沥青混合料车辙试验性能影响因素研究

试验选用AC-13沥青混合料,采用轮碾法成型试件,通过对级配、沥青用量以及碾压次数3个基本因素分析,研究动稳定度的变化趋势。试验结果表明:适当增加粗集料,减少细集料含量,可有效提高试件动稳定度;沥青应合理选择,在最佳沥青用量附近时,动稳定度最大;成型时,适当增加碾压次数,提高试件压实度,可以提高动稳定度,在试验中,应合理控制车辙试件密度。     

基于集料力学指标的沥青路面抗滑性能衰减模型

为了研究沥青路面抗滑表层抗滑性能衰减规律与粗集料力学指标之间的定量关系,利用小型四轮加速加载试验设备对3个级配、4种粗集料共12组沥青混合料的摩擦系数随着加载次数的衰减规律进行了试验。研究结果表明,沥青混合料级配主要影响沥青路面摩擦系数初始值,而对其摩擦系数的衰减规律(衰减幅度、衰减速率、衰减终值等)影响不显著;沥青混合料所用粗集料的力学指标(磨耗值、压碎值、磨光值)对沥青路面抗滑性能的衰减规律影响显著:压碎值、磨耗值越小,磨光值越大,其对应的沥青混合料摩擦系数的衰减速率越小,衰减幅度越小,衰减终值越小,反之亦然。最后建立了摩擦系数衰减规律与集料力学指标之间的定量关系模型。     

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。     

浇注式沥青混凝土级配设计

针对浇注式沥青混凝土级配的设计问题,提出了两阶段设计方法.根据该方法设计了新的浇注式沥青混凝土级配,采用该级配制作的浇注式沥青混凝土,流动性能够满足施工要求,空隙率小于1%.对试件进行车辙试验、小梁弯曲试验、水稳定性试验和疲劳试验,结果表明根据两阶段设计方法设计的级配制作的浇注式沥青混凝土试件与传统级配浇注式沥青混凝土试件相比大大提高了高温稳定性,同时具有良好的低温抗裂性能、水稳定性和抗疲劳性能.因此,该设计方法是较好的浇注式沥青混凝土级配设计方法.     

基于粗集料形状特征的沥青混合料三维数字试件生成

为了准确地模拟沥青混合料相关试验,节省集料和试验设备等方面的成本,通过离散单元法模拟生成沥青混合料三维数字试件.采用中心球扩散方法构建出粗集料的扁平比与棱角性,通过调节不同粗集料模型的百分比来获得和实际相近的粗集料形状组合,并用一定质量的虚拟粗集料"clump"球体块取代同样质量的等效球体来表征粗集料级配特征,通过删除砂浆球体单元来模拟出空隙率特征,最终建立沥青混合料三维离散元模型.研究表明,沥青混合料三维数字试件可以很好地模拟粗集料的三维空间形状,准确表征粗集料的扁平比与棱角性特性,同时能够精确显示粗集料的级配特点与空隙分布,达到以虚拟试件代替真实试件进行试验的目的.     

透水性沥青混凝土的透水性能和力学性能试验研究

通过试验研究了油石比、集料级配对透水性沥青混凝土的空隙率和透水性能、单轴压缩、弯曲和劈裂等力学性能的影响. 结果表明,在油石比不变的情况下,透水性沥青混凝土的空隙率、连续空隙率和透水系数随着大粒径集料含量的增加而增大;同一颗粒级配下,透水性沥青混凝土的空隙率、连续空隙率和透水系数随着油石比的增大而减小. 油石比和集料级配对抗压性能、弯拉性能、劈裂性能的影响规律都不一样. 因此,应根据实际工程需要选择相应的具有高透水性、良好力学性能的集料级配和油石比.     

粗集料间隙率最小值的测定方法及其应用

为了克服干捣实法测定粗集料矿料间隙率的种种不足，提出了粗集料矿料间隙率最小值的概念与测定方法；据此定义了沥青混合料级配干涉系数；并提出了新的粗集料骨架嵌挤标准；在此基础上对设计沥青混合料的主骨架空隙填充法进行了改进；还分析了级配干涉系数与混合料高温抗车辙性能、疲劳性能的关系。研究认为依据粗集料矿料间隙率最小值而提出的粗集料骨架嵌挤的新标准能够更加准确地判定沥青混合料中粗集料的骨架嵌挤程度；改进的主骨架空隙填充法设计出的密断级配沥青混合料的各项性能完全满足规范要求；沥青混合料级配干涉系数与混合料的高温和疲劳性能之间具有良好的相关性。     

心墙沥青混凝土孔隙率影响因素试验研究

孔隙率为心墙沥青混凝土重要技术控制指标，其影响因素研究对沥青混凝土质量控制具有重要意义。在击实次数相同情况下，采用控制变量的方法，系统研究4种级配指数、4种沥青含量、4种填料含量条件下标准马歇尔试件孔隙率的变化规律。结果表明，沥青混凝土孔隙率随级配指数的增大而减小；随沥青含量的增大，呈先增大后减小趋势，沥青含量转折点为6.8%;随填料含量的增大，呈先减小后增大趋势，填料含量转折点为12%。灰色关联分析结果表明，级配指数对孔隙率的影响最大，填料含量次之，沥青含量最弱，且级配指数和填料含量对孔隙率的影响较大。研究结果可为目标孔隙率下心墙沥青混凝土配合比设计提供参考。     

配合比参数对浇注式沥青混凝土性能影响研究

配合比参数是影响浇注式沥青混凝土性能的重要指标,配合比参数一般指沥青含量、级配指数和填料含量等.采用灰色优势法,分析配合比参数对浇注式沥青混凝土抗渗性和稳定性影响,通过计算灰色关联度确定最优参数和最优影响因子.结果表明,浇注式沥青混凝土质量控制最优参数为孔隙率,稳定度和流值次之,最优相关因素为级配指数,填料含量及沥青含量次之.在浇注式沥青混凝土质量控制中,应优先考虑孔隙率和级配指数.研究结果为浇注式沥青混凝土质量控制提供参考.     

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.