開級配瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料級配設(shè)計方法研究

對瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料設(shè)計方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究,通過室內(nèi)試驗(yàn),提出了瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的級配,評價了瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的路用性能,并且,采用了大馬歇爾法、旋轉(zhuǎn)壓實(shí)體積法、gtm法3種方法研究了瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料最佳瀝青用量的確定方法。

運(yùn)用遺傳算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法,以混合料的疲勞性能為目標(biāo)函數(shù),以礦料的9.5mm篩通過量和礦粉含量為決策變量,對瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的礦料級配進(jìn)行優(yōu)化。將優(yōu)化后的級配曲線與superpave相應(yīng)的級配進(jìn)行了比較,完全滿足superpave級配設(shè)計要求。經(jīng)疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證,用優(yōu)化后的礦料級配成型的馬歇爾試件的疲勞壽命最長。說明運(yùn)用遺傳算法與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法進(jìn)行瀝青混合料礦料級配的優(yōu)化是可行的。這種優(yōu)化方法可以廣泛用于解決目標(biāo)函數(shù)無法用顯函數(shù)形式來表達(dá)的復(fù)雜的優(yōu)化問題

分別采用大馬歇爾配合比設(shè)計方法、superpave混合料設(shè)計法、力學(xué)指標(biāo)設(shè)計法對4種密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料atb30、sup30、cavf30、blf30進(jìn)行最佳油石比確定,并根據(jù)設(shè)計過程和設(shè)計結(jié)果對3種最佳油石比確定方法進(jìn)行了比較評價。在此基礎(chǔ)上建議采用大馬歇爾擊實(shí)成型試件的力學(xué)指標(biāo)設(shè)計方法來確定密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料的最佳油石比,并在初步確定最佳油石比后再考慮瀝青混合料的老化情況適當(dāng)增加0~0.2%作為最終的最佳油石比。

開級配瀝青穩(wěn)定碎石基層(atpb)是一種路面內(nèi)部排水結(jié)構(gòu)。這種基層具有較大的空隙率,能及時排走滯留在路面內(nèi)部的水分,并能有效地減少反射裂縫的發(fā)生。北方寒冷地區(qū)路面損壞主要是由于凍脹等因素引起的,這種基層可以減小水分的凍脹作用,增加路面使用壽命。研究atpb基層材料的選擇要求,用大型馬歇爾試件進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)來描述其抗凍性能,分析atpb基層抗凍性能的影響因素,并提出寒冷地區(qū)的適用性。

分析振動壓實(shí)機(jī)理,進(jìn)行多種振動參數(shù)組合下的振動成型試驗(yàn),并以密度和抗壓強(qiáng)度來評價其壓實(shí)效果,最終選出瀝青穩(wěn)定碎石混合料的最佳振動參數(shù)組合,對于公路工程的現(xiàn)場施工具有實(shí)際意義。

分析了振動壓實(shí)機(jī)理,進(jìn)行了多種振動參數(shù)組合下的振動成型試驗(yàn),并以密度和抗壓強(qiáng)度為指標(biāo)來評價其壓實(shí)效果,最終選擇了針對于該研究瀝青穩(wěn)定碎石混合料的最佳振動參數(shù)組合。

對目前國內(nèi)外瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的配合比設(shè)計方法,如大馬歇爾法、superpave法、體積法、貝雷法、力學(xué)指標(biāo)法等進(jìn)行了介紹。通過對各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,結(jié)合瀝青穩(wěn)定碎石基層的性能要求和功能要求,提出了最優(yōu)的瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的配合比設(shè)計方法。

瀝青混合料組成設(shè)計的總目標(biāo)是確定瀝青混合料的最佳組成,而瀝青用量對混合料的組成有非常重要的影響。在通過大馬歇爾試驗(yàn)確定瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料最佳瀝青用量時,穩(wěn)定度和流值可作為檢測檢驗(yàn)數(shù)據(jù),密度、空隙率和飽和度等體積指標(biāo)則是主要的設(shè)計依據(jù)。

瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料施工工藝的研究

本文在分析了影響瀝青穩(wěn)定碎石混合料強(qiáng)度主要因素的基礎(chǔ)上,對瀝青穩(wěn)定碎石的施工控制要求進(jìn)行了一定的分析和研究。

文章通過試驗(yàn)路段的鋪筑,著重闡述了瀝青穩(wěn)定碎石混合料(atb-30)的施工工藝及控制要點(diǎn)。

本文采用彎曲試驗(yàn)和低溫彎曲蠕變試驗(yàn),針對3種典型級配的瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料,進(jìn)行了低溫抗裂性能檢驗(yàn)。分析表明:應(yīng)變能密度臨界值指標(biāo)評價瀝青混合料的低溫抗裂性能更加科學(xué);瀝青穩(wěn)定碎石礦質(zhì)混合料級配對低溫抗裂性影響較大,級配偏上限有較好的低溫抗裂性能。

在國內(nèi)外對瀝青穩(wěn)定碎石基層的研究基礎(chǔ)上,對瀝青穩(wěn)定碎石基層的防止反射裂縫的能力、永久變形能力和疲勞作了進(jìn)一步的分析研究。

簡要介紹了瀝青穩(wěn)定碎石在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,探討了瀝青穩(wěn)定碎石混合料的配合比設(shè)計,著重分析了atb-30的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性與疲勞特性規(guī)律。

針對南方多雨地區(qū)的氣候因素對路面早期水損壞的影響現(xiàn)狀,結(jié)合湖南省寧(遠(yuǎn))-道(縣)高速公路工程中瀝青穩(wěn)定碎石(atb-25)柔性基層試驗(yàn)路的修筑,提出了3種不同的級配曲線并在實(shí)踐中進(jìn)行了對比,推薦了atb-25柔性基層級配范圍,研究分析了atb-25柔性基層的路用性能,并對試驗(yàn)路和正常生產(chǎn)路段路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性比選,分析了瀝青穩(wěn)定碎石基層的經(jīng)濟(jì)效益,探討了一種延長路面使用壽命的長壽命路面結(jié)構(gòu)。

瀝青碎石基層施工時容易出現(xiàn)粗集料離析、滲水過大和難以壓實(shí)等情況。結(jié)合實(shí)體工程研究,提出合理的配合比設(shè)計、攤鋪和碾壓技術(shù),可有效地避免粗集料離析,降低滲水系數(shù),提高壓實(shí)度,從而保證施工質(zhì)量和進(jìn)度。

瀝青穩(wěn)定碎石基層級配設(shè)計與施工工藝監(jiān)控——瀝青碎石基層施工時容易出現(xiàn)粗集料離析、滲水過大和難以壓實(shí)等情況。結(jié)合實(shí)體工程研究。提出合理的配合比設(shè)計、攤鋪和碾壓技術(shù)，可有效地避免粗集料離析，降低滲水系數(shù)，提高壓實(shí)度，從而保證施工質(zhì)量和進(jìn)度。

半剛性基層瀝青路面早期破壞嚴(yán)重,瀝青穩(wěn)定碎石基層以其優(yōu)良的性能逐漸得到廣泛的應(yīng)用。只有采取科學(xué)的方法才能設(shè)計出性能優(yōu)良的瀝青穩(wěn)定碎石基層。以atb-30為例,采用三種不同的設(shè)計方法確定混合料的級配和最佳瀝青用量,并根據(jù)基層作用和受力特點(diǎn),通過抗豎向變形和耐疲勞性能對比及其機(jī)理分析,選擇出適合于瀝青穩(wěn)定碎石基層的設(shè)計方法,對工程實(shí)踐具有極大的參考價值。

結(jié)合省道201云巖-延川二級公路施工實(shí)際,介紹密級配瀝青穩(wěn)定碎石作為路面基層在路面工程中的應(yīng)用情況,以及施工方法和應(yīng)用注意事項。

瀝青穩(wěn)定基層處在受壓區(qū),其永久變形主要是由于在荷載作用下,瀝青混合料的壓密以及局部顆粒的重新定向運(yùn)動產(chǎn)生的。對于受壓產(chǎn)生的永久變形,單軸壓縮蠕變試驗(yàn)可以較好地模擬其實(shí)際的變形作用。通過試驗(yàn)證明,瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料級配偏上限時,集料的間隙率呈減小趨勢,抗永久變形能力提高。

瀝青穩(wěn)定碎石排水基層必須具有良好的骨架-空隙結(jié)構(gòu)。通過參考國內(nèi)外大量資料,設(shè)計不同的關(guān)鍵控制篩孔的通過率,將粗、細(xì)集料分段取不同的級配曲線進(jìn)行設(shè)計,并結(jié)合vcadrf方法對級配進(jìn)行檢驗(yàn),根據(jù)瀝青混合料的性質(zhì)對粗、細(xì)集料的含量進(jìn)行調(diào)整,在瀝青穩(wěn)定碎石排水基層試驗(yàn)路中設(shè)計出滿足排水、結(jié)構(gòu)要求的良好級配。

闡述了密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層在高寒地區(qū)實(shí)際工程中的應(yīng)用概況,重點(diǎn)論述了瀝青穩(wěn)定碎石基層的配合比設(shè)計和相關(guān)的施工工藝。密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層具有較高的抗剪強(qiáng)度、優(yōu)良的抗抗疲勞特性、能夠有效抑制和減少瀝青路面開裂等優(yōu)點(diǎn)。