消石灰提高集料与沥青粘附性的机理分析

文章分析了影响沥青与集料粘附性的因素,阐述添加消石灰使酸性石料表面形成一个碱性的表面电离层,以便与带酸性的沥青之间有强的结合,从而达到提高集料与沥青粘附性的目的.     

不同处治方法下酸性闪长岩沥青混合料长期水稳性能室内试验

为研究不同处治方法下酸性闪长岩沥青混合料的长期水稳定性,针对广西浦北至北流高速公路沿线酸性闪长岩集料,用水泥替代矿粉、消石灰水浸泡集料和抗剥落剂改性沥青等处治方法改善酸性闪长岩与沥青的粘附性.获得3种处治方法的最佳掺量和最佳油石比后,通过冻融劈裂试验和反复冻融烘劈裂试验,评价酸性闪长岩沥青混合料的短期和长期水稳定性.结果表明:3种处治方法的酸性闪长岩沥青混合料短期水稳定性良好;消石灰水浸泡集料和水泥替代矿粉处治方法的10次冻融烘劈裂强度比分别为91%,89%,长期水稳定性较好;抗剥落剂改性沥青处治方法受湿热老化的影响,10次冻融烘劈裂强度比仅为80%,长期水稳定性较差.     

不同温拌剂对沥青性能的影响分析

为了研究自行研制的HH-X型温拌剂对沥青性能的影响,以我国常用的针入度、软化点、延度、粘度、粘附性、老化性等作为评价指标,对添加乳化型温拌剂HH-X、DAT和有机添加剂Sasobit 3种温拌剂的SBS改性沥青和90#、70#基质沥青性能的变化进行对比分析.结果表明:HH-X型温拌剂和对比样乳化型温拌剂DAT对沥青的针入度、针入度指数、延度、软化点和粘度影响均较小,而有机添加剂Sasobit对沥青的上述物理指标影响较大;HH-X型和DAT温拌剂可以显著增加沥青与酸性粗集料的粘附性,有机添加剂Sasobit对沥青与粗集料的粘附性有一定的负面影响;HH-X温拌剂对沥青老化有一定的延缓作用,即温拌技术能有效缓和沥青的老化,说明HH-X温拌剂可以改善沥青的化学性能.     

材料特性对沥青-集料界面粘附性的影响

为了研究沥青-集料界面的粘附性能,详细分析了几种主要的影响因素,并着重研究了原材料表面能对沥青-集料界面粘附性的影响;借助表面能理论,通过测定沥青与集料的表面能参数,计算得到粘附功与表面能变化,将沥青与集料之间粘聚力的自愈性、抗开裂能力作为评价沥青-集料界面粘附性的指标,分析了无水和有水情况下沥青自身内聚力的变化,以及与沥青-集料系统粘附性的变化。试验结果表明:几种沥青-集料系统中,SBS改性沥青-石灰岩系统的界面粘附性最佳,克拉玛依基质沥青-角闪片麻岩最差;沥青和集料拥有较大的Lewis酸碱性力产生的粘附功和较小的范德华力产生的粘附功,有利于提高沥青-集料界面的粘附性能。     

新型胺类抗剥落剂抗高温性能研究

胺类抗剥落剂可以很好地提升沥青与酸性集料间的粘附性,但常因高温环境下失活,限制了其使用,为此研发了一种新型胺类抗剥落剂,研究了不同抗剥落剂掺量下沥青老化前后的各项路用性能。结果表明：该胺类抗剥落剂能有效提升沥青与酸性集料间粘附性,在经170℃高温老化后依然表现出良好的活性,能显著提高沥青混合料的水稳定性,并对混合料的高低温性能有一定的改善效果,最终确定最佳掺量为0.4%。     

基于表面自由能理论的温拌再生沥青-集料粘附特性

根据表面能理论,通过表面张力分析仪测试不同掺量新旧沥青和集料的表面自由能参数,分析温拌再生沥青表面自由能的变化规律以及温拌再生沥青-集料粘附特性。研究结果表明:再生沥青的表面自由能随旧沥青掺量增加而增大;温拌剂的添加改变了沥青的极性分量和Lewis酸碱作用力参数,改善了沥青的表面自由能,增强了沥青与石料的粘附能力;结合温拌条件下石灰岩、花岗岩2种石料粘附功之比以及水稳定性能试验结果,说明温拌剂的添加增强了沥青混合料粘附性能,从而改善再生沥青混合料的水稳定性能。     

基于沥青与集料界面粘附性的抗剥落剂的开发

为研究沥青与集料的粘附性，定量测定了沥青各组分与集料粘附性的大小。对沥青电性能、接触角、粘度与粘附性关系进行了探讨。研究了集料ξ电位、粒径对粘附性的影响。结果表明ξ电位值与粘附性有较好的相关关系，其值越大，粘附性越好；与大粒径集料不同，细集料粘附性似乎取决于表面积的大小，而与集料化学组成关系不大；从水煮处理花岗岩能提高粘附性现象出发，研制出抗剥落剂。该抗剥落剂处理集料表面能提高混合料水稳定性及高温稳定性，配制的改性沥青能极大提高沥青混合料高温性能。     

基于表面能理论的沥青-集料体系的粘附特性研究

基于表面自由能理论,采用接触角法测定2种沥青与4种集料的表面自由能参数,分别计算出各种沥青-集料体系的粘附功和剥落功,以表征沥青-集料体系的粘附性优劣;并采用冻融劈裂试验进行验证.结果表明:石灰岩集料与SK70改性沥青的粘附功最大,剥落功最小;花岗岩集料与SK基质沥青的粘附功最小,剥落功最大.此外,剥落功表征的沥青-集料体系的粘附性能与冻融劈裂试验表征的粘附性能基本一致;且沥青-集料体系的剥落功更能直观地定量评价沥青-集料体系的粘附性能.     

基于超声波的沥青--集料粘附性试验方法研究

对比试验了现有的沥青-集料粘附性,提出了运用超声波模拟动水压力作用下沥青从集料表面剥落的粘附性测试方法。从试验结果可以看出,这一试验方法可以较好地区分不同集料的粘附性能。集料的粘附性不仅与其岩性有关,还受到表面形态的影响。     

改善沥青混合料的水稳定性的措施

通过对沥青路面水损害影响因素的分析,从提高沥青与集料的粘附性,级配选优,改善路面结构三方面提出改善沥青混合料水稳定性的措施。     

掺加水泥对泡沫沥青混合料水稳定的影响

在水泥的不同掺量和不同添加顺序的条件下分别拌和泡沫沥青混合料,并进行劈裂强度试验,分析水泥的添加对其水稳定性的影响。通过试验发现一定掺量的水泥与集料先混合,再和泡沫沥青拌和而成的泡沫沥青混合料水稳定性能够得到显著提高。     

冷再生泡沫沥青混合料水稳定性研究分析

通过控制新集料掺加比例、泡沫沥青用量、水泥剂量、集料温度和抗剥落剂等,研究各因素对冷再生泡沫沥青混合料的路用性能和水稳定的影响,并揭示其微观机理.结果表明,旧料利用率、泡沫沥青用量、水泥剂量和抗剥落剂宜分别控制在50%～75%、 2.5%～3.0%、 1.0%～1.5%和0.5%左右.此外,适当提高集料温度,有助于提高泡沫沥青分散均匀性,从而提升冷再生泡沫沥青混合料的水稳定性.泡沫沥青用量和水泥剂量是冷再生泡沫沥青混合料水稳定的关键因素.尽量使泡沫沥青分散均匀,避免产生结团现象,是保证冷再生泡沫沥青混合料水稳定性的基础,进一步通过水泥补强作用,可获得良好的水稳定性.     

橡胶颗粒对沥青混合料马歇尔力学指标的影响

参考AC-13沥青混合料级配,将橡胶颗粒代替沥青混合料中部分细集料,以骨料的形式加入到沥青混合料中,通过室内马歇尔试验分析橡胶颗粒对沥青混合料马歇尔力学指标的影响研究表明:加入橡胶颗粒后沥青混合料的马歇尔稳定度将会降低,流值增加;采用小粒径的橡胶颗粒比采用大粒径的橡胶颗粒的沥青混合料的马歇尔稳定度提高,流值降低;采用石油沥青比采用SBS改性沥青的橡胶颗粒沥青混合料的马歇尔稳定度低。     

再生集料沥青混凝土界面损伤行为特征

水泥混凝土再生集料是建筑垃圾经分选、破碎、筛分工艺处理后的天然集料替代物，包含了水泥砂浆、原生集料、水泥砂浆与原生集料复合体。沥青混凝土内部界面损伤是沥青路面开裂的主要诱因，探究再生集料对沥青混凝土内部界面损伤的影响，有利于水泥混凝土再生集料在路面工程的推广。本文首先采用再生集料制备再生集料沥青混凝土(recycled aggregate asphalt concrete，RAAM)，将RAAM中内部界面分为水泥砂浆-沥青砂浆界面(cement mortar-asphalt mastic interface, CMI)和天然集料-沥青砂浆界面(natural aggregate-asphalt mastic interface, NAI)，通过电镜扫描试验和X线计算机体层成像(X-ray computed tomography, X-ray CT)试验获取了沥青混凝土内部界面的微细观特征，并采用半圆弯曲试验和有限元模型分析了RAAM的界面力学特征。试验结果表明，再生集料中的附着水泥砂浆具有多孔结构，增加再生集料用量会加剧沥青混凝土高温压缩过程中的内部界面损伤，水泥砂浆内部、水泥砂浆-沥青砂浆界面（CMI）的联结失效是内部界面损伤的主要诱因；有限元(finite element method, FEM)仿真结果表明，随着再生集料用量的增加，沥青混凝土的断裂耗散能降低，混凝土内部的界面主应力平均值增大。通过本研究分析，建议再生集料沥青混凝土使用前先对再生集料表面水泥砂浆进行物理或化学强化处理，研究结果为将来再生集料在道路工程中的应用提供参考。     

偶联剂改善沥青混凝土性能及油石界面试验研究

试验探讨了偶联剂作为油石界面改性剂对沥青混凝土性能改善的可能性.试验发现,偶联剂无论对酸性花岗岩石料还是中性玄武岩石料的沥青混凝土性能都具有明显的改善作用.添加偶联剂的沥青,对石料的黏附等级达到5级,而改性前的沥青与花岗岩和玄武岩的黏附等级仅为2级和3级;马歇尔稳定度比基质沥青混凝土提高10%～20%,马歇尔模数提高约6%,残留马歇尔稳定度提高18%～28%,3次冻融循环后的劈裂强度比相对于基质沥青混凝土提高25%～33%.红外光谱分析证实,偶联剂在花岗岩和玄武岩石料表面均形成一层偶联层.消耗石料表面残留水分、形成偶联化层和提高沥青在石料表面的润湿速度是硅烷偶联剂改善油石界面的根本原因.     

全深式乳化沥青冷再生混合料的性能研究

采用水泥和乳化沥青固化回收旧沥青路面材料（RAP）和稳定土,制备全深式冷再生基层材料。研究了乳化沥青掺量的变化对不同配比混合料的无侧限抗压强度和水稳定性的影响,并结合微观测试阐述了水泥和乳化沥青在冷再生混合料中的作用机理。结果表明,适量的乳化沥青掺量对混合料的性能提高有益,最佳乳化沥青掺量为3%。微观分析表明,水泥水化产物形成的空间网络结构与沥青乳液破乳后形成的沥青网络结构相互贯穿,不可分割,把冷再生混合料紧密地结合为一个半刚性的整体,使冷再生混合料强度得以形成和发展。     

在水泥混凝土路面加铺沥青混凝土

介绍了原水泥混凝土路面面板的破坏类型,阐述了加铺沥青混凝土层厚度的确定,探讨了加铺沥青混凝土前对病害水泥混凝土板的处理方法,提出了加铺沥青混凝土路面的具体步骤。     

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。     

间断密级配沥青混合料高温稳定性影响因素的试验分析

以间断密级配沥青混合料为研究对象,采用马歇尔和车辙试验相结合的方法,分析不同级配、沥青用量、碾压次数、实验温度及抗车辙剂掺量对其高温稳定性的影响.试验分析结果表明:在一定范围内适当增大集料中粗骨料及矿粉的用量,可以充分发挥间断级配中粗骨料的嵌挤作用;马歇尔试验的最佳沥青用量比车辙试验的最佳沥青用量高0.1%~0.3%;当路面温度达到65~70℃,间断密级配沥青混合料高温稳定性不能满足要求;抗车辙剂可以明显提高沥青混合料的动稳定度;在沥青用量不增加的条件下,抗车辙剂最佳用量为0.3%.