发展沥青混合料间接拉伸动态模量及其主曲线

沥青混合料的动态模量是沥青路面设计的重要参数,间接拉伸试验的优势决定了在该试验模式下测定沥青混合料动态模量的重要意义。采用我国3种典型的沥青混合料,在间接拉伸试验模式下,基于GPM测试模式,通过修正的二轴方向的应力和应变决定沥青混合料的动态模量。根据时间-温度转换原则,通过Hirsch模型估算混合料模量极大值,分别采用Global Aging模型和Arrhenius模型获得移位因子,通过数值优化发展了参考温度为20℃的3种典型沥青混合料动态模量及相位角主曲线,得出了主曲线的Sigmoidal数学模型,拟合的相关系数R^2均在0．99以上,表明模型拟合效果非常好。     

沥青混合料动态模量主曲线方法对比分析

为了更好地研究沥青混合料的动态特性,在4.4、21.1、37.8、54.4℃这4个试验温度下对沥青混合料进行简单性能试验(SPT),获得动态模量随加载频率的变化规律,然后基于时-温转换原理,采用WLF法和二次多项式法对数据进行非线性拟合,以此建立动态模量主曲线模型,并对两种方法进行分析。结果表明:1)相同试验温度下,沥青混合料动态模量随荷载加载频率增大而增大,相同加载频率下,沥青混合料动态模量随试验温度升高而降低,且试验温度越低时,加载频率的影响越显著;2)WLF法和二次多项式法均可拟合动态模量主曲线,拟合度分别为0.899和0.998。相较而言,二次多项式法能有效减少预测误差,主曲线模型拟合度和光滑程度更高,能够更准确地描述沥青混合料粘弹性动态响应的影响。     

沥青混合料动态模量试验研究

与静态模量相比,动态模量由于更接近于路面的实际工作状态而备受关注。本文通过对高速公路沥青上、中、下三个面层常用AC-13、AC-20、AC-25三种级配的沥青混合料动态模量的试验研究,分析了影响沥青混合料动态模量的相关因素以及动态模量和静态模量的关系。     

寒区AC-20沥青混合料路面施工控制技术

本文结合寒区沥青路面实体工程施工,详细阐述了寒区AC-20沥青路面施工材料的选择和施工。各项检测结果表明,该施工方法是成功的,为寒区沥青路面施工积累了新的技术资料。     

AC-20沥青混合料GTM配合比设计方法及施工工艺

在详细分析马歇尔配合比设计方法不足的基础上,提出采用能够模拟现场碾压工况并以力学参数为设计指标的GTM设计方法进行沥青混合料配合比设计,分析对比了GTM与马歇尔方法设计结果,提出了与GTM方法相匹配的施工工艺。研究结果表明,与马歇尔设计结果相比,GTM方法设计的沥青混合料路用性能大幅度提高。实体工程表明,尽管GTM设计的混合料油石比较低、压实度标准较高,但使用现有的施工设备,施做的路面压实度完全可以达到较高标准,压实度达到98%以上。     

乳化沥青冷再生混合料动态模量研究

材料模量作为沥青路面结构设计中表征材料特性的主要参数输入性能预测模型,用来预测路面长期使用性能。使用简单性能试验机(simple performance tester,SPT)对厂拌乳化沥青冷再生混合料进行系列温度、频率及围压下的动态模量试验。结果分析认为:(1)乳化沥青冷再生混合料变异系数与动态模量平均值密切相关,可用幂函数形式表达;(2)所有频域内,温度对动态模量影响均统计显著;(3)围压对高温域内的动态模量影响更为明显。     

基于动态模量主曲线的沥青混合料连续松弛时间谱

通过动态剪切流变试验,结合时温换算法则得到沥青混合料全温全频域内的主曲线;应用相关的计算方法,获得连续松弛时间谱的解析表达式,并研究松弛时间谱在沥青混合料性能研究方面的应用.结果表明,动态剪切流变试验能够有效获得连续松弛时间谱,连续松弛时间谱能够为沥青混合料的工程性能研究提供有利手段.     

大空隙沥青混合料的动态模量预测模型

随着沥青路面力学-经验设计和分析方法的发展,路面材料参数的研究显得越来越重要.文中利用MTS材料试验系统对含有透水基层(ATPB)的ATPB-25和ATPB-30两种沥青混合料进行了动态模量试验测试.试验测试中,根据沥青混合料所处的温度环境设定了不同的测试温度和加载频率.然后根据测试结果生成了该沥青混合料的全时域动态模...     

AC-20型改性泡沫沥青混合料配合比研究及应用

结合某高速公路工程项目,研究了AC-20型改性泡沫沥青混合料配合比。通过测定沥青发泡的物理指标确定沥青最佳发泡条件。采用逐级填充法进行矿料级配设计,并进行马歇尔试验确定最佳油石比。在相同体积参数下进行温拌与热拌沥青混合料的路用性能对比试验研究。将设计的配合比应用在对比试验路段的中面层,研究了泡沫沥青混合料的施工压实性能,并进行经济效益与环境效益分析。分析结果表明:AC-20型改性泡沫沥青混合料能够在较低的生产温度下成型,具有更强的高温抗车辙性能,其水稳定性、低温抗裂性、渗水性能、施工压实度与常规热拌改性沥青混合料的基本一致。     

多孔沥青混合料旋转压实特性与动态模量

针对目前中国关于多孔沥青混合料(porous asphalt concrete,PAC)动态模量缺少研究压实特性对其影响这一问题,采用旋转压实方法(superpave gyratory compactor,SGC)通过室内成型PAC-13(1)、PAC-13(2)和PAC-13(3)3种不同级配、设计空隙率的旋转压实试件,对PAC旋转压实均匀性进行分析,确定依据时间-温度等效原理运用最小二乘法拟合3种级配的多孔沥青混合料主曲线,计算得出位移因子以及模型参数.结果表明:松铺高度较高的试件对应空隙率较大,目标压实度可以通过控制旋转压实次数来达到;提出空隙分布均匀系数,其越趋近于0代表混合料空隙分布越均匀,可用于指导室内旋转压实成型试验;多孔沥青混合料动态模量的大小受到成型试件空隙率、加载频率及环境温度三者耦合作用的影响;多孔沥青混合料与Sigmoidal模型拟合度较好,提出任意空隙率在不同温度、频率下的动态模量计算公式,可为后续有限元结构设计提供材料参数.     

乳化沥青冷再生混合料动态模量的试验研究

材料模量作为沥青路面结构设计中表征材料特性的主要参数输入性能预测模型,用来预测路面长期使用性能。使用简单性能试验机(simple performance tester,SPT)对厂拌乳化沥青冷再生混合料进行系列温度、频率及围压下的动态模量试验。结果分析认为:(1)乳化沥青冷再生混合料变异系数与动态模量平均值密切相关,可用幂函数形式表达;(2)所有频域内,温度对动态模量影响均统计显著;(3)围压对高温域内的动态模量影响更为明显。     

基于半圆试件的沥青混合料动态模量测试方法

由于单轴压缩动态模量难以用于路面芯样试件,导致设计模量评价方法难以用于路面质量的符合性检验.鉴于此,文中在分析半圆试件荷载响应的基础上开发了基于半圆试件的动态模量测试方法,确定了试验参数,对常用沥青面层混合料进行了动态模量测试.试验结果表明,通过三维有限元方法确定的应力系数有很高的精度,得到的动态模量符合精度要求.对试验数据的变异系数分析表明,试验结果的离散性和复现性偏差均较小,说明试验方法具有很好的稳定性.     

加载模式对沥青混合料动态模量的影响

采用MTS810试验机,通过室内动态模量试验,系统分析了加载频率、荷载级位和加载作用间隙时间等加载模式对沥青混合料动态模量的影响.结果表明:加载频率和荷载级位对动态模量试验结果有较大的影响,荷载级位对动态模量的影响大于加载频率,无间隙加载模式和有间隙加载模式对动态模量的影响不大;沥青混合料室内动态模量试验宜采用无间隙的连续加载模式,加载频率和荷载级位分别为10 Hz和0.7 MPa;在加载频率为10 Hz、荷载级位为0.7 MPa和无间歇的连续加载模式条件下,沥青混合料动态模量值大约为2 000~2 700 MPa.     

沥青混合料动态模量试验的仿真和验证

为了能对沥青混合料单轴压缩动态模量试验进行合理的仿真,文章建立了可表征骨料截面真实形态的四相体数值试件和虚拟加载试验.通过对大量的骨料截面轮廓进行分形维数的统计分析,得到该指标的正态分布规律,并结合中点位移法重构数值试件所需的骨料截面.基于柱坐标系的特征,将圆柱形试件转化为二维试件.基于瓦拉文公式,获得对应于Fulle...     

不同油石比的橡胶沥青混合料动态模量测试分析

沥青油石比对沥青混合料的沥青饱和度、空隙率等相关参数有重要的影响。因此,在矿料级配已知的状况下,为计算橡胶沥青混合料中最佳油石比,通过单轴静载压缩试验、应力-应变试验、车辙试验对不同油石比的沥青混合料动态模量做试验比对。试验数据显示:随着混合料中油石比的增加,回归方程的曲线斜率变大,沥青混合料成型试件的抗压回弹模量减小;随着温度的升高,与油石比6.4%沥青混合料相互对比,油石比6.7%时的静态模量回归方程曲线的斜率下降趋势经历了先减小后增大的过程;油石比随混合料成型试件的破坏最大值的增大而减小,且随之减小的包括混合料成型试件的抗拉强度;随着沥青混合料成型试件的变形程度越来越大,试件所受应力变化曲线为先上升然后下降的状态。     

沥青混合料动态模量梯形梁与SPT试验比较研究

选用70号基质沥青和SBS改性沥青2种沥青材料、4.75 mm筛孔通过率分别为35%和55%的2种级配组合成4种沥青混合料,分别进行梯形梁和简单性能试验机(SPT)动态模量试验研究。基于时温等效原理,用非线性最小二乘法绘制参考温度为20℃的动态模量和相位角主曲线。研究结果表明:梯形梁和SPT试验得到的动态模量与相位角的主曲线变化趋势一致,但有明显区别;梯形梁试验的主曲线频域更窄,动态模量更小,相位角更大,且所得动态模量和相位角对频率(温度)的变化更敏感;频率(温度)也会对2种试验方法下动态模量和相位角的差异程度产生影响;SBS改性剂可以改善沥青混合料的动态力学性能及其路用性能;使用回归方程对2种试验方法行的动态模量进行转换拟合的相关性良好;加载模式对动态模量的影响显著,应当根据路面结构层的受力状况选择合适的动态模量试验方法。     

基于半圆试件的沥青混合料动态模量测试方法研究

由于单轴压缩动态模量难以用于路面芯样试件，导致设计模量评价方法难以用于路面质量符合性检验。本文在分析半圆试件荷载响应的基础上开发了基于半圆试件的动态模量测试方法，确定了试验参数，对常用沥青面层混合料进行了动态模量测试。试验结果表明通过三维有限元方法确立的应力系数有很好的精度，得到的动态模量符合精度要求。对试验数据的变异系数分析表明试验结果的离散性和复现性偏差均较小，说明试验方法具有很好的稳定性。     

硬质沥青混合料动态、静态模量的试验研究

采用针入度为10/20的硬质沥青和石灰岩集料制备高模量沥青混合料,同时选择了一种PG76—22的SBS改性沥青,进行性能对比。基于体积法的配合比设计完成后,采用马歇尔稳定度试验、车辙试验、三点弯曲试验、间接拉伸试验来评价硬质沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性。静态回弹模量与动态复数模量均采用单轴压缩试验来完成,采用不同的加载模式,回弹模量采用7级静态加载,复数模量采用不同频率的正弦波动态加载。深入研究了温度对两种模量的影响。基于反曲函数绘制了动态模量主曲线,同时采用Cole-Cole平面分析硬质沥青混合料的黏弹特征。研究认为,硬质沥青可以制备抗车辙性能优异的高模量沥青混合料,相同温度下,硬质沥青混合料的复数模量均高于SBS改性沥青混合料,但37.8℃以上温度时,硬质沥青混合料的黏性流动比例较大。     

基于弯曲试验模式的环氧沥青混合料动态模量

为研究环氧沥青混合料的动态特性,采用弯曲试验模式,测试并分析-15,5,25,45,60℃以及0.1,0.5,1.0,5.0,10.0,20.0 Hz条件下环氧沥青混合料的动态弯曲模量及其应力依赖性,依据时-温等效原理和WLF模型建立了动态弯曲模量主曲线,并与改性沥青SMA进行对比.研究结果表明:环氧沥青混合料动态弯曲...     

级配选择对沥青混合料动态模量影响评估

利用基于幂指数模型回归斜率的级配因子对13种(粗细级配)Superpave级配混合料进行分析,并分析评估与40℃动态模量│E4*0│的关系,给出基于级配因子的混合料动态模量│E4*0│的优化原则,揭示了获得理想混合料特性所相关的混合料级配的内在特征.