基于CT技术的复合沥青混凝土内部空隙特征分析

摘要： 采用X射线断层扫描（CT）技术分析了相同集料级配条件下,不同水泥和乳化沥青结合料用量混凝土的1~10层位空隙数量、空隙尺寸和空隙率等指标的变化规律,并结合扫描电子显微镜（SEM）分析其相关机理.结果表明：在相同条件下,复合沥青混凝土试件两端的空隙数量较多、尺寸大且空隙率较大,而中间部分则相反;复合沥青混凝土内部最大空隙率为10.1%;掺加水泥或采用适当添加量的乳化沥青,有利于降低混凝土的空隙率,当乳化沥青和水泥的质量分数分别为8.0%和3.0%时,混凝土的空隙率最小,仅为3.9%,且其空隙分布不均匀.     

基于高精度路面雷达的沥青层空隙率检测方法

选用2GHz高频雷达对运营期沥青路面结构层中空隙率进行检测和定量分析.雷达波在不同介质传递的过程中,由于介电常数的不同,会产生明显的波峰.当从均匀介质的沥青路面传递到空洞时,由于介电常数的变化,将会产生逆向波峰.分别建立了雷达波形图中逆波峰的幅值及其和空气与面层产生的波峰幅值的比值与沥青结构层空隙率的定量关系.试验结果表明,采用逆波峰的幅值和空气与面层产生的波峰幅值的比值评价沥青结构层空隙率更加精确.研究成果为运营期沥青路面内部缺陷的判别及养护措施的制定提供了重要依据.     

沥青路面雨水侵渗破坏的防治措施

雨水通过沥青面层空隙或缝隙,或者由分隔带或路肩渗入到路面结构内,若不能够及时予以排除,就会浸湿各结构层材料甚至路基土,使其强度下降,变形增加,承载力降低,使用寿命缩短。更为严重的是,进入路面结构层之间的空隙中的水分,在行车荷载的作用下,会成为高孔隙水压力和高流速的水流,冲刷层面材料并产生唧泥现象,促使     

考虑黏层油迁移影响的OGFC面层空隙结构表征

为了保证沥青路面层间的充分黏结,在层间撒布黏层油是目前路面施工的必要工序。由于开级配磨耗层(OGFC)的大空隙结构,在压实过程中黏层油倾向于通过界面处OGFC的空隙向上迁移,从而影响界面处OGFC的空隙结构并进而影响其功能。本文选取2种下卧层材料、1种OGFC材料和4种黏层油掺量制作OGFC和下卧层组合试件;通过CT扫描、三维重构和一系列图像处理方法对OGFC面层的空隙结构进行表征和分析;选取截面空隙率、平均空隙半径和平均配位数对OGFC面层的空隙结构进行定量表征。研究结果表明：当层间不撒布黏层油时,OGFC面层的空隙率分布与密级配沥青混凝土的类似,呈现两端空隙率高、中间空隙率低的规律;当黏层油掺量为0.5、1.0和1.5 kg/m²时,黏层油向上迁移,使得界面处OGFC的空隙率显著降低,并且黏层油掺量越大,迁移的高度越大;黏层油迁移对平均空隙半径和平均配位数的影响规律与空隙率的基本一致;下卧层的表面构造也会对黏层油的迁移造成显著影响。     

芯样空隙率与路面水损害的影响规律

该文通过取芯检测沥青混合料的空隙率,采用高温浸水条件下的多轮车辙试验研究空隙率和沥青含量对路面水损害的影响规律.结果表明,行车带处上、中面层车辙深度明显大于路肩处的上、中面层的车辙深度;随着空隙率(空洞)的增大车辙深度有较为明显的增大;基于上、中面层空隙率的养护措施选择原则为:空隙率6%~8%,采用"中"强度养护措施;空隙率8%~12%时,采用"强"强度的养护措施;空隙率大于12%时,建议采用矫正性养护措施.研究成果为运营期沥青路面内部缺陷的判别及养护措施的制定提供了重要依据.     

基于结构层贡献率的沥青路面抗车辙措施

采用环道试验及德国汉堡车辙试验方法,研究在中面层使用改性沥青对路面结构和组合结构抗车辙性能的影响,包括对结构层贡献率和对沥青层剪切流动变形的影响;探讨在中面层添加纤维对路面结构抗车辙能力的影响.研究结果表明:中面层使用改性沥青,能提高路面结构的整体抗车辙性能;使剪切流动变形由95.2%下降至84.4%;中面层变形贡献率达到60%以上,应该重视提高中面层的抗车辙能力;对于中面层采用普通沥青的结构,在中面层添加纤维可明显减少整个结构车辙深度,但对于中面层已采用改性沥青的结构,添加纤维减少车辙的效果不明显.     

SUP-20改性沥青混凝土作为沥青混凝土中面层的施工应用

高性能沥青路面（Superpave）,采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法,采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。本文就结合徐州市三环南路的施工情况针对SUP-20改性沥青混凝土作为沥青混凝土中面层的施工应用问题加以研究说明。     

青藏公路沥青路面结构温度应力影响因素分析

针对青藏公路沿线常年低温、昼夜温差大等气候特点,利用ANSYS大型有限元分析软件,在温度场研究的基础上,计算分析了面层厚度、面层模量、面层线膨胀系数及不同气温状况对温度应力的影响。结果表明:随着面层厚度的增加,沥青混凝土路面面层底面的温度应力变化幅度最大;面层弹性模量对路面结构层温度应力的影响较大,但其影响深度有限;沥青路面结构层温度应力随着面层线膨胀系数的减小而减小,温度越低,其影响越大;温度越低,温差越大,沥青路面结构层的温度应力越大。     

排水沥青路面空隙变化下的动力响应分析

分析排水沥青路面在渗流和动荷载联合作用下的动力响应过程,提高排水路面行车安全.通过设计物理实验获取沥青混合料参数,建立排水沥青路面数值分析模型,分析路面内部空隙变化下的排水沥青路面超孔隙水压力和特征应力的时程变化情况,并与普通密级配沥青混凝土路面进行对比.结果表明：在行车荷载作用下,排水沥青路面内出现超孔隙水压力的正、负交替变化,在面层与基层交界面处最为严重,排水面层和防水层渗透性的差别会导致局部超孔隙水压力突变.排水沥青路面排水面层内的超孔隙水压力远小于密级配沥青混凝土面层和其他结构层,排水面层中竖向应力较密级配沥青面层大,且超孔隙水压力的消散速度更快.     

乳化沥青冷再生混合料的透水性与空隙特征

为了研究乳化沥青冷再生混合料的透水性与空隙特征之间关系,通过测定渗透系数来评价其透水性,并利用工业CT扫描观测其内部细观空隙结构.根据乳化沥青冷再生混合料养生过程中空隙率的变化,探究水泥和水对其空隙形成的影响.结果发现,乳化沥青冷再生混合料在较高的空隙率下具有相对较低的透水性;其平均空隙尺寸略小于同级配的热拌沥青混合料,且大空隙较少,小空隙较多;乳化沥青冷再生混合料的空隙由压实空隙和养生空隙构成,水分的蒸发和水泥用量对养生空隙的形成具有显著的影响,随着水分的蒸发和水泥的水化,乳化沥青冷再生混合料内部形成了许多养生空隙;乳化沥青冷再生混合料的空隙尺寸以及分布特征是造成其低透水性的重要因素.     

考虑沥青混合料空隙率的蠕变特性及改进Burgers模型

为了更为精确的分析不同空隙类型沥青混合料的抗变形性能的影响,在经典的Burgers模型上进行改进,添加了一个非线性元件,得到改进的Burgers模型,将模型的宏观参数转化为离散元PFC的微观参数,植入PFC程序,用于分析不同空隙特征沥青混合料的抗变形性能。结果表明：改进Burgers模型能较好地表征空隙率较大的沥青混合料的蠕变特性,且空隙率较大的沥青混合料在加载过程中相比与空隙率较小的沥青混合料的非线性蠕变变形更为明显,同时,改进Burgers模型可较好地预测在不同温度条件下不同空隙类型的沥青混合料的蠕变变形。用于研究大空隙特征沥青混合料OGFC-13时,当空隙率增大2%时,沥青混合料蠕变变形最大可增大1/2,当空隙率增大10%时,沥青混合料蠕变变形可增大近6倍。     

谈如何减少反射裂缝对沥青混凝土面层的影响

<正>沥青混凝土面层是直接承受行车荷载作用和大气降水、温度变化影响的路面结构层,具有足够的结构强度,良好的温度稳定性,耐磨、抗滑、平整和不透水性。高等级公路沥青面层可分上、中、下3层或上、下2层。较少的裂缝,较轻的车     

排水性沥青路面的横向空隙分布特性

为了研究排水性沥青路面的横向空隙分布特性,对宁杭高速公路排水路面某横断面不同位置的芯样进行了切割处理,采用数字图像处理技术,分析了排水性沥青混凝土在不同界面的空隙组成.研究结果表明:降雨过程中,污染物的沉淀是排水路面空隙堵塞的主要原因,深截面堵塞较浅截面更为严重,且沿着水流方向,空隙的堵塞越来越严重;内侧车道的轮迹带浅界面的空隙堵塞比小于非轮迹带;由于车辆荷载的作用,导致排水路面在使用过程中出现了二次压密,轮迹带和重车道空隙率相对较小;采用设置双层排水面层、设计内低外高横坡的方案可以缓解排水路面的空隙堵塞病害.     

基于ABAQUS软件薄型沥青路面力学响应分析

为了掌握薄型沥青混凝土道路在车载作用下受力特点,道路结构层参数变化对沥青混凝土路面的力学响应,采用有限元软件ABAQUS建立薄型沥青混凝土路面的结构模型,通过有限元软件分析各结构参数的变化对沥青层底拉应力、路表弯沉、面层剪应力敏感性,并且对各个因素的敏感性进行评价。结果表明,面层模量和面层厚度的增加可减小路表弯沉,从面层模量和面层厚度的改变对路面指标的改变幅度来看,基层模量改变对层底最大拉应力的影响显著,面层模量的改变对面层位置不同处最大剪应力峰值的影响也比较明显。因此在薄型沥青混凝土路面技术应用中,应该加强控制基层材料性能指标。     

车辙变形对多孔沥青路面排水性能的影响

为了明确多孔沥青路面发生车辙时,多孔沥青上面层的空隙率改变对其排水性能的影响。采用中国高速公路多孔沥青路面典型的层状体结构形式,首先根据车辙变形空间,提出空隙率变化率评价指标,并通过室内试验对多孔沥青路面的车辙变形与空隙率的关系进行观测;通过对实际路面的检测和有限元模拟,分析不同沥青层位对总体车辙深度的影响;最后,利用路表径流模型,分析车辙位置产生径流的条件。研究结果表明:空隙率衰减的比例与车辙变形量占原路面厚度的比例基本相当,车辙变形空间来自于空隙压缩及石料、砂浆流动;多孔沥青路面在长期使用过程中的车辙变形主要由上、中面层共同变形引起,多孔沥青上面层在经过早期压密阶段后,车辙变形稳定,总变形量较小;多孔沥青路面的竖向和横向渗透系数与空隙率成明显的线性关系,当空隙率低于15%时,渗透系数接近于0;车辙深度增加时,车辙位置能够承受的极限降雨强度逐渐降低,车道数增多,也会使最外侧车道右轮迹带位置的极限降雨强度承受能力降低;但是,即使多孔沥青路面产生10 mm以上车辙时,仍能满足承受大雨强度标准。该研究明确了车辙对多孔沥青路面排水性能的影响规律,并为多孔沥青路面车辙养护标准的确立提供了研究基础。     

多孔沥青混合料的细观空隙特征与影响规律

基于CT(computed tomography)、图像处理及重构技术和室内试验分析了多孔沥青混合料细观空隙特征的表征,研究了空隙率、粗细级配和公称最大粒径等对多孔沥青混合料细观特征的影响规律以及细观空隙特征同混合料性能之间的关系.研究结果表明多孔沥青混合料试件断面图像的空隙等效直径、空隙面积、空隙数量、空隙分形特征同混合料的材料组成与性能密切相关;对于空隙率相近的多孔沥青混合料,其细观空隙特征同混合料动稳定度、飞散损失和吸声系数峰值具有良好的回归关系.     

排水性沥青混合料的路用性能试验评价探讨

排水性沥青路面面层采用大空隙开级配的沥青混合料,中、下沥青面层采用密实级配沥青混凝土,并在排水性沥青面层与中面层之间设置防水粘层,同时在路肩下设置纵向侧沟和横向排水管,使渗入到排水功能层的水能横向排除到路面结构以外。本文主要结合排水性沥青在路面工程中的应用,对排水性沥青混合料的路用性能从试验的方面做了相关的评价分析与总结。     

动载作用下沥青路面内部孔隙水压力的轴对称弹性解

将沥青路面视为多层饱和弹性半空间轴对称体,引入比奥渗流固结理论和渗流方程.利用Hankel和Laplace积分变换等数学方法,推导出浸水沥青路面的沥青路面水损害力学模型,并做出如下假设:除渗透性外,沥青混凝土是均质的、完全饱和的理想弹性材料;沥青混凝土的变形是微小的;沥青混凝土和孔隙水均不可压缩;孔隙水渗流服从达西定律,渗透系数为常数.计算了沥青路面结构层孔隙水压力大小.结果表明,沥青面层内的孔隙水压力与面层渗透系数、面层厚度、结构层材料参数以及车辆行驶速度等有密切关系.当路表孔隙饱水时,在荷载作用下,面层中以及面层与基层的接触面附近孔隙水压力最大,在荷载的反复作用之下,导致疲劳开裂破坏,加速路表病害的出现.     

沥青路面（改进AC-16上面层）施工指导意见

0概述 沥青路面上面层,采用了新的沥青混合料设计方法,该设计方法,采用旋转压实设备成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。     

排水面层沥青混合料组成设计的研究

排水面层沥青混合料为骨架空隙结构 ,它对组成材料具有更严格的要求 ,其组成设计与普通沥青混凝土也有差别 .结合国内外排水沥青面层研究成果和实践经验 ,根据排水面层沥青混合料的结构组成特点和排水沥青面层的路用性能 ,提出了比较合理的排水面层沥青混合料组成设计的方法 .