贝雷法设计密度对沥青混合料性能的影响

根据级配反算方法给出了贝雷法设计密度的公式,按照贝雷法设计级配的原则,选择设计密度为松装密度90%、950%、100%、105%、110%的5个不同等级的设计密度值设计级配,并在固定沥青用量条件下对沥青混合料进行了试验检测.结果表明:沥青混合料在设计密度为松装密度95%时最密实,高温性能和低温性能在设计密度为松装密度100%时最优;综合考虑设计密度、沥青混合料体积指标与路用性能之间的关系,在用贝雷法设计级配时,建议设计密度值约取松装密度的100%.     

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。     

排水性沥青混合料体积参数特性

在贝雷法基础上,采用"预留空隙率"设计排水性沥青混合料的级配;通过调整"预留空隙率"、"粗集料体积之比"和"设计密度"3个参数,利用统计方法,研究了3个参数与排水性沥青混合料体积参数之间的关系;并采用粗集料骨架间障率(VCAratio)来评价排水性沥青混合料的骨架紧密程度。结果表明,贝雷法设计参数中预留空隙率和设计密度变化对排水性沥青混合料的体积参数有显著影响,而粗集料体积之比对其无显著影响;粗集料体积之比和设计密度对混合料骨架影响较大,预留空隙率对混合料骨架影响较小。     

贝雷法在沥青混合料级配设计中的应用

为优化级配设计,提高级配设计的合理性,以AC-20型沥青混合料的级配设计为例,把FAc和FAf作为控制指标进行级配设计,分别设计出不同FAc和FAf的6种级配,并分别进行了马歇尔试验,考虑沥青混合料的压实特性,结合VMA和VV指标选择出了最优级配,形成了基于贝雷法的级配设计方法。     

改良逐级填充法设计骨架密实型沥青混合料级配

根据沥青混合料的结构特性和强度构成机理,借鉴逐级填充理论的多级嵌挤级配设计思想和旋转压实试验方法,对沥青拌合楼热料仓所取集料试样进行合成级配设计,以贝雷法验证其级配的合理性,得出具有嵌挤骨架密实结构的沥青混合料级配,工程应用效果良好。     

基于GTM旋转压实试验参数的沥青混合料高温性能评价指标

通过对不同沥青混合料GTM旋转压实试验各项参数的研究,并将其与相应的三轴重复荷载蠕变试验结果进行相关性分析,得出:利用GTM旋转压实试验得到的压实曲线参数K1(从开始压实至97%密实度间的压实曲线平均斜率)可以较好地表征沥青混合料的抗高温稳定性能,其与三轴重复荷载蠕变试验的蠕变劲度模量指标具有较高的相关性,线性相关系数在0.90以上,参数K1可以作为评价沥青混合料抗高温稳定性能的一种简易而实用方法。     

沥青混合料级配集料的分形特性

基于分形理论,对沥青混合料级配集料的分形特性进行了研究,探讨了集料颗粒、集料粒径分布、集料质量级配以及集料体积的分维等.研究结果表明:分维值可以用来定量地描述沥青混合料中集料的复杂外观结构,在双对数坐标下集料颗粒周长与面积呈现线性关系,相同集料(同料源)不同级配的集料颗粒具有近似相同的分维,相同集料不同截面具有相同的分维,不同集料(不同料源)表现出不同的分维;分维值也可以用来定量地描述沥青混合料中集料粒径分布、集料质量分布、集料体积分布以及集料的空隙率等,集料质量级配分维值越大,其级配就越粗.     

应用贝雷法进行级配组成设计的关键技术

通过贝雷法确定不同的粗集料选取密度,形成不同的集料骨架结构,进行集料级配设计。提出了运用3个比例参数[CA]比、[FAc]比、[FAf]比,分析合成级配的方法,使设计的混合料具有较好的抗车辙性能和耐久性。对贝雷法设计混合料级配时需要注意的问题加以讨论。结果表明,控制筛孔的选择非常重要,它对粗集料比影响大;选择密度是控制沥青混合料骨架形成的关键指标,粗细集料比对混合料的施工和体积特性有影响。     

集料骨架间隙率用于评价沥青混合料级配的研究现状

除最大密实度设计方法外,粒子干涉理论和各种间断密实级配设计方法均需要对沥青混合料结构是否嵌挤或填充密实进行设计和评价．而目前仅靠对沥青混合料物理性质和力学性质的检验是不够的。本文从集料骨架间隙率研究的专业背景、集料骨架间隙率用于粗、细集料级配设计的研究和集料骨架间隙率的影响因素三个方面对已有研究成果进行了分析。     

沥青混合料压实过程中粗集料的堆移行为及影响因素

为了研究间断级配沥青混合料压实过程中粗集料的堆移行为,采用3D打印技术制备基于真实集料形态的“追踪集料”,将旋转压实试验(SGC)和X-ray CT无损扫描技术相结合,对植入“追踪集料”的SMA-13间断级配沥青混合料的不同压实阶段分别扫描,并利用IPP(Image-pro premier )软件和MATLAB软件对扫描结果进行处理,从而对压实过程中粗集料的堆移行为进行定量研究。结果表明,在沥青混合料中植入3D打印集料不会对其原有级配和力学性能造成明显影响,适合作为一种“追踪集料”进行沥青混合料中的集料堆移行为研究;粗集料颗粒在旋转压实过程中,在外力作用下产生滚动、堆移,处于中上层的粗集料倾向于发生竖直向下堆移,而处于中下层的颗粒倾向于发生水平向的堆移和空间转动;对于间断级配沥青混合料SMA-13而言,沥青用量对集料水平面内的位移量有显著的影响。沥青用量和压实温度对集料空间转动角均有显著的影响,但沥青用量的影响更大一些。     

沥青混合料目标配合比设计方法

借鉴美国Superpave沥青混合料设计方法,结合中国的生产实际,从原材料的选择、级配的确定、成型试件的方法、混合料体积参数指标、计算方法以及性能评价等方面,提出一套完整的以马歇尔试验为基础的沥青混合料体积设计方法。实例表明按照该方法设计的AK 13A混合料集料表面沥青膜较厚,抗车辙能力、抗水损害能力与密水性较好,经某高速公路现场验证是可行的,并已在全线推广应用。     

基于粘温特性的沥青混合料施工温度指标

利用Brookfield粘度计测试了不同温度和不同粉胶比下70#基质沥青和70#改性沥青的胶浆粘度,分析了粉胶比和温度对沥青胶浆粘度和施工控制温度的影响,建立了粉胶比作为施工控制温度指标,得到不同粉胶比下沥青混合料的施工控制温度标准。结果表明：粉胶比和温度对沥青胶浆的粘温特性有重要影响,主导着沥青混合料的施工控制温度;随着粉胶比的增大,胶浆粘度升高,粉胶比与胶浆粘度及其对数间具有良好的指数函数和线性函数相关性;随着温度的升高,沥青胶浆粘度降低,温度与胶浆粘度间具有很好的乘幂函数相关性。     

沥青混合料面层平行四边形推进碾压数理分析

为了有效提高沥青混合料面层的压实度和平整度,在有效碾压作用时间的基础上,通过建立数学模型,从理论上分析了平行四边形推进法压路机前进距离L1与倒退距离L2确定的方法。研究结果表明：采用平行四边形推进法,可有效提高沥青混合料面层的均匀度;前进距离L1和后退距离L2要根据压路机运行的速度、摊铺速度、始终点温度和外界环境温度等因素综合考虑;适当选择L1和L2就可实现四的倍数的多遍压实,便于自动控制;并且在摊铺机连续摊铺的过程中,压路机不得随意停顿。压路机不得在未碾压成型并冷却的路段上转向、调头或停车等。     

基于感应加热的钢丝绒纤维沥青混合料除冰性能评价

为有效解决冬季冰雪覆盖对沥青路面行车安全的困扰，采用电磁感应加热的方式，研究了钢丝绒纤维长度、掺量对沥青混合料除冰效果与路用性能的影响，并探讨了钢丝绒纤维沥青混合料电磁感应加热除冰机理。结果表明：钢丝绒纤维沥青混合料电磁感应加热除冰效果显著，钢丝绒纤维长度、掺量与感应加热平均融冰速率呈正相关趋势；掺量6%的5mm钢丝绒纤维沥青混合料平均融冰速率最快，达0.47℃·s-1；掺入钢丝绒纤维后，沥青混合料高温稳定性与低温抗裂性均得到改善；4%掺量的5mm钢丝绒纤维沥青混合料路用性能达到最佳；综合考虑，推荐掺入4%的5mm钢丝绒纤维为沥青混合料电磁感应加热除冰最佳方案。     

水-温作用下沥青混合料疲劳性能分析

针对我国南方湿热多雨的气候条件,采用冻融循环的试验方法模拟湿热地区沥青混合料的水-温作用,通过CRT-NUl4气动伺服沥青材料试验机对高速公路沥青路面下面层常用AC-25沥青混合料进行间接拉伸疲劳试验,得到不同水-温条件下的疲劳曲线和疲劳方程,并从疲劳寿命、力学性能、疲劳特征参数和疲劳破坏特征4个方面分析水-温作用下沥青混合料的疲劳规律.研究结果表明:不同水-温条件下沥青混合料的应力与疲劳寿命在双对数坐标中均呈良好的线性关系,可为沥青路面疲劳寿命预估提供依据;水作用和温度升高对沥青混凝土的疲劳寿命和力学性能影响显著,可使混合料的抗疲劳特性大幅衰减;水-温作用下试件疲劳破坏表现为剪切和劈裂联合作用形式,证明用冻融循环处理条件模拟沥青混凝土处于水-温作用的合理性.     

SMA沥青混合料改性沥青玛蹄脂的性能

从SMA沥青混合料改性沥青玛蹄脂原材料的测试分析出发，测试分析了材料配比、纤维种类、粉胶比及温度对沥青玛蹄脂性能的影响。试验测试了3种改性沥青玛蹄脂不同粉胶比、不同温度条件下的针入度、延度和软化点，并进行了相关性分析。结果表明：几种纤维玛蹄脂的延度与粉胶比具有很好的线性关系，此规律可用于预估温度一定时，不同粉胶比时沥青玛蹄脂的延度。粉胶比一定时，延度与温度之间有良好的线性关系，可用于预估低温下沥青玛蹄脂的延度。最后，推荐了适合高温多雨气候的不同纤维沥青玛蹄脂粉胶比范围以及纤维掺量。     

不同级配对沥青混合料车辙性能的影响

通过车辙试验研究了不同公称尺寸集料级配、不同设计方法、不同荷载压力以及不同压实厚度对沥青混合料车辙性能的影响。结果表明,对于不同级配通过旋转压实试验(SGC)确定的最佳沥青用量要比马歇尔试验小0.2%～0.5%;公称尺寸大的级配比公称尺寸小的级配有好的抗车辙能力;采用SGC法设计的沥青混合料的抗车辙能力要优于采用马歇尔法的;随着荷载压力的增加,沥青混合料的抗车辙能力下降;分层压实后沥青混合料的抗车辙能力显著提高。