ATB柔性基层与半刚性基层的层间抗剪规律

以ATB-25沥青混合料与水泥稳定碎石成型复合试件,控制复合试件层间沥青和碎石用量,采用自主研发的剪切仪进行抗剪强度试验,分析影响层间抗剪强度的因素及变化规律。通过设置试验温度、碎石和沥青用量等参数,制定不同的试验方案进行试验。试验结果表明:对层间抗剪强度影响最大的因素是温度,从5 ℃上升到35 ℃时最大剪应力从1.36 MPa下降到0.16 MPa,其次是沥青用量；碎石用量影响最小,而且不同温度下沥青和碎石的最佳用量也不同。在实际工程中,在考虑沥青和碎石的用量时,应考虑工程所在的地区,高温地区沥青的用量应比低温地区稍低一些,同时严格控制碎石用量,提高层间联结质量,明确层间抗剪强度与层间联接各因素的规律。     

设同步碎石下封层的基面间剪切强度影响因素分析

旨在考察设同步碎石下封层的基面间剪切强度的影响因素及影响规律,变化沥青种类和用量、碎石粒径和撒布率成型复合试件,采用直剪仪测试不同温度及试验荷载下的剪切强度。研究结果表明:层间剪切强度随沥青用量呈先增加后减小的变化趋势,峰值处为最佳沥青用量;在碎石粒径与撒布率相同的情况下,不同种类沥青的最佳沥青用量及最大抗剪强度有差异,抗剪强度最大的为SBS改性沥青,抗剪强度最小的为基质沥青;碎石撒布率对层间剪切强度有明显的影响,5~10mm、10~15mm碎石的最佳撒布率为60%和30%;碎石粒径对剪切强度和沥青用量有重大影响,推荐5~10mm粒径的碎石作为同步碎石下封层的最佳粒径;随着试验温度升高,层间剪切强度降低;随着试验试件上正压力的加大,层间剪切强度增强,试验结果偏离实际情况,因此推荐合理试验温度为60℃、试验时试件上正压力为0MPa。     

沥青粘结层抗剪强度试验探析

通过自制的抗剪试验卡具,在设定的剪切温度条件下,以一定的剪切速率进行抗剪强度试验,对比改性沥青、改性乳化沥青、乳化沥青、粘层油乳化沥青4种不同沥青粘结层的抗剪强度,比较水泥混凝土、水泥稳定碎石、石灰粉煤灰稳定碎石3种常用基底材料对粘结层抗剪强度的影响,结果表明:基底材料强度越高,粘结材料用量适当,层间粘结效果就越好.结合造价节省和施工方便的因素,推荐在高速公路中优先采用乳化沥青下封层.     

半刚性基层沥青路面基面层粘结材料抗剪性能分析

基面层间粘结材料的单位用量对层间抗剪性能影响较大。通过直剪试验,选取基质沥青、SBS改性沥青分别与集料结合形成的4种不同下封层进行了抗剪性能对比。结果表明:SBS改性沥青+碎石作为层间结合料时抗剪性能最好。针对SBS改性沥青+碎石封层,选取不同粒径的碎石进行比较,室内外试验结果表明:碎石粒径在13.2~16.0 mm时抗剪强度最大,达到0.28 MPa。     

水泥混凝土桥面复合防水粘结层的性能

为研究水泥混凝土桥面复合防水粘结层的剪切性能、粘结性能和低温性能,以北安—富裕高速公路建华大桥为工程依托,采用水泥混凝土、SBS改性沥青防水粘结层与沥青砂AC-5制备复合试件,进行层间直接剪切试验和拉拔试验;同时对沥青砂AC-5制备的小梁试件进行低温开裂及低温收缩试验. 结果表明:当防水粘结层用量为0.6 kg/m²时,层间抗剪强度最大,能够达到3.45 MPa;随着防水粘结层用量的增大,拉拔强度同样呈先增大后减小的趋势,当防水粘结层用量为0.8 kg/m²时,拉拔强度最高;沥青砂小梁试件梁底最大弯拉应变随温度的降低逐渐减小,而弯曲劲度模量却逐渐增大,且在-5~-10 ℃的温度区间内沥青混合料低温变形最剧烈.     

纤维沥青碎石封层层间粘结性能及其影响因素

为了研究纤维碎石封层层间粘结性能的影响因素,在碎石封层强度形成机理及抗裂机理理论分析的基础上,采用直接拉拔试验和正压扭剪试验评价碎石封层层间抗拉性能和层间抗剪性能,利用正交试验深入分析乳化沥青用量、碎石用量、纤维用量、纤维长度4个因素对纤维碎石封层层间粘结性能的影响。研究发现影响层间抗拉强度的程度表现为:乳化沥青用量碎石用量纤维长度纤维用量;影响层间抗剪强度的程度表现为:乳化沥青用量碎石用量纤维用量纤维长度;通过直接拉拔试验和正压扭剪试验表明,当纤维沥青碎石封层采用5~10mm集料粒径时,碎石撒布量13kg/m2、乳化沥青洒布量2.0kg/m2、纤维用量100g/m2、纤维长度60mm,纤维碎石封层可取得最佳的层间粘结性能。有关结论可为纤维沥青碎石封层设计与施工提供参考。     

新疆地区沥青路面基面层间处治研究

针对气候特点对新疆地区沥青路面层间处治进行了气候分区,结合各分区温度与降雨特征分别推荐了层间处治沥青材料.综合温度、面层厚度、纵坡与车辆载重等因素对层间工作状态的影响,提出了新疆地区半刚性基层沥青路面层间工作状态分级及典型影响因素取值.基于渗透试验和层间抗剪试验,得到了不同透层材料、不同洒布量下的渗透深度与抗剪强度,确定了不同透层材料最佳洒布量.采用直剪试验,得到了不同碎石洒布量、不同沥青材料、不同沥青洒布量下基面层间抗剪强度,确定了封层碎石与沥青的最佳洒布量.同时,研究了风吹砂对基面层间结合状况的影响,分别得到了干燥与饱水状态下,风吹沙污染量与基面层间抗剪强度的回归函数.     

层间接触条件对沥青路面高温性能的影响研究

应用BISAR软件计算了不同层间接触条件下的沥青面层剪应力,通过直剪试验测定了洒布不同粘层材料的复合马歇尔试件的抗剪强度,并采用车辙试验测定复合式车辙板的DS和总变形量.研究结果表明:完全光滑的层间接触条件大幅提高了沥青面层的最大剪应力,加速沥青面层发生剪切破坏而出现车辙;粘层提高了层间抗剪强度,不同的粘层材料对层间接触条件的改善效果不同;高抗剪强度的层间接触能提高复合式车辙板的高温性能.     

沥青混合料抗剪强度参数影响因素分析研究

山区高速公路陡坡路段由于沥青路面抗剪强度不足易导致推移、拥包、车辙等早期病害。通过影响沥青混合料抗剪强度参数的因素进行试验分析,考虑不同沥青混合料级配、沥青类型、集料类型以及沥青用量对抗剪强度参数的影响。试验结果表明:沥青是影响最大抗剪强度的主要因素,最大抗剪强度随着沥青当量软化点增加比例而增加;集料特性对混合料的内摩阻角影响显著;在最佳沥青用量附近,混合料的最大抗剪强度达到最大值;可采用1 mm/min的加载速率进行沥青混合料抗剪强度验算。     

基于灰色关联理论的沥青路面层间抗剪强度影响因素研究

采用经典摩擦理论及摩尔-库伦理论对沥青路面层间的直剪试验结果进行分析,并引入灰色关联理论,对沥青路面层间抗剪强度的影响因素进行研究,结果表明:层间摩擦系数等于层间内摩擦角的正切值,层间最大静摩擦力与滑动摩擦力的差值构成了层间的粘聚力;竖向荷载、温度及粘结层材料参数对沥青路面层间抗剪强度有不同程度的影响;当粘结材料为乳化沥青时,影响因素按照重要程度依次排序为:竖向荷载乳化沥青固含量乳化沥青洒布量温度,试验中4个因素与沥青路面层间抗剪强度的灰色关联度均大于0.6,说明竖向荷载、乳化沥青固含量、乳化沥青洒布量及温度对沥青路面层间抗剪强度均有重要影响。     

级配碎石混合料及其基层的抗剪性能

为了研究级配碎石基层在路面结构中能否发生剪切破坏,对级配碎石基层材料抗剪强度及在路面结构中的剪应力进行了对比研究;应用高精度静三轴仪对选定的级配碎石进行振动成型和击实成型的抗剪强度研究,揭示不同成型方法对抗剪强度的影响,采用有限元分析典型路面结构在标准荷载作用下剪应力的大小,明确级配碎石基层发生剪切破坏的可能性;三轴试验表明振动成型级配碎石过渡层的抗剪强度为0.17 MPa,击实成型的为0.14 MPa,振动成型试样比击实的抗剪强度提高20%;剪应力分析表明:水平荷载在级配碎石基层中产生的最大剪应力在0.04~0.05 MPa;级配碎石的抗剪强度是最大结构剪应力的3.5倍,级配碎石基层在高等级沥青路面结构中产生剪切破坏的可能性很小.     

白加黑路面层间剪应力影响因素的正交分析

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层时,层间接触面是路面结构抵抗水平剪切应力的最薄弱环节.利用路面设计软件BISAR,在分析了影响沥青面层和水泥混凝土基层层间剪应力因素的基础上,采用正交试验方法对各影响因素的敏感性进行比较.分析表明,车辆轴载对层层间剪应力的影响最大,随着轴载的增加,层间剪应力逐渐增大,二者呈现线性关系;沥...     

沥青路面组合结构车辙试验研究

为了研究路面结构对沥青路面抗车辙性能的影响,在车辙试验的基础上,采用有限元方法建立组合结构车辙试验模型,分析组合结构车辙试验的可行性,提出组合结构车辙试验合适的试件厚度宜大于10cm。根据车辙试验设备和试验方法,开发组合结构车辙试模,并提出组合结构车辙试验方法。针对沥青层厚度、层间接触条件和结构层强度比影响因素,进行组合结构车辙试验,进一步验证组合结构车辙试验的可行性,同时分析上述结构因素对沥青路面高温性能的影响规律。研究结果有助于改善高温条件下的沥青路面材料和结构组合设计。     

沥青混合料抗剪强度影响因素评价指标研究

较高的抗剪强度可以保证沥青混合料在高温下具有良好的抵抗永久变形的能力。主要采用单轴贯入试验,就如何选择高性能沥青混合料的材料设计参数指标进行了研究。研究结果表明,除了沥青的性能外,粗集料、特别是细集料的性能对沥青混合料抗剪性能也有极大的影响。在进行沥青混合料设计时,采用高棱角性指标的粗、细集料以及高粘度的沥青来提高沥青混合料的整体抗剪强度。并且在施工时控制混合料的压实度以确保沥青路面的长期性能。     

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.     

桥面铺面防水粘结层胶结材料洒布量的确定方法

为确定桥面铺面防水粘结层胶结材料洒布量,采用橡胶沥青和两种典型的沥青混合料,通过设计直向剪切试验和斜向剪切试验研究桥面防水粘结层的力学性能,分析不同因素对于防水粘结层剪切性能的影响．试验结果表明,加载速率的提高,粘结层最大剪切应力有呈线性增大的趋势;采用不同温度的对比试验,同样发现随温度的升高,其抗剪切能力显著衰减．可以通过剪切试验的剪应力和变形能两个指标评价其剪切性能．     

高等级公路沥青路面剪应力分布研究

基于线弹性层状体系理论,采用路面结构有限元法,主要探讨高等级公路沥青路面剪应力的分布规律及其影响因素。数据分析结果表明:在各结构层材料性能和厚度允许选择范围内,最大剪应力均分布在距路表3 cm深度范围内;影响剪应力大小的最主要的因素是沥青层模量、泊松比和基层模量。通过计算数据与试验测试抗剪强度对比分析可知:对于普通三层沥青层面层结构,上面层和中面层应进行剪应力验算,且验算时需找到准确的计算点位才能得到各层内最大剪应力值。     

高等级公路沥青路面剪应力分析与应用

基于线弹性层状体系理论，采用路面结构有限元法，探讨高等级公路沥青路面剪应力的分布规律、影响因素及其评价方法。通过选取不同路面结构参数，包括各结构层厚度、模量和泊松比等，在不同的点位，利用BISAR程序进行力学计算和分析，提出了沥青路面抗剪强度的确定和评价方法。研究结果表明：在不考虑各结构层材料性能和厚度时，最大剪应力均分布在距路表3cm深度范围内；影响剪应力的最主要因素是沥青层模量、泊松比和基层模量；对于普通3层沥青层面层结构，上面层和中面层应进行剪应力验算，下面层可根据实际情况确定是否进行验算；验算时，需找到准确的计算点位才能计算出各层内最大剪应力。     

冻融循环条件下水泥稳定风化集料抗剪强度试验研究

选取质量分数分别为3%、5%、7%、9%的水泥,掺入到风化集料中,标准条件下养护7 d后,将冻融试验箱的温度调节在-15～15 ℃范围, 分别进行1、3、5、7、9次冻融循环,并在应变式直剪仪上进行直接剪切试验,得到了不同掺量的水泥稳定三峡库区风化集料内摩擦角和粘聚力经过不同次数的冻融循环作用后的变化规律。采用库仑理论计算出不同上覆荷载作用下,水泥稳定风化集料的抗剪强度变化规律,以期为三峡库区风化集料用作道路基层提供理论依据和试验指导。