路用沥青混合料中矿粉亚甲蓝试验

应用相关性检验分析沥青混合料中矿粉的性能控制指标,研究了国内外亚甲蓝试验操作方法,测试不同类型矿粉的亚甲蓝值以及胶浆性能,分析了矿粉亚甲蓝值与沥青胶浆性能的相关性。发现搅拌速度、测试温度等因素对亚甲蓝试验结果有明显影响,并根据试验结果修正了规范(JTGE42-2005)的细集料亚甲蓝试验。结果表明:矿粉类型对胶浆性能具有显著作用;而矿粉亚甲蓝值与胶浆低温性能具有密切联系,可以作为矿粉的低温性能控制指标。     

沥青用量对CA砂浆混合料路用性能影响研究

CA砂浆混合料是一种以碎石为主骨架、自制CA砂浆为填充细料的新型路面材料,采用骨架空隙填充法进行配合比设计,充分发挥粗、细集料的嵌挤和填充作用.通过马歇尔试验、车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验等一系列室内试验,研究了沥青用量对CA砂浆混合料路用性能的影响.试验结果表明:该CA砂浆混合料具有较好的综合路用能力.     

赤泥沥青混合料动态响应与水稳定性提升

针对赤泥沥青胶浆遇水界面剥离导致的沥青混合料水稳定性不足问题,选用消石灰、水泥对其进行增强改性,通过沥青质量检测仪(QCT)、界面拉拔仪(PosiTest AT-A)、表面自由能测试仪、简单性能试验系统(SPT)与汉堡车辙仪(HWT),研究了原状赤泥以及改性赤泥对沥青胶浆流变学行为与界面黏附性的影响,通过表面自由能计算了沥青胶浆-集料界面的黏附功与剥离功,揭示了赤泥沥青胶浆-集料界面遇水后的强度失效机理,分析了赤泥沥青胶浆-集料界面的热力学演变规律,评价了沥青混合料的动态响应、高温抗车辙性能与水稳定性。结果表明:赤泥可以提高沥青胶浆的刚度并改善沥青胶浆的弹性;单纯使用赤泥作为填料制备的沥青胶浆抗水损害能力较弱,而加入消石灰可以明显提高赤泥沥青胶浆的黏结强度,从而改善赤泥沥青胶浆与集料界面的水稳定性;沥青胶浆-集料界面热力学黏附功与机械强度变化规律一致;赤泥替代石灰岩矿粉导致沥青混合料动态模量提高、相位角减小,加入消石灰进一步提高了沥青混合料的动态模量并降低相位角,但是水泥对赤泥沥青混合料的动态模量影响不大;赤泥可以提高沥青混合料干燥状态下的抗车辙能力,加入掺量(质量分数,下同)10%的消石灰进一步提高了沥青混合料的抗车辙能力;赤泥替代石灰岩矿粉严重影响了沥青混合料的抗水损害能力,通过消石灰物理改性可以提高赤泥沥青混合料的水稳定性。     

基于计算机层析识别的沥青混合料有限元模型

应用数字图像处理技术，结合有限元建模方法，建立了包舍集料、空隙和胶浆在内的沥青混合料有限元模型，并模拟研究了沥青混合料劈裂试验过程中，由于空隙分布、加载方向以及集料与胶浆模量比等指标的变化对沥青混合料内部微观力学特性的影响，发现沥青混合料中空隙与集料颗料的分布对最大拉应力分布有很大影响，集料与胶浆模量比的变化则只影响最大拉应力值的大小而不影响其出现的位置。结果表明，该方法可进一步推广应用于不同条件下沥青混合料微观力学响应仿真。     

考虑粗集料和空隙的沥青混合料粘弹性细观力学分析

利用细观力学方法分析了粗集料和空隙对沥青混合料的粘弹性能的影响。在Laplace空间域内,分别对粗集料和空隙利用细观力学的Mori-Tanaka等效夹杂理论解决了沥青混合料的混合夹杂问题。然后基于宏观平均场理论,从沥青砂浆基体粘弹性能推导了沥青混合料的粘弹性能。以单轴和简单剪切应力下的预测为例,分析了粗集料和空隙对沥青混合料性能的影响,结果发现：复合材料细观理论可以成功地从性质均匀的沥青砂浆粘弹性能预测性质复杂的沥青混合料粘弹性能,沥青混合料粘弹本构方程可以表示为粗集料和空隙的综合影响系数与沥青砂浆粘弹本构方程的乘积形式。空隙率的增大会导致综合影响系数呈线性减小,而粗集料体积分数的增大会使其呈指数规律迅速增大,说明空隙和粗集料对沥青混合料的粘弹性能分别起到衰减和增强作用,但空隙的衰减作用弱于粗集料的增强作用。粗集料和空隙对沥青砂浆的综合影响体现为增强作用（2～10倍）,且剪切应力下增强作用近似是单轴应力下的2倍。沥青砂浆基体泊松比对综合影响系数的影响甚微,在以后的研究中可以取定值。     

沥青混合料设计的影响因素

沥青混合料是一种复合型材料，它由沥青、粗集料、细集料、矿粉及外掺剂组成。由这些不同质量和数量的材料混合后形成不同的结构，并且具有不同的力学性质，沥青混合料配合比组成设计是否合理，直接影响了沥青路面的使用性能。因此，沥青混合料设计是沥青路面质量管理控制的基础之一。着重对沥青混合料设计中主要的质量控制环节及影响沥青混合料路用性能的因素进行论述。     

港珠澳大桥浇注式沥青混合料性能优化试验研究

为了进一步提高浇注式沥青混合料的高温承载能力,开展浇注式沥青混合料配合比优化设计研究,对粗集料/沥青砂胶、沥青用量、矿粉用量三个主要影响因素,确定了三个水平,采用正交试验方法,分析了三因素、三水平条件下浇注式沥青混合料的硬度、贯入度及增量、动稳定度、抗击韧性等性能指标及影响程度。结果表明:粗集料/沥青砂胶、沥青用量对高温稳定性影响较大,矿粉用量对疲劳抗裂性影响显著,通过综合评定,确定了浇注式沥青混合料的最佳配合比为粗集料:沥青砂胶=53:47、沥青用量为10.7%、矿粉用量为25%。     

不同纤维及沥青复合改性BK-10混合料路用性能

【目的】对目标空隙率为13%的半开级配沥青混合料所用沥青和纤维进行优选,以提高混合料路用性能,实现其功能性与耐久性的平衡。【方法】对不同的沥青、纤维和矿粉进行8种组合制备不同的半开级配沥青混合料,通过开展室内试验,测试各混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能,对比分析沥青、纤维和矿粉对沥青混合料路用性能的影响,并基于表面能理论以及通过开展动态剪切流变试验和延度试验,进一步分析论证复合沥青和复合纤维改善混合料路用性能的原因和效果。【结果】复合沥青与集料的黏附性最强,复合纤维与沥青胶浆结合能力最好。【结论】采用5%苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrenebutadiene-styrene,SBS)与15%橡胶粉复合改性沥青,以及用复合纤维(木质素纤维与玄武岩纤维质量比为1∶1)制备的半开级配沥青混合料的路用性能最优。     

超薄罩面融雪剂沥青胶浆和沥青混合料的路用性能

为了研究盐化物融雪剂对高粘沥青胶浆粘度特性、盐化物替代量对布氏粘度的影响,以及盐化物替代量对SMA-5沥青混合料路用性能的影响,通过研究超薄SMA-5沥青混合料矿料组成,确定了粗、细集料的最佳掺比和最佳油石比,然后对沥青胶浆进行布氏粘度试验,得到了合理的粉胶比范围,并评价了盐化物替代量对沥青混合料相关路用性能的影响。结合沥青胶浆和沥青混合料试验结果可知,随着融雪剂掺量的增加,沥青胶浆内部自由沥青占比降低,结构沥青占比变大,胶浆内部摩阻力变大,导致沥青胶浆针入度和延度均降低;随着融雪剂掺量的增加,沥青混合料动稳定度、最大破坏弯拉应变、马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比均逐渐降低;综合考虑,当氯化物融雪剂掺量为33%时,沥青混合料各项性能都满足要求。     

港珠澳大桥浇注式沥青混合料GMA性能优化试验研究

为了进一步提高浇注式沥青混合料的高温承载能力,开展浇注式沥青混合料配合比优化设计研究,对粗集料/沥青砂胶、沥青用量、矿粉用量三个主要影响因素,确定了三个水平,采用正交试验方法,分析了三因素、三水平条件下的对浇注式沥青混合料的硬度、贯入度及增量、动稳定度、抗击韧性等性能指标及影响程度。结果表明：粗集料/沥青砂胶、沥青用量对高温稳定性影响较大,矿粉用量对疲劳抗裂性影响显著,通过综合评定,确定了浇注式沥青混合料的最佳配合比为粗集料∶沥青砂胶=53∶47、沥青用量为10.7%、矿粉用量为25%。     

沥青混合料粉胶比

目前人们对沥青胶浆的作用认识模糊,在沥青混合料设计中,没有对其给予应有的重视。采用SHRP仪器动态剪切流变仪(DSR)和弯梁流变仪(BBR)对沥青胶浆的性能进行分析,试验研究了粉胶比对沥青胶浆的高温性能和低温性能的影响。结果表明粉胶比对沥青混合料性能有非常重要的影响,对粉胶比应进行合理的限制,如果从高温指标分析,粉胶比不宜超过1.4;而从低温指标分析,粉胶比不宜超过1.2;在沥青混合料设计中确定沥青用量和级配曲线时应严格控制粉胶比小于1.2,并用水筛法确定0.075mm通过量。     

沥青胶浆对沥青混合料高低温性能的影响

在沥青混合料设计中，对沥青胶浆在沥青混合料中的作用认识模糊，并且对沥青胶浆的作用重视不够。按照胶浆理论，将沥青胶浆作为沥青混合料构成中的重要部分，研究了粉胶比变化、纤维对沥青混合料高、低温性能的影响。研究表明，沥青混合料的性能不仅受沥青用量和填料量的影响，更重要的是受填料与沥青相对比例的影响；在沥青混合料设计时应注意结合工程实际作出相应的设计和控制；减少粉胶比，并加入适量纤维，可显著改善沥青混合料的低温柔性的低温松弛能力，同时也使沥青混合料的高温性能得到较大的提高。     

纤维和矿粉对沥青胶浆性能的影响

为了研究纤维和矿粉对沥青胶浆性能的影响，采用动态剪切流变仪（DSR）和弯梁流变仪（BBR）对纤维、矿粉和沥青三者组成的沥青胶浆的高、低温性能进行了研究，分析了粉胶比和纤维用量变化对沥青胶浆性能的影响。结果表明，提高粉胶比、增加纤维用量使沥青胶浆的高温性能改善，但会使低温性能有所降低；矿粉和纤维两种材料具有不同的作用机理，采用纤维取代部分矿粉可取得沥青混合料高、低温性能均改善的效果，是解决沥青混合料高、低温性能难以兼顾的有效途径。     

基于离散元的蓄盐沥青混合料低温劈裂试验分析

为了对比探究蓄盐沥青混合料低温劈裂下的细观特性,在室内劈裂试验的基础上,基于离散元随机生成算法,按照室内试验相应的级配比例和试验参数,分别构建了蓄盐沥青混合料和普通沥青混合料数学模型,并进行了数值模拟试验。通过改变粗集料形态、摩擦因数以及试件空隙率时,在细观层面对其劈裂强度、裂纹类型及数量等方面进行了对比分析。实验表明：普通沥青混合料的劈裂强度明显高于蓄盐沥青混合料,且裂纹数目相对较少;当粗集料形态在中值时,可以获得较大的劈裂强度值,此时,其摩擦因数对混合料的劈裂强度影响不大,而且,随着空隙率的减小,劈裂强度还会有所提高。宏观和细观试验研究认为：添加蓄盐材料后对混合料的低温抗裂性能会有一定劣化影响;沥青混合料的空隙率与劈裂强度为负相关,而集料的摩擦因数对劈裂强度没有显著影响。当沥青混合料中集料的形态和空隙率适当时,可以获得较好的低温性能。研究成果对于融雪路面的推广和应用具有实际意义。     

排水性路面在山区高速公路中的应用

为了客观、准确确定排水性路面的矿料级配及其最佳沥青用量,以20%的空隙率为目标空隙率,通过空隙率与2.36mm通过率的关系研究了矿料的级配;以混合料的流淌试验和飞散试验确定了最佳用油量,并对根据马歇尔试验结果对混合料级配进行了调整,在此基础上形成了排水性沥青混合料配合比组成设计方法。室内试验和试验路的研究结果表明,排水性沥青混合料的各项路用性能均满足规范要求。     

矿料级配对沥青混合料低温性能的影响

为了研究级配对沥青混合料低温性能的影响，探讨沥青混合料低温性能评价方法，借鉴SHRP和贝雷法级配初拟几种级配，对其低温性能进行了试验研究和比较，并推荐了低温性能好的级配。在分析沥青路面低温开裂机理和分析试验结果的基础上，提出了沥青混合料低温性能的合理评价方法，认为沥青混合料低温收缩性和低温柔性是反映沥青路面低温抗裂性能的2个方面，小的收缩性和高的低温柔性使沥青混合料具有较高的抗低温开裂的潜能；应综合收缩系数和低温破坏应变2个指标评价沥青混合料低温性能。     

多碎石沥青混合料SAC路用性能

对SAC的2种级配（SAC-25,SAC-20）、3种沥青结合料（A-70,A-30,SBS改性沥青）的高温性能和单轴贯入剪切试验、低温性能、水稳性能等进行了比较试验研究．研究结果表明,采用骨架密实型级配和硬质沥青,其混合料的动稳定度DS约为石油沥青（A-70）混合料的2倍,单轴贯入剪切试验抗剪强度约为石油沥青（A-70）混合料的1．3倍,为SBS改性沥青混合料的1．1．倍,适用于南方湿热地区沥青路面中下面层．     

不同种类沥青对灌入式半柔性材料的影响

为了明确沥青种类对灌入式半柔性材料路用性能的影响,本文分别使用基质沥青、SBS改性沥青和高粘沥青制备灌入式半柔性材料,进行级配优化,并对其进行试验探究沥青种类对半柔性路面灌注率、高温稳定性、水稳定性和强度的影响效果。结果表明：使用不同沥青制备的母体沥青混合料随着油石比增大,稳定度均呈现先增大后减小的规律,而空隙率则表现为持续减小,相同油石比下使用SBS改性沥青和高粘沥青的混合料稳定度升高,空隙率减小;沥青种类对灌注率影响较小;SBS改性沥青和高粘沥青能提升路面的水稳定性和高温稳定性和强度,提升效果基本相同。     

沥青路面表面层级配分析

传统的级配设计方法 ,难以解决级配中细砂含量过高这一难题 ,因而导致沥青混合料对沥青含量过分敏感 ,难以压实 ,遇高温易软化。该文在分析传统级配设计方法的基础上 ,通过与 SHRP级配设计方法的对比分析 ,提出一种既符合SHRP级配要求又与我国使用经验相接近的级配曲线。通过试验与对比分析认为 ,沥青混合料表面层级配设计中必须重视细料的规格与数量 ,避免级配通过“禁区”,同时也应重视研究在沥青路面施工过程中 ,防止或减少离析的具体工艺 ,以保证设计的沥青混合料既能满足耐久性的要求 ,又能满足抗滑和高温稳定性的要求。     

基于路用性能的沥青混合料体积设计方法

科学的沥青混合料设计方法离不开精确的基础数据。在进行了集料有效密度测量研究和粗集料间隙率试验探索等系列试验研究的基础上,提出了一种简便的沥青混合料设计方法。这种方法是基于沥青混合料路用性能的体积配比设计计算方法,经室内路用性能试验验证,用本方法设计的沥青混合料具有优良的抗滑性能、防水性能、抗车辙能力。