂层基本性能的影响规律,借助室内外测温试验全面评价了不同涂刷量下WEPC涂层的降温效果。借助空气净化性能试验箱对WEPC路用涂层试件在升降温过程中的汽车尾气成分及含量进行了测试,全面评价不同温度下WEPC涂层的净化空气效果。通过表面构造深度和抗滑摆值试验、磨耗试验、车辙试验及耐久性试验等确定了WEPC涂层的路用性能,采用扫描电镜和红外光谱分析手段研究多孔属性的环保型路用涂层材料的微观结构。结果表明:功能材料掺量(质量分数,下同)为20%时WEPC涂层具有良好的基本性能;WEPC涂层具有良好的降低路面温度功效,涂刷量越大降温效果越显著,降温幅度最高可达10℃,综合WEPC涂层基本性能和降温效果,推荐最佳涂刷量为0.8kg/m~2;WEPC涂层在不同温度下均具有一定的净化空气功效,升温区间下的净化效果较好,其对PM2.5和PM10的净化率可达40%以上,CO_x、NO_x及SO_2的净化率在25%左右;WEPC涂层的抗滑、耐磨耗、高温稳定及耐久性等各项路用性能良好,且均满足相关规范要求;功能型材料能够稳定均匀地分散于涂层材料中,并使涂层材料中出现了一些新的官能团。     

沥青路面的逆向设计及其试验研究

鉴于传统路面设计及评价方法的局限性,基于逆向工程技术思想,提出沥青路面的逆向设计方法,并给出了相应的设计流程.在充分掌握原路面特征的基础上,具体介绍了材料准备、芯样扫描分析、路面重塑的整个过程,并利用独立开发的新型路面材料加速加载试验系统进行磨耗试验,测定重塑路面抗滑性能的变化.然后,引入相似理论,通过比较发现重塑路面各项指标与原路面相似度较高,从而证明了该设计方法的可行性、合理性和可靠性.路面养护处治后,抗滑性能的熵值增大,说明表面处治将使系统内部子系统功能更加趋于一致,整体结构更加稳定.     

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。     

具有降解NO功能的多孔水泥混凝土路面材料研究

为研究表面涂覆TiO2涂料的多孔水泥混凝土NO降解效果和抗滑性能变化规律,按350、400、450、500 g/m2用量分别在普通水泥混凝土和3种多孔水泥混凝土试件表层喷涂纳米TiO2涂料,并在室内测试了不同条件下试件的NO降解效果以及抗滑性能。试验结果表明:与普通水泥混凝土相比,多孔水泥混凝土表层能够负载更多有效TiO2涂料,有利于NO降解;在表面受到磨损时,多孔水泥混凝土表面TiO2涂料损失相对较少,并能在磨损条件下保持较好的降解效果;多孔水泥混凝土表面抗滑性能随TiO2涂料涂覆量增加下降很少。综合考虑强度、不同条件下NO降解效果以及抗滑性衰减,适于涂覆TiO2的多孔水泥混凝土集料粒径宜在4.75~13.2 mm。     

面向降低路面湿滑事故率的交通量与抗滑阈值确定（英文）

针对目前关于路面抗滑性能与交通量和湿滑事故的相关性主要为定性或简单定量研究,未提出明确的抗滑值与交通量推荐值,导致雨天湿滑路面对道路行车安全造成较大隐患,严重威胁交通安全,为分析抗滑性与交通量2个主要影响因素对湿滑路面事故的影响,解决雨天湿滑导致事故频发这一问题,首先,定义路面湿滑事故率(WAR);然后,运用统计学原理及分析方法,借助MATLAB分别分析不同交通量等级下路面抗滑性能或不同路面抗滑等级下交通量对路面湿滑事故率的影响,分别建立年均日交通量(AADT)、路面抗滑值(SN)、路面横向力系数(SFC)与路面湿滑事故率的3种回归模型,定量分析交通量、路面抗滑值、路面横向力系数对路面湿滑事故率的影响;最后综合分析了抗滑值和交通量的耦合效应,并基于道路行车安全,推荐了两者阈值。研究结果表明:年平均日交通量阈值为6 500～15 000,抗滑值、湿滑事故率范围分别为27～53、0.529～11.930;为实现零事故目标,在重交通路段应将抗滑值提高到52,以保证雨天行车安全。该推荐阈值为控制交通量或路面抗滑性能以减小路面湿滑事故率提供了参考,同时明确了沥青路面抗滑养护最佳时机,为建立更完善的公路预防性养护体系奠定了基础。     

纵向摩擦系数在路面抗滑性能评价中的应用

为分析纵向摩擦系数在路面抗滑性能评价中的应用,首先研究了SAFEGATE摩擦系数测试车的组成及工作原理。通过选取高等级公路典型断面结构作为测试路段,采用摆式仪和SAFE-GATE摩擦系数测试车测定相应的摆值与纵向摩擦系数,回归出二者之间的相关关系式,据此得出路面设计和养护的纵向摩擦系数标准。最后选取典型道路路面,提出抗滑性能纵向摩擦系数的检测与分析方法。结果表明,利用纵向摩擦系数表征路面的抗滑性能是切实可行的。     

废弃烧结砖制备植被型渗蓄生态材料

采用不同粒级的废弃烧结砖为骨料,谷壳灰为掺合料,研制适用于植被生长的新型渗蓄生态材料。探索骨料粒级、水泥用量及谷壳灰掺量等因素对材料吸水率、抗压强度、渗透系数、表观密度及植被生长的影响规律;并确定渗蓄材料的最优骨料粒级和合理配合比,以制备强度较高、渗蓄性好、植物种植良好的渗蓄生态材料。研究表明:最优骨料粒级为2.36~4.75mm;未掺谷壳灰时,合理水泥用量为283 kg/m~3,材料吸水率为24%,强度大于4.5 MPa,渗透系数为5.4 cm/s,表观密度为1 210 kg/m~3;掺谷壳灰时,较优的水泥与谷壳灰总质量为346 kg/m~3,谷壳灰掺量为10%,吸水率大于27%,强度大于4.5MPa,渗透系数为4.4 cm/s,表观密度为1 250 kg/m~3,且植被生长情况最优。以谷壳灰为掺合料不仅可提高材料的渗蓄性能,还可为植物生长提供养分,促进植被生长。     

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。     

超薄磨耗层沥青混合料的抗剪性能

基于单轴贯入试验和无侧限抗压试验,研究了原材料参数和试验条件对沥青混合料抗剪强度的影响.通过室内试验研究了SBS掺量、补强剂掺量和级配类型对超薄磨耗层高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗剥落性能的影响.试验结果表明:骨架结构混合料的抗剪性能优于悬浮密实结构,SBS改性沥青混合料的抗剪性能优于基质沥青混合料;最佳沥青用量下的混合料抗剪强度较大,且补强剂可有效改善混合料的抗剪性能;高温条件和低速行驶的车辆都易造成超薄沥青磨耗层的剪切破坏.当SBS掺量为4.0%~4.5%、补强剂掺量为0.30%~0.50%时,超薄沥青磨耗层能兼顾抗剪性能和其他路用性能,同时满足经济性.