Superpave沥青混合料路用性能研究

采用Superpave方法成型旋转压实试件,进行混合料设计,确定混合料级配和沥青用量,针对同种材料采用马歇尔设计方法进行设计,系统的比较了马歇尔设计方法及Superpave设计方法的内在差异,并对Superpave级配与AC级配沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性、抗滑性能进行对比研究,研究结果表明Superpave设计方法能够有效的改善沥青混合料的路用性能.     

骨架型沥青混合料路用性能研究

沥青混合料集料骨架性能对路用性能影响较大．通过试验研究，系统分析了Superpave和SMA沥青混合料的路用性能，包括原材料性能，级配分析，混和料马歇尔稳定度．水稳定性，低温抗裂性，高温稳定度，疲劳耐久性和抗滑性能，并与密级配沥青混凝土进行了对比分析．结果表明：SMA和Superpave级配理论已从连续级配变化到间断级配理论；SMA和Superpave沥青混合料在水稳定性，高温稳定性、摩擦系数、构造深度等方面表现出较好的性能；疲劳耐久性SMA较好；Superpave和SMA具有较密级配沥青混合料更好的路用性能，能够延长使用寿命，是一种性能优良的沥青混合料。     

纤维掺量对聚酯纤维沥青混合料路用性能的影响研究

针对如何提升沥青混合料使用效果的问题,采用马歇尔试验方法,研究了不同掺量的两种纤维掺入后对马歇尔指标的影响,得出对相关指标的影响规律。结果表明:常规的混合料沥青的最优使用量与纤维的加入数量成正比关系,会随着纤维加入数量的提升而升高,但加入量超过一个门限值时,沥青的最优使用量便不再变化;加入纤维后混合料密度均有所下降,空隙率都增大,而且纤维含量越大越明显。混合料的稳定度和流值会随着掺入两种纤维后而提高,加入聚脂纤维混合料表现的增加幅度尤其明显。     

级配对Superpave沥青混合料性能的影响

为了研究级配对沥青混合料路用性能的影响,根据Superpave法选取粗细程度不同的两种沥青混合料,用贝雷法分析级配,并进行旋转压实、浸水马歇尔、车辙、低温劈裂室内试验,结果表明：贝雷参数满足要求的级配对沥青混合料的高温性能影响显著,对体积指标、低温抗裂性以及水稳定性有一定影响,尤其是粒径0．3～2．36mm的颗粒含量对沥青混合料性能影响较大;粗级配沥青混合料的路用性能较优。     

沥青混合料Superpave与马歇尔设计方法的比较

以通鲁一级公路沥青混合料设计为依托,对沥青混合料Superpave与马歇尔设计方法进行比较和分析。采用Superpave方法成型旋转压实试件,进行混合料设计,确定混合料级配和沥青用量,再按照确定的级配制作马歇尔试件,获取2种方法的体积指标以进行对比。结果表明,旋转压实得到的试件毛体积密度较大,空隙率和矿料间隙率较小,同样的沥青用量下其沥青饱和度较大。旋转压实较接近实际的现场压实功,能反映公路交通荷载的实际情况,因此应该进一步推广应用。     

多孔沥青混合料路用性能研究

多孔沥青混合料与密级配沥青混合料在组成和结构上存在区别,因此在水稳定性、抗冻、高温、疲劳特性等方面存在差异。基于汉堡浸水车辙、冻融循环、疲劳等室内试验对多孔沥青混合料PAC-13的路用性能进行系统研究。结果表明,采用了高黏度改性沥青和骨架结构的多孔沥青混合料在水、热和荷载耦合作用下的路用性能良好;其低温性能较密级配沥青混合料弱;在浸水状态下经历冻融循环后,混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度和飞散损失等指标未出现显著衰减,抗冻性能良好;混合料的抗疲劳性能随着空隙率的增大而降低,同时应力水平变化对疲劳寿命的影响总体上也变得更敏感。     

高模量沥青混合料路用性能试验研究

对硬沥青混合料、70#沥青混合料、SBS改性沥青混合料分别进行高温稳定性(为0.7 MPa下50 ℃、60 ℃、70℃3个温度状况下的车辙试验)、低温抗裂性(小梁低温弯曲试验)、水稳性(冻融劈裂试验、残留稳定度试验)、疲劳性能(APA疲劳试验)的全面对比试验.试验结果表明,高模量沥青混合料具有较好的抗车辙性能;在-5℃时极限荷载约14 000 N,表明了其仍然具有良好的低温抗裂性能;冻融劈裂试验表明,AC-20C(30#)沥青混合料具有高的冻融劈裂强度比,具有较好的水稳定性.     

AC-20沥青混合料路用性能优化

综合考虑级配、油石比、砂当量、空隙率和外部荷载等因素,应用正交试验设计和方差理论研究了常用于沥青中面层的AC-20改性沥青混合料组成与路用性能优化问题,优化提出了沥青混合料的组成设计范围。结果表明,空隙率和砂当量是影响路面水稳定性的关键因素,空隙率和粉胶比是影响路面抗车辙性能的又一关键因素,并给出了施工质量控制措施的建议;虽然4.75 mm通过率对马歇尔性能指标的影响不显著,但对70℃高温动稳定度影响很大,优化4.75 mm筛孔通过率可显著提高路面高温稳定性能。     

SEAM沥青混合料路用性能研究

通过AC-16型沥青混合料的浸水马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验等试验,分析了添加SEAM后沥青混合料与基质沥青混合料路用性能之间的差异。结果表明:添加合适剂量的SEAM能降低混合料拌和温度以及成型温度,并能提高混合料的稳定度及动稳定度,但抗水损害性能有待于进一步提高。     

布敦岩沥青混合料路用性能研究

为了分析布敦岩沥青混合料的路用特性,分别对基质沥青混合料、不同掺量布敦岩沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行路用性能对比试验研究。结果表明,布敦岩沥青可以显著改善沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能。综合考虑性能变化规律以及经济因素,推荐布敦岩沥青的合理掺量为3.5%。     

提高沥青混合料水稳定性能的试验研究

采取长时间浸水马歇尔试验和多循环冻融劈裂试验方法,对掺加了水泥、抗剥落剂的安山岩集料沥青混凝土水稳定性能进行研究.结果表明,水泥和抗剥落剂均可以提高沥青混凝土抗水损害能力.在联合使用时,安山岩集料沥青混凝土的抗水损害能力提高显著.     

沥青混合料耐久性分析

总结了沥青混合料水稳定性损坏机理、影响因素、评价方法、改善措施,沥青混合料疲劳特性的理论方法、影响因素、预测方法及沥青混合料老化的原因、评价方法、影响因素、改善措施.通过分析影响沥青混合料耐久性的上述3个方面,从材料选择和沥青混合料配合比设计角度,给出了几点改善沥青混合料耐久性的措施的建议.     

纤维沥青混合料性能研究

通过对纤维沥青混合料的一系列性能试验,研究了纤维沥青混合料的高、低温性能和水稳定性.试验证明,掺纤维后沥青混合料高温稳定性增强,既吸附沥青又具有明显加筋作用的聚合物纤维效果较显著;纤维沥青混合料低温抗裂性提高,水稳定性改善,其中木质素纤维掺量合适的沥青混合料低温和水稳性效果明显.通过对混合料高温车辙试验结果的分析表明,采用“车辙变形的时间累积”指标和动稳定度指标综合使用可以更有效地评价混合料的车辙试验.     

水泥代替矿粉对沥青混合料性能的影响分析

通过分析矿粉和水泥在沥青混合料中的作用机理,分别以不同比例的水泥代替矿粉,对沥青胶浆做延度、软化点、DSR、BBR等试验;同时,以AK-16和SAC-16为例,用不同比例的水泥代替矿粉,分别做浸水马歇尔试验、单轴压缩试验、动稳定度等试验,分析水泥代替矿粉后对沥青混合料的高、低温性能和水稳性等性能变化。试验结果表明,以一定比例的水泥代替矿粉可以有效的改善沥青混合料的性能。     

硬质沥青及其混合料高温性能试验研究

本文对硬质沥青(A-30)和目前沥青路面常用的重交沥青(A-70)进行了DSR试验,对比分析了30号硬质沥青的高温性能;对四种沥青混合料进行单轴蠕变试验和车辙试验,分析了30号硬质沥青混合料的高温性能.试验结果表明:硬质沥青混合料可提高路面结构的高温稳定性,适用于基层铺装.     

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.     

硬质沥青混合料的路用性能

为提高沥青混合料的高温稳定性,近年来国际上道路沥青标号的应用也向偏稠的方向发展。通过室内试验测试了硬质沥青（AH-30）的性能指标,分别对硬质沥青（AH-30）、重交沥青（AH-70）、SBS改性沥青混合料进行了配合比设计,分析比较了采用不同粘结料的沥青混合料的路用性。试验结果表明硬质沥青混合料的最佳油石比较重交沥青混合料的偏大,具有优秀的高温稳定性和水稳定性,用于沥青路面的中下面层可以减少由于高温和重载所产生的车辙。     

掺加消石灰对沥青混合料抗剥离性能的影响

为了提高和改善沥青混合料的抗剥离性能,通过在沥青混合料中掺加消石灰进行级配设计和混合料试验研究,对掺加消石灰前后的沥青混合料各项路用性能进行对比．实验结果表明：掺加1％消石灰的沥青混合料,可以有效地增强沥青混合料抗剥落性能,提高沥青混合料的长期抗水损害能力,改善沥青混合料的高温、低温和抗疲劳性能．