沥青稳定碎石混合料关键路用性能分析

为了评价沥青稳定碎石混合料的抗永久变形能力,通过对三轴受力模型进行分析、简化,利用无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验,对沥青稳定碎石混合料的力学性能和抗剪强度参数进行研究。结果表明:随公称最大粒径、粗集料含量的增大,内摩擦角增大,而粘聚力减小;提高结合料粘度可以明显提高粘聚力,而对内摩擦角影响不大;采用基于无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验得到的抗剪强度参数,可以用于沥青稳定碎石混合料设计。

沥青稳定碎石混合料的介绍 (2)

沥青稳定碎石混合料的介绍

首先对atb-25混合料的组成结构进行了分析,提出了主骨架和亚骨架的分界线,提出了关键筛孔通过率,并用贝雷法对atb-25混合料的级配进行了分析研究,提出了atb-25级配贝雷法参数范围;对大马歇尔击实法和旋转压实成型方法对atb-25混合料体积指标的影响进行了研究,最终推荐使用大马歇尔法进行atb-25混合料的设计。同时对atb-25和ac-25混合料的路用性能进行了对比分析。

采用应力控制模式疲劳试验,探讨了泡沫沥青稳定碎石混合料疲劳特性及其影响因素,分析了泡沫沥青、水泥和级配组成对该混合料疲劳特性的作用,比较了泡沫沥青稳定新集料混合料与泡沫沥青再生混合料、热拌沥青稳定碎石混合料的疲劳特性.结果表明:泡沫沥青和水泥对泡沫沥青稳定碎石混合料的疲劳寿命有着显著的影响;细级配组成有助于提高该类混合料的疲劳寿命;泡沫沥青稳定新集料混合料的疲劳寿命不低于泡沫沥青再生混合料,但是略低于同级配类型热拌沥青稳定碎石混合料的疲劳寿命.

为了分析和利用沥青稳定碎石混合料集料级配分形规律,基于分形几何的基本理论,推导出沥青稳定碎石混合料集料的分形几何模型;以atb-30为例,计算了集料级配分维值,并通过沥青混合料体积参数的测试,研究了分形维数与体积参数的关系.结果表明:规范级配范围对应的atb-30分维值d范围为2.4117～2.5744;分维值d与空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度等体积参数有很好的相关性.利用集料级配分形规律,可对具有不同分维值d的沥青稳定碎石混合料的体积参数进行预估,使混合料的配合比设计更具针对性.

借助劈裂强度试验,探讨了泡沫沥青混合料强度增长规律及其影响因素、生产工艺条件对泡沫沥青混合料强度的影响以及泡沫沥青混合料的贮存特性.结果表明,级配相同的泡沫沥青混合料其强度主要受养护时间、水泥用量和沥青用量影响,与沥青的发泡效果并没有显著关系;适当提高集料温度有助于增加泡沫沥青混合料的强度;施工延迟时间将导致泡沫沥青混合料的空隙率增加、强度降低.

针对大粒径沥青稳定碎石基层,结合9种级配、3种沥青的沥青稳定碎石混合料,通过大马歇尔法、superpave旋转压实体积法、gtm法对大粒径沥青稳定碎石混合料材料组成设计方法进行了系统的对比试验研究;建立了3种混合料设计方法之间混合料体积及力学指标的关系;在此基础上给出了重载交通条件下大粒径沥青稳定碎石混合料组成设计方法的建议。

本论文研究的目的是选定合理的沥青稳定碎石下面层的矿料级配。首先,结合我国现行沥青路面施工技术规范,并与国外级配相比较,选取4种级配,通过低温弯曲试验和低温蠕变试验级配来研究混合料的低温性能。试验表明,级配良好的沥青稳定碎石具有优良的低温抗裂性,能够有效抑制和减少沥青路面反射裂缝的产生。

评价泡沫沥青混合料的结构抗力,抗疲劳是一项重要指标.泡沫沥青混合料的力学性能介于粒状材料结构和水泥稳定结构之间.泡沫沥青混合料的疲劳特性低于热拌沥青混合料.泡沫沥青混合料抗疲劳性能低于热拌沥青混合料或高质量乳化沥青混合料.

结合某高速公路排水基层试验路,对沥青稳定碎石排水基层混合料设计进行了试验研究。采用谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验确定沥青碎石最初沥青用量范围,并进行水稳定性、apa车辙和高温性能试验检验,最终确定沥青稳定碎石排水基层的最佳沥青用量。

据统计,我国95%以上的高等级公路沥青路面的基层为半刚性材料。由于它具有强度高、刚度大、整体承载力较高、能节约沥青等特点,成为我国沥青路面普遍采用的结构形式。但是,半

在国内外对沥青稳定碎石基层的研究基础上,对沥青稳定碎石基层的防止反射裂缝的能力、永久变形能力和疲劳作了进一步的分析研究。

简要介绍了沥青稳定碎石在国内外的研究现状,探讨了沥青稳定碎石混合料的配合比设计,着重分析了atb-30的高温稳定性、水稳定性与疲劳特性规律。

由于材料内部结构的差异,不同级配的沥青稳定碎石混合料的水稳定性不尽相同。通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,对不同沥青和不同级配的沥青稳定碎石混合料的水稳定性进行了系统的试验研究。结合试验数据,讨论了沥青和级配对沥青稳定碎石混合料水稳定性的影响。

结合某高速公路排水基层试验路,对沥青稳定碎石排水基层混合料设计进行了试验研究。采用谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验确定沥青碎石最初沥青用量范围,并进行水稳定性试验、apa车辙试验和高温性能试验的检验,最终确定沥青稳定碎石排水基层的最佳沥青用量。

作为一种新型的路面基层材料,对水泥乳化沥青稳定碎石混合料干缩性能进行了系统的试验研究。研究结果表明:随着乳化沥青的增加,混合料最大干缩应变减小,随着水泥剂量的减小,最大干缩应变也有此规律;随着水泥剂量的增加,平均干缩系数逐渐变大,而乳化沥青剂量较小时平均干缩系数较大一些。与水泥乳化沥青稳定碎石混合料相比,水泥稳定碎石的最大干缩应变要大一些。

通过对不同级配下沥青稳定碎石混合料的力学性能、高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性能的分析,最终得出针对不同性能要求的较优级配,研究结果对沥青稳定碎石的推广应用有一定参考借鉴价值。

排水能力是开级配沥青稳定碎石(atpb)基层的主要设计目标,文章采用三种不同级配的atpb混合料测试其空隙率与渗透系数,提出了满足排水能力的级配设计级混合料指标要求.通过控制4.75mm、2.36mm、0.075mm筛孔通过率及沥青薄膜厚度,设计的混合料各项指标满足要求,排水能力大于其设计要求.

文章介绍了密级配沥青稳定碎石混合料atb-25的配合比设计和性能研究,与密级配沥青混合料ac-25的性能进行了对比,并在京津高速公路工程中沥青路面底面层采用了密级配沥青稳定碎石混合料atb-25,在生产和施工过程中,对密级配沥青稳定碎石混合料atb-25的生产和施工工艺进行了研究,为其工程应用提供了依据。

半刚性基层材料存在不容忽视的缺陷和不足,因而沥青碎石全厚式路面结构将是发展的一个重要趋势。简要介绍了旋转压实剪切实验机(gtm)的基本特点。叙述了gtm设计方法,包括原材料性质及矿料级配的确定、试验条件、最佳沥青用量的确定。通过选定规范的3种级配,分别采用了具有代表性的gtm和大马歇尔2种试验方法,并对同一级配下由2种试验方法得出的路用性能进行了比较,试验证明gtm方法设计的沥青混合料具有良好的路用性能。

研究了沥青稳定碎石的特点,采用gtm法确定沥青稳定碎石的配合比,分别系统对比分析了沥青稳定碎石的力学性能、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能。研究结果表明:提高沥青用量和减小空隙率可有效提高沥青稳定碎石的低温抗裂性能;推荐采用冻融劈裂试验评价沥青稳定碎石的水稳定性,沥青稳定碎石基层具有良好的抗高温永久变形、疲劳性能和水稳定性能。