沥青混合料降温速率影响因素的灰关联分析

依托天(水)定(西)高速公路沥青路面工程,实测了不同时刻沥青混合料的温度,得到了其降温规律曲线和降温速率,对不同层厚、空气温度、风力、太阳辐射条件下的降温特性进行了统计,并在此基础上,利用灰色关联度分析法对影响沥青混合料降温速率的影响因素进行了分析。结果表明:沥青混合料在摊铺后及最初的碾压过程中温度急剧下降,随着时间的推移,温度下降幅度减缓;外部因素对沥青混合料降温速率影响的关联度排序为层厚、风速、空气温度、下卧层温度和云层分布。     

纤维加强再生沥青混合料的压实特性研究

旨在考察纤维加强再生沥青混合料的压实特性,采用旋转压实仪成型试件并获取密实度曲线,根据密实度曲线计算压实特性参数,分析纤维种类、纤维掺量和废旧路面材料(RAP)掺配率对纤维加强再生沥青混合料压实特性的影响。研究结果表明,纤维对再生沥青混合料的压实特性有显著影响,当掺量相同时,不同种类纤维对再生混合料的压实功和压实速率的影响效果基本一致;纤维会显著提高再生混合料在开放交通后抵抗永久变形的能力,在相同掺量下,矿物纤维的作用最大,其次为聚酯纤维,木质素纤维最弱;当剂量较低时,因纤维未形成相互搭接的三维空间结构而对再生混合料的压实特性基本无影响,当纤维掺量超过0.4%时,随着纤维掺量的增大,再生混合料的可压实性逐渐变差、抵抗永久变形的能力逐渐提高;RAP掺配率越高,K1和压实能量指数(CEI)越大、密实能量指数(TDI)越大而K2越小,混合料的可压实性降低而开放交通后抵抗变形的能力增加。     

基于粘温特性的沥青混合料施工温度指标

利用Brookfield粘度计测试了不同温度和不同粉胶比下70#基质沥青和70#改性沥青的胶浆粘度,分析了粉胶比和温度对沥青胶浆粘度和施工控制温度的影响,建立了粉胶比作为施工控制温度指标,得到不同粉胶比下沥青混合料的施工控制温度标准。结果表明：粉胶比和温度对沥青胶浆的粘温特性有重要影响,主导着沥青混合料的施工控制温度;随着粉胶比的增大,胶浆粘度升高,粉胶比与胶浆粘度及其对数间具有良好的指数函数和线性函数相关性;随着温度的升高,沥青胶浆粘度降低,温度与胶浆粘度间具有很好的乘幂函数相关性。     

基于三维离散元法的沥青混合料断裂过程模拟

为了从材料细观结构角度研究沥青混凝土的断裂机理,运用离散元程序PFC3D内的"Fish"语言,采用多球相互重叠的方法描述粗集料颗粒的空间不规则形状,结合集料颗粒的随机投放算法和离散元的空隙处理方法,建立了沥青混凝土小梁试件的三维离散元模型;通过室内沥青砂浆单轴压缩试验和劈裂试验,并结合宏观性能与微观力学参数的转化关系,获得了用于离散元模拟的各类微观参数;采用三维离散元程序PFC3D,进行了-10℃和15℃条件下小梁中点弯曲断裂试验的离散元模拟,获得了弯曲断裂曲线;采用与混合料三维离散元结构相同沥青用量、空隙率和级配在室内成型了沥青混合料的小梁试件,并获得了室内实测断裂曲线.研究结果表明:所建立的离散元模型可以充分考虑集料颗粒的不规则形状、集料级配特征和空隙大小;三维离散元方法可以较好地模拟沥青混合料弯曲断裂过程中裂纹起始和扩展的现象,模拟结果与室内实测结果基本相当;三维离散元模拟可以作为研究沥青混合料断裂特征的辅助手段.     

基于数字图像处理技术的沥青混合料运动特性

为了分析沥青混合料在碾压成型过程中分布不均匀的原因,利用数字图像处理软件,分别处理AC-13型沥青混合料振动每30s的试件剖面,进而得到13.20mm、9.50mm、4.75mm、2.36mm这4档集料随时间变化的分布情况。研究结果表明:在AC-13型沥青混合料碾压成型过程中,13.20mm集料的运动趋势随时间变化最为明显,在水平和竖直方向均做上下左右的往复运动,且整体运动幅度较大,对沥青混合料的均匀性影响最大;9.50mm的集料随时间变化的运动趋势较缓和,整体运动方向与13.20mm集料大体一致,对沥青混合料的均匀性有影响;相比以上2档集料,4.75mm档和2.36mm档集料随时间变化的运动趋势都不是很明显,它们的重心基本上都集中在剖面的中心位置,说明这2档集料整体上分布的较为均匀,对沥青混合料的均匀性影响很小。     

沥青混合料空隙的分形特性

沥青混合料作为一种非均质、多相和多层次的复合材料,空隙处于不规则、无序状态.其宏观行为所表现的不规则性、不确定性、模糊性、非线性等特征正是其微观结构复杂性的反映.但传统采用的基于欧几里得几何的简化分析方法不能很好地表征沥青混合料复杂微观结构的实际情况,为此尝试采用分形理论对其微观结构特性进行分析,并探讨了沥青混合料集料级配分维、空隙率以及空隙体积分维.     

基于拉压差异的沥青混合料强度与疲劳特性

【目的】探究沥青混合料的拉压差异力学特性。【方法】开展了典型沥青混合料直接拉伸和四点弯曲强度及疲劳试验,基于材料拉压模量差异特性推导并得到了区别于传统四点弯曲梁的真实四点弯曲强度计算公式,分析了传统四点弯曲、真实四点弯曲及直接拉伸应力状态下强度、疲劳寿命及模量衰变规律。【结果】真实四点弯曲强度约为传统四点弯曲强度的80%,在相同加载速率下,不同应力状态强度中直接拉伸强度最小,且其对加载速率的敏感性亦最低;在相同应力水平下,直接拉伸疲劳寿命最小,但在相同真实应力比下直接拉伸疲劳寿命最大,真实四点弯曲疲劳寿命约为传统四点弯曲疲劳寿命的46%;真实四点弯曲疲劳试验的模量衰变速率远小于直接拉伸模量衰变速率,且破坏时前者的模量衰减幅度更小。【结论】材料的拉压差异特性对其力学参数的测试结果及变化规律影响显著,研究成果可为考虑拉压差异的沥青路面结构设计参数取值提供参考。     

沥青与沥青混合料的流变特性比较

沥青与沥青混合料作为一种非常重要的土工材料，被广泛应用于道路路面和建筑防水，有关研究也在世界各地展开。然而关于这两种材料的流变特性之间的联系在目前来说还是个未知数。通过比较青与沥青混合料的均质性、颗粒性，粘弹性及其流变模型，来分析这两种材料在力学方面的相似性和差异性。研究表明，沥青和沥表示昆合料具有相同的粘弹性性质，它们之间的唯一区别是材料的结构组成不同。     

高模量沥青混合料应用综述

高模量沥青混合料（High Modulus Asphalt Concrete）能够减少路面结构的变形,延缓车辙的产生,改善路面的疲劳性能,延长路面的使用寿命。目前HMAC在国外已经比较成熟,并且已有相应的规范标准,而我国刚刚起步,针对高模量沥青混合料,应进一步研究,形成符合我国国情的成套技术。     

测试方法对沥青混合料抗压回弹模量的影响

沥青混合料回弹模量是路面结构设计中一个重要的参数。针对常见的AC-16I、AC-20I两种沥青混合料，在大型精密设备一材料试验系统（MTS）上对其回弹模量进行了试验与分析。试验在0．1～0．7MPa单位压力下，分别用“顶面法”与“侧面法”测试了竖向位移，顶面法中又采用了MTS机架位移传感器和线性位移传感器两种方法，侧面法用了应变规引伸仪测试竖向应变。结果表明，在0．7MPa单位压力下，侧面法比顶面法的回弹模量更接近部颁规范推荐值。同时测出了不同温度下沥青混合料回弹模量，建立了回弹模量与温度之间的关系，为合理确定沥青路面的设计参数提供依据。     

沥青混合料级配集料的分形特性

基于分形理论,对沥青混合料级配集料的分形特性进行了研究,探讨了集料颗粒、集料粒径分布、集料质量级配以及集料体积的分维等.研究结果表明:分维值可以用来定量地描述沥青混合料中集料的复杂外观结构,在双对数坐标下集料颗粒周长与面积呈现线性关系,相同集料(同料源)不同级配的集料颗粒具有近似相同的分维,相同集料不同截面具有相同的分维,不同集料(不同料源)表现出不同的分维;分维值也可以用来定量地描述沥青混合料中集料粒径分布、集料质量分布、集料体积分布以及集料的空隙率等,集料质量级配分维值越大,其级配就越粗.     

透水性沥青混合料目标空隙率的确定方法

为了有效减少路面地表径流,发挥透水性沥青路面的透水功能,明确空隙率、有效空隙率及渗透系数三者之间的关系,以便确定符合地域降雨特点的透水性沥青混合料目标空隙率,依据水量平衡原理和水力学理论,建立了基于有效控制路面地表径流的透水性沥青路面的渗透-蓄水简化模型。通过试验分析,明确了透水性沥青混合料的空隙率、有效空隙率及渗透系数有很好的线性相关关系。通过设计降雨量、透水性沥青路面计算面积和路面综合坡度等为计算参数,得到了透水性沥青混合料的目标空隙率计算方法。该方法能够针对不同地区的降雨特点,计算出满足透水功能的透水性沥青混合料的目标空隙率。     

温拌无纤维SBS改性沥青SMA混合料的高温性能

温拌无纤维SMA混合料是一种绿色环保材料。通过析漏试验和车辙试验评价了温拌无纤维SBS改性沥青SMA混合料的力学性能。结果表明,温拌剂仅降低混合料的施工温度。在较低碾压温度下,无纤维的SMA混合料不会出现泛油现象。但是,在路面使用温度下,由于未添加纤维,混合料的高温抗变形性能较差。因此,与常规热拌添加纤维的SBS改性沥青SMA混合料相比,对于温拌无纤维SBS改性沥青SMA混合料,需要降低0.3%～0.5%的沥青用量,以提高混合料的高温抗变形性能。     

路用沥青混合料中矿粉亚甲蓝试验

应用相关性检验分析沥青混合料中矿粉的性能控制指标,研究了国内外亚甲蓝试验操作方法,测试不同类型矿粉的亚甲蓝值以及胶浆性能,分析了矿粉亚甲蓝值与沥青胶浆性能的相关性。发现搅拌速度、测试温度等因素对亚甲蓝试验结果有明显影响,并根据试验结果修正了规范(JTGE42-2005)的细集料亚甲蓝试验。结果表明:矿粉类型对胶浆性能具有显著作用;而矿粉亚甲蓝值与胶浆低温性能具有密切联系,可以作为矿粉的低温性能控制指标。     

基于感应加热的钢丝绒纤维沥青混合料除冰性能评价

为有效解决冬季冰雪覆盖对沥青路面行车安全的困扰,采用电磁感应加热的方式,研究了钢丝绒纤维长度、掺量对沥青混合料除冰效果与路用性能的影响,并探讨了钢丝绒纤维沥青混合料电磁感应加热除冰机理。结果表明：钢丝绒纤维沥青混合料电磁感应加热除冰效果显著,钢丝绒纤维长度、掺量与感应加热平均融冰速率呈正相关趋势;掺量6%的5mm钢丝绒纤维沥青混合料平均融冰速率最快,达0.47℃·s-1;掺入钢丝绒纤维后,沥青混合料高温稳定性与低温抗裂性均得到改善;4%掺量的5mm钢丝绒纤维沥青混合料路用性能达到最佳;综合考虑,推荐掺入4%的5mm钢丝绒纤维为沥青混合料电磁感应加热除冰最佳方案。     

玄武岩纤维在沥青混合料中的作用机理

玄武岩纤维具有较高的强度和弹性模量,与沥青和集料有较好的亲和力,在混合料中分散性好。为分析其在沥青混合料中的作用机理,对玄武岩纤维沥青胶结料进行动态剪切流变（DSR）试验和表观粘度试验,并利用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果,采用动态蠕变试验及车辙试验研究纤维对混合料高温抗剪切性能的提高作用。试验结果表明：在SBS原沥青中加入玄武岩纤维后,纤维胶浆的抗车辙因子值得到显著提高,其表观粘度曲线随着玄武岩纤维掺量的增加呈上升趋势;玄武岩纤维沥青混合料的稳定度和浸水马歇尔稳定度值明显增大,且随着纤维掺量的增加而递增;玄武岩纤维的加入显著提高了动态蠕变试验沥青混合料的流变次数,其对混合料动稳定度有明显的增强作用。     

沥青混合料低温抗裂性能评价及影响因素

通过低温(0℃,-10℃,-20℃)弯曲试验,对3种沥青、8种级配、2种石料组成的沥青混合料的低温性能进行了全面评价,并首次引入了一个判别沥青混合料低温破坏属性的参数Su,当Su接近于1时,混合料发生脆性破坏;而当Su大于1时,发生柔性破坏。最后探讨了影响沥青混合料低温抗裂性的主要因素。