高模量沥青混合料路用性能试验及AHP综合性能评价

目的研究高模量沥青混合料的路用性能,并建立沥青混合料在不同沥青路面气候分区的综合性能评价体系.方法采用70#、SBS以及两种高模量沥青混合料(Honeywell7686和路宝)进行试验研究,分析高模量剂对沥青混合料路用性能的影响.选取部分气候分区,基于层次分析法建立比较矩阵模型,得到各指标权重系数.结合各项性能指标评分,对不同分区下高模量沥青混合料综合性能进行客观评估.结果高模量剂能显著提高沥青混合料路用性能,进行综合评分后发现高模量沥青混合料综合性能更优.结论笔者提出的评价方法可以建立不同气候分区下沥青混合料综合性能评价体系,为不同气候分区下沥青混合料优选提供参考.     

高模量沥青混合料模量的试验研究

沥青混合料模量是沥青路面结构分析的重要计算参数.对3种高模量沥青混合料及SBS改性沥青混合料和A-70沥青混合料进行动态模量和静态回弹模量试验,分析沥青混合料模量分布规律、影响因素以及动态模量与静态回弹模量的相关性.结果表明:相同试验条件下高模量沥青混合料的模量明显大于对比沥青混合料,且随着频率的降低,高模量沥青混合料的动态模量增大倍数增大;沥青混合料的静态回弹模量与低频下的动态模量呈指数关系,因此当试验条件受限时可采用沥青混合料静态回弹模量值对动态模量值进行预估.     

盐渍侵蚀下高模量沥青及其混合料性能研究

为研究盐渍侵蚀下高模量沥青及其混合料的性能,将高模量试件在不同浓度的人工海水中浸泡不同的时间。通过软化点、开裂温度和车辙因子3个指标来评价盐渍侵蚀对高模量沥青性能的影响,通过车辙试验和马歇尔稳定度试验评价盐渍侵蚀对混合料的影响。结果表明,盐分条件的存在,较明显地增加了高模量沥青胶结料的软化点值,人工海水的存在并没有对高模量沥青的高温性能造成较大的影响。随着人工海水溶液浓度的升高,高模量沥青的开裂温度不断下降,在低温且有盐渍侵蚀下的地区,高模量沥青的使用需要更加谨慎。在5%溶液浓度浸泡14 d下,高模量沥青60℃和76℃下的车辙因子仍能达到高模量沥青的性能要求。随着溶液浓度的增加,沥青混合料的马歇尔稳定度显著减小,人工海水溶液浓度的增加会减弱沥青混合料的高温性能和基本物理性能,但高模量沥青混合料的性能减弱的幅度较小,在盐渍侵蚀下表现出较优越的性能。     

玄武岩纤维与高模量外掺剂复合增强沥青混合料性能

为优化玄武岩纤维高模量沥青混合料的配比,改善其路用性能,采用响应曲面法对玄武岩纤维高模量沥青混合料的配合比进行优化设计,利用马歇尔试验、浸水汉堡车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验对优化后的玄武岩纤维高模量沥青混合料性能进行分析,并通过扫描电镜（SEM）对沥青混合料破坏断面的微观形貌进行试验观测,尝试揭示玄武岩纤维与高模量外掺剂的复合增强机理。研究表明：利用响应曲面法得到玄武岩纤维高模量沥青混合料的最佳配比为0.44%高模量剂、0.45%玄武岩纤维和最佳油石比为4.98%;在最佳配比状态下进行路用性能试验得知混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性均有较大提升;利用扫描电镜观察到玄武岩纤维在高模量剂作用下能起到较好的加筋及分散应力的作用,且最佳配合比状态下的玄武岩纤维在高模量沥青混合料中分布较为均匀。     

基于疲劳累积损伤的高模量沥青路面使用寿命预估

为了精确预估高模量沥青路面的使用寿命,以疲劳累积损伤理论为基础,提出考虑沥青路面结构温度分布、轴载分布以及沥青混合料疲劳性能的使用寿命预估新方法。根据劈裂强度试验和间接拉伸疲劳试验确定P0-AC-25(未掺加PR-Module)和P0.5-AC-25(PR-Module掺量为0.5%)的2种沥青混合料的应变疲劳方程;依托抚吉(抚州—吉安)高速公路工程,计算全年路面温度区间分布频率、全年路面轴载等级分布频率以及设计年限内不同温度区间的不同轴载等级的作用次数,并引入到计算路面结构面层层底拉应变的过程中,使拉应变更加符合路面实际情况。基于Miner疲劳累积损伤原理,计算不同温度区间、不同轴载等级下的P0-AC-25和P0.5-AC-25两种沥青混合料的疲劳累积损伤,进而得出抚吉高速公路普通沥青路面和高模量沥青路面基于疲劳累积损伤的使用寿命。研究结果表明:抚吉高速公路基于疲劳累积损伤的高模量沥青路面和普通沥青路面使用寿命分别为14.21、11.52年,故高模量沥青路面比普通沥青路面耐疲劳性能好,使用寿命约提高23.5%。以面层层底拉应变为力学指标的沥青混合料疲劳寿命预估,以及基于疲劳累积损伤的沥青路面使用寿命预估的新方法充分考虑了沥青路面结构温度区间分布和轴载等级分布,建立了较为精准的预估模型,准确描述了沥青混合料疲劳衰减的过程和规律。     

高模量沥青混合料抗变形性能研究

从施工工艺出发,提出了高模量沥青混合料拌和与成型过程中的控制指标。分别采用静态回弹模量测试、单轴蠕变试验和低温弯曲试验出发,对高模量沥青混合料的高温和低温抗变形能力进行分析,综合分析结果给出PR和PA两种改性剂的合理掺量,并推荐将低温破坏应变作为高模量沥青混合料低温抗变形能力评价指标。     

高模量沥青混凝土抗变形性能研究

对高模量沥青混凝土及SBS改性沥青和70#普通沥青混凝土在15℃、20℃、40℃及60℃条件下进行单轴贯入和抗压回弹模量试验,结果表明高模量沥青混凝土在各温度下具有相对较高的抗剪强度和抗压回弹模量值,尤其在高温时优势明显.分别得到了以标准温度15℃及20℃抗压回弹模量为基准的回归方程,可以对各种混合料在不同温度下抗压回弹模量进行较高精度的推算,当对结果精度要求不高时也可以采用抗剪强度对抗压回弹模量进行换算.通过对路面结构永久变形的计算,验证了国外将高模量沥青混凝土用于路面结构中间层的正确性,同时也表明了采用抗剪强度及抗压回弹模量指标进行路面变形分析的合理性.     

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。     

添加剂型高模量沥青混合料作用机理

高模量沥青混合料以其优异的抗车辙效果而广受关注,尤其是添加剂型高模量沥青混合料,然而添加剂对沥青混合料性质的影响作用机理尚不明确。以傅里叶红外光谱仪(FIR)、沥青抽提仪、扫描电子显微镜(SEM)、动态剪切流变仪(DSR),研究高模量添加剂在沥青混合料中的作用机理。通过FT-IR官能团分析添加剂对沥青的影响,分析添加剂与石料的相互作用及沥青混合料性能,对高模量添加剂添加前后的沥青粘弹特性差异及沥青混合料性能进行对比分析。研究结果表明:长链脂肪族碳链的酯类与聚烯烃接枝复配的添加剂,不损伤沥青混合料低温抗裂性;拌和时熔点在150℃~160℃,粒径较小的添加剂B与热集料(180℃~190℃)碰撞、被剪切并熔融分散,沥青抽提后其在石料表面残留少,贡献率较高;SEM图像显示添加剂B在沥青中分散均匀,且灰度直方图的灰度值较集中;DSR研究发现,熔融的添加剂使沥青弹性模量G′增大,相位角δ降低,粘度增大,改善了沥青流变特性;少量未熔融颗粒碾压时嵌挤入混合料空隙中,增大了混合料内摩阻角,提高了沥青混合料的模量。     

高模量沥青混凝土在阿尔及利亚东西高速公路的应用

阿尔及利亚东西高速公路是一条建设标准较高的工程,该工程路面根据法国成功应用高模量沥青混凝土路面的经验,基层及联结层按照法国规范采用高模量沥青混凝土施工,该文重点介绍高模量沥青混凝土主要技术指标、配合比设计及施工控制方法.     

沥青混合料转运车

分析了我国沥青混凝土路面施工中存在的工艺问题。结合现场施工,介绍了沥青混合料转运车对改善沥青混合料温度和级配分布及路面施工质量的影响。     

改性沥青混合料抗车辙性能研究

文中通过试验段不同沥青芯样CPN试验结果进行对比发现：高模量、矿物纤维改性沥青具有较好抗车辙性,能够明显提高路面高温稳定性,通过数字图像研究发现两者抗车辙能力优于SBS 改性沥青混合料,适合于重载、长陡坡路段使用。     

高模量沥青混凝土路面施工方法研究

结合扶项高速公路高模量沥青混凝土试验路,研究高模量沥青混凝土生产配合比设计以及施工环节的控制要领,对外掺剂的添加方式、拌和、摊铺、碾压环节提出具体要求,系统总结了高模量沥青混凝土路面的施工工艺。     

高模量沥青混凝土路面施工方法研究

结合扶项高速公路高模量沥青混凝土试验路,研究高模量沥青混凝土生产配合比设计以及施工环节的控制要领,对外掺剂的添加方式、拌和、摊铺、碾压环节提出具体要求,系统总结了高模量沥青混凝土路面的施工工艺。     

热压式沥青混合料路面施工工艺过程控制的研究

近年来,随着我国交通运输业的发展,使得公路工程建设项目不断增多.热压式沥青混合料以其自身诸多的优点,被广泛应用于公路工程的路面施工中.为了进一步提高熟压式沥青混合料路面的施工质量,必须对施工工艺过程中进行有效控制.基于此点,本文就热压式沥青混合料路面施工工艺过程控制展开研究.     

纤维对沥青低温性能改善效果的评价

由于增强纤维具有高抗拉强度、高模量特点,在沥青混合料中掺入增强纤维成为提高沥青混合料使用性能的新手段。本文通过采用测力延度仪及SHRP研究开发的弯曲梁流变仪评价纤维对沥青低温性能的影响,旨在为纤维沥青混合料中纤维的使用提供依据和参考。     

掺外加剂的橡胶沥青SMA混合料设计方法

为了研究橡胶沥青SMA混合料的配合比设计和路用性能,在普通SMA配合比设计方法的基础上,选择3种橡胶粉、1种基质沥青和4个间断级配,对橡胶沥青混合料配合比设计过程进行了详细的介绍;利用车辙试验和疲劳试验,分析了不同油石比、外加剂(如SBS、高模量耐久剂)等对混合料高温稳定性能和抗疲劳性能的影响。结果表明:与普通SMA混合料相比,橡胶沥青SMA混合料具有较小的矿粉用量和较大的目标空隙率;随着油石比的增大,橡胶沥青SMA混合料的高温稳定性能逐渐降低,抗疲劳性能则不断提高;车辙试验结果和疲劳试验结果呈现一致的规律,即油石比较大时,高模量耐久剂对混合料路用性能的提高作用更为明显。     

高速公路沥青路面施工中离析现象的成因及控制措施

我国道路的主要路面形式为沥青混凝土路面,尤其是高速公路的路面因为是沥青路面,而经常发生离析现象.该文主要分析沥青混合料的离析现象的成因,针对我国沥青混凝土路面设计中存在的问题进行研究,并以此为基础提出相应的改进对策,以期对我国我国沥青混凝土路面设计提供有效借鉴.     

超薄磨耗层沥青混凝土配合比设计与路用性能研究

超薄磨耗层作为一种路面修复方式被广泛运用于路面的预防性养护中。文章通过超薄磨耗层沥青混合料试验研究,从原材料检测入手,研究混合料配合比设计方法,确定出最佳沥青用量。在其最佳沥青用量的前提下通过马歇尔稳定度试验、混合料冻融劈裂试验、车辙试验评价其路用性能,对我国超薄磨耗层沥青混合料应用和改进具有参考价值。     

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。