The compaction characteristics of hot mixed asphalt mixtures

The quality of compaction is important to the performance of hot mixed asphalt(HMA) pavement. Most premature failures of asphalt pavement are concerned with poor compaction. Compaction characteristic of HMA mixtures were studied. Compaction tests were done with typical widely used HMA mixtures, including dense gradation asphalt mixtures with different nominal maximum aggregate size(AC13,AC20,AC25), and mixtures with different gradation(AC13, SMA13,Sup13 and OGFC13). HMA mixtures were sampled at different compaction temperature and Marshall blow numbers, varying between 60 and 175 ℃ and between 15 and 75 lows, respectively. The compaction characteristics of these mixtures were evaluated. The results showed that the Marshall stability and volumetric properties were significantly affected by the compaction temperature. Mixtures with the same NMAS but different type of gradation need different compaction energy to get the designed density.     

废旧胶粉在环保型沥青路面中的应用技术研究

在提出环保型沥青路面中应用废旧胶粉的材料要求与工艺要求的同时,通过对应用废旧胶粉的大孔隙沥青路面技术性能、排水降噪性能的对比试验表明,环保型沥青路面中掺加废旧胶粉可以有效提高大孔隙沥青路面结构的稳定性与耐久性,是设计和修筑环保型沥青路面的关键措施之一.     

开级配沥青磨耗层(OGFC)的研究

开级配沥青磨耗层是一种具有透水、防滑、降噪等功能的开级配混合料，但由于其空隙率较大，因此力学性能不足。针对路用开级配沥青磨耗层(0GFC)混合料的组成成分及其特点，在其最佳沥青用量条件下研究了OGFC沥青混合料的路用性能，并对聚合物纤维改性OGFC混合料的路用性能进行了实验研究。结果表明，在OGFC中加入纤维稳定剂可提高混合料的残留稳定度和抗车辙能力。     

运用高粘度改性沥青配制OGFC的研究

采用析漏和飞散试验结合的方式确定混合料的最佳沥青用量，对比研究了采用SBS改性沥青和高粘度改性沥青配制的OGFC(open graded friction courses，开级配沥青磨耗层)的路用性能。结果表明：采用高粘度改性沥青配制的OGFC具有很好的路用性能，车辙动稳定度达5000次mm以上。     

基于同种沥青不同级配的大空隙沥青混合料渗水性能试验与评价

通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和渗水试验来评价基于同种沥青不同级配的大空隙沥青混合料的水稳定性、高温稳定性和渗水性能等,分析了大空隙沥青混合料路用性能渗水性能与级配、空隙率的之间关系,从而为大空隙沥青混合料提供设计依据.     

基于筛余特征参数的沥青混合料路用性能预测方法

为研究混合料级配变异与路用性能的关系,预测沥青混合料的路用性能,构建了典型的沥青混合料级配变异模式,提出筛余特征参数来表征混合料的级配变异特征,并使用SPSS软件对混合料的结构参数与路用性能进行相关性分析,建立了沥青混合料路用性能预测方法,以沥青混合料结构参数为中介,通过回归分析建立变异级配筛余特征参数与路用性能指标的关系方程,并确定了各路用性能指标值的合格标准。通过试验进行了沥青混合料路用性能预测方法的验证,结果表明,该方法对马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比、蠕变速率、残留稳定度的预测与实际结果符合较好。可据此实现对沥青混合料变异级配的部分路用性能结果的预测,在不影响施工进程的条件下实现快速调整施工配合比,保证了沥青混合料的路用性能。     

橡胶沥青OGFC配合比设计及路用性能研究

对橡胶沥青OGFC配合比设计方法以及路用性能进行了研究。结果表明,橡胶沥青OGFC混合料具有良好的路用性能,特别是橡胶沥青与集料之间粘附性很好,弥补了OGFC混合料易水损害、集料易松散的缺点。     

水泥混凝土路面国产环氧沥青防水层的性能分析

为了确定环氧沥青防水层材料在水泥混凝土路面防水应用的适用性及耐久性,结合某特大桥的水泥路面防水层材料施工应用实践,开展了系列试验.结果表明：（1）国产环氧沥青材料、SBS改性沥青材料和FYT材料进行粘附强度对比,其平均抗剪强度依次为1.98、0.39、0.33 MPa; 20℃下拉拔强度分别为1.98、0.98、0.83 MPa; 50℃下其拉拔强度分别为0.73 MPa、流淌、0.08 MPa.（2）用中和与未中和的国产环氧沥青进行抗拉强度对比,20℃下未中和的环氧沥青与混凝土7、4d的拉拔强度分别仅为0.53、1.64 MPa; 20℃下中和的环氧沥青与混凝土7、4d的拉拔强度分别达到0.9、2.0 MPa,20℃下中和的环氧沥青与钢板之间的拉拔强度达到7.8 MPa.（3）用国产环氧沥青材料与美国环氧沥青材料进行短期老化试验对比,国产环氧沥青的粘度略有增加,变形性能变化较小,抗拉强度变化较大,而美国环氧沥青老化前后各项指标变化均很小.结果表明,国产环氧沥青防水材料的各项指标与其他防水材料的性能相比具有一定的优越性,能达到国家标准要求,将国产环氧沥青防水材料应用到水泥混凝土桥面防水是可行的.     

高粘性沥青应力吸收层防治反射裂缝研究

为提高半刚性基层沥青路面的防反射裂缝能力,采用高粘性沥青、改进的Superpave方法设计了富沥青、砂粒式的应力吸收层沥青混合料.试验研究表明,高粘性沥青应力吸收层混合料具有极好的低温变形、抗疲劳及弹性恢复能力,并具有较高的抗拉伸能力,能有效延缓沥青路面反射裂缝的发生,采用此材料铺筑的试验路和观测结果验证了室内试验的结论.     

含盐高湿环境下沥青混合料耐久性

为了研究含盐高湿环境下沥青混合料的耐久性,以不同温度和不同质量浓度盐溶液模拟含盐高湿环境进行汉堡车辙试验,并通过试验比较不同类型沥青混合料在含盐高湿环境下的耐久性,使用Origin 8.0对板状和圆柱形的车辙试验结果进行非线性指数拟合,提出含盐高湿环境沥青混合料耐久性的试验评价指标和检测方法,最后分析含盐高湿环境对沥青混合料的侵蚀机理.结果表明:采用改性沥青作结合料可以显著提高含盐高湿环境下沥青混合料的耐久性;含盐高湿环境下,普通AC混合料的耐久性较差,而SMA混合料的耐久性优于其他类型混合料;60℃、70℃圆柱形试件浸水车辙变形率可以作为沥青路面耐久性的评价和检测指标;高温、盐分、水分及其耦合效应是引起沥青混合料耐久性降低的主要原因.     

布敦岩矿料的沥青混合料路用性能

以70号A级道路石油沥青为依据,实施了6种不同布顿岩矿料掺量的6种AC20矿料级配的布顿岩沥青混合料路用性能研究。结果表明,布敦岩沥青原材料中的岩矿料对矿料级配组成与路用性能均影响较大;合理选择布敦岩沥青油石比可显著提高综合路用性能,较优油石比为0.7%~1.3%时的路用性能接近于SBS改性沥青混合料,但对提高水稳定性能力有限;布敦岩沥青最佳掺量为23.7%,与布敦岩沥青原材料自身的油石比几乎相同。     

不同类型沥青路面吸声性能及机理的实验研究

为研究不同路面类型的吸声性能,利用驻波管按1/3倍频分别测定不同路面类型的混合料试件的平均吸声系数,并从沥青添加剂、混合料级配、路面表面特征等方面(沥青-混合料-路面)进行实验研究.结果表明,间断级配要比连续级配吸声效果好;沥青外掺剂对路面的吸声性能有改善作用;路面混合料孔隙率越大,平均吸声系数越大,吸声效果越好;微表处路面的平均吸声系数大小与原路面类型有直接的关系,原路面平均吸声系数愈大,吸声效果愈好;微表处路面平均吸声系数峰值有向(1.2～1.6)kHz频率区间偏移的趋势.     

蠕变劲度模量—评估沥青混合料路用性能的有效指标

本文在分析我国现行沥青混合料设计方法之不足的基础上,对于沥青混合料的力学指标蠕变劲度模量进行了研究。结果表明,该指标既同沥青混合料的组成密切相关,又能反映沥青混合料的路用性能,因而可以用于沥青混合料的组成设计、路用性能评估以及路面结构设计,这一指标的应用将使得我国现行沥青混合料设计方法的缺陷得以弥补成为可能。此外,本文还对这一指标的应用前景进行了探讨。     

关于改性沥青配合比设计及道路施工中技术要求

改性沥青在良好的设计配合比和施工条件下,能使沥青路面的耐久性和高温稳定性有明显提高。根据张家口市西沙河道路改造工程施工情况,阐述SBS改性沥青的施工时技术要求。     

基质沥青老化行为与老化机理

在环境作用下沥青易产生静态硬化和氧化硬化,使沥青的流变特性发生改变,而严重影响沥青路面的耐久性,如何合理评价和选择沥青对确保路面使用品质至关重要.通过3种不同基质沥青的组分分析和不同老化状态下沥青的常规试验(针入度、软化点和延度试验)、SHRP试验(DSR(Dynamic Shear Rheometer)和BBR(Bending Beam Rheometer)试验)结果比较,结合FTIR(Fourier Transform Infrared)红外光谱试验结果,分析了不同老化状态下基质沥青的老化特性和机理.结果表明,常规试验可用来描述基质沥青老化前后性能变化,但它只能提供特定温度荷载频率下的试验信息,而SHRP试验可全方位反映沥青老化对沥青流变行为的影响,建议采用SHRP流变学指标特别是BBR试验结果评价沥青的老化特性.     

环氧沥青混凝土铺装表面特性试验研究

为了解环氧沥青混凝土铺装的表面特性,采用渗透性试验、摆式摩擦系数试验、动态摩擦系数试验、肯塔堡飞散试验、汉堡车辙试验和激光纹理扫描试验,对环氧沥青混凝土铺装的渗水性能、抗滑性能、抗松散性能以及表面纹理特征等表面特性进行了试验评价.试验结果显示,环氧沥青混凝土铺装的渗水系数基本为0,摆式摩擦系数为83.6,飞散损失率为12.5%,轮廓深度平均值为0.305 mm,纹理深度估计值为0.432 mm.研究表明,环氧沥青混凝土铺装密水性好,能有效阻止雨水侵蚀钢桥面板;抗滑性能满足设计要求,但在雨天车辆行驶速度高时,易出现车辆打滑现象;抗松散能力较好,但在高温水浴和钢轮轮载的双重作用下,混合料会出现松散和剥落情况;环氧沥青混凝土铺装表面平整度好.环氧沥青混凝土铺装层表面特性符合钢桥面铺装层的设计使用要求,但在不利天气条件下,由于抗滑能力不足,会发生车辆打滑,铺装层松散现象.     

水性环氧树脂改性乳化沥青混合料性能

为了解决现有冷拌冷铺沥青混合料性能不足的问题,研究了水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的性能.采用先乳化后改性的方法制备了水性环氧树脂改性乳化沥青,利用击实试验和马歇尔设计方法确定了混合料的最佳外掺水量和最佳乳化沥青用量,对比分析了其击实和养生方式,并利用车辙试验、低温弯曲破坏试验、浸水马歇尔试验、疲劳试验等分别评价了其高温性能、低温性能、水稳定性能和疲劳性能.试验结果表明:采用第一次击实50次、110℃养生24 h、第二次击实25次、室温静置24 h的最佳击实和养生方式,可使水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的密度、空隙率、水分挥发量和稳定度达到最优.同时,与热拌沥青混合料性能相比,水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的高温性能优越,低温性能和疲劳性能不足,水稳定性能基本保持一致.     

玄武岩沥青混合料路用性能研究

高速公路沥青混凝土上面层集料主要使用玄武岩,而黑龙江省玄武岩矿藏分布广,产量高,为公路沥青路面的修筑提供了更好的条件.采用SMA-16型和AC 16型2种沥青混合料类型进行试验研究,确定黑龙江省地产玄武岩沥青混合料的低温稳定性能指标及水稳定性能力,进而评价其路用性能,以便更科学地选择、使用玄武岩.试验结果显示：对于同种沥青密级配沥青混合料的水稳性好于沥青玛蹄脂碎石混合料,对于沥青混合料的低温抗裂性能表现为SMA-16沥青玛蹄脂混合料好于AC-16密级配沥青混合料.     

多孔安山岩在沥青路面中的应用研究

采用沥青浸渍集料、浸渍集料混合料、浸渍沥青混合料3种不同的沥青浸渍法和计算法分别确定沥青混合料的最大理论相对密度,并进行配合比设计,确定最佳油石比。对比分析了沥青混合料的各项路用性能,对未掺加抗剥落剂、掺加液体抗剥落剂和掺加消石灰的安山岩沥青混合料,分别进行了常规水稳定性能试验和汉堡车辙试验。结果表明:较之计算法,采用沥青浸渍法确定安山岩沥青混合料的最大理论相对密度进行配合比设计得到的沥青混合料各项路用性能更优;汉堡车辙试验可以很好地评价沥青混合料的水稳定性能,对于多孔安山岩,掺加消石灰为提高沥青混合料水稳定性能的最佳措施。     

Evaluation of Mixture Performance Recycled Asphalt Pavement Materials as Base Layer with or without Rejuvenator into the Asphalt

The binder properties were determined in accordance with Chinese standard such as ductility test,which allowed to measure the distance in centimeters that a standard briquette of asphalt had been stretched before breaking.Then,penetration test was carried out in order to know some properties of the asphalt,which are the hardness and the softness.Finally,softening point test was carried out in order to determine the temperature at which the bitumen attains a particular degree of softening under the specification of the test.According to Chinese standard for performance tests,firstly,Marshall test was carried out in order to measure the theoretical density,air voids,voids filled with asphalt,stability,flow,and voids in mineral aggregate of asphalt specimens.Secondly,Freeze-thaw splitting test was carried out in order to determine Splitting strength ratio.Finally,dynamic stability (rutting) test was carried out to determine average dynamic stability.Beside the tests carried out,the gradation of the extracted aggregate in accordance with American Association of State Highway and Transportation Officials was carried out to determine the dimensions of the particles weight distribution.Furthermore,both the percentage of recycled asphalt pavement materials and binder in mixture were determined to know how much of the new material during the mixture was needed.However,two specimens were used to evaluate the performance of recycled asphalt pavement materials.One specimen of recycled asphalt pavement materials was ten years old,and another one of recycled asphalt pavement materials was five years old.The results show that the conditions of the environment such as moisture,temperature,and age,decrease the ductility and penetration properties of binder when increase the softening point property of binder.Then the gradation of recycled asphalt pavement aggregate is of the required values to reuse in the mixture,while the flow ratio,the splitting strength ratio,and the dynamic stability ratio,are less than the required value test.With regard to the properties of mixture of recycled asphalt pavement material binder with rejuvenator,the results show that when the penetration and ductility versus percentage of rejuvenator increase,softening point versus percentage of rejuvenator decreases.Also,when the bitumen and rejuvenator percentage increase,the air voids decrease.Consequently,voids filled with asphalt and voids in the mineral aggregate increase.Moreover,the theoretical density and stability values decrease in a mixture containing four-point fifty percent to six percent of bitumen and rejuvenator,whereas the flow values increase.More interestingly,with four percent to four-point fifty percent mixture ratio of bitumen and rejuvenator,density,stability,and flow values increase.The splitting strength ratio values of mixtures and the dynamic stability test (rutting test) values of mixtures with forty percent of specimen one and specimen two respectively are greater than the required value of the standard test.In addition,the high percentage of rejuvenator increases the rut of pavement,in the same manner,the low percentage of rejuvenator induces low rut.In conclusion,the binder content from recycled materials without rejuvenator seems not be sufficient to be reused on the new pavement while the aged recycled material seems to be performed better than no aged recycled material with rejuvenator into bitumen.Then,the rejuvenator can influence the bitumen properties and performance of the pavement.Finally,the pavement made by only recycled pavement materials as a base layer appears to be more economical but cannot be more effective than the pavement made by mixture of new and recycled pavement materials as a base layer.