行车速度对沥青路面力学参数及响应的影响

利用室内试验确定的沥青混合料的动态模量主曲线和时间-温度转化因子,结合实测的冬天和夏天沥青路面结构的典型温度场,定量分析了行车速度对沥青路面材料性能及结构力学响应的影响.结果表明,当行车速度从10 km/h增加到130 km/h时,路面结构内动态模量可增加3倍以上,路表弯沉、沥青层底拉应变和土基顶面压应变等关键力学响应可减少20%以上.在冬天和夏天,材料性质及路面响应随车速的变化幅度有所不同.研究表明,为了得到更客观的结果,在路面结构分析和设计中应考虑行车速度的影响.     

沥青混合料抗压回弹模量与动态模量比较分析

分析了动态模量和抗压回弹模量在反映沥青混合料行为特性方面的优缺点，并对SMA13、Superpave20和Superpav也53种沥青混合料进行了不同条件下的动态模量和抗压回弹模量试验。结果表明，动态模量能综合反映温度和频率的影响，能更合理地反映沥青混合料的特性。相同温度下，抗压回弹模量对应于频率较低时的动态模量，对应频率大约在0．01—0．1Hz之间。由于抗压回弹模量试验中会引起试件的破坏，而破坏特性受混合料类型和温度的影响，所以不能确定唯一的对应频率。     

再生沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能

为了分析废旧沥青路面材料(RAP)对热拌沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能的影响,设计了不同RAP掺量(10%、20%、30%)及不同级配(AC-13和AC-16)的沥青混合料,采用沥青混合料性能试验仪(AMPT)在不同温度和加载频率下的动态模量,之后采用时间-温度等效原理,确定了不同沥青混合料的动态模量主曲线;并对不同沥青混合料进行了单轴拉伸疲劳试验,通过简化的黏弹性连续损伤模型(S-VECD),确定了不同级配、不同RAP含量的沥青混合料的损伤特征曲线(C-S),及基于能量的疲劳失效标准与疲劳加载次数之间的关系(GR-Nf).结果表明:沥青混合料的动态模量随着温度的升高、加载频率的降低而降低,温度越低、频率越高,沥青混合料越接近弹性体,反之越接近黏性体;从不同级配的沥青混合料的动态模量主曲线中可以看出,RAP含量越高,其动态模量越高,但总体来看相差不大.疲劳试验及分析表明:RAP含量较高时,其疲劳性能较低,表明其应力松弛能力较差,因此应更加关注再生沥青混合料的抗疲劳性能.     

基于加速加载的在役沥青混合料损伤与疲劳性能

采用足尺加速加载试验模拟了现场沥青路面的在役状态,基于便携式地质地震波模量分析仪和劈裂试验对在役沥青混合料的损伤与疲劳性能进行了研究。结果表明:路面地震波模量随加速加载作用次数的增加而不断降低。基于地震波模量检测结果的频散曲线,分析了路面不同深度处地震波模量的衰变规律,发现下面层沥青混合料的临界损伤位置出现在其上部区域。在役沥青混合料的劈裂强度随加载作用次数的增加总体上略有降低。而加速加载作用对在役沥青混合料疲劳抗力的影响随着路面深度的增加而降低。     

沥青混合料劈裂回弹模量的研究

利用有限元程序对沥青混合料劈裂试验进行数值模拟,拟合并推导出弹性模量的计算公式.根据劈裂试验测得的回弹变形数据,详细阐述了一个具体沥青混合料试件劈裂回弹模量的计算过程,并分析了3种温度条件下沥青混合料的劈裂回弹模量,最后将3种受力方式下所测得的弹性模量及其对路面结构受力的影响进行了比较分析.研究成果对沥青混合料弹性模量的确定及沥青路面结构设计规范的参数选择具有重要的意义.     

布敦岩沥青混合料动态模量及主曲线研究

采用Superpave简单性能试验机(SPT)分别测试了布敦岩沥青混合料、基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料在不同温度和加载频率下的动态模量和相位角,并根据时间-温度置换原理,通过非线性最小二乘拟合,确定了3种沥青混合料的动态模量主曲线和移位因子。结果表明,布敦岩沥青混合料具有优良的抵抗高温或低频荷载作用的能力,其动态模量满足法国高模量沥青混凝土的界定标准。     

废橡胶裂解炭黑改性沥青混合料的黏弹特性研究

采用简单性能试验机对废橡胶裂解炭黑(PCB)改性沥青混合料进行了动态模量试验,研究了不同温度与荷载频率对其动态模量和相位角的影响.通过数值分析方法,拟合了PCB改性沥青混合料的动态模量和相位角主曲线,分析了PCB对沥青混合料黏弹特性的影响.结果表明,PCB改性沥青混合料的动态模量和相位角依赖于温度和荷载频率的变化:低温和高频时,PCB的加入使得沥青混合料的动态模量明显增大,相位角明显减小,弹性特征增强,黏性特征减弱;高温和低频时,PCB对沥青混合料黏弹性的影响不明显.     

柔性基层沥青路面抗永久变形设计方程研究

拟定几种柔性基层沥青路面典型结构,通过BISAR程序计算路面内部竖向弹性应变分布规律,采用AI法计算温度变化规律,并用动模量公式计算沥青混合料随温度变化的动模量,同时采用AASHTO2002变形预估模型得到塑性应变与温度和弹性应变的关系式,建立塑性应变随深度的变化规律,选择平均塑性应变处的弹性应变、温度、轴次、层厚以及路面永久变形等参数,通过回归分析得到柔性基层沥青路面抗永久变形设计方程。结果表明:该方程具有很好的相关性。     

沥青混合料离析与空隙率的相关性分析

以SUP16型沥青混合料为例,对现场施工中不同离析状况的沥青混合料进行了性能分析和试验研究,分析了沥青混合料集料离析和温度离析与空隙率的变化关系,以及空隙率对沥青路面压实度和平整度的影响.结果表明:粗集料集中混合料的空隙率平均值为9.5,吸水率高达2.0,粗集料离析对沥青混合料性能的影响更严重;空隙率的变化受沥青混合料温度的影响很明显.随着温度降低幅度增加.空隙率与设计值的偏离增大.路面的压实质量和平整度变差.     

多年冻土地区沥青混合料抗压回弹模量性能研究

针对多年冻土地区常年温度低、温差大等特殊气候条件,通过沥青混合料室内抗压回弹模量试验,分析温度、油石比、沥青种类和级配对混合料抗压回弹模量的影响。结果表明,沥青混合料回弹模量随温度的升高而降低;对比不同级配沥青混合料可知,低温下,SBR改性AC-16混合料的抗压回弹模量与AC-13相当;存在对应于抗压回弹模量达到最大值时的最佳油石比,范围约在6.0%～7.0%之间;SBR改性沥青混合料的低温抗压回弹模量明显优于130#道路石油沥青混合料。混合料抗压回弹模量值的常对数与温度及油石比的关系符合二元一次函数。用SPSS相关分析方法分析各个影响因素对混合料抗压特性的影响程度可知,温度和沥青种类对抗压回弹模量影响显著。