集料表观形态与沥青混合料性能相关性分析

采用集料图像测试系统(AIMSⅡ)分别测定普通集料和广东省中山集料厂精细加工集料的二维形状指数、棱角性指数、纹理指数、球度指数等4个表观形态指标,并进行比较分析。按1∶1的比例混合普通集料和精细加工集料,将其定义为特定组合集料,分别用3种不同集料制备AC-13混合料和SMA-13混合料,采用室内试验测试了不同沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,并运用灰关联分析方法分析各集料表观形态指标对混合料性能影响的显著程度。研究认为,精细加工工艺能提升集料表观形态指标;棱角性指数对混合料高温性能影响最为显著,纹理指数对混合料水稳定性影响最为显著。     

针片状颗粒含量对路面沥青混合料的性能影响研究

影响路面沥青混合料性能的因素很多,粗集料质量是其中之一,当粗集料针片状颗粒含量达到一定程度时将对沥青混合料质量产生影响。主要研究粗集料针片状颗粒含量对沥青混合料水稳定性、高温稳定性等的影响,通过对不同针片状颗粒含量的沥青混合料性能研究,对试验结果分析表明沥青混合料各项性能随针片状颗粒含量的增加而降低,当针片状颗粒含量超过20%时,沥青混合料路用性能显著降低,对其沥青混凝土路面质量将产生较大的不利影响。     

水作用对沥青混合料性能的影响

设计不同级配类型和空隙率的沥青混合料,通过劈裂强度、抗压强度、抗压回弹模量、单轴静载蠕变等试验,研究2种水作用(冻融循环和高温浸水)对沥青混合料常规力学性能和高温性能的影响。研究结果表明:水的作用严重削弱了沥青混合料的性能,高温浸水的影响明显小于冻融循环的影响;沥青混合料性能与其级配和空隙率有关,粗集料形成骨架,细集料起填充作用,形成具有适宜空隙率的沥青混合料,水稳定性良好;可以采用Burgers模型来描述沥青混合料在水损害前后的蠕变行为,其模型参数会因水作用而变化,高温浸水和冻融循环会严重削弱沥青混合料高温抗变形能力。根据不同受力状态(如受拉和受压)下的沥青混合料力学指标在水作用前后的变化,对其水稳定性的评价结果可能不同,应综合考虑水稳定性和其他路用性能(如高温稳定性)的要求。     

细集料棱角性对沥青混合料性能的影响

通过分析试验数据，考察了细集料棱角性（FFAA）对沥青混合料沥青用量、体积性质、水稳定性、高温稳定性等重要指标或性能的影响情况。结果表明，FFAA均未与上述指标或性能建立起显著的线性关系。FFAA不适合单独作为评价细集料品质的技术指标，同时也不适合单独采用FFAA来评价细集料对沥青混合料性能影响的情况。     

沥青混合料体积指标对路用性能的影响

选取体积指标VMA和VV来表征混合料的空隙率,以VCAratio来表征混合料骨架的紧密程度,并选择了一系列高温性能、低温性能及水稳定性指标,研究了路用性能指标随空间结构指标的变化关系.研究表明:VMA和VCAratio可以较好区分混合料的空间结构;VMA对沥青混合料的低温性能和水稳定性影响较大,对高温性能影响较小;VCAratio对沥青混合料高温性能影响较大,而对低温性能、水稳定性影响较小.具体表现如下:当VMA增大较多时,沥青混合料的低温性能和水稳定性急剧下降;随VCAratio的不断减小,高温性能逐渐增强,尤其是在VCAratio=1的临界点上,高温性能发生急剧变化.     

盐分对储盐沥青混合料性能的影响

为了评价盐分对储盐沥青混合料性能的影响,采用等体积置换方法制备了不同矿粉置换比例的储盐沥青混合料试件;使用车辙试验、低温弯曲试验和水稳定性试验,对溶析前后储盐沥青混合料性能进行了测试,并结合电子扫描电镜微观形貌图片,分析了盐分对储盐沥青混合料性能的影响机理。研究结果表明:储盐填料的加入显著降低了沥青混合料的高温性能和水稳定性,对低温性能也有一定影响,置换比例越大,影响程度越高,且盐分溶析过程加剧了其影响;储盐填料的加入破坏了集料的碱性环境,影响到沥青胶浆的粘聚力,进而影响沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能,因此需要采取一定措施改善储盐沥青混合料中沥青与矿料的粘附性。     

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...     

级配离析沥青混合料性能的试验研究

通过室内试验，分析混合料级配离析状态和离析程度对沥青混合料体积参数、路用性能和力学性能的影响．结果表明，在不同离析程度下，粗集料离析对沥青混合料性能的影响大于细集料离析的影响．在粗集料集中区域，由于空隙率过大，吸水性和渗水性增大，对沥青混合料的水稳定性极为不利，还将大幅度降低沥青混合料的疲劳寿命和强度．在细集料集中区域，压实空隙率过小，虽然对沥青混合料的水稳定性和抗疲劳性能无不利影响，但将使沥青混合料的抗车辙能力和抗滑性显著降低．     

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。     

玻璃纤维改性排水沥青混合料路用性能分析

目的研究玻璃纤维对排水沥青混合料路用性能的改善效果,确定玻璃纤维掺量与排水沥青混合料路用性能的规律.方法利用马歇尔试验、间接拉伸试验以及冻融劈裂试验评价排水沥青混合料的高温稳定性、中低温抗裂性以及水稳定性.结果玻璃纤维掺量为0.2%时高黏排水沥青混合料高温稳定性较好,玻璃纤维掺量为0.4%时中低温抗裂性能和水稳定性能较好.基质排水沥青混合料中玻璃纤维掺量为0.2%时高温稳定性、中低温抗裂性以及水稳定性均达到最佳.结论掺加玻璃纤维可以显著提高排水沥青混合料的路用性能.玻璃纤维掺入改性排水沥青混合料具有明显的增强效果.     

高温湿热地区沥青混合料抗水损害性能评价

通过室内试验,分析了沥青混合料高温浸水和级配离析对沥青混合料抗拉强度的影响．针对残留马歇尔稳定度指标及冻融劈裂残留强度试验的不足,提出以浸水四点弯曲试验来评价高温湿热地区沥青混合料抗水损害性能,着重探讨了不同离析程度（不同空隙率水平）对沥青混合料劈裂强度、四点弯曲强度的影响．研究结果表明,随着沥青混合料离析程度的增加,空隙率向2个极端发展,严重粗集料离析和严重细集料离析时混合料的空隙率相差10％左右;粗集料离析对劈裂强度和弯曲强度的影响大于细集料离析的影响;为了保证沥青混合料的抗水损害性能,应严格控制空隙率在4．5％～10％范围之外．采用高温浸水四点弯曲强度比作为沥青混合料水稳定性评价指标更为合理．     

玻璃纤维改性相变沥青混合料路用性能

为研究玻璃纤维对聚乙二醇(PEG)沥青混合料性能的增强效果,探究玻璃纤维掺量对其性能的影响规律,通过车辙试验、半圆弯拉试验、冻融劈裂试验研究了玻璃纤维PEG沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,并利用室外调温试验研究掺加玻璃纤维前后PEG在沥青混合料中的降温效果。结果表明:玻璃纤维掺量为0.2%时,PEG沥青混合料的高温稳定性较好,动稳定度比未掺时高51%;玻璃纤维对混合料低温性能、水稳定性有影响,但效果不明显;玻璃纤维几乎不会影响PEG对沥青混合料的降温效果。可见玻璃纤维能显著提高PEG沥青混合料的高温稳定性且不会破坏PEG材料的调温性能。     

沥青混合料级配优化设计

为了优化沥青混合料（HMA）集料级配，提高路面抗车辙性能，延长路面使用寿命，应用粗集料单因素骨架密实性检验和贝雷法相结合的研究方法，研究了集料质量分数、粗集料比例（CA）值、关键筛孔通过率对级配骨架的影响。结果表明：兰州辉长岩AC-16粗集料骨架结构的最优配比为5．4（19～16mm）：30．6（16．0～13．2mm）：24（13．2～9．5mm）：40（9．50～4．75mm），优化的骨架集料级配的CA值为0．67。对该级配和常规密级配沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性等路用性能进行了对比研究，证实了优化级配具有更优良的路用性能。     

温拌沥青混合料路用性能研究

采用马歇尔试验法对温拌沥青混合料组成进行设计,并通过车辙试验、浸水马歇尔试验、弯曲试验和疲劳试验,研究温拌沥青混合料的路用性能。结果表明:温拌改性剂掺量对沥青性能有显著影响,改性剂最佳掺量为2.5%~3.0%;温拌沥青混合料具有良好的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性,温拌改性剂能显著提高混合料的高温稳定性和抗疲劳性,但混合料水稳定性和低温抗裂性略有降低。     

高温多雨地区高模量沥青混合料性能研究

高温多雨地区多重不利因素的叠加加速了沥青路面性能的衰减。文章采用掺加PRM和PRS的2种高模量沥青混合料对水稳定性,高温、水热稳定性,疲劳、低温性能,以及动静模量、直接剪切试验进行研究,对高温多雨地区高模量沥青混合料性能系统地进行评价。结果表明:与基质沥青混合料和SBS沥青混合料相比,PRM和PRS 2种高模量沥青混合料有较好的水稳定性、高温稳定性和疲劳性能,在水-热综合作用下有良好的抵抗变形能力,同时低温性能也略有改善,沥青混合料的动、静态模量以及抗剪强度有大幅提高。文章研究认为机械嵌挤作用和纤维网约束力可以改善混合料整体性能,吸收、吸附作用和界面层作用有利于改善沥青的高温和低温性能。     

城市道路交叉口沥青混合料路用性能试验研究

针对南京市气候条件和道路交叉口的交通特点，通过分析集料级配对沥青混合料抗车辙性能的重要影响，选择2组具有较好抗车辙性能的集料级配AC-16I调整型和SAC-16A与2种sBs改性沥青共4组沥青混合料进行全面的路用性能试验，对比研究了混合料的水稳定性、高温稳定性、抗剪切性能、抗疲劳性能、低温抗裂性能、抗压强度和劈裂强度，重点评价了材料的高温抗车辙性能，从而提出了最佳的南京市道路交叉口路面上面层沥青混合料组成设计。     

不同级配沥青碎石基层性能的对比研究

研究了3种级配沥青碎石混合料的低温抗裂性、水稳定性和高温稳定性．分别采用弯曲梁试验、冻融劈裂试验与车辙试验方法进行试验,并进行相关指标的对比分析．研究结果表明,不同级配对混合料性能具有较大影响．当采用混合料集料粗细集料相对比例较好的4#和6#级配,在最佳沥青含量下形成良好的骨架结构后,混合料各项性能都较好．     

电气石改性沥青混合料路用性能

为深入研究电气石类型、掺量对改性沥青混合料路用性能的影响,将经过表面改性的电气石加入到基础沥青中,采用高速剪切法制备电气石改性沥青,借助扫描电镜试验(SEM)分析电气石与沥青的相容性;将电气石改性沥青应用到GAC沥青混合料中,通过高温车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及疲劳试验等,系统研究电气石类型与掺量对沥青混合料高温性、低温抗裂性、水稳定性以及抗疲劳性等路用性能的影响规律,并应用疲劳方程对疲劳试验结果进行回归分析。研究结果表明:电气石与沥青相容性良好;电气石能改善沥青混合料的高温、低温、水稳定性及抗疲劳性等路用性能;对于不同类型电气石,325目电气石改性沥青混合料的高温性能和水稳定性能优于5 000ions(5 000离子)电气石负离子粉改性沥青混合料,而5 000ions电气石负离子粉改性沥青混合料的低温性能和抗疲劳性能较好。     

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.     

增塑剂对沥青混合料路用性能的影响

为了提高沥青混合料的低温性能,借鉴耐寒增塑剂在塑料工业中的成功应用,选用双(2-乙基己基)己二酸酯(DOA)增塑剂,研究其对沥青混合料路用性能的影响规律。通过低温小梁弯曲试验、高温车辙试验和冻融劈裂试验对DOA增塑剂改性沥青混合料低温抗裂性、高温稳定性以及水稳定性能进行评价研究。结果表明,增塑剂对沥青混合料低温柔韧性改善效果显著,对其水稳定性能也有所提高,但高温性能却有所下降。为了同时兼顾沥青混合料的高低温性能,加入抗车辙剂,制备增塑剂/抗车辙剂复合改性沥青混合料,并采用同样的试验方法研究其高温性能与低温性能,试验结果表明,抗车辙剂可以克服增塑剂对沥青混合料高温抗车辙能力不足的影响,且同时保证低温抗裂特性。