基于分形理论SMA-13级配设计与路用性能分析

设计5种SMA—13级配,分析了粗细集料分形维数与集料级配和路用性能之间的关系.结果表明:粗集料分形维数Dc与粗细集料的粗料率CA、FAc相关性较好,而细集料分形维数Df则与细集料的FAc、FAf相关性较好,结合沥青混合料性能试验,提出了SMA级配分形维数的建议值.     

多因素对沥青混合料空隙率影响的正交试验分析

根据分形级配理论进行矿料级配设计,把粗级配分形维数D_c、细级配分形维数D_f、粗细级配用量比、油石比和压实次数作为沥青混合料空隙率影响因素,采用正交试验分析方法进行试验分析,找出其对沥青混合料空隙的影响程度和变化规律,为优化沥青混合料配合比设计提供依据。     

基于沥青混合料表面构造特性的集料设计参数

为了实现基于表面构造特性的沥青混合料优化设计,运用图像处理技术的沥青混合料表面构造水平及分布特性测试方法,研究了具有不同集料设计参数的沥青混合料表面构造水平随波长的分布特性,提出了表征沥青混合料表面构造整体水平的指标(特征波长和特征波水平),分析了不同通过率处集料粒径大小与混合料表面构造水平之间的相关性;运用分形理论计算了集料级配的不规则性及破碎程度,并研究了集料形态及其在沥青混合料中的分布.结果表明:90%通过率处的集料粒径D90能够表征集料粒径整体大小;集料级配分形维数可反映和度量集料级配的不规则性及破碎程度;集料规则度及方向角正弦值可表征集料形态及其在沥青混合料中的分布特性.     

基于分形理论的沥青混合料导热系数研究

沥青混合料的导热系数是沥青路面温度场研究的重要参数。简要介绍了级配分形维数的定义和计算方法,计算了所选用级配的分形维数。根据瞬变平面热源法,采用Hot disk导热系数测试仪,测试了各级配在不同沥青用量时的导热系数。根据试验结果,分析了导热系数的影响因素,分别建立了沥青混合料的导热系数与空隙率和级配分形维数的回归关系。空隙率越大,材料的导热系数越小;在用油量相同的情况下,级配的分形维数越大,材料的导热系数越大。分形维数与导热系数之间的相关性较好,可以用来表征级配对材料导热系数的影响。     

基于分形方法的沥青混合料抗剪性能研究

分形是研究自然界中大量存在的统计自相似特征的新的理论工具,在描述和评价一些具有层次连续性、不规则性或随机性等特征的现象方面表现出很强的功能。不同级配曲线走向决定沥青混合料具有不同的抗剪性能。以AC-16Ⅰ混合料为例,在规范级配范围选取10种代表性走向,根据分形理论定量计算这10种级配的分形维数,通过三轴试验研究了集料不同分形维数对沥青混合料抗剪性能的影响规律,从抗剪强度的角度给出了丘陵区公路和平原区公路沥青混合料合理的分维值范围。     

集料形态参数对沥青混合料高温性能的影响研究

集料的形态特征对于沥青混合料的高温性能起到至关重要的作用。应用分形理论的基本原理,采用分形维数作为集料的形态参数对于集料的形态特征进行定量的评价。同时采用动态模量试验,对三种不同级配类型的沥青混合料的高温性能进行评价,采用动态蠕变曲线第二阶段的指标,流变次数Fn来表征沥青混合料的高温性能。通过一元线性回归分析,集料的形态参数分形维数与高温指标Fn具有很强的相关性。因此,集料结构完整,嵌挤密实,分形维数越大的沥青混合料具有更优越的抗高温性能。     

沥青混合料级配分维特征与路用性能相关性研究

通过对GAC-13C型沥青混合料级配分维特征进行分析,研究其与路用性能的相关性。剖析经分段回归和未经分段回归时分维数与级配的关系,对4.75 mm通过率与分维数的相关性进行了比较,并根据马歇尔试验参数、高温稳定性和抗滑性能试验相关结果,探讨改变4.75 mm筛孔通过率的级配分维特征与混合料路用性能之间的相关性。研究表明:4.75 mm的通过率与分段后的分维数相关性更好,随着级配4.75 mm筛孔通过率的降低,GAC-13C型沥青混合料分维值逐渐增大,级配变粗。同时,分维数和混合料马歇尔试验参数、高温稳定性和抗滑性能等均具有较好的相关性。     

沥青路面抗滑性能研究

沥青混合料路用性能所表现的不规则性、不确定性、模糊性、非线性等特征是其微观结构复杂性的反映.而实验室简化的常规试验分析、评价方法不能很好地表征沥青混合料复杂微观结构的实际情况.针对沥青路面材料的试验参数与实际路用参数的相关性差的情况,计算了沥青路面表面微观凸凹分形维数对混合料抗滑性能的影响,提出了一种能定量评价沥青混合料宏观抗滑性能与其微观级配关系的方法.     

沥青混合料抗车辙性能试验研究

根据我国高等级公路发展现状和车辙破坏现象,在分析沥青混合料高温稳定性能理论基础上,通过不同沥青、不同级配沥青混合料车辙试验,对比基质沥青和改性沥青的粗细连续级配沥青混合料的抗车辙性能,探讨了影响沥青混合料抗车辙性能的因素,结果表明沥青种类对沥青混合料抗车辙性能影响很大,级配对基质沥青混合料抗车辙性能影响较大,对SBS改性沥青混合料抗车辙性能影响相对较小。     

基于分级掺配法的泡沫沥青冷再生混合料抗车辙性能研究

针对泡沫沥青冷再生路面产生的车辙问题,采用分级掺配法确定粗集料用量,根据填充原理确定细集料用量,对混合料粗细级配进行设计,并对泡沫沥青冷再生混合料级配设计进行了调整,提出了骨架密实型冷再生混合料级配。试验结果表明,该设计方法能较好地提高冷再生混合料的高温性能。     

基于灰色关联分析的密级配沥青混合料分形维数研究

针对AC-16沥青混合料,应用灰色关联分析方法,研究粒组集料含量与沥青混合料分形维数之间的关联程度,根据关联度的大小,将粒组分为四类,每一粒组类别与分形维数的关联程度相同.以粗糙集理论为基础,对粒组进行约简,选出了影响AC-16沥青混合料分形维数的关键粒组,通过控制与关键粒组对应的筛孔通过率,即可改变分形维数,进而调整沥青混合料的路用性能.     

沥青稳定基层ATB25混合料疲劳试验研究

沥青稳定基层耐疲劳性能是柔性基层沥青路面使用寿命的关键影响因素。对5种级配的沥青稳定碎石基层ATB 25混合料进行了控制应力的三分点小梁弯曲疲劳试验;分析了矿料级配、沥青品种对疲劳性能的影响。研究表明:不同级配的沥青稳定基层ATB 25混合料疲劳性能差别不大,说明采用低标号沥青的沥青稳定基层对应力水平变化更敏感。通过试验结果的同归分析并考虑现场修正系数,获得了沥青稳定基层的疲劳方程,可为柔性基层沥青路面结构设计提供参考。     

机场SMA-16混合料优化设计研究

采用贝雷法CA,FAc,FAf三个参数对《民用机场沥青混凝土道面技术规范》（MH-5010-1999）和《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中SMA-16级配进行分析,并结合体积参数VMA,提出机场SAM-16混合料优化级配范围;预估级配优化后SMA-16混合料最佳油石比,并研究其路用性能,优化机场SMA-16混合料设计方法.结果表明：优化后机场SMA-16混合料更易形成骨架密实结构,能满足机场道面使用性能要求,提高混合料施工性能;通过级配优化和混合料最佳油石比预估,避免设计过程中反复选择级配和油石比,减少试验量,提高设计效率.     

不同级配对沥青混合料的力学性能和路用性能的影响

笔者对比研究了3种SMA混合料和一种AC混合料的力学性能和路用性能.结果表明,在其他条件相同的情况下,集料混合料级配的不同,沥青混合料的力学性能和路用性能呈现出显著的差异.当集料混合料级配达到最佳组成时,沥青混合料的各项力学性能和路用性能将显著提高.这不仅说明进行沥青混合料级配优化设计的重要性,同时也说明了在沥青路面工程施工中严格控制沥青混合料级配的重要性.     

沥青混合料常应力弯曲疲劳试验

沥青混合料耐疲劳性能是影响沥青路面使用寿命的关键因素。对AC-13、AC-20、ATB-25三种类型沥青混合料试件进行常应力三分点小梁弯曲疲劳试验,分析温度、加载频率、级配类型等对沥青混合料疲劳性能的影响规律。研究表明：密实型沥青混合料由于含有较多的沥青胶结料,其疲劳性能一般较嵌挤型沥青混合料更好;施加相同应力时,低温条件下沥青混合料的疲劳寿命较高温条件下高;而同一应力比时,高温条件下沥青混合料的疲劳寿命较低温条件下高;较低加载频率对沥青混合料的疲劳寿命影响更为显著。     

沥青路面抗剪性能的影响因素分析

基于线弹性层状体系理论,通过对沥青胶结料的性能、集料形状、级配、0.075mm通过率等进行试验研究,分析得出影响沥青路面抗剪性能的主要因素及其与单个要素之间的相关性,可供同行参考。     

沥青混合料疲劳自愈合特性研究

沥青混合料具有疲劳自愈特性.通过室内四点弯曲疲劳试验,采用“疲劳-愈合-再疲劳”的试验方式和单因素对比分析的方法,探究了养护时间、温度、集料级配及沥青胶结料种类对沥青混合料的自愈合特性的影响,并建立愈合指标函数.结果表明：沥青混合料自愈合效果呈时间依赖性,即随养护时间的增加,自愈合效果增强,且初期愈合速度较快;在一定温度范围内,随温度提高,沥青混合料自愈合效果增强;70#基质沥青混合料的短期自愈合能力优于SBS改性沥青混合料;PA-13型沥青混合料自愈合能力优于AC-13型沥青混合料.同时,从混合料组成特点及沥青微观结构等方面剖析了各因素影响机理.     

抗剪强度在嵌挤型混合料设计中的应用

为了减轻沥青路面在长期使用中的车辙病害,提出抗剪强度的沥青混合料设计方法。采用嵌挤理论确定沥青混合料的矿料级配,再以抗剪强度作为设计参数确定出具有较好抗剪强度的沥青用量。设计的沥青混合料对于车辙的发生有很好的针对性,可以控制车辙病害。     

半刚性基层沥青路面下面层沥青混合料配合比设计研究

根据半刚性基层沥青路面下面层的受力特点和功能要求,在选取合格原材料的基础上,初拟了3种级配组成,通过一系列室内试验研究完成了沥青混合料配合比设计,重点评价了混合料的水稳定性和强度性能.另外,在研究中使用了汉堡车辙试验方法来综合评价混合料的水稳定性和高温稳定性,并运用临界弯曲应变能的方法来评价混合料的低温抗裂性能.     

半刚性基层沥青路面下面层沥青混合料配合比设计研究

根据半刚性基层沥青路面下面层的受力特点和功能要求,在选取合格原材料的基础上,初拟了3种级配组成,通过一系列室内试验研究完成了沥青混合料配合比设计,重点评价了混合料的水稳定性和强度性能.另外,在研究中使用了汉堡车辙试验方法来综合评价混合料的水稳定性和高温稳定性,并运用临界弯曲应变能的方法来评价混合料的低温抗裂性能.