硅烷偶联剂对沥青与石料及水泥胶砂界面的作用

把硅烷偶联剂A的水溶液喷涂于石料及水泥胶砂表面,采用红外光谱分析、强度检验及黏附性实验等方法,研究了硅烷偶联剂对乳化沥青、普通沥青与石料及水泥胶砂界面的作用.研究结果表明,经过硅烷偶联剂A处理后的花岗岩、砂粉和水泥净浆粉末的红外图谱均存在明显的CH2吸收带,在表面形成了一层偶联层,此偶联层增强了它们和乳化沥青、普通沥青之间的黏接;将0.6%硅烷偶联剂A水溶液涂覆到水泥胶砂界面,再以乳化沥青和普通沥青连接试件,其28天抗折强度及28天抗拉强度可分别提高20%和60%;花岗岩石料浸泡硅烷偶联剂A水溶液后与乳化沥青的裹覆面积、与普通沥青的黏附级数均有提高.     

基于响应曲面法的SMA沥青混合料试验研究

在沥青混合料配合比设计中,通常采用控制变量法研究单个因素对于沥青混合料性能的影响.为了同时研究多个实验变量对试件的影响并得到最优配比,本文以玄武岩纤维长度、玄武岩纤维掺量、油石比为影响因素,将空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度、流值作为响应指标,利用响应曲面法对玄武岩纤维SMA沥青混合料配合比进行设计.得到玄武岩纤维长度为6mm、掺量为0.38%、油石比为6.56%时制备得到SMA沥青混合料性能最优.同时预测出此设计下马歇尔稳定度为10.49kN、流值30.86mm、空隙率4.0%、矿料间隙率17.77%、沥青饱和度77.44%,最终试验表明,实测值与预测值之间的误差不超过5.6%,表明了以响应曲面法在沥青混合料配合比优化设计中的适用性和可靠性.     

基于表面能的掺消石灰沥青黏附性分析

为分析消石灰对基质沥青与酸性石料黏附性的影响,以表面能理论为基础,分别在干燥和潮湿两种条件下,比较SK90~#、中海90~#、克炼90~#、SK70~#、中海70~#和现代70~#等6种基质沥青掺加消石灰前后与花岗岩的黏附功大小,并通过改进的水煮试验,对黏附功理论的试验结果进行进一步验证.研究结果表明:在掺入消石灰后,6种沥青的总表面能参数减小7.6%～10.3%,而表面能极性分量的数值和所占比例均增大;沥青与花岗岩的黏附功提升明显,抵抗水损害能力增强,且沥青和花岗岩的黏附功试验与水煮试验结果有着显著的关联性,由此量化了消石灰在改善基质沥青与酸性石料黏附性方面的效果.     

消石灰和水泥改性沥青混合料的路用性能

在沥青混合料中掺加消石灰、水泥能够有效提高沥青与集料之间的黏附性,改善沥青路面路用性能.以连续密级配沥青混合料AC-16型为例,采用冻融劈裂、浸水马歇尔、高温稳定性和低温抗裂性等试验,进行掺加不同剂量消石灰及水泥的路用性能研究.试验结果表明:掺加消石灰的沥青混合料对应的最佳油石比为4.6%,浸水残留稳定度提高9.6%,此时消石灰最佳掺量为1%;掺加水泥的沥青混合料对应的最佳油石比为4.8%,浸水残留稳定度提高7.1%,此时最佳掺量为2%;掺加消石灰和水泥都能显著提高沥青混合料的高、低温稳定性.     

微纳米砖混凝土垃圾改性沥青及其混合料路用性能研究

针对逐年提高的路面质量要求和大量的废旧沥青材料浪费的现象,提出将建筑垃圾中的砖、混凝土类细料部分进行碾压、研磨并加工成微纳米级别,并将其作为改性剂加入到基质沥青中,达到改善沥青并减少沥青用量的作用.采用针入度、延度、软化点、黏度和动态剪切流变等试验测试并验证改性沥青的高、低温性能;采用车辙试验、低温弯曲蠕变试验、冻融劈裂试验以及浸水马歇尔试验分别验证改性沥青混合料的高、低温性能和水稳定性.试验结果表明:改性沥青中,微纳米砖混凝土垃圾材料能够改善其高温性能,且在10%掺配比时效果最佳;混合料中,微纳米砖混凝土垃圾材料能显著提高其高温稳定性和水稳定性,其中动稳定度提高60.2%,残留稳定度与劈裂强度比分别提高13.8%和24%.由此可见,微纳米砖混凝土垃圾能够有效提高沥青及其混合料的路用性能.     

沥青填入式伸缩缝混合料组成设计及界面性能

沥青填入式伸缩缝铺装与桥面铺装的界面是整个伸缩缝结构的最薄弱部位,其界面性能与伸缩缝混合料特性有较大的关系,因此,研究伸缩缝混合料的组成设计很有必要.文中采用马歇尔试验法进行沥青填入式伸缩缝混合料的级配及油石比研究,并设计模拟伸缩缝结构的复合式小梁试件,分别采用直接拉伸试验及斜剪试验分析胶结料种类、混合料级配、温度、界面处理方式、加载速率等对界面拉伸及剪切性能的影响.结果表明:伸缩缝混合料的石料以单一粒径为宜,最佳油石比为25%;应选择细集料级配,界面保持干燥、无污染和一定的粗糙度,环境温度升高、车辆荷载速度减小较易诱发界面拉伸及剪切强度的降低.     

氯盐对纤维沥青混凝土马歇尔试验影响

融雪剂的大量使用使沥青路面过早的出现损坏,因此以AC-13型纤维沥青混凝土为研究对象,采用马歇尔试验研究其在清水和饱和氯化钠溶液中马歇尔试验指标的变化规律;并对木质素纤维、玄武岩纤维和聚酯纤维的改善效果进行研究。试验结果表明,在清水和饱和氯化钠溶液中,加入纤维后沥青混凝土的马歇尔稳定度增大,流值也增大;玄武岩纤维对沥青混凝土的增强增韧效果优于木质素纤维和聚酯纤维。饱和氯化钠溶液中沥青混凝土的马歇尔稳定度和流值均明显低于清水中,说明盐分的存在加剧了沥青混凝土的破坏,而掺加纤维能够明显提高沥青混凝土抵抗盐分侵蚀的能力。     

水泥浆/花岗岩的界面偶联机理初探

对比试验显示，花岗岩表面涂一层硅烷偶联剂溶液后，再浇水泥砂浆，能显著提高两者界面层的粘结强度．在此基础上结合硅烷偶联剂化学，初步探讨了偶联剂在水泥浆／花岗岩界面层形成化学键的机理及其检验问题，并说明用偶联剂大幅度改善新老混凝土修补界面层性能的可行性．     

隧道沥青路面磨耗层设计与室内实验性能

针对既有隧道路面抗滑能力不足、排水不良和沥青路面潜在的火灾风险,基于多孔混凝土设计理念在传统路面结构基础上进行磨耗层设计并验证其力学性能.根据当地气候条件、隧道湿度条件、隧道照明条件、车辆行为特征、表面构造深度和横向力系数调查分析提出了多孔沥青混合料设计目标,并确定了相应的配合比和最佳沥青用量.氧指数试验表明:相较于基质沥青改性后的阻燃沥青氧指数提高约30%.马歇尔试验(浸水马歇尔试验)、车辙试验和渗透性试验表明:多孔沥青混合料的动稳定度较控制组高约65%,残留稳定度较控制组高约14%;车辙深度较控制组低约37%;渗透性指标是控制组的4.3倍.间接拉伸动态模量试验表明:在低温状态下多孔沥青混合料动态模量与控制组之间的差值小于10%,高温状态下多孔沥青混合料较控制组高31%~50%.     

玄武岩纤维在沥青混合料中的作用机理

玄武岩纤维具有较高的强度和弹性模量,与沥青和集料有较好的亲和力,在混合料中分散性好。为分析其在沥青混合料中的作用机理,对玄武岩纤维沥青胶结料进行动态剪切流变（DSR）试验和表观粘度试验,并利用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果,采用动态蠕变试验及车辙试验研究纤维对混合料高温抗剪切性能的提高作用。试验结果表明：在SBS原沥青中加入玄武岩纤维后,纤维胶浆的抗车辙因子值得到显著提高,其表观粘度曲线随着玄武岩纤维掺量的增加呈上升趋势;玄武岩纤维沥青混合料的稳定度和浸水马歇尔稳定度值明显增大,且随着纤维掺量的增加而递增;玄武岩纤维的加入显著提高了动态蠕变试验沥青混合料的流变次数,其对混合料动稳定度有明显的增强作用。     

钢渣沥青混凝土耐久性室内试验研究

钢渣体积安定性不良且变异性大,当钢渣作为集料用于沥青混凝土时,存在体积稳定性不足和耐久性不明风险,长期服役过程中可产生体积膨胀甚至开裂,严重制约了其在道路建筑领域中的大规模应用。通过游离氧化钙含量、浸水膨胀率及集料压蒸试验检测了不同产地钢渣的体积稳定性,提出了钢渣集料体积安定性快速评价方法与控制指标。利用马歇尔试件和圆形切片试件的长期高温浸水试验分析了钢渣沥青混合料的体积稳定性能,并采用长期浸水后间接拉伸强度、回弹模量、疲劳寿命及车辙永久变形综合评价钢渣沥青混凝土力学性能的耐久性。结果表明：钢渣集料压蒸试验条件较为苛刻,可快速检测体积安定性,其胀裂粉化率宜不大于5%。在长期高温浸水条件下,沥青膜无法阻止水分侵入到钢渣集料内部,导致其沥青混凝土产生体积膨胀和性能衰减。钢渣沥青混凝土圆形切片试件能很好地反映出鼓包、裂纹的产生与演化过程。通过玄武岩沥青混凝土作为基准进行对比分析,提出了基于力学性能的钢渣沥青混凝土耐久性控制基准。     

就地热再生技术在公路养护中的应用研究

通过对沥青路面材料(RAP)样品添加再生剂和掺加新拌AC-13沥青混凝土的方法进行就地热再生,并参照现行规范确定工程设计级配范围,进行再生剂剂量设计、矿料配合比设计,在再生混合料马歇尔相关试验的基础上得到沥青用量,经过配合比设计检验。得出添加再生剂掺量为3%以及占总料比例为10%新拌AC-13沥青混凝土不仅能满足热再生性能要求而且能满足所设计的再生沥青混合料各项技术指标满足规范的要求。     

玄武岩纤维与高模量外掺剂复合增强沥青混合料性能

为优化玄武岩纤维高模量沥青混合料的配比,改善其路用性能,采用响应曲面法对玄武岩纤维高模量沥青混合料的配合比进行优化设计,利用马歇尔试验、浸水汉堡车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验对优化后的玄武岩纤维高模量沥青混合料性能进行分析,并通过扫描电镜（SEM）对沥青混合料破坏断面的微观形貌进行试验观测,尝试揭示玄武岩纤维与高模量外掺剂的复合增强机理。研究表明：利用响应曲面法得到玄武岩纤维高模量沥青混合料的最佳配比为0.44%高模量剂、0.45%玄武岩纤维和最佳油石比为4.98%;在最佳配比状态下进行路用性能试验得知混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性均有较大提升;利用扫描电镜观察到玄武岩纤维在高模量剂作用下能起到较好的加筋及分散应力的作用,且最佳配合比状态下的玄武岩纤维在高模量沥青混合料中分布较为均匀。     

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。     

高温湿热地区沥青混合料抗水损害性能评价

通过室内试验,分析了沥青混合料高温浸水和级配离析对沥青混合料抗拉强度的影响．针对残留马歇尔稳定度指标及冻融劈裂残留强度试验的不足,提出以浸水四点弯曲试验来评价高温湿热地区沥青混合料抗水损害性能,着重探讨了不同离析程度（不同空隙率水平）对沥青混合料劈裂强度、四点弯曲强度的影响．研究结果表明,随着沥青混合料离析程度的增加,空隙率向2个极端发展,严重粗集料离析和严重细集料离析时混合料的空隙率相差10％左右;粗集料离析对劈裂强度和弯曲强度的影响大于细集料离析的影响;为了保证沥青混合料的抗水损害性能,应严格控制空隙率在4．5％～10％范围之外．采用高温浸水四点弯曲强度比作为沥青混合料水稳定性评价指标更为合理．     

矿物纤维对SMA混合料性能影响的试验研究

通过在SMA-13混合料中加入掺量分别为0.35%、0.40%、0.45%、0.50%、0.55%的矿物纤维,研究矿物纤维对SMA-13混合料路用性能的影响,并寻求最佳纤维掺量.试验结果表明,矿物纤维对SMA-13混合料的马歇尔稳定性、水稳定性和高温稳定性均有明显的改善作用;随着矿物纤维掺量的增加,SMA-13混合料的最佳油石比、马歇尔稳定度、浸水残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比和动稳定度均呈先增大后减小的趋势.综合考虑矿物纤维掺量对SMA-13混合料各项路用性能的影响,建议最佳掺量取0.45%.     

基于RSM的炭黑硅烷偶联剂复合改性沥青路用性能研究

炭黑对于沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性有很好的改性效果,但对于其水稳定性改性效果不明显,而硅烷偶联剂可以用于提升路面的抗水损能力,所以本文提出将炭黑和硅烷偶联剂同时加入沥青混合料中,研究复合改性沥青的路用性能。采用响应曲面法设计试验、进行试验然后分析结果,得到合成炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳改性条件,并通过车辙试验、真空饱水马歇尔试验及小梁低温弯曲试验来研究炭黑/硅烷偶联剂复合沥青混合料的路用性能。借助响应曲面法,得出了制备炭黑/硅烷偶联剂复合改性沥青的最佳炭黑、硅烷偶联剂的用量及剪切时间;通过车辙试验、马歇尔实验及低温小梁弯曲试验得出炭黑/硅烷偶联剂复合改性剂可有效地提升沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性;其中硅烷偶联剂主要提高了其水稳定性和高温稳定性,而炭黑主要是提高了沥青混合料的低温抗裂性能和高温稳定性。     

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%.