高温多雨地区高模量沥青混合料性能研究
高模量沥青混合料路用性能研究的开题报告
高模量沥青混合料路用性能研究的开题报告一、研究背景随着城市化进程的加快,道路的建设愈加重要。
而路面的材料混合物中,沥青混合料的使用越来越广泛。
目前,普通沥青混合料在交通密度较高的道路上,由于高车辙、高温环境下的软化等原因,承载能力和耐久性发生下降,极大地限制了路面的使用寿命和性能。
为此,高模量沥青混合料逐渐被应用于更为重要的路面,以提高道路的承载能力、稳定性和使用寿命。
高模量沥青混合料相比于普通沥青混合料具有更高的弹性模量和抗变形性能,能够更好地适应车辙、减少板裂和龟裂等问题。
因此,高模量沥青混合料是路面材料领域的一项重要研究内容。
二、研究目的本研究主要旨在探究高模量沥青混合料的路用性能,包括其抗变形性能、抗剪切性能、承载能力、耐久性等方面。
研究将通过实验数据分析和模拟计算等方法,深入研究高模量沥青混合料的内在机理和优异性能,为道路建设和维护提供技术支持和理论依据。
三、研究内容1.高模量沥青混合料配合设计高模量沥青混合料的配合设计是研究的第一步,需要探究不同配合方案的性能差异和最优组合,为后续路用性能研究提供可靠的实验基础。
2.高模量沥青混合料的力学性能测试使用万能试验机等设备进行高模量沥青混合料的力学性能测试,包括弹性模量、剪切强度、断裂韧度等指标,获得其力学性能基本数据。
3.高模量沥青混合料的路用性能测试通过ZAAS、LS-PM等设备,对高模量沥青混合料进行路用性能测试,包括抗变形性能、抗剪切性能、承载能力、耐久性等指标,评估高模量沥青混合料的路用性能。
4.高模量沥青混合料内部结构分析利用显微CT、SEM等设备观察高模量沥青混合料的内部结构,掌握沥青、骨料等组分之间的相互作用,为研究高模量沥青混合料的力学性能提供理论基础。
四、研究意义高模量沥青混合料的研究对于提高路面质量、延长使用寿命具有重要的意义。
本研究结果可为高速公路、城市道路等路面建设、维护提供技术支持,同时对于沥青混合料的改进和进一步研究有积极的推动作用。
高模量沥青混合料高温稳定性能的研究
( 上接第 1 9页 )
关 系 到试 验 段 的成 败 ; L S P M 采 用 高 粘 度 改性 沥青 , 混 合 料 生产 温 度 和 出厂 温 度 较 高 , 尤 其 是 混 合 料 出 厂 温 度 与 废弃 温 度 相 差不 大 , 较 难 控 制 。 在 昆 合 料 施 工 方 面, L S P M为骨架空隙型结 构 , 9 . 5 m m 以 上 粗 集 料 比 例在 7 0 %左 右 , 摊 铺 时 应 尤 其 注 意 减 少 混 合 料 的 离 析, 混合料 碾压应遵循“ 高频 、 低 幅、 紧跟 、 慢碾 ” 的 方 式, 以保 证 L S P M 的 骨架 结 构 。 ( 4 ) L S P M 为 透 水 性 混 参考文献 : [ 1 ] 王松根等. 大粒径透水性沥青混合料 ( L S P M) 柔性基 层设计与施工指南[ M ] . 北京 : 人 民交通 出版社, 2 0 0 5 . [ 2 ] J T G F 4 0 — 2 0 4, 0 公路沥青路面施工技术规范[ s ] ・ [ ] 王松根 , 房建果 等- 大碎石沥青混合 料柔性基层在路 面补强中的应用研 究[ J ] ・ 中国公路学报 , 2 0 4, 0 1 7 ( ) : 1 0 一
本 文 采 用 相 同级 配 、 沥 青 用 量 分 别 在 使 用 低 标 号
沥青 、 普 通 沥 青 有 无 高 模 量 添 加 剂 的 情 况 下 通 过 汉 堡、 动 态 模 量试 验 进 行对 比分 析 , 就 高温 稳 定 性 ( 抗 车 辙性能 ) 而言, 使 用低 标 号 基 质 沥青 效 果 是 最 好 的 , 但 掺加 适 量 的 高 模 量 添 加 剂 对 沥 青 混合 料 的 高 温 稳 定 性 也 有 显 著提 高 。 由于 沥青 混 合 料采 用 了相 同 的级 配 、 相 同 的沥 青 含量 , 汉堡 试 件 的 车辙 变 形 深 度 只 与 沥 青 有 关 。参 照
高温条件下沥青路面性能研究
高温条件下沥青路面性能研究随着气候变化的加剧和全球变暖的影响,高温天气越来越常见。
在这样的状况下,沥青路面的性能变得尤为重要,因为它直接影响道路的使用寿命和交通安全。
本文将探讨高温条件下沥青路面的性能研究,涉及到沥青材料的变化、路面结构的设计以及使用技术的改进。
一、沥青材料的变化高温条件下沥青材料会出现一系列的变化,这对路面的性能和寿命造成了一定的影响。
首先,高温会导致沥青材料的软化和粘度的降低。
这使得沥青路面容易变形,出现凹陷和龟裂。
其次,高温还会引起沥青的老化,降低材料的弹性模量和粘附力。
这将直接影响路面的承载力和抗滑性。
因此,研究沥青材料在高温条件下的性能变化,对于改善路面的耐久性至关重要。
研究人员可以通过实验室测试和试验场的观察来获得相关数据,并根据这些数据设计出更耐高温的沥青配方。
二、路面结构的设计除了沥青材料本身,路面结构的设计也对高温环境下路面性能的改善起着重要作用。
在设计路面结构时,应该考虑到高温天气对路面的影响,并采取相应的措施来降低热应力和温度升高。
例如,可以增加路面的厚度或采用特殊的隔热层来减少热辐射和热传导。
此外,选择合适的填料和土工材料,以提高路面的导热性和热稳定性,也是一个重要的方面。
通过合理的路面结构设计,可以减轻高温天气对路面的损害,延长路面的使用寿命。
三、使用技术的改进除了沥青材料和路面结构的改进,使用技术的改进也是提高路面性能的关键。
在高温条件下,施工和维护过程应该更加谨慎和专业。
首先,在施工前应该对沥青材料进行充分的测试,确保其在高温下的性能符合要求。
其次,施工时应选择合适的施工时间和条件,避免高温时段施工,减少沥青材料受热时间。
此外,建议采用冷却技术,在施工后立即降低沥青温度,防止沥青材料因高温而过早老化。
维护方面,定期检查路面的热裂缝和龟裂情况,及时进行修补,以保持路面的均匀和平整。
总结:高温条件下沥青路面的性能研究是一个重要的课题。
通过研究沥青材料的变化、路面结构的设计以及使用技术的改进,可以提高路面的耐久性和安全性。
高模量沥青混合料性能研究
doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2023.S1.046高模量沥青混合料性能研究姜益顺,李泽群,葛玉宁(山东省路桥集团有限公司,山东 济南 250014)摘要:为提高沥青路面的抗车辙性能,本文以临临高速公路沥青路面铺设工程为依托制备了高模量沥青混合料,通过对该混合料的性能进行监测,分析了改性剂掺量、温度、荷载频率以及围压等因素对材料性能的影响规律。
结果表明,掺加少量的高模量改性剂即可显著提高沥青混合料的高温性能,改善沥青混合料的低温性能和水稳定性,且沥青混合料具有良好的抗疲劳性能。
关键词:抗车辙;高模量沥青混合料;性能;力学性能 中图分类号:U414文献标识码:A文章编号:1673-6478(2023)S1-0186-050 引言沥青混合料作为面层具有很好的行车舒适性,且具有方便施工、后期维护及修补方法简便的特点,已经被广泛应用于我国大部分地区,并将逐渐取代传统水泥混凝土路面。
由于交通量激增以及重载、超载等因素,沥青路面的车辙病害日趋严重。
发生车辙病害的路面由于轮迹处的车辙变形,会降低路面的使用功能,并影响行车舒适性和安全性。
研究表明,路面车辙在很大程度上是剪应力作用下沥青混合料塑性流动的结果。
发生车辙病害的沥青路面结构中,沥青面层的永久变形量占路面车辙总量的70%以上,并且其比重随沥青层厚度的增加而增大[1]。
因此,防治沥青路面车辙病害的关键在于控制面层沥青混合料的永久变形。
对此,国内外学者进行了大量的研究工作[2-4],其中一种有效方法是采用高模量沥青混合料(High modulus asphalt concrete ,HMAC ),即通过提高沥青混合料的模量提高路面的抗车辙能力。
目前,国际上提高沥青混合料的模量主要通过采用硬质沥青和外掺添加剂等方式实现[5]。
本文通过对临临高速公路沥青路面AC-13和AC-20混合料配合比设计进行研究,掺加某高模量剂,室内拌制了AC-13和AC-20两种高模量沥青混合料,收稿日期:2023-05-12作者简介:姜益顺,男,正高级工程师,从事高速公路工程建设工作.通过室内试验检验了高模量沥青混合料的路用性能和力学性能,分析了改性剂掺量、温度、荷载频率以及围压等因素对材料性能的影响规律。
沥青混合料高温性能试验方法研究
沥青混合料高温性能试验方法研究摘要:沥青混凝土路面在高温环境受载时极易出现车辙、推挤、波浪、拥包等病害。
现阶段,沥青高温性能的试验方法主要有:单轴高温蠕变试验,车辙试验和最大旋转压实次数下的残余空隙率。
由于车辙试验过程中,沥青混合料试件上轮辙的产生与实际情况十分相似,其动稳定度和实际路面的车辙相关性好,因此国内大多采用车辙试验评价沥青混合料的高温稳定性。
并且较为常见,施工单位有条件采用,因此我国大多采用的是车辙试验。
关键词:沥青混合料;高温性能;试验方法引言沥青路面随着交通量的增长,超载和高速行驶现象逐渐增多,同时温室效应愈加严重,使得路表的变形累积加深最终成为车辙,车辙通常是由于混合料高温性能不足引起的。
它不仅影响了路面的平整度和舒适度,而且在车辙现象发生的同时,也会带来其他的路面问题。
车辙严重的影响了路面的使用寿命和服务质量。
所以沥青路面是否能够使用,其高温抗车辙性能是关键。
1高温稳定性能评价评价一个新型的沥青材料是否满足高温稳定性,关键在于沥青混合料高温性能的指标是否满足要求。
由于沥青中加入了粉,它的成分和功能都发生了变化,根据国内外研究的成果,它的高温性能评价从常规指标和SHRP高温性能指标两个方面考虑。
(1)常规指标是静态指标:沥青高温稳定性能的指标是针入度,软化点和粘度三类。
一般情况下,沥青的软化点越高,其60OC的粘度越大,沥青高温性能越好,所以沥青通常采用60OC的粘度为指标。
(2)SHRP高温性能指标:美国SHRP认为常规的指标只是静态的,它与现实的路用性能差别较大,只能得出经验性的结构,因此SHRP提出采用动态剪切流变仪,对原样沥青和RTFOT后残留沥青试验分别进行两次动态剪切试验,得到了SHRP分级标准。
2研究现状目前,国内外针对沥青高温性能主要采用软化点、动力黏度以及车辙因子G*/sinδ来进行评价。软化点、动力黏度作为一种经验性指标,与实际路面的车辙深度相关性很差,而车辙因子G*/sinδ用于评价基质沥青高温稳定性能时,与基质沥青混合料抗车辙能力相关性良好,能够正确反映基质沥青的高温性能;但用于改性沥青高温性能评价时,由于DSR试验采用不间断的动态正弦交变荷载,忽略沥青延迟弹性的影响,而改性沥青变形响应中延迟弹性部分所占比重极大,所以车辙因子对改性沥青高温性能评价的适用性也引起了讨论。NCHRP9-10的研究也证明了这一点,重复剪切试验(RSCH)测得的混合料永久变形速率与车辙因子的相关系数仅为R2=0.23。正因为如此,道路研究人员提出了一些新的试验方法与评价指标。MSCR试验中采用的0.1和3.2kPa的应力组合,不仅可以反映出沥青结合料在线黏弹范围内的响应,也可以反映出沥青结合料在非线黏弹范围内的响应,同时蠕变1s,卸载9s的加载方式也充分考虑到了改性沥青良好的延迟弹性,Jnr已被证明与实际路面车辙深度具有良好的相关性;欧盟则关注于沥青结合料的零剪切黏度(ZSV),沥青结合料是一种典型伪塑性流体,其黏度随剪切速率的增大而减小,但研究发现,沥青结合料在剪切速率极小或极大的情况下,其黏度趋于一个稳定的常数,独立于剪切速率,而这两个不随剪切速率变化的黏度就被称为零剪切黏度和无穷剪切黏度。
沥青混合料高温稳定性能研究
沥青混合料高温稳定性能研究摘要:高温稳定性一直以来都是沥青路面研究的重点,车辙问题在各等级公路中也是层出不穷。
本文从沥青路面车辙的形成入手,就材料、路面结构和外部因素三方面分析了车辙的影响因素,最后提出了一些解决沥青路面高温稳定性问题的方法。
关键词:沥青路面形成车辙高温稳定性Abstract: the high temperature stability has been the focus of research of asphalt pavement, the rut in the level of highway problem is endless. This article from the formation of the asphalt pavement of rut, materials, pavement structure and external factors in the analysis of three rut influence factor, finally puts forward some solving the asphalt pavement of high temperature stability method.Keywords: asphalt road surface wheel rut form high temperature stability1. 引言随着高速公路在我国的大规模修建,沥青路面的使用性能越来越受到重视。
在我国高等级公路的路面结构中,绝大多数的路面都是沥青路面,许多路面在通车后不久就出现了泛油、坑槽、车辙、开裂等病害现象,其中最为严重的就是车辙病害。
车辙是指路面的结构层及土基在行车荷载作用下的补充压实,以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。
它不仅降低了路面的使用寿命,还严重影响着行车安全性,表现为沿行车轨迹产生纵向的带状凹槽,严重时车辙的两侧还会隆起变形,主要产生于高温时沥青路面各层的永久变形。
高模量富沥青混合料设计办法
高模量富沥青混合料的设计办法摘要:通过提高路面模量和增加混合料的粗骨料以达到提高道路抗车辙的效果,本文以二广高速科研路为依托,提出高模量富沥青的设计办法。
关键字:高模量沥青富沥青混合料设计粗骨料离析1 研究背景在我国高速公路沥青路面建设中,沥青路面的早期破坏问题,已成为影响我国公路建设健康发展的突出问题,其中,高温车辙破坏最为突出。
高温的气候条件、车辆超载重载现象严重、高速公路的渠化交通和山区高速公路不可避免的长大纵坡及沥青路面配合比设计的不合理均可能造成沥青路面的车辙破坏。
而对于广东省来说,由于高温多雨形成的湿热气候条件,以及大流量、大轴载和渠化交通的加剧,造成车辙破坏成为本地区沥青路面的主要破坏形式,占到了所调查沥青路面产生病害类型的50%以上。
为了解决这些问题,本文提出高模量富沥青设计办法。
通过提高路面模量和增加混合料的粗骨料,提高道路的抗车辙能力。
2 路面结构的选择2.1 基层选择依据半刚性基层沥青路面以其高强度、良好平整度和抗疲劳性能好等特点,已成为目前我国高等级公路路面结构的主要形式。
然而随着这种结构的大量应用,发现其存在着严重的裂缝问题,并已成为该结构的主要缺陷。
裂缝的防治有控制含水量、降低水泥用量、加强洒水养护等方法,然而这些方法只能减少或延缓裂缝的产生,不能解决根本问题。
在广东省高温多雨的季节极易造成大面积的裂缝。
裂缝的存在使道路表面雨水不可避免地进入结构层及路基,致使路面结构层和路基强度大大降低;同时,裂缝在车辆荷载的冲击作用下,很容易扩展,严重的出现唧浆和坑槽。
水泥稳定碎石在温、湿变化作用下产生较大的收缩变形是导致基层裂缝及反射裂缝的主要原因。
因此,为了改善水泥稳定碎石基层抗裂性能,本文提出了用振动成型法进行密实骨架水泥稳定碎石配合比设计,最重要的是用该法确定水泥稳定碎石混合料的最大干密度、最佳含水量和最佳水泥剂量。
2.2面层选择依据根据对路面结构层按其使用功能进行适应性设计,表面层必须具有良好的抗车辙、抗开裂(温度裂缝和剪切裂缝)以及抗磨耗性能,同时还应提供良好的行车要求(平整度、抗滑、低噪音等)。
沥青混合料高温性能评价研究
沥青混合料高温性能评价研究孔德胜【摘要】以3种连续级配AC-13C、AC-16C、AC-20C沥青混合料为研究对象,通过改变压实次数和油石比成型不同试件进行室内标准试验,分析动稳定度、抗剪强度、车辙模量和贯入模量的变化及其在沥青混合料高温性能评价方面的相关性.结果表明,当以动稳定度和抗剪强度评价高温性能时,不能以变化油石比来控制高温性能,而要综合分析最佳油石比,再变动相应级配的压实次数来提高高温性能,细粒式混合料比中粒式更易达到最优高温性能;当以车辙模量和贯入模量评价高温性能时,受压实的影响程度小于油石比的影响程度,应以控制油石比来改善混合料的高温性能,贯入模量比车辙模量更能反映沥青混合料的高温性能.【期刊名称】《公路与汽运》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】5页(P104-107,123)【关键词】公路;沥青混合料;动稳定度;抗剪强度;车辙模量;贯入模量;高温性能【作者】孔德胜【作者单位】河南中州路桥建设有限公司,河南周口 466000【正文语种】中文【中图分类】U414.7沥青路面作为一种连续的、无接缝的路面类型,对其质量影响最大的是车辙病害。
车辙是轮迹带在车辆反复荷载作用下逐渐形成的永久下陷变形的累积结果,会大大降低路面的使用舒适性,乃至影响道路交通的进一步发展,已成为一个世界性的难题。
为此,在路面设计中要对路面高温稳定性采用严格的技术要求。
该文主要针对沥青路面的高温稳定性,从车辙和单轴贯入两个角度综合分析沥青路面在配合比设计时对高温性能的技术要求及其评价关系,以降低道路使用过程中车辙病害发生概率。
沥青混合料是一种由粗集料、细集料、矿粉和沥青胶结料组成的特殊粘弹性材料,各材料的物理性指标和组成设计后的综合指标在一定程度上影响混合料的路用性能。
根据河南省沥青路面发展情况,采用统一的原材料并以AC-13C、AC-16C、AC-20C 3种级配作为研究对象,以消除研究过程中的不利因素。
高模量沥青混合料性能研究
试验条件
JZ
15℃、10Hz 8710
SH 12115
FP 15330
LP 17680
GH 14315
由表 3可知,不同类型混合料在 15℃、10Hz加 载模式时的动态模量能够达到静态模量的 5~7倍, 显示了动、静态模量之原因; 高模量沥青混合料动态模量全部高于 14000MPa,相 较于基质 沥 青、SBS改 性 沥 青 混 合 料,分 别 增 长 了 164倍、1.18倍,表现出了良好的材料刚性,但其是否 具有良好的高温抗变形的能力尚需要进一步验证。 2.3 高温抗变形研究
摘 要:为促进高模量沥青混合料的推广应用,对高模量沥青混合料的性能进行分析,并与基质沥青混合料、 SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明:高模量沥青混合料较基质沥青混合料,静态模量提高 28.7%,动态模量 能够达到静态模量的 5~7倍,且超过 14000MPa,是基质沥青混合料的 1.64倍;高模量沥青混合料具有优良的高温 抗车辙能力;高模量沥青混合料低温性能满足使用要求,应根据地域温度及性能需求选择应用层位;高模量沥青混 合料抗疲劳性能优越,是普通沥青混合料疲劳寿命的 1.1~1.48倍。 关键词:高模量;沥青混合料;力学特性;路用性能;PE添加剂
为了进一步研究各类混合料的抗变形能力,试 验在 60℃、65℃和 70℃温度下进行车辙试验,结果 见表 4。
表 4 各类型混合料不同温度下 DS(单位:次 /mm)
温度(℃)
60 65 70 下降率(%)
JZ
2957 744 388 86.9
SH
5478 3105 750 86.3
FP
9264 4157 2342 74.7
沥青层的回弹模量是道路结构设计验算的重要 指标和依据,对于道路结构的厚度、材料技术指标有 十分重要的影响。试验采用 MTS-810试验仪器, 测试其在 不 同 温 度 条 件 下 (15℃、20℃)的 静 态 模 量,试验结果见表 2。
“高温多雨大交通量条件下高速公路沥青路面典型结果研究”通过验收
采3 0×1 0 m ,缩短工期约 2 0 % ,节约投 资 1 . 2亿元 。
铺 之前 最好 洒些 水 ,在 车辙 大 的地 方摊 铺 之前最
参考文献
[ 1 ]交通部公路科学层黏层油 ,增加微表处混合料 和原路面之
南[ M ]. 北京: 人民交通出 版社, 2 0 0 6 .
Di s c u s s i o n o n Pr o bl e ms o f Fi l l i n g Ru t s i n
2 0 1 3年 6月 1 4日,交 通运 输部 西部 交通 建设 科技 项目 “ 高温多雨大交通 条 件下高速公 路沥 青路 面典型 结果 研究 ”通 过验 收。 “ 高 温多 雨大交 通量条 件下 高速
公路沥青路面典型结果研 究 ”项 目研 究 了湖 南省 沥青路
内外部分关键技术成果上 的空 白,进 一步完 善和发 展了 泡 沫沥青冷再生技术 。同时 ,为我 国泡沫沥 青冷再 生工 艺的推 广应 用奠足了技术基 础 ,对形成 和完 善国家 有关 再 生技术 的施 工规范具有极高的现实意义 。截至 2 0 1 2年
Ab s t r a c t: Ma n y p r o bl e ms a l wa y s e x i s t e d s u c h a s s p a l i n g, p o o r la f t n e s s a nd ma ny s c r a t c he s i n il f l i n g t h e r ut o f he t mi c r o—s u r f a c i n g c o ns t r uc t i o n . Ba s e d o n t h e p r e s e nt s i t u a t i o n o f he t mi c r o —s u r f a c i n g c o n s t r u c . t i o n i n o u r p ov r i n c e,t hi s a r t i c l e di s c u s s e d t e c h n i c a l i s s u e s o n g r a d i n g v a r i a t i o n o f mi c o —s r u r f a c i n g c o n s t r u c — t i o n ,t he qu a l i t y c o nt r o l o f r a w ma t e ia r l s a n d c o n s t r u c t i o n ma c h i n e . Th e c o n s t uc r t i o n s i d e s h o u l d ma k e g o o d p r e p a r a t o r y wo r k b e f o r e he t c o n s t r u c t i o n o f t h e mi c r o—s ur f a c i n g,p a y a t t e nt i o n t o c o nt r o l o i l c o n s u mp t i o n,e n .
沥青混合料高温性能分析
沥青路面车辙成因及对策分析一、提出问题随着高速公路的迅速发展,交通运输发展越来越快,车辆交通的渠化及轴载的增大,车辙成为沥青路面最普遍的破坏形式。
车辙的形成不仅会导致路面积水,厚度减薄,直接影响行车的舒适性和安全性,还会引起路面其他破坏形式的产生和加剧。
试验表明,如果路面不透水,5mm的车辙深度将会对行车安全带来威胁[1]。
二、研究现状目前,可用于沥青混合料高温稳定性试验的方法很多,其中车辙试验是沥青混合料高温稳定性试验中应用最普遍也是最常见的一种试验方法。
其他试验方法还包括试验室圆柱试件的单轴静载、动载、重复试验,三轴静载、动载、重复试验,径向静载、动载、重复试验,简单剪切的静毅、重复加载和动力试验。
此外还有中空圆柱试件的动力、剪切试验,棱柱梁试件的弯曲蠕变试验,大型环道、直道试验设备的足尺路面高温性能试验和现场试验路面的加速车辙试验等。
一些研究者应用非线性的粘弹性理论来建立沥青路面永久变形的本构模型。
Sousa等人建立了一个粘弹塑模型来计算沥青混凝土的永久变形特性[2]。
Ransamooj建立了一个弹塑性模型,在模型中使用了Rowe的应力膨胀理论,得出了永久体积和垂直应变的关系,最后计算了沥青路面的塑性应变[3]。
得出了永久体积和垂直应变的关系,最后计算了沥青路面的塑性应变。
Collop 等表达了一个重复荷载作用下沥青混凝土的车辙计算方法,这个模型把路面看成线粘弹性体[4]。
Judycki 对常规和改性沥青混凝土在蠕变实验条件下的非线性的粘弹性行为进行了研究,建立了一个非线性的粘弹性数学模型[5]。
东南大学也指出了用马歇尔稳定度评价高温稳定性的不足,提出马歇尔试验本身除不能模拟车辙的发生与发展历程外.在诸如试件成型方法、试件形状、指标的选用等方面都存在一定问题,并阐述了车辙变形规律[6][7]。
郑一鸣教授还对沥青混合料进行了车辙试验的研究.指出温度、试件厚度、沥青针入度指数、沥青用量、矿料级配等因素对动稳定度的影响,并提出了动稳定度指标的建议值,并提出基于车辙试验的车辙预估模型,它是一个集理论与经验于一体的车辙预估和限制方法新框架,为车辙研究开辟了一条新途径[8][9]。
高模量沥青混凝土应用技术研究
60℃
质量损失, % G*/sinδ(10rad/s),kpa
64℃ 70℃
G*/sinδ(10rad/s),kpa 蠕变劲度,MPa m值
破坏应变(1.0mm/min),%
31℃ 28℃ -6℃ -12℃ -6℃ -12℃ 0℃ -6℃
原样沥青
RTFOT残余物 PAV残余物
PG64-16
47 50.5
31
28
-6
-6
0
-6
中东减压渣油脱油沥青
PG等级
针入度(25℃,100g,5s), 0.1mm
软化点(R&B), ℃
脆点, ℃
闪点, ℃
动力粘度(135℃), Pa·s 溶解度(三氯乙烯), %
G*/sinδ(10rad/s),kpa
64℃ 70℃
G*,(10rad/s), kpa
60℃
δ(10rad/s)
≤300.00
≥0.3
≥1.0
新疆减压渣油脱油沥青
PG等级
原样沥青
针入度(25℃,100g,5s), 0.1mm
软化点(R&B), ℃
脆点, ℃
闪点, ℃
动力粘度(135℃), Pa·s
溶解度(三氯乙烯), %
G*/sinδ(10rad/s),kpa
82℃ -
G*,(10rad/s), kpa
60℃
0.033 2.55
-
3823 5237 112.6 249.0 0.353 0.285 1.185 0.668
要求
20~50 ≥60 ≤-10 >230 <3 >99 ≥1.00 ≥10 ≤70
≤1.0 ≥2.20
≤5000
高模量沥青混合料性能研究
车辙 是 沥 青 路 面 的 主 要 病 害 之 一 l 】 J , 目前 , 国 内预 防沥青 路 面车 辙发 生 的措 施 主要有 使 用改性 沥 青、 合 理搭 配路 面 结 构层 、 调 整 混合 料 的矿 料 级 配 、
加 强 材料 与施 工 控 制 等 。在 国外 , 除 了 以 上几 种 措 施之外 , 高模量 沥青 混合 料 的大量 应用 , 对 防治 车辙 等病 害 的 发 生 起 到 了 非 常 积 极 的 作 用 J 。但 目 前, 我 国对 高模 量 沥青 混 合 料 的研 究 和 应用 还 处 于
[ 3 ] 胡国 祥, 李静, 田 为海, 等. 沥 青路面唧浆病害的产生原因与防治
措施 [ J ] . 武汉 工程 大学学报 , 2 0 1 1 , 3 3 ( 1 1 ) : 5 9—6 1 . [ 4 ] 冉龙强. 高 聚物 注浆 补强 在高 速公 路路 面 维修 过 程 中的应 用 [ J ] . 交通标 准化 , 2 0 0 7 ( 8 ): 1 5 2—1 5 4 . [ 5 ] 胡 国祥 , 孙柏林 , 邬俊峰 , 等. 高速公 路半刚性基层 沥青 路面唧浆 防治成套技术研究 [ R] . 成果鉴定报告 , 2 0 1 2 . 3 .
7 0 #  ̄ J 青混合料 的性能进行 了测试 , 研 究对 比了高模量 沥青混合料 的性 能。 关键 词 : 高模量 沥青混合料 ; P R—M 外掺 剂 ; 低标号 沥青 ; 性能评价
中图分类号 : U 4 1 4 文 献标 识 码 : B 文章编号 : 1 6 7 3— 6 0 5 2 ( 2 0 1 3 ) 0 9— 0 0 0 3— 0 3
[ 2 ] 李兴海 , 钟昕 , 李万鹏. 高聚物注浆 技术在 湖北京 珠高 速公路 中 的应用 [ J ] . 公 路交通科技 , 2 0 0 9 ( 9 ) : 9 2— 9 3 .
高模量沥青及混合料性能试验研究
2 高模 量混 合料研 究
本 文 选 用 A 一 0级 配 ,O号 基 质 沥青 及 50 C2 7 . % S S改 性 沥 青 ,另 选用 添 加 法 国高模 量 外 掺 剂 P B R
M DL O U E的混合料进行对 比试验 ,R M D L P O U E外 掺剂 的掺 量 为混合 料 质量 的 O6 选 用旋 转压 实仪 .%, 成型 , 设计 级配 如 图 1第 8页 ) 设 计最佳 油 石 比为 ( 。
45% 。 6 。 . . 4. % 44% 。
能要求可以达到辽宁地方规范的技术要求 ,高温及
收稿 日期 :0 2 0 — 0 修 回日期 :0 2 0 — 9 21—22 ; 2 1— 3 1 作者简 介 : 赵联胜(9 7 1 6一 )男 , , 山西平顺人 , 工程师 , 大学本科 ,9 9年毕业 于太原理工大学公 路与城市道路专业 。 18
第3 ( 期 总第2 6期) 1 山西 交通科 技 Q 生 旦 S A X C E C H N I I N E& T C N L GYo O S E H O O C MMU I A I N f N C TO S
NO 3 I I une
高模量沥青及混合料性能试验研究
高模量沥青混凝土抗变形性能研究
高模量沥青混凝土抗变形性能研究发表时间:2018-03-05T14:23:06.257Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第30期作者:白翔[导读] 对高模量沥青混凝土及SBS改性沥青和70#普通沥青混凝土在15℃、20℃、40℃及60℃条件下进行单轴贯入和抗压回弹模量试验。
山西省交通规划勘察设计院山西太原 030012摘要:随着交通量、车辆轴载的不断增加,交通渠化程度的不断提高,以及持续高温天气的综合影响,车辙问题日益严重,成为高速公路沥青混凝土路面最严重的早期病害之一。
车辙的产生会影响路面的平整度,削减面层以及路面结构的整体强度,降低路面的抗滑能力,甚至会由于车辙内积水而影响高速行车时的安全性,还可能影响车辆在超车或变更车道时的操作稳定性。
关键词:沥青混凝土;单轴贯入试验;抗压回弹模量试验对高模量沥青混凝土及SBS改性沥青和70#普通沥青混凝土在15℃、20℃、40℃及60℃条件下进行单轴贯入和抗压回弹模量试验,结果表明高模量沥青混凝土在各温度下具有相对较高的抗剪强度和抗压回弹模量值,尤其在高温时优势明显,同时得到了以标准温度15℃及20℃抗压回弹模量为基准的回归方程,并对各种混合料在不同温度下抗压回弹模量进行较高精度的推算,当对结果精度要求不高时也可以采用抗剪强度对抗压回弹模量进行换算。
通过对路面结构永久变形的计算,验证了国外将高模量沥青混凝土用于路面结构中间层的正确性,同时也表明了采用抗剪强度及抗压回弹模量指标进行路面变形分析的合理性。
一、试验方法简介1.单轴贯入试验方法,同济大学提出了单轴贯入抗剪试验方法,通过有限元分析和实测混合料强度试验确定了单轴贯入试验条件。
2.抗压回弹模量试验方法,根据规范规定,在标准试验温度15℃(或者20℃)下,采用加载速率2mm·min-1,对Φ100×100mm试件进行7级单轴无侧限重复加载(抗压强度破坏荷载的0.1倍~0.7倍)测试各级回弹变形计算出抗压回弹模量。
沥青混合料高温性能分析
沥青混合料高温性能分析0引言沥青混合料的高温稳定性是其主要性能之一,其中剪切破坏是高温状态下的主要破坏方式,我国当前相关技术规范是以沥青混合料的动稳定度作为评价沥青混合料高温稳定性的指标,动稳定度从一定程度上以试验的角度表征了其抗车辙性能,并未从力学角度上予以阐述.我国对于沥青混合料高温变形规律研究的试验方法中尚无一种比较简单而又完善的试验方法,所以急需一种既可真实的而又有效模拟实际路面的应力和环境状态,且可得到相关力学参数的沥青混合料的高温变形试验方法。
因此,有必要对影响沥青混合料的抗剪切能力予以相关力学评价指标。
本文基于上述问题展开沥青混合料的抗剪强度研究,并对常见的沥青混合料类型进行高温性能的评价。
1沥青混合料抗剪强度的测试原理及方法依据库伦-摩尔定律设计沥青混合料的抗剪强度测试方法,沥青混合料材料颗粒之间的表面摩擦力、咬合力及粘结力是组成抗剪强度的主要部分,其中表面摩擦力及咬合力统一被称为内摩阻力,内摩阻力与剪切面上法向正应力成正比关系,材料颗粒之间的粘结力与法向正压力无关,是材料固有的性质。
即:c和是表征路面材料的抗剪性能的两个主要参数,可以利用室内试验来绘制抗剪强度包线来求得,这里所说的抗剪强度包线是表示材料受到不同应力作用从而达到极限状态时,滑动面上的法向应力与剪应力之间的关系。
抗剪强度包线是一条曲线,其在一定范围内能够近似的用直线来表示。
摩尔-库仑定律利用抗剪强度包线的上述性质,在合理的范围内简化为直线,从而求的抗剪强度参数。
图1 抗剪强度包线根据上述原理自行研发了沥青混合料抗剪强度试验仪,通过测试剪切进程中施加的最大瞬间荷载从而计算出抗剪强度,其计算公式如下所示:式中:F为水平剪力(N),为抗剪强度(MPa),S为试件的剪切面积(m2)在试验过程中,以不同的正压力下的抗剪强度的为基准,利用强度包线原理,采用最小二乘法进行计算,即可算出内摩擦角,粘结力。
计算公式如下所示:2不同级配类型下的沥青混合料抗剪强度研究根据上述理论,现对不同级配的沥青混合料的抗剪强度展开试验研究,为了规避其他影响因素,这里统一采用最大公称粒径为16mm,采用SBS 改性沥青,集料、填料等均相同。
高模量沥青混合料性能试验与分析
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用 学位论文的规定:即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学可以将 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。(如作者 和导师同意网上交流,请在下方签名;否则视为不同意。)
沈阳建筑大学 硕士学位论文 高模量沥青混合料性能试验与分析 姓名:张书立 申请学位级别:硕士 专业:建筑与土木工程 指导教师:张敏江;徐涛 2010-01
硕士研究生学位论文 摘要 Ⅰ
声 明
本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中 取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外,不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果,也不包括本人为获得其它学位而使用过的材料。与 我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。
学位论文作者签名: 日 期:
摘 要
车辙是国内大多数地区沥青路面存在的主要病害,它严重影响行车的舒适性和安全 性,其维修处置更需要大量的资金。目前 力学计算和大量的现场调查资料显示,在我国 高等级公路的沥青混合料路面中,对车辙产生影响最大的是中面层。所以,提高沥青路 面中面层的模量有助于增强路面在行车荷载作用下的高温抗变形能力。 论文以提高沥青路面中面层高温模量为研究目标。验证了提高路面中面层的高温动 态模量可以有效降低沥青混合料在荷载作用下的压、剪应变,加大中面层混合料向下传 递荷载的扩散角,减少车辆荷载作用下沥青混合料产生的累积变形,提高路面高温抗变 形能力,减小并延缓沥青路面高温车辙的产生,改善路面服务状况,延长路面的使用寿 命。 论文在原材料的研究及应用基础上,采用 “ 路宝 ” 和 PR-M 外掺剂来提高沥青混合料 的模量。运用车辙、小梁弯曲、动态模量、劈裂、动态蠕变等试验方法,验证了高模量 沥青混合料的高温、低温、疲劳、抗水损害等性能。结果表明,采用掺加外掺剂方式能 够显著提高沥青路面的高温抗变形能力,同时,高模量沥青混合料也保证了其他性能没 有降低。从而提出了高模量沥青混合料的界定标准。 通过实体工程的铺筑,总结了高模量沥青混合料施工工艺和质量控制指标,检测和 观测结果进一步验证其良好的抗车辙性能。 最后,对全文所做的工作进行了总结,并对下一步研究工作进行了展望。 关键词:道路工程;沥青路面;沥青混合料;高模量;车辙;性能
高模量沥青混合料的性能评价研究
芯得到, 空隙率不完全一致, 影响了模量的大小 , 这反映出优质的路面不仅需 要优 良的材料, 还需要严格的施 工控制和质量保证。 将两种芯样的模量值分别取平均值 , 得到模量均值的比较表 2可以看 , 出, 高模量沥青混合料比普通改性沥青混合料的平均模量提高了 1 倍左右, _ 5 且 4 ̄时的提高程度 比2%时大 0 C 5 表 2模 量均值 比较列表
而
民营科技
建筑 ・ 划 ・ 规 设计
高模 量沥 青混合料 的性 能评价研究
贾 娟
( 东省 建 筑科 学研 究 院 , 东 广 州 50 0 ) 广 广 150
摘 要: 高模量沥青混合料是通过提 高混合料的模量 来提高沥青路 面的抗车辙 能力, 正在成为一种新型材料应用于路 面结构 中。 现采用间接拉 伸试验对高模 量沥青混合料 和一般 改性沥青混合料在不 同温度下的模 量进行 了对比, 用多轮旋转加裁车辙 仪比较 分析 了它们的抗车辙 能力 , 并将 力学实验与路用性能试验结果联系起 来, 结果表 明劲度模量的提 高对 高温抗车辙 能力的增强有显著贡献。 关 键 词 : 量 沥青 混 合料 ; 高模 间接 拉 伸 劲 度模 量 ; 车 辙 能 力 抗 高模量沥青混合料( Sins sh lC met简称 HS C 的概念 Hi tfesA pat e n, f A) 最 早 由法 国提出 , 现高 模量 的方 法却 不是 固定 的 , 常 由骨架 密 实型 结 但实 通 构和高性能改性沥青组成。 它是通过提高沥青混合料的模量减少车辆荷载作
高温多雨地区高等级沥青路面材料的分析与应用措施
100 99. 5 77. 5 64. 3 51. 6 41. 8 27. 8 21. 2 14. 0 10. 8 6. 2 5. 1 4. 8
级配上限
100 100 90 80 72 58 46 34 27 20 14 8
AC - 20 Ⅰ AK- 16A
级配下限 级配中值 目标合成级配 生产合成级配 级配上限 级配下限 级配中值
沥青混合料的设计空隙率是一个非常重要又一 直有争议的指标 。现在世界上存在着两种截然不同 的看法 :传统的或者说经典的看法认为空隙率是配 合比设计最重要的指标 ,设计空隙率为 4 %比较理 想 。另一种看法认为 ,4 %的设计空隙率不能满足要
AC - 25 Ⅱ下面层 ,其本身较粗 ,集料容易形成 嵌挤 ,在级配选择上采用中值线即最大密度线 ,以降 低空隙率 ,提高防水性能 。见表 1 、图 1 。
AC - 20I 中面层和 AK - 16A 上面层在级配曲线 上选择了“S”形走向曲线 ,主要是考虑在满足防水的 条件下 ,同时增大集料的嵌挤作用 ,提高了混合料的 抗车辙能力 ,分别见表 1 、图 2 、图 3 。我们在中上面 层施工后 ,现场切割试块做车辙试验 ,结果达到 1 万 次Πmm 以上 。
细集料在选用中 ,天然砂的质量变化较大 ,形状 较圆滑 ,并且含有一些有害成分 ,所以限制其用量不 超过 10 % ,其余用机制砂替代 。
© 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
15 2 济 南 大 学 学 报 (自然科学版) 第 17 卷
112 填料 本工程填料采用石灰石矿粉 ,沥青与矿粉交互
作用后 ,沥青在矿粉表面产生化学组分的重新排列 , 在矿粉表面形成一层一定厚度的扩散溶剂化膜 ,这 层膜促成沥青具有更高的粘度 。但沥青与矿粉的交 互作用大小与矿粉的性质密切相关 ,国外的研究认 为 ,在石灰石矿粉表面能形成扩散溶剂化膜[2] ,因此 采用石灰石矿粉作为填料 。
高温多雨潮湿地区沥青混合料级配优化设计及技术性能研究的开题报告
高温多雨潮湿地区沥青混合料级配优化设计及技术性能研究的开题报告一、研究背景及意义在高温多雨潮湿的气候条件下,沥青混合料的性能特点和技术难点与其他类型的区域有所不同。
当前,国内外已有大量的关于沥青混合料的研究成果,但多数研究都是在温度较低、降雨量少的气候背景下进行的,不能完全适用于高温多雨潮湿地区。
针对高温多雨潮湿地区,如何优化沥青混合料的级配设计以及提高其技术性能,具有重要的实际应用价值和理论意义。
因此,研究高温多雨潮湿地区沥青混合料级配优化设计及技术性能,对推动交通建设及相关领域的发展具有重要意义。
二、研究内容及技术路线1. 分析高温多雨潮湿地区的气候背景及其对沥青混合料的影响。
2. 综合国内外研究成果,制定高温多雨潮湿地区的沥青混合料级配设计原则。
3. 选取高温多雨潮湿地区代表性路段进行野外调查,测量路面损坏情况及沥青混合料的性能指标。
4. 基于已有数据和试验结果,对选择的沥青混合料进行级配优化设计,并评估其技术性能。
5. 验证沥青混合料设计方案的可行性及实用性,探索实现可持续发展的沥青混合料生产和使用方式。
技术路线:气候环境分析→研究综述和原则→野外调查和数据分析→沥青混合料级配优化设计→试验评估和验证三、预期成果及创新点1. 建立适用于高温多雨潮湿地区的沥青混合料级配设计原则。
2. 提出针对高温多雨潮湿地区的沥青混合料生产和使用方式,以实现可持续发展。
3. 对高温多雨潮湿地区沥青混合料的性能指标进行深入研究,为该地区的道路建设提供技术支持。
创新点:1. 针对该气候背景下的沥青混合料性能特点和技术难点,研究出适用于高温多雨潮湿地区的沥青混合料级配设计原则。
2. 探索实现可持续发展的沥青混合料生产和使用方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
好的抵抗变形能力 , 同时低温性能也略有改善 , 沥青混合料 的动 、 静 态模 量以及抗剪强度有大幅提高 。文章研 究认 为机械嵌挤作用和纤维 网约束力 可以改善混合料整体性 能 , 吸收 、 吸附作用 和界面层作 用有利 于改 善沥
摘
要: 高温 多雨地 区多重不利因素的叠加加速 了沥青路 面性 能的衰减 。文章采用掺加 P R M和 P R S的 2种
高模 量沥青混合料对水稳定性 , 高温 、 水热稳定性 , 疲劳 、 低温性能 , 以及 动静模 量 、 直接剪切试验进行研究 , 对 高温多雨地 区高模量沥青混合料性能 系统 地进行评 价 。结 果表 明: 与 基质沥青 混合料 和 S B S沥青 混合 料相
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 3 — 5 0 6 0 . 2 0 1 5 . 1 0 . 0 1 7
高 温 多雨 地 区高模 量 沥青 混合 料性 能研 究
邹 晓龙 , 沙爱民 , 蒋 玮
西 安 7 1 0 0 6 4 ) ( 长安大学 特殊地区公路工程教育部重点实验室 , 陕西
Ab s t r a c t : Th e a s p h a l t p a v e me n t p e r f o r ma n c e d e g r a d a t i o n i s wo r s e n b y s u p e r p o s i t i o n o f mu l t i p l e a d — v e r s e f a c t o r s i n h o t a n d r a i n y a r e a s .Th e p e r f o r ma n c e o f h i g h mo d u l u s a s p h a l t mi x t u r e s mo d i f i e d wi t h P RM a n d PRS r e s p e c t i v e l y wa s e v a l u a t e d s y s t e ma t i c a l l y b y wa t e r s t a b i l i t y,h i g h t e mp e r a t u r e a n d h o t — wa t e r s y n t h e t i c a l s t a b i l i t y, f a t i g u e a n d l o w t e mp e r a t u r e p e r f o r ma n c e t e s t s a n d d y n a mi c a n d s t a t i c mo d u l u s a n d s h e a r t e s t s .Th e r e s u l t s s h o we d t h a t c o mp a r e d wi t h v i r g i n a s p h a l t a n d s t y r e n e — b u t a d i e n e — s t y r e n e ( S B S)m i x t u r e ,P RS a n d PRM mi x t u r e s h a d b e t t e r wa t e r s t a b i l i t y, h i g h t e mp e r a t u r e s t a b i l i t y , h o t - wa t e r s y n t h e t i c a l s t a b i l i t y a n d f a t i g u e p r o p e r t y ;t h e l o w t e mp e r a t u r e p e r f o r ma n c e 0 f mi x t u r e s wa s i mp r o v e d l i g h t l y . On t h e o t h e r h a n d ,d y n a mi c a n d s t a t i c mo d u l u s a n d s h e a r s t r e n g t h o f PRM a n d PRS a s p h a l t mi x t u r e s we r e i mp r o v e d s i g n i f i c a n t l y .I t wa s p u t f o r wa r d t h a t we d g i n g f o r c e a n d f i b e r n e t wo r k i mp r o v e d t h e p e r f o r ma n c e s o f mi x t u r e s .A b s o r b e n c y a n d i n t e r f a c e l a y e r e f f e c t i mp r o v e d t h e h i g h t e m—
第3 8卷 第 1 0期 2 0 1 5年 1 0月
合 肥 工 业 大 学 学 报 (自然科 学版)
J OURNAL OF H EF EI UNI VERS I TY OF TECH NOLOGY
Vo 1 . 3 8 No . 1 0 Oc t . 2 0 1 5
青的高温和低温性能 。
关键词 : 道路工 程 ; 高模量沥青混合料 ; 混合料性能 ; 力学特性 ; 作用 机理
中图分类号 : U4 1 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 3 — 5 0 6 0 ( 2 0 1 5 ) 1 0 - 1 3 8 1 - 0 6
S t u dy o f t he pe r f o r ma n c e o f hi g h mo d u l u s mo di f i e d
a s pha l t mi x t u r e i n ho t a nd r a i ny a r e a s
Z OU Xi a o — l o n g, S HA Ai — ai r n, J I ANG We i
( Ke y La b o r a t o r y f o r S p e c i a l Ar e a Hi g h wa y En g i n e e r i n g o f Mi ni s t r y o f Ed u c a t i o n,Cha n g’ a n Un i v e r s i t y,Xi ’ a n 71 0 06 4,Ch i na )