不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料路用性能分析

为研究不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料的路用性能,本文通过在70#A级基质沥青中掺加不同质量胶粉,利用沥青激光回弹试验、沥青接触角试验分析了沥青PG等级以及沥青胶结料与集料之间的粘附特征,确定了橡胶沥青路面结构上、中、下面层的最佳胶粉掺量(即上面层SMA-13添加30%,中面层AC-20添加40%,下面层AC-25添加50%);通过对不同胶粉掺量橡胶沥青混合料的汉堡车辙试验、低温弯曲抗裂试验及直接剪切试验等力学性能研究得到了：胶粉的掺入可增强沥青胶结料与集料间的内聚力,使沥青混合料的塑性变形能力变强,有效改善了橡胶沥青混合料不同结构层的水稳定性和高温抗车辙能力,提高了橡胶沥青混合料的抗裂性能和抗疲劳性能。结合工程实例,借用三维雷达检测系统,评价了现场橡胶混合料沥青路面结构层摊铺的整体性和材料厚的均匀性等道路内部状况;通过现场路面取芯后CT扫描,获取了现场路面结构的集料-空隙三维空间分布情况,得到了胶粉的加入能促进沥青胶结料与集料间的分子运动,有效改善沥青混合料的孔隙分布情况,使路面内部材料更加均匀分布,充分发挥橡胶沥青路面优良的路用性能。     

水泥乳化沥青混合料性能试验

对不同乳化沥青用量和水泥掺量的水泥乳化沥青混合料进行了试验研究,通过测试不同乳化沥青用量和水泥掺量时混合料的间接拉伸强度、抗压强度、静态回弹模量以及冻融劈裂强度比、浸水残留稳定度、动稳定度、最大弯拉应变、飞散损失率等指标,得到了乳化沥青用量和水泥掺量变化对混合料强度和路用性能的影响规律。研究结果表明:乳化沥青用量和水泥掺量对混合料的强度及路用性能影响显著,掺加水泥后混合料的抗压强度、高温性能和水稳定性显著提高,其中残留稳定度提高约20%,抗压强度提高35%,动稳定度成倍增长,但混合料的低温弯拉应变降低约12%;水泥乳化沥青混合料中,水泥掺量为3%、乳化沥青用量为8%时,混合料的强度和路用性能相对较好。     

橡胶热再生混合料低温性能与细观特征研究

以橡胶沥青再生混合料为研究对象,对冻融前后的小梁试件分别进行低温弯曲试验,研究不同胶粉掺量(6.4%,9.2%和14.1%)、不同胶粉细度(20目,40目和80目)和不同RAP掺量(25%,35%和50%)条件下的橡胶热再生沥青混合料的低温性能.基于工业CT无损检测技术,对冻融前后的橡胶热再生混合料试件分别进行扫描,并定量表征冻融前后试件体积指标的变化.研究结果表明:RAP掺量为25%,胶粉细度为80目,胶粉掺量为9.2%的橡胶热再生沥青混合料冻融后的低温性能下降幅度最小;相较于基质沥青热再生混合料,橡胶沥青热再生沥青混合料具有更好的耐久性及低温性能;通过对比工业CT扫描结果发现,冻融后的橡胶热再生沥青混合料试件闭口空隙率增大了20.3%,且在0~25mm3体积范围内的空隙数量减少了13.8%,在25~50 mm3体积范围内的空隙数量则增加了62.9%.     

橡胶沥青混合料和易性与压实特性的相关性

为了研究橡胶沥青混合料的和易性与压实特性之间的关系,采用Superpave旋转压实仪和自行研制的和易性测试设备,测试了不同温度下的压实特性与和易性,并推荐了不同胶粉掺量所对应的适宜压实温度与胶粉细度.结果表明,当胶粉掺量为25%时,胶粉细度对橡胶沥青混合料压实过程的影响最为显著.当压实温度为190℃时,胶粉掺量对橡胶沥青混合料压实过程的影响最为显著.当胶粉细度为80目时,压实温度对橡胶沥青混合料压实过程的影响最为显著;橡胶沥青混合料的和易性越好,压实性能也越好.当胶粉掺量为5%和15%时,所推荐的适宜压实温度与胶粉细度分别为160℃和40目;当胶粉掺量为25%时,所推荐的适宜压实温度与胶粉细度分别为160℃和20目.     

橡胶沥青混合料疲劳性能影响因素研究

参考美国国家公路与运输协会(AASHTO)标准TP8要求,根据中国沥青混合料的成型现状,采用材料试验机(material test system,MTS)控制加载,选择改进的三分点加载小梁弯曲疲劳试验对橡胶沥青混合料疲劳性能影响因素进行了研究.研究表明:橡胶沥青油石质量比在7.5%～9.0%时,橡胶沥青混合料的疲劳寿命随沥青掺量的增加而增大;在正常的空隙率范围内,随着空隙率的减小,橡胶沥青混合料的疲劳寿命逐渐增加,但饱和度太高,对混合料的疲劳性能不利;胶粉掺量在19%时的疲劳性能最好.对各影响因素进行关联度分析表明,空隙率对橡胶沥青混合料的疲劳性能影响最为显著,沥青饱和度、油石质量比和胶粉掺量对疲劳性能也有较大影响.     

橡胶粉改性沥青及其性能研究

在不同橡胶粉细度、掺量及制备工艺的条件下,测试针入度、软化点和延度指标,研究了胶粉细度、掺量、搅拌时间和温度对沥青性能的影响;并验证了SMA—13橡胶改性沥青混合料的路用性能。研究表明:相同掺量下,60目胶粉改性沥青的性能优于40目改性沥青;搅拌温度200℃时,60目胶粉裂解过度;橡胶沥青的针入度、软化点和延度随搅拌时间延长而规律性变化。     

再生橡胶颗粒沥青混合料水稳定性试验

为了研究不同粒径(1~2.5mm和4~5mm)和掺量(质量分数为0%、1%、2%、3%)的橡胶颗粒对再生橡胶颗粒沥青混合料的水稳定性能的影响,采用真空饱水马歇尔试验和冻融循环(循环次数为0、1、2、5次)劈裂试验对未掺加橡胶颗粒和掺加了橡胶颗粒的再生沥青混合料的水稳定性能进行对比研究.试验结果表明:最佳橡胶颗粒掺量下的再生橡胶颗粒沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度和TSR均满足规范要求,水稳定性能方面掺加小粒径橡胶颗粒的再生橡胶颗粒沥青混合料要优于掺加大粒径橡胶颗粒的再生混合料.随着冻融循环次数的增加,再生橡胶颗粒沥青混合料TSR呈现出下降趋势,空隙率呈现上升趋势.     

多年冻土区温拌橡胶沥青混合料的性能及适用性

文章以青海G214国道为工程实例,综合考虑多年冻土区的气候条件和施工现状,分析不同掺量的WB-1型温拌剂对橡胶沥青结合料性能的影响,并确定最佳掺量;通过施工和易性、水稳定性和低温抗裂性等试验,对多年冻土区温拌橡胶沥青混合料的路用性能进行研究。结果表明:湿法橡胶沥青在多年冻土区具有较好的存储稳定性,多年冻土区温拌橡胶沥青混合料的最佳油石质量比为5.8%,WB-1型温拌剂的最佳掺量为0.7%;温拌橡胶沥青混合料的拌和温度比热拌橡胶沥青降低了20~30℃,推荐温拌橡胶沥青混合料的拌和温度为160℃;在相同拌和温度条件下,多年冻土区温拌橡胶沥青混合料的施工和易性要优于热拌橡胶沥青混合料的施工和易性;温拌橡胶沥青混合料的浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比及最大弯拉应变与热拌混合料相比分别下降了2.5%、2.6%、9.8%,但依然符合规范要求;掺加WB-1型温拌剂的AR AC-13C温拌橡胶沥青混合料可适应多年冻土区的施工条件,在多年冻土地区具有较好的应用前景。     

橡胶沥青混合料沥青用量影响因素研究

选择SMA-10热拌橡胶沥青混合料,通过马歇尔击实实验,研究了混合料最佳油石比随级配变化、胶粉类型、胶粉掺量的变化规律。结果表明:混合料的最佳沥青用量与级配关键筛孔通过率有较高的相关性,由于橡胶沥青中的胶粉颗粒有着填料的作用,橡胶沥青混合料适宜采用较粗的级配;最佳油石比随胶粉粒径的减小呈增大趋势,当粒径减小到一定程度时,最佳橡胶沥青用量增大趋势不再显著,宜采用60目胶粉;胶粉掺量与混合料的体积指标具有良好的相关关系,高胶粉掺量拌合困难,胶粉掺量范围不宜超过24%(外掺),油石比在8.5~9.5范围内。     

山区高速公路弹性除冰雪路面作用机理及路用性能研究

冰雪恶劣天气下为给山区高速公路弹性除冰雪路面的应用提供依据,对弹性除冰雪路面的作用机理进行了分析,采用40目橡胶颗粒在掺量为4%的条件下成型混合料试件,通过室内试验测定混合料试件的稳定度、流值、浸水残留稳定度比、动稳定度和低温破坏应变,并同普通沥青混合料进行对比,对弹性除冰雪路面的路用性能进行了研究。结果表明,弹性除冰雪路面混合料的稳定度、浸水残留稳定度比低于普通沥青混合料,流值、动稳定度和低温破坏应变高于普通混合料试件,即弹性除冰雪路面的水稳定性能低于普通沥青混合料路面,而高温性能和低温性能均高于普通沥青混合料路面。     

RAP掺量对泡沫温再生沥青混合料路用性能影响

为确定泡沫温再生沥青混合料中旧路面铣刨料(RAP)的合理添加比例,进行了不同RAP掺量(质量分数,全文同)下泡沫温再生沥青混合料目标配合比设计及其路用性能分析,研究结果表明:随着RAP掺量的提高,泡沫温再生沥青混合料高温性能及力学强度得到提升;低温性能降低;水稳定性先提高后降低.综合考虑路用性能和经济性,推荐泡沫温再生沥青混合料适宜的RAP掺量为30%.     

泡沫温拌橡胶沥青混合料路用性能

为使温拌技术在橡胶沥青混合料中获得更好的应用,选用沸石作为发泡温拌剂,应用DSR和BBR试验分析不同温拌剂掺量的泡沫温拌橡胶沥青流变性能,并进行泡沫温拌橡胶沥青混合料路用性能研究.结果表明,温拌剂掺量对橡胶沥青流变性能具有显著影响,温拌剂掺量为3%时,泡沫温拌沥青的流变性能表现最佳;温拌剂的添加,降低了泡沫温拌橡胶沥青混合料的拌和及压实温度;泡沫温拌橡胶沥青混合料的路用性能检验各项指标与热拌橡胶沥青混合料的相比,未产生明显差异,并且均能满足《规范》(JTG F40-2004)的技术要求.     

RAP掺量对半柔性路面路用性能的影响

为了探究再生沥青混合料(RAP)掺量对再生半柔性路面路用性能的影响,以体积法设计基体沥青混合料级配.通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂实验、低温劈裂实验及车辙实验,分析评价不同RAP掺量再生半柔性路面路用性能.结果表明:RAP材料的变异特性、RAP掺量变化等因素使不同路用性能呈现不同变化趋势;当RAP掺量较低时,相关路用性能指标表现良好,当RAP掺量过高时,路用性能明显下降,且劈裂抗拉强度比不满足规范要求;RAP掺量对车辙深度、劈裂抗拉强度和残留稳定度影响较大.     

橡胶沥青胶浆高温性能影响因素的灰关联熵分析

为研究不同因素对橡胶沥青胶浆高温性能的影响规律,采用动态剪切流变试验(DSR)研究不同粉胶比(0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.4,1.5)、不同胶粉掺量(18%,20%,22%)和不同胶粉粒径(20目,40目,60目)条件下橡胶沥青胶浆的高温流变性能,并利用灰熵法分析各因素影响的显著性。结果表明,胶粉掺量对橡胶沥青胶浆高温性能的影响最大,其次是粉胶比。从提高沥青胶浆高温性能角度,建议胶粉粒径为40目,胶粉掺量20%,粉胶比为1.0~1.3。     

橡胶沥青结合料性能正交试验

为了合理有效地选择橡胶沥青结合料制备过程中的胶粉掺量、外掺剂掺量及制备工艺参数,对其进行了多项性能的"4因素3水平"正交试验,分析了剪切时间、剪切温度、胶粉掺量及硫掺量对各项性能变化趋势及影响程度,并确定了各项制备工艺参数及外掺剂的优化组合方案。研究结果表明:胶粉掺量对橡胶沥青结合料各项性能均有显著影响,增加胶粉掺量能有效提高其高温性能,但同时降低其低温性能与弹性恢复能力,其最佳掺量应为20%~25%;剪切时间应在30min以上以保证胶粉充分溶胀,但剪切时间过长会导致橡胶沥青各项性能的显著降低,剪切时间应在30~60min之间;增大硫掺量能抑制橡胶沥青中的脱硫反应,在一定程度提高橡胶沥青高温性能,但过大的硫掺量会造成低温性能的显著下降,橡胶沥青中硫掺量宜小于胶粉掺量的0.6%;橡胶沥青室内制备参数及外掺剂含量存在优化组合方案。     

玻璃集料对沥青混凝土体积参数及路用性能的影响研究

目前,将玻璃作为集料应用于沥青混凝土是一种较为环保的回收利用方式,但现阶段对玻璃沥青混凝土的研究多局限于室内试验,缺乏在实体工程中的检验应用。为此,本文选取0%、5%、10%和15%等4种玻璃掺量进行试验,分析其对沥青混合料体积参数和路用性能的影响规律以及二者之间的内在联系,在此基础上优选一组性能最佳的掺量比例铺筑试验段。结果表明：随着玻璃掺量增加,空隙率与矿料间隙率先减小后增大,沥青饱和度则相反;玻璃沥青混合料的长期性能、高温性能、低温性能、水稳定性以及抗滑性能也随着玻璃掺量的增加而有所下降,掺量在10%以内时各项指标基本满足规范要求,5%掺量时其动稳定度、马歇尔稳定度和残留稳定度略高于普通沥青混合料。实际应用表明,玻璃沥青路面具有优异的路用性能和出色的反光效果,可在路面工程中推广应用。     

橡胶沥青混合料高温稳定性影响因素试验

通过室内车辙试验和浸水车辙试验,采用单因素对比分析的方法,对橡胶沥青混合料高温稳定性能的主要影响因素进行了系统研究.试验结果表明,胶粉来源、胶粉掺量、油石质量比、空隙率等因素,对于橡胶沥青混合料高温稳定性的影响比较显著,基质沥青对高温稳定性也有一定程度的影响,而胶粉细度等因素所产生的影响较小.尽管不同级配形式下混合料常规动稳定度的测试结果差异不大,但由于浸水对比车辙试验条件下动稳定度的衰减幅度最小,因此,矿粉比例低且细料较少的间断级配形式更适用于橡胶改性沥青.     

玻璃集料对沥青混凝土体积参数及路用性能的影响

将玻璃作为集料应用于沥青混凝土是一种较为环保的回收利用方式,但现阶段对玻璃沥青混凝土的研究多局限于室内试验,缺乏在实体工程中的应用检验。为此,选取0、5%、10%和15%4种玻璃掺量进行试验,分析其对沥青混合料体积参数和路用性能的影响规律以及二者之间的内在联系,在此基础上优选一组性能最佳的掺量比例铺筑试验段。结果表明:随着玻璃掺量增加,空隙率与矿料间隙率先减小后增大,沥青饱和度则相反;玻璃沥青混合料的长期性能、高温性能、低温性能、水稳定性以及抗滑性能也随着玻璃掺量的增加而有所下降,掺量在10%以内时各项指标基本满足规范要求,5%掺量时其动稳定度、马歇尔稳定度和残留稳定度略高于普通沥青混合料。实际应用表明,玻璃沥青路面具有优异的路用性能和出色的反光效果,可在路面工程中推广应用。     

玻璃纤维超薄罩面沥青混合料路用性能

为提高超薄罩面沥青混合料的路用性能,将预处理后的玻璃纤维掺入AC-10L、SMA-10以及SAC-10超薄沥青混合料中,通过马歇尔试验验证玻璃纤维掺入的可行性;开展不同沥青种类与不同级配的混合料高温车辙试验,评价玻璃纤维对超薄沥青混合料高温性能的改善效果;基于浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及疲劳加载试验,评价玻璃纤维对AC-10L超薄沥青混合料水稳定性及疲劳性能的提升效果。研究结果表明:掺入玻璃纤维后,不同级配的混合料马歇尔稳定度与流值均有一定提升,并可改善其物理性能,因此将玻璃纤维掺入超薄沥青混合料具有可行性;不同改性沥青种类的混合料高温性能均随玻璃纤维掺量的增加而增大,AC-10L、SMA-10、SAC-10超薄沥青混合料的动稳定度可提升15%左右,且玻璃纤维对细集料的影响更大;玻璃纤维掺量(质量分数,下同)为0.4%时,AC-10L沥青混合料的动稳定度较未掺时提升了23.8%;随着玻璃纤维掺量的增大,AC-10L超薄沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比以及疲劳寿命均呈先增后减趋势;与掺量为0%时相比,掺量为0.4%时,AC-10L沥青混合料的水稳定性提升8%左右,而疲劳寿命提升25%以上。     

布敦岩沥青混合料路用性能的试验研究

为评价布敦岩沥青对基质沥青混合料的改性效果,采用A-70沥青作为基质沥青,对不同掺量布敦岩沥青混合料的路用性能进行了试验研究.结果表明:布敦岩沥青混合料的马歇尔稳定度、劈裂抗拉强度和水稳定性明显优于基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料;其动稳定度远远高于基质沥青混合料,接近于SBS改性沥青混合料;布敦岩沥青能有效改善混合料的低温性能,但当布敦岩沥青掺量从20％增加到25％时,混合料的低温性能有所降低,因此工程应用中的布敦岩沥青掺量不宜超过25％.