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应力吸收层沥青混合料设计及性能研究简介:
应力吸收层沥青混合料是一种特殊的路面材料,主要用于高速公路、城市快速路等交通繁忙道路的基层或底基层,以减少车轮对路面基层的直接冲击,防止应力反射,延长道路的使用寿命。其设计和性能研究主要包括以下几个方面:
1. 材料选择:主要使用高模量沥青、大空隙开裂的粗集料、以及具有抗拉强度的材料,如开裂的矿渣、水泥稳定粒料等。
2. 混合料设计:设计时需考虑混合料的级配、空隙率、粘聚力、内摩擦角等参数。通常选择OGFC(开放型颗粒填充)或ACM(模塑开裂颗粒填充)等混合料类型,以提供足够的应力吸收能力。
3. 混合料性能研究:主要包括疲劳强度、抗剪强度、抗裂性、低温性能等。通过实验室试验(如劈裂试验、弯拉试验、低温弯拉试验等)来评估其在实际使用中的性能。
4. 施工工艺:研究应力吸收层的施工技术,如施工温度、摊铺厚度、压实方法等,以确保混合料的性能在施工过程中得以保持。
5. 环境影响:考虑环境因素,如温度、湿度、车辆荷载等,对混合料性能的影响,以及如何通过优化设计来减轻这些影响。
6. 经济性评估:从经济成本和使用寿命的角度,对应力吸收层沥青混合料进行综合评价,以确保其在实际应用中的经济合理性。
总之,应力吸收层沥青混合料的设计和性能研究是一个综合性的工程问题,需要从多个角度进行深入研究和优化。
应力吸收层沥青混合料设计及性能研究部分内容预览:
四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 2.公路建设与养护技术材料及装备交通运输行业研发中心成都市611130: 3.四川省路面结构材料及养护工程实验室成都市611130;4.成都天府新区建设投资有限公司成都市610042)
应力吸收层沥青混合料具有较好的防反射裂缝 效果,同时可防止路表水渗透,具有较好的应力扩 散、防水渗透和抗变形能力,广泛用于白改黑加铺等 工程项目中[1.2]。近年来由于长寿命沥青路面结构 的铺筑以及对路面结构功能分区的认识,应力吸收 层沥青混合料也被应用于新建沥青路面结构下面 层,以防止沥青路面疲劳开裂的发生[3]。因此,应力 及收层沥青混合料具有较为广阔的应用前景。由于 匠年来,四川省高速公路建设向盆地周边山地延伸 面临大规模高海拔大温差地区高速公路建设,为了 防止高原山区半刚性基层开裂向沥青路面反射,本
(1)沥青。沥青采用SBS改性沥青GB∕T 34327-2017 建筑幕墙术语,技术性质
(2)集料。采用汶马高速洞渣花岗岩集料,集料 度和筛分试验结果如表2和表3所示。
本文米用两种级配范围进行应力吸收层沥青混 合料设计,分别为《公路沥青路面施工技术规范》
明等:应力吸收层沥青混合料设计及性能研究
应力吸收层沥青混合料设计
表4AC10和CMA10级配范围和合成级配
混合料基本路用性能分析
对不同自标空隙率的AC一10和CAM一10沥 青混合料进行了60℃车辙试验,车辙变形曲线如图 所示,动稳定度DS结果如图3所示。从图2可以 看出,目标空隙率为2%的应力吸收层混合料车辙 变形发展普遍快于目标空隙率为4%的应力吸收层 混合料,其中CAM一10一2的应力吸收层沥青混合 料车辙变形始终处于快速发展状态。通过增加油石
马歇尔设计指标随油石E
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTGE20一2011)进行了混合料低温弯曲试验,试 验结果如图4和图5所示。可以看出,相对AC一10 混合料,CAM一10沥青混合料的抗弯拉强度更大,
吸收层沥青混合料车辙变形
等:应力吸收层沥青混合料设计及性能研究
图5最大破坏应变和弯曲劲度模量S
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 (JTGE20一2011)进行了混合料四点弯曲疲劳试 验,试验温度为15℃。采用应变控制模式进行试 验,试验加载过程中每个循环均保持一定的应变水 平,当劲度模量降低到初始劲度模量的50%的加载 饮数即为疲劳寿命,试验结果如表5所示。研究表
图7冻融势裂强度比TSK
用,沥育混合科以 对数仔 在极高的线性相关性7,因此按式(1)将拉伸应变与 皮劳寿命进行双对数回归,结果见表5。
明混合料达到疲劳破环所需要的能量越多,抗疲劳 性能越好,证明了上述优劣排序的规律。系数k说 明了沥青混合料疲劳寿命随应变增大的衰减速度 可以看出目标空隙率为2%的沥青混合料疲劳寿命 衰减速度相对目标空隙率为4%的沥青混合料小 大应变应力吸收层混合料可降低空率设计。
IgN,=klge+b
式中:N,为疲劳寿命;e为应变;k、b为拟合 参数。
表5四点弯曲疲劳试验结果
图8IgN,和le线性回归
4.2抗反射裂缝性能分析
按照文献[8】试验方法进行了应力吸收层混合 料的Overlaytest(OT)试验,分析混合料的抗反射 裂缝能力。试验通过将38cm厚的试件粘贴到预留 缝隙宽度为2mm的夹板上,对夹板施加频率为 0.1Hz、最大拉伸位移为0.625mm的周期荷载,以 夹板缝隙向上反射来模拟半刚性基层反射问题。参 照文献[8]试验温度为25℃。研究表明建筑工程内墙抹灰注意事项,最大荷 载~循环次数曲线较好地服从幂指数函数规律[9] 因此按照式(2)对荷载~循环次数进行拟合,试验曲 线及拟合情况如图10所示。并分析了试件在循环 荷载作用1000次时,荷载与初始荷载的比值,即残 留百分率α,以此来判断试件的损伤情况,计算方法 如式(3)所示。同时分析了初始荷载降到50%时的
荷载循环次数,记为No,结果如表6所示。
荷载循环次数,记为Nso,结果如表6所示
用等:应力吸收层沥青混合料设计及性能研究
应力吸收层沥青混合料设计
图10最大荷载~循环次数曲线及拟合效果
DesignandPerformanceofStressAbsorption
池类构筑物混凝土施工工艺标准2. Research and Development Center of Transport Industry of Technologies, Materials and Equipment of Highway Construction and Maintenance, Chengdu 611130, China; Sichuan Pavement Structure, Materials and Maintenance Engineering Lab, Chengdu 611130, China 4. Chengdu Tianfu New Area Investment Group Co. Ltd, Chengdu 610042.China)