选择AC-20、SMA-13两种沥青混合料,采用真空密封法,测定不同击实次数成型试件的空隙率,并与表干法、体积法的测定结果进行对比分析.对试件重复测试3次,研究真空密封法重复试验的误差.通过改变密封试件的真空密封状态、密封袋材质及厚度,研究影响真空密封法测定沥青混合料空隙率的因素.结果表明:真空密封法测定值介于表干法与体积法之间,与两者的关联性较好;其多次测量空隙率的平均误差为0.19％;真空密封状态、密封袋材质和厚度对试验结果均有影响,密封状态越好,测定的空隙率误差越小;柔韧性越好、强度越高的密封袋,测定的空隙率误差越小;密封袋厚度越小,测定的空隙率误差越小.
以沥青混合料空隙率(VV),矿料间隙率(VMA),沥青饱和度(VFA),混合料粗集料间隙率(VCAmix)等体积参数和马歇尔稳定度(MS)、流值(FL)等强度参数作为混合料配合比设计的关键控制指标,设计由玄武岩粗集料、石灰岩细集料、石灰岩矿粉、SBS改性沥青和纤维稳定剂组成的SMA-13混合料.按10％、20％、30％和40％比例将设计级配中的矿粉替换为等体积鳞片状石墨,测定不同石墨掺量时混合料的体积和强度参数,分析鳞片状石墨对设计参数的影响及相关机理.试验结果表明:石墨会增加混合料的压实难度,并对骨架嵌锁结构存在不利影响;随着石墨掺量提高,SMA混合料体积参数偏离设计要求,强度和抗变形性能也呈现加速下降趋势;增加混合料油石比仅能部分消除石墨对SMA体积参数和集料骨架结构的不利影响,因此对于含石墨的SMA混合料,除应适当提高设计油石比,也应控制石墨取代率不超过20％～30％.
为了研究布敦岩沥青(Butonrockasphalt,BRA)中天然无机粉粒在沥青混合料改性过程中的作用,对布敦岩沥青中天然无机粉粒的特性和改性效果进行了分析.利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)测定了无机粉粒的X射线衍射谱和微观图像;通过K值法和灰度图像处理,分析了布敦岩沥青中的天然无机粉粒的矿物组分、微观特征及其形成机制;采用动态剪切流变试验和混合料性能试验,测定了天然粉粒对胶浆和混合料性能的影响.结果表明:布敦岩沥青中天然无机粉粒含有约85％的碳酸岩,主要由古海洋生物残骸形成;其余约15％成分为石英、云母和石膏,比例约为7:6:1,颗粒表面覆盖的层状和片状晶体构成的微观粗糙构造的面积可达80％以上;原始微观形貌特征和有机胶结料对粉粒微观构造的填充状态是影响天然粉粒改性效果的主要因素,以天然无机粉粒取代机制矿粉使沥青胶浆车辙因子最多提高0.524 kPa,动稳定度提高18.8％,冻融劈裂强度提高5.1％,冻融劈裂强度比提高至83.5％以上;复合改性时,天然无机粉粒能够作为助剂改善沥青质改性胶结料和沥青混合料的性能.当采用天然沥青质改性时,无机粉粒使沥青胶浆车辙因子提高0.674～0.910 kPa,动稳定度提高21.1％～25.6％,冻融劈裂强度提高3.5％～5.6％,冻融劈裂强度比由85％提高至90％以上.
为获取钢桥面沥青铺装结构的实际力学响应情况,对上海市昌吉东路大桥进行梁式桥实桥加载试验,分析了沥青铺装层(沥青玛蹄脂与环氧沥青混合料)不同层位在匀速、刹车动载作用下的纵横向应变,研究表明,路表处应变最大,为最易破坏部位;同一测点应变在匀速及刹车时具有相同的响应状态;纵向动态应变具有压拉交替及波动特性,横向动态应变仅具有波动性;动态应变随深度、车速增大及轴重减小而呈减小趋势;同一层位横向应变大于纵向应变,且前者幅值较后者对影响因素更为敏感;动态应变及其幅值对轴重、车速的敏感程度均自上而下减小;动载瞬间应变与静载应变间差异视层位不同而异.结果可为后续钢桥面铺装结构设计及材料选择提供参考.
