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.     

超薄磨耗层沥青混合料使用性能试验研究

通过试验比较了密级配AC-13C、半开级配Novachip Type C、开级配OGFC-13这3种磨耗层的抗滑、渗水、构造深度等使用性能。以SBS改性乳化沥青及改性乳化沥青NovabondTM为粘层材料,AC-13C、Novachip Type C、OGFC-13作为磨耗层,AC-20C为中面层,制作10cm复合型车辙试件,采用路面结构层材料剪切试验仪对试件进行直剪试验,分析了粘层种类、用量、磨耗层类型对层间抗剪强度的影响。结果显示,不同面层类型存在粘层油最佳撒布量,此时层间抗剪强度达到最大。对同一种面层类型,改性乳化沥青NovabondTM较SBS改性乳化沥青粘结能力要好。在相同粘层油的最佳撒布量下,不同路面结构抗剪能力依次是Novachip Type C>AC-13C>OGFC-13。     

SBR改性乳化沥青对路面层间粘结效果的影响

为有效改善沥青混凝土路面半刚性基层与面层间的粘结效果,增加沥青路面强度和耐久性,本文利用改造后的万能剪切仪来对透层油的性能进行试验研究。首先,通过分析影响沥青路面半刚性基层与面层间固结效果的众因素,选取乳化沥青的种类和用量两个因素研究层间粘结性能,并构建了剪切模型进行试验验证。得到不同乳化沥青透层抗剪强度值,由此确定了SBR改性乳化沥青为其中粘结性较好的透层。继续对不同用量下的SBR透层进行验证,得到用量和剪应力的相互关系。最后,运用滑移模型进行结果分析:该沥青最低用量值为0.36 kg/m~2,最佳用量值为0.96 kg/m~2。为沥青混凝土面层与半刚性基层间固结、稳定、联结、防水性能的提高提出了一种新的思路。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

重载沥青路面结构组合的抗车辙性能分析

为研究结构组合对沥青混合料抗车辙性能的影响,首先对所设计的7种沥青混合料进行动态模量及单层车辙试验,得到基本材料参数及抗车辙性能;然后对7种混合料组合而成的3种路面结构在重载条件下进行双层结构车辙试验,并与单层车辙试验结果进行对比分析;最后,应用光纤光栅智能测试技术对实际路面进行现场应变测试,根据不同路面结构三向应变测试结果评价实际重载沥青路面结构的抗车辙性能．结果表明,单层车辙试验难以准确反映路面结构的抗车辙性能,而双层车辙试验效果良好．在设计抗车辙路面时要考虑不同面层的模量组合,才能最大程度地发挥各层混合料的抗车辙性能．     

沥青路面足尺加速加载车辙预估

为了建立预估精度高、适用性广的车辙预估模型,提出了考虑混合料剪切强度、路面剪应力、轴载作用次数、路面温度、行车速度和路面厚度的车辙预估模型.该模型采用指数函数表达,采用加速加载设备(ALF)对3种足尺路面结构进行了3种不同温度、不同轴质量下的加速加载车辙试验,并测试了不同加载次数下的车辙深度;以3种结构的车辙深度、试验温度、路面剪应力、结构层厚度、加载次数共117组数据为基础参数,通过多元拟合分析,确定了基准速度为20 km/h的简化车辙预估模型;结合时间硬化蠕变模型及荷载作用时间函数,确定了车辙深度与行车速度的关系,将简化的车辙预估模型经速度修正后得到最终的车辙预估模型.研究结果表明,该车辙预估模型具有因素全面、适用性广的特点,预估精度高.     

高温高湿盐环境下SBS改性沥青胶浆的高温性能

基于自行设计的室内盐蚀干湿循环试验,采用动态剪切流变仪,对SBS改性沥青胶浆进行温度扫描试验和多重应力重复蠕变恢复(MSCR)试验. 以3.2 kPa应力下的不可恢复蠕变柔量J_nr,3.2为胶浆高温流变性能评价指标,分析试验环境和干湿循环耦合作用对胶浆流变性能的影响. 采用灰色关联理论,探究J_nr,3.2与常规流变参数、干湿循环次数及试验环境之间的关联性. 结果表明,随着盐蚀干湿循环次数的增加,胶浆的复数切变模量、车辙因子及J_nr,3.2均呈增大趋势,相位角和蠕变恢复率呈减小趋势. 在同种试验条件下,硫酸盐环境对胶浆高温性能的影响最大. J_nr,3.2与改进型车辙因子、试验环境的灰色关联度最大,关联度系数均大于0.93. 建议采用日常清扫、定期洒水冲洗的方式来减小路面盐分的积累,提高高温高湿环境中沥青路面的抵抗变形的能力.     

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.     

功能性沥青路面面层材料组成正交试验分析

针对功能性沥青路面全面性能的要求,采用多因素正交试验方法,综合考虑沥青混合料矿料类型、沥青类型、级配类型以及填加剂等因素,以高温车辙、低温弯曲蠕变、浸水马歇尔残留稳定度、空隙率、摩擦系数、渗水系数等作为路面性能评价指标,运用极差和方差分析方法,探讨了功能性沥青路面性能影响因素的敏感性,提出了功能性沥青路面材料组成的优化方案.     

室内车辙试验的相似性分析

为了分析室内车辙试验与实际沥青路面结构受力状态的相似性,基于相似理论采用有限元数值模拟的方法建立了室内车辙试验改进模型.首先,应用相似理论推导出沥青路面结构和车辙试验改进模型各参量间的相似关系;其次,选用3种典型的路面结构,利用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,得出这3种结构在双轮荷载作用下的荷载影响范围,进而应用相似理论得出路面全结构的车辙试验模型尺寸,应用力学响应等效,最终确定复合板结构车辙试验改进模型的所有参数并进行车辙试验验证了改进模型的正确性.     

半刚性基层沥青路面面层剪应力峰值的影响因素

目的探讨沥青路面面层剪应力峰值变化规律和影响因素.方法运用多层弹性体系理论,双圆均布荷载下,考虑路面结构层厚度、模量变化以及层间状态的不同,分析半刚性基层沥青路面剪应力峰值的变化规律和影响因素.结果沥青路面剪应力峰值会随面层厚度的增加而减小,随基层厚度的增加而增大;沥青路面使用过程中面层模量变化以及设计选取基层模量过高会导致剪应力峰值的提高;层间出现滑移也将导致沥青路面剪应力峰值的大幅度增加.结论路面结构层模量变化及层间连接状态的不同对沥青路面剪应力峰值有显著的影响;路面结构层厚度对沥青路面剪应力峰值的影响相对较小,但也不容忽视.设计和施工过程中应充分考虑沥青路面剪应力的影响因素并加以控制.