单轴贯入重复剪切试验研究沥青混合料永久变形

沥青路面车辙变形越发严重,降低路面使用寿命的同时大大影响行车安全.通过对比分析,提出运用单轴贯入重复剪切试验研究沥青混合料的永久变形.对高速公路沥青路面上中面层最常用的4种沥青混合料进行了不同荷载水平下的单轴贯入重复剪切试验,得到如下结论:单轴贯入重复剪切试验可以做出沥青混合料的三阶段变形;荷载越大混合料永久变形的速率越大,剪切疲劳寿命或流动数越小,当荷载大于或等于1.3MPa时改性沥青混合料在较小的荷载次数内变形过大,发生剪切破坏,而当荷载小于或等于1.1MPa时变形增加极慢,稳定地处于变形的第二阶段而不破坏;抗剪强度较大的沥青混合料抵抗剪切变形的能力较强,改性沥青混合料抵抗剪切变形的能力远大于普通沥青混合料;荷载应力水平和作用次数具有等效性.     

煤直接液化残渣改性沥青路面结构车辙预估

为研究煤直接液化残渣(DCLR)改性沥青路面的抗车辙性能,基于京新(北京—乌鲁木齐)高速公路的交通环境调查数据,以车辙深度和动稳定度为指标,采用ABAQUS模拟和沥青路面结构分析软件(APAD)计算2种方法,分别对作为中面层的4种沥青混合料(DCLR改性沥青混合料、复合DCLR改性沥青混合料、SK-90沥青混合料和SBS改性沥青混合料)在同一路面结构(4 cm AC-13上面层、6 cm AC-20中面层、8 cm AC-25下面层、40 cm水泥稳定碎石基层和20 cm石灰土底基层)和不同使用年限(1、2、5、10、15年)下进行车辙预估,并通过室内车辙试验和统计学检验方法进行性能验证和模拟结果评价。结果表明:理论预测值与实际测试结果基本一致,在显著性水平取0.05时,2种车辙深度模拟计算方法不存在系统误差,即车辙预估具有一致性;4种沥青路面结构的车辙深度均随使用年限的增加呈线性增长,判定系数R~2均在0.9以上,其中复合DCLR改性沥青路面车辙增长速率最慢,DCLR改性沥青路面次之,第3为SBS改性沥青路面,最差为SK-90沥青路面;在设计年限15年内,与常规的SK-90和SBS改性沥青路面相比,DCLR和复合DCLR改性沥青路面分别减少了40%～60%和30%～50%的车辙,抗变形能力分别提高了1.7～2.4倍和1.4～2.0倍;复合DCLR改性沥青路面抗车辙性能最为优异,DCLR改性沥青路面强于SBS改性沥青路面,SK-90沥青路面抗车辙性能最差。     

基于结构层贡献率的沥青路面抗车辙措施

采用环道试验及德国汉堡车辙试验方法,研究在中面层使用改性沥青对路面结构和组合结构抗车辙性能的影响,包括对结构层贡献率和对沥青层剪切流动变形的影响;探讨在中面层添加纤维对路面结构抗车辙能力的影响.研究结果表明:中面层使用改性沥青,能提高路面结构的整体抗车辙性能;使剪切流动变形由95.2%下降至84.4%;中面层变形贡献率达到60%以上,应该重视提高中面层的抗车辙能力;对于中面层采用普通沥青的结构,在中面层添加纤维可明显减少整个结构车辙深度,但对于中面层已采用改性沥青的结构,添加纤维减少车辙的效果不明显.     

基于侧向位移法的沥青路面抗车辙影响因素

为分析当前高速公路严重车辙路段流动性车辙的影响因素,建立了沥青路面三维有限元模型.以沥青层的侧向(横向)位移为评价指标,分析了不同沥青层材料、不同沥青层结构组合及不同基层形式对流动性车辙产生的影响.给出了减少流动性车辙产生的对策;提出了沥青结构层协调组合设计的理念;指出了级配碎石联结层的使用不仅会减少高温下沥青上、中面层的侧向流动变形趋势,还会减小上、中面层的横向位移.     

山区高速公路沥青路面的抗车辙能力

针对山区高速公路陡坡多、车辙严重的问题，分析了超载（包括轮压与汽车轴载等）对山区高速公路路面沥青混合料的影响以及长大纵坡对沥青路面抗车辙能力的影响。认为山区高速公路产生车辙的主要原因是长大纵坡导致了车辆低速行驶，车辆低速行驶对沥青混合料动稳定度的影响超过夏季高温和超载的影响。研究结果表明，减小坡度和控制坡长是提高路面抗车辙能力的有效方法。     

沥青路面层间粘结效果影响因素

为了保证沥青路面层间具有良好的粘结力,提高路面的整体性和耐久性,对沥青路面层间粘结效果的影响因素进行专门的试验研究.采用沥青路面层间扭转剪切试验仪,通过成型双层车辙板并钻芯,对芯样进行剪切试验,以最大剪切强度作为评价指标,对影响沥青路面层间粘结性能的沥青混合料类型、乳化沥青种类、乳化沥青洒布剂量、温度等影响因素进行了对比分析.结果表明.AC密级配沥青混合料层间粘结效果好于SMA和OGFC混合料;改性乳化沥青作为粘层比普通乳化沥青层间粘结效果要好,粘层洒布量有一最佳剂量,且这一最佳洒布剂量AC路面结构比骨架型路面结构要低;层间粘结效果随温度升高出现衰减,表明路面层间产生滑移,多发生在高温季节.     

某高速公路沥青混凝土路面车辙病害检测分析

针对某高速公路沥青路面车辙病害发展速度明显高于正常情况这一问题,选取典型路段开展了交通量及轴载调查分析,并对路面结构开展了现场检测和室内试验研究。分析结果表明,引起该高速公路车辙病害的主要原因依次为沥青中面层的抗高温剪切变形能力较差,上面层混合料的易压密变形,重载和超载车辆的作用。     

橡胶颗粒防冻性沥青路面结构组合研究

为研究橡胶颗粒沥青混合料作为沥青路面不同层位与ATB、AC结构组合下沥青路面的防冻性能的变化规律,通过ANSYS有限元软件模拟冰层的受力过程,分析不同路面结构组合下的荷载响应效果.结果表明:橡胶颗粒沥青混合料作为上面层时具有较好的防冻性能;作为中面层时可明显提高路面抗车辙性能,但破冰性能降低.最后,建议采用ATB作下面...     

SEAM沥青混合料在寒冷地区应用研究

研究SEAM改性沥青流变特性、SEAM沥青混合料高低温稳定性、水稳定性等路用性能,侧重研究该种混合料在我国低温地区应用的可行性.依据质量替代原则采用SEAM改性剂替换部分沥青制备SEAM改性沥青.采用动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验评价SEAM改性沥青的流变特性.采用车辙、低温劈裂、低温弯曲及真空饱水残留稳定度试验评价SEAM沥青混合料的路用性能.结合长春至松原高速公路连接线工程铺筑试验路段,并将AC-13Ⅰ型SEAM沥青路面与常规路段SMA-13沥青路面进行了技术比较.合理替代量的SEAM改性沥青流变特性及混合料路用性能得到明显改善,改性剂替代量增加,混合料低温弯曲破坏应变及残留稳定度降低.SEAM混合料试验路段内路表弯沉、芯样低温条件下的马歇尔稳定度及芯样水稳定性与常规路段SMA路面大致相当.SEAM沥青混合料路用性能优良,由于沥青用量降低所以工程投入减少,应该被推广使用.     

基层组合形式对沥青路面性能影响的效果评价与分析

对广昆高速公路柔性基层沥青路面试验段进行跟踪调查,包括了试验路车辙、裂缝等的调查分析.运用横向力系数车评价了路面抗滑性能.通过对检测结果的分析,以及与半刚性基层沥青路面的对比,表明基层组合方式对沥青路面使用性能影响显著,为沥青路面基层结构选型提供有益的参考.     

不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料路用性能分析

为研究不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料的路用性能,本文通过在70#A级基质沥青中掺加不同质量胶粉,利用沥青激光回弹试验、沥青接触角试验分析了沥青PG等级以及沥青胶结料与集料之间的粘附特征,确定了橡胶沥青路面结构上、中、下面层的最佳胶粉掺量(即上面层SMA-13添加30%,中面层AC-20添加40%,下面层AC-25添加50%);通过对不同胶粉掺量橡胶沥青混合料的汉堡车辙试验、低温弯曲抗裂试验及直接剪切试验等力学性能研究得到了：胶粉的掺入可增强沥青胶结料与集料间的内聚力,使沥青混合料的塑性变形能力变强,有效改善了橡胶沥青混合料不同结构层的水稳定性和高温抗车辙能力,提高了橡胶沥青混合料的抗裂性能和抗疲劳性能。结合工程实例,借用三维雷达检测系统,评价了现场橡胶混合料沥青路面结构层摊铺的整体性和材料厚的均匀性等道路内部状况;通过现场路面取芯后CT扫描,获取了现场路面结构的集料-空隙三维空间分布情况,得到了胶粉的加入能促进沥青胶结料与集料间的分子运动,有效改善沥青混合料的孔隙分布情况,使路面内部材料更加均匀分布,充分发挥橡胶沥青路面优良的路用性能。     

基于有限元ANSYS的半刚性基层沥青路面力学响应分析

为解决乌鲁木齐市城市道路半刚性基层沥青路面横、纵向裂缝和车辙病害严重的问题,选取乌鲁木齐市城市道路典型的半刚性基层沥青路面结构,对面层厚度、基层模量以及基层厚度进行规律性的变化,研究沥青路面结构在不同行车荷载作用下的力学分布及变化规律.利用ANSYS有限元软件对不同行车荷载作用下的半刚性基层沥青路面结构进行仿真计算,并对提取的数据进行分析.结果表明:随着沥青路面厚度的增加,沥青层拉应力和剪应力均逐渐减小,但减小幅度却各有不同;随着半刚性基层厚度的增加,沥青层拉应力和剪应力均逐渐减小,且减小幅度均较小;随着半刚性基层模量的增加,竖向位移和沥青层剪应力均逐渐减小.因此,建议沥青面层在18～20 cm取值,半刚性基层厚度在35～40 cm取值,半刚性基层模量在1500～1600 MPa取值.     

纳米MHSN掺量的沥青混合料路用性能研究

为进一步提高沥青路面的路用性能,提出将多孔中空二氧化硅纳米颗粒（MHSN）作为沥青烟（VOC）的吸附剂,掺入到沥青混合料中,测定改性沥青的路用性能。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和Brunauer-Emmett-Teller（BET）等测试手段对水热法制备的纳米MHSN进行表征,并测定MHSN改性沥青的流变性能和VOC的排放量。结果表明：MHSN表面的孔径大部分连续分布在0到50 nm之间;MHSN的掺入降低了沥青的针入度和提高了软化点,提高了沥青的复合剪切模量,使沥青的相位角略有减小,可以提高沥青混合料的高温抗车辙性能;MHSN的掺入可以显著降低沥青VOC的总排放量,对沥青VOC中各组分的排放有不同程度的抑制作用。由此可见,纳米MHSN掺量的沥青混合料路用性能表现优越,可用于道路施工中,并且经济效益和社会效益明显。     

薄层橡胶沥青复合式路面层间高温滑移特性

为研究高温条件下不同水泥面板界面处理及黏结剂组合方式对复合式路面滑移特性的影响,采用酸洗、抛丸、刻槽等不同层间处理措施和橡胶沥青和AF-I溶剂型两种黏结材料的复合试件板进行双侧无约束汉堡车辙试验,评价复合式路面层间高温滑移特性。结果表明:层间处理措施对层间高温滑移特性影响明显,当界面具有较好的构造深度时,整体抗变形能力明显提高。采用构造深度相对较高、纹理更密的十字刻槽以及刻槽间距较小的密刻槽效果较好,对防止层间高温滑移特性病害较为有效。相对于层间黏结使用橡胶沥青作为黏结剂的试件,使用AF-I溶剂型黏结剂的试件抵抗层间高温滑移特性效果更好。双侧无约束复合板式试件滑移特性试验中,随着构造深度的增大,滑移变形率整体呈现下降趋势,即抵抗滑移变形能力呈增大趋势。采取适当措施改善层间接触条件,对提高复合式路面层间高温滑移特性具有重要意义。     

河南省高速公路车辙产生层位分析

通过对高速公路沥青路面车辙产生层次的取样分析,得出河南地区高速公路沥青路面车辙产生主要层次原因,为车辙病害处治提供了科学合理的判据.     

荒漠地区耐久性沥青路面结构设计指标与路面结构力学分析

通过分析荒漠地区恶劣自然环境下的重荷载交通沥青路面使用状况,采用有限元分析,提出了采用路面性能指数PCI、路表面弯沉与路面车辙作为路面结构的设计指标;得出了荒漠地区耐久性沥青路面结构受力分布.结果表明:不同轴载作用下路表最大竖向变形与轴载近似成线性关系,随着轴载的增大,最大竖向变形逐渐增大;路表最大拉应力以轮轴线呈现对称分布;路面结构层内的剪应力随着深度增加而增大,在距路表5 cm处剪应力达到峰值.研究成果可为荒漠地区耐久性沥青路面选材与结构设计提供科学的理论支撑与技术指导.     

半柔性路面混合料路用性能

半柔性路面是一种在开级配沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的兼具沥青路面与水泥混凝土路面特点的复合路面。利用车辙试验来评价半柔性路面混合料的高温稳定性 ,用弯曲、劈裂试验和蠕变试验来评价半柔性路面混合料的低温和疲劳性能 ,用残留稳定度和冻融劈裂试验评价半柔性路面混合料的水稳定性 ,用残留稳定度试验来评价半柔性路面混合料的抗油蚀性能。结果表明 ,半柔性路面混合料具有优良的高温稳定性、耐疲劳性能和耐油蚀性能 ,具有较好的水稳定性和低温稳定性。在普通的水泥胶浆中掺加聚合物树脂 ,可明显改善半柔性路面混合料的低温抗裂性和水稳定性。     

基于力学响应的全厚式高模量沥青路面结构组合及优化

为了分析高模量沥青混凝土在全厚式沥青路面中的合理层位及使用情况,基于山东省典型全厚式沥青路面结构,通过构建全厚式沥青路面结构数值模型,分别将高模量沥青混凝土置于下面层、基层、底基层、基层+底基层、下面层+底基层及不设置高模量沥青混凝土六种工况,分析了各工况条件下力学响应指标的差异,以力学响应改善率为指标确定高模量沥青混...