温拌沥青混合料中沥青在施工阶段的老化程度

按照确定的抽提、蒸馏方法回收沥青,测试从不同施工温度的沥青混合料中回收得到沥青的各项指标.从测试结果可以看出,不同温度的沥青混合料在施工过程中,其沥青老化的程度随着温度的升高而增加.从回收沥青粘度-温度变化趋势可以看出,沥青混合料的施工温度达到150 ℃时,其中的沥青老化程度开始急剧增加.温拌技术(例如,拌和温度在100 ℃和120 ℃时)可大大缓解混合料中沥青的老化程度.     

SMA路面渗水性能试验研究与评价分析

为了研究沥青路面的渗水性能,采用改进的渗水系数测试仪器和自制的大面积渗水仪器对湖南省在建高速公路SMA沥青路面渗水系数进行测试.根据测试结果结合SMA沥青路面渗水性能的评价方法对SMA(Stone mastic asphaltum)沥青路面的渗水性能进行评价分析.研究结果表明:不同沥青混合料最大公称粒径和不同沥青添加剂影响SMA沥青路面的渗水性能;对于不同公称最大粒径的SMA沥青混合料路面渗水系数检验指标,SMA-13路面渗水系数不大于80 mL/min,SMA-16路面渗水系数不大于100 mL/min,检测合格率为90％;抗车辙剂的添加和不同改性沥青的使用对SMA路面的渗水性能有一定的影响;面层材料的厚度和抗渗性能具有正比例关系;建议在评价路面施工质量渗水性能时,采用90％样本量的渗水系数平均值作为检测结果;施工质量变异性造成渗水系数沿路面横向分布,超车道的渗透系数比行车道的大,硬路肩的渗透系数比超车道的大.     

基于热平衡原理的沥青混合料比热容试验

基于热平衡原理,设计了沥青混合料比热容测试系统,阐述了系统各参数的确定方法及热量损失的标定方法.采用已知比热容的黄铜,验证测试系统的可靠性.利用该测试系统,测定了多种沥青混合料在60~70℃的比热容.通过考察可知:沥青混合料比热容与空隙率大小成正相关;随集料种类变化的沥青混合料,比热容大小排序为c(蛇纹岩)c(角闪岩)c(石灰岩)c(辉绿岩)c(花岗岩);随沥青种类变化的沥青混合料,SBSI-C改性沥青混合料比热容大于基质沥青混合料比热容;所测试沥青混合料比热容大小为750~1 150 J·(kg·℃)-1.     

基于路用性能的沥青混合料的最佳沥青用量

为了研究按路用性能确定沥青混合料的最佳沥青用量,采用旋转压实仪(GTM)模拟施工工况,分别对Sup-13、Sup-16两种级配进行了GTM成型试验,通过拟合测定的旋转稳定系数(GSI)随油石比变化曲线的曲率半径突变点,确定了Sup-13的最佳油石比为4.8%, Sup-16的最佳油石比为4.9%.室内模型足尺加速加载试验和试验路用性能长期观测表明:GTM法确定最佳沥青用量的沥青混合料路用性能优于马歇尔法;旋转稳定系数突变点确定的最佳沥青用量是合理的;突变点处的油石比与路用性能具有很好的相关性.     

SMA混合料结构参数的影响因素

为了研究设计级配、施工方法对SMA混合料路用性能的影响,利用室内马歇尔试验和旋转压实试验结果,分析矿料级配、施工温度、成型方法对SMA混合料结构参数的影响规律,研究各因素对结构参数的敏感性,提出SMA沥青混合料合理的设计及施工参数。结果表明：旋转压实（SGC）的成型效果要优于马歇尔的成型效果;SMA混合料物理参数在160℃～170℃之间变化敏感性很大,当超过170℃时敏感系数几乎不变化,说明压实温度高于170℃有利于提高混合料整体质量的稳定性。     

基于全寿命周期的钢渣沥青混合料环境及经济效益分析

为对比分析钢渣沥青混合料环境及经济效益、推动钢渣在道路工程建设中的资源化利用,采用生命周期分析方法,基于湖南省某高速公路工程实例的活动数据和定额数据,量化钢渣沥青混合料和常规沥青混合料(AC-13C、AC-20C)的能耗及碳排放,对比分析钢渣替代不同天然集料(玄武岩和石灰岩)分别用于沥青路面上面层和中面层的环境效益。基于钢渣所含碱土矿物自发的碳酸化反应,探讨实验室条件下钢渣的固碳潜能。此外,采用效益-费用分析法比较钢渣沥青混合料和常规沥青混合料的建设成本及运营期养护成本,研究钢渣运距对工程造价的影响,提出钢渣的最大经济运距。研究结果表明：每1 000 m³钢渣沥青混合料AC-13C和AC-20C在建设期全过程的碳排放量分别为157.11、148.22 t,相较于常规沥青混合料分别降低12.20%和增加3.08%,其中钢渣沥青混合料AC-13C和AC-20C在原材料生产及运输环节的碳排放量分别为80.25、73.50 t,占建设期全过程的比例分别为51.08%和49.60%;钢渣固碳潜能巨大,每吨钢渣的理论最大固碳量为0.33～0.48 t,经济效益分析结果表明,上...     

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。     

便于施工检验的抗水损害试验指标研究

为了快速检验沥青混合料的抗水损害能力,设计了便于施工检验沥青混合料水稳定性的试验指标.新方法根据沥青混合料遵循时间-温度-应力等效原理,在分析沥青混合料的马歇尔稳定度和劈裂强度的温度函数变化规律的基础上,确定以80℃与60℃马歇尔稳定度比评价沥青混合料抗水损害能力.并且通过与AASHTO T-283试验的对比试验,验证了新试验方法的评价效果.     

新型环氧树脂复合相变材料对沥青混合料调温性能影响

为解决相变材料用于沥青混合料热稳定性与力学性能不足的问题,采用环氧树脂与十五烷定形封装相变材料制备新型环氧树脂复合相变材料,并采用等体积替换法将其用于沥青混合料中。采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)与导热系数仪进行环氧树脂复合相变材料相变与热物特性测试分析;通过相变沥青混合料温度调控试验分析其调温性能与效果,并对相变沥青混合料路用性能进行验证。研究结果表明：环氧树脂复合相变材料相变焓值可达60 J/g以上,在180℃以内几乎不发生热损失,储热密度高、热稳定性良好;相变区间内表观比热容显著增大,升、降温过程中最大值分别为10.9和6.7 J/(g·℃);相变材料掺量(质量分数)越大温度调控效果越好;调温性能与混合料位置相关,相变沥青混合料最大调温温差和最大温度变化速率降低值随深度增大而增大;各掺量下相变沥青混合料均具有显著的调温效果,掺量小于4%时相变沥青混合料均可满足路用性能要求。     

高寒地区成品橡胶沥青混合料的低温性能及评价方法

为了研究高寒地区RA-1型成品橡胶沥青混合料的低温特性,以川藏南线四川段为依托工程,从沥青混合料的强度、老化及冻融循环效应等方面入手,通过室内小梁弯曲试验、劈裂试验、老化试验及冻融循环试验对其低温性能进行分析,并提出合理的低温性能评价标准。研究结果表明:在-5℃～0℃时,RA-1型橡胶沥青混合料的最大弯拉应变的增幅较大,约为34.4%;当加载速率为2 mm/min时,采用劈裂试验更能体现出RA-1型橡胶沥青混合料在四川高寒地区的低温破坏过程;随着温度的升高,短期老化后,其最大弯拉应变和劈裂强度均大于长期老化后的相应值,在经历约20次冻融循环作用后,RA-1型橡胶沥青混合料的劈裂抗拉强度衰减趋势逐渐趋于平缓;与初始未冻融状态相比,当经历40次冻融循环后,RA-1型橡胶沥青混合料的最大弯拉应变衰减了13.9%;劈裂试验适用于研究区域新拌RA-1型橡胶沥青混合料的低温性能评价,其加载速率适宜调整为2 mm/min;低温弯曲试验适用于研究区域RA-1型橡胶沥青混合料经长期老化后的低温性能,其加载速率适宜调整为15 mm/min;冻融劈裂试验适用于评价研究区域经冻融作用的RA-1型橡胶沥青混合料低温性能,其加载速率适宜调整为2 mm/min。RA-1型成品橡胶沥青混合料适用于四川高寒地区沥青路面的铺筑。     

温拌阻燃沥青混合料设计与性能评价

温拌阻燃沥青混合料能够减少施工过程中的能耗和污染气体排放,降低道路火灾的危害程度。文章对温拌阻燃沥青混合料设计与性能进行研究。通过试验确定了温拌剂和阻燃剂的合理掺量、掺加温度及剪切速率,研究了温拌阻燃沥青混合料的路用性能、长期水稳定性及疲劳耐久性能;借助红外热成像仪,评价了混合料的阻燃效果。结果表明,与热拌混合料相比,温拌阻燃混合料(温拌剂掺量3%,阻燃剂掺量13%)能够将拌和、压实温度降低约15℃,动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度、飞散损失率等指标没有显著降低,同时能够减少混合料的燃烧时间和烟气,但长期水稳定性和抗疲劳性能有一定程度的降低。     

沥青混合料同轴剪切强度试验方法研究

根据沥青路面混合料受力特点,讨论了同轴剪切强度试验的合理性.通过有限元计算,结合同轴剪切强度试验的破坏特征,确定了同轴剪切强度试验中最大剪应力的出现位置.定义1kN单位荷载作用下试件内最大剪应力为剪切强度系数,在普通温度(15～60℃)条件下,剪切强度系数基本不受温度和混合料模量变化的影响,且确定剪切强度系数值为0.140MPa.kN-1.车辙试验结果表明,沥青混合料同轴剪切强度与沥青混合料高温永久变形具有较好的相关性.     

基于泡沫沥青法实现温拌的沥青混合料室内试验对比

目的为减缓沥青老化,降低污染、节约能源,实现沥青混合料低温施工,研制泡沫沥青温拌技术.方法通过沥青发泡试验,确定最佳发泡条件;基于马歇尔试验,分析研究在AC-13、AC-16和AC-20级配下泡沫沥青温拌混合料和热拌沥青混合料的温度-空隙率变化规律;通过高温车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验分析比较泡沫沥青温拌混合料和热拌沥青混合料的路用性能.结果以温度为控制指标,泡沫沥青温拌混合料空隙率减小,具有较好的可压实性;以空隙率为控制指标,泡沫沥青温拌混合料较热拌沥青混合料压实温度降低15~20℃;泡沫沥青温拌混合料高低温及水稳定性能略低于热拌沥青混合料.结论泡沫沥青温拌混合料性能满足现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40)要求,可实现低温施工.     

沥青混合料轴向局部加载试验研究

轴向局部加载试验能模拟实际路面的受力特性,可以提供沥青混合料设计的性能参数.为确定其实验条件并提出能客观评价沥青混合料高温抗剪切性能的试验指标,在不同的试验条件下对不同混合料的圆柱形试件进行轴向局部加载试验.通过有限元分析和相关试验确定了轴向局部加载试验的合理试件尺寸和压头大小;通过轴向局部加载试验指标与车辙动稳定度的相关性分析确定了试验温度和加载速率,并提出评价沥青混合料高温性能的力学参数.结果表明:60℃条件下采用40mm压头、50mm/min的加载速率的轴向局部加载试验得到的破坏模量与车辙试验结果具有很好的相关性,可以充分反映沥青混合料的高温性能.     

旧沥青混合料对泡沫沥青冷再生混合料性能的影响

在分析旧沥青混合料(RAP)特性及其在混合料中作用的基础上,研究泡沫沥青冷再生混合料旧沥青老化程度、旧沥青含量以及铣刨料的掺量等对再生混合料性能的影响.研究得出,在同一泡沫沥青用量下,旧沥青老化越严重,其混合料的空隙率越大,劈裂强度和水稳性越差.但旧沥青老化严重的铣刨料,其60℃稳定度相对较高,说明高温性能增强.此外,在某一固定的泡沫沥青用量下,RAP掺量越多,混合料的空隙率越大,高温稳定性、水稳性越差.研究表明:RAP掺量并不是越多越好,如本文研究的泡沫沥青冷再生混合料为使抗拉性能及水稳性满足中等以上交通公路要求,RAP掺量不宜超过77%.为使60℃稳定度满足重交通公路要求,RAP掺量不宜超过70%.     

沥青搅拌站烟气排放试验检测位置确定

为了确定沥青搅拌站烟气排放试验检测位置,采用流体力学理论与Ansys CFX流体仿真软件相结合的方法,建立流体控制方程模型,并对不同的烟囱进行模态仿真。通过分析流体控制方程模型,可知流体运动规律主要受流体速度、流体压力和流体密度的影响;通过对烟囱模态仿真,可知烟囱内部不同位置的烟气状态不相同,但存在比较稳定的区域,在此区域进行烟气排放试验得到的数据比较准确,可作为研究沥青搅拌站燃烧器燃烧效率的依据。建模分析表明:相对于其他影响因素,流体运动规律主要受流体速度、流体压力及流体密度的影响;烟囱模态仿真分析结果表明,在所设定模型参数下,沥青搅拌站烟气排放试验检测位置主要由烟囱直径决定,对于直径大于0.25 m的圆形烟囱而言,达到稳定区域的距离与烟囱直径的比值可以分为3种情况,当烟囱直径在0.25~1 m时,不宜小于6.0;当烟囱直径在1~2.5 m时,不宜小于5.5;当烟囱直径大于2.5m时,不宜小于3.6。     

基于图像散斑技术的纤维沥青混合料开裂演化行为研究

选用3种纤维(聚酯纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维)对AC-13沥青混合料进行改性。通过半圆弯拉试验同步结合图像散斑技术，研究纤维沥青混合料抗裂性能。根据混合料预切缝处的速度、裂纹演化趋势以及应变，探寻纤维沥青混合料裂缝起裂、发展规律。结果表明：纤维的添加可以提高沥青混合料的柔性指数，延缓混合料峰值荷载拐点出现的时间，全场应变可以较为高效地反映纤维沥青混合料横向和竖向的裂纹发展规律。半圆弯拉试验力学指标(柔性指数)与图像散斑技术指标(第I阶段速度变化率和转折点1的时间)的线性相关系数R²均大于0.9。对于沥青混合料开裂阻滞作用，依次为玄武岩纤维优于玻璃纤维、聚酯纤维。     

沥青混凝土路面施工控制要点

(2)沥青混合料的拌和、施工温度应根据所用沥青的粘温关系曲线确定。对沥青材料采用导热油加热,一般加热温度应在160-170℃范围内,矿料加热温度为170-180℃,沥青与矿料的加热温度应调节到能使拌和的沥青混凝土出厂温度在150-165℃,不准有花白料     

沥青混合料低温抗裂性能评价及影响因素

通过低温(0℃,-10℃,-20℃)弯曲试验,对3种沥青、8种级配、2种石料组成的沥青混合料的低温性能进行了全面评价,并首次引入了一个判别沥青混合料低温破坏属性的参数Su,当Su接近于1时,混合料发生脆性破坏;而当Su大于1时,发生柔性破坏。最后探讨了影响沥青混合料低温抗裂性的主要因素。     

流固耦合法模拟岩石爆破时耦合范围的确定

为研究岩石爆破问题模拟中的流固耦合算法以及提高计算效率,文章采用LS-DYNA软件开展大量计算,分别讨论了不同装药半径(r)、不耦合系数(K)和网格精度条件下流固耦合区域半径(R)对单元峰值应力衰减曲线的影响,并结合应力云图和应力时程曲线分析,确定出合理的流固耦合范围。结果表明:随着耦合装药半径r的增大,最小合理流固耦合半径R_(min)与r比值呈减小趋势;相同装药半径下随着K增大,R_(min)/r逐渐增大;网格精度对流固耦合半径取值影响较小;相同条件下,当R较小时,应力云图不稳定且应力时程曲线后期会迅速衰减,适当增大流固耦合半径会逐渐消除该现象。对于一般的岩石爆破问题,建议R/r取5～10。