基于不同工况路用降温涂层的耐久性能

为确定不同工况条件下路用降温涂层的耐久性能,制备了两种路用降温涂层,全面评价了路用降温涂层的降温性能,借助耐水性、耐温变、耐化学腐蚀及耐磨耗等性能试验,研究了单一工况下路用降温涂层的耐久性能.在此基础上,模拟道路使用环境和行车荷载,研究了复合工况下路用降温涂层的耐压、耐轮碾及耐磨耗等性能.结果表明:路用降温涂层降温效果最高可达9℃以上;单一工况条件下,路用降温涂层耐水性能、耐温变性能、耐化学腐蚀性能及耐磨耗性能均能满足规范要求;复合工况条件下,路用降温涂层的耐压及耐轮碾系数均在90%以上,磨耗损失量小于0. 2 g,具有良好的复合耐久性能,能够满足道路应用需要.     

道路用涂料耐久性评价指标与方法

针对缺乏完备的路用涂层耐久性评价指标体系问题,全面调查和梳理了现有涂层标准及规范中对于耐久性相关评价要求。深入分析当前涂层耐久性评价中存在问题,选择环境和行车作为主要影响因素,明确单一指标组成及分类,通过不同单一因素的合理组合及匹配性分析,确定复合工况下的路用涂层耐久性综合评价指标;结合中国现有涂料性能的评价指标和方法,提出路用涂层材料单一及复合工况条件下的耐久性评价试验方法,并基于涂料的性能参数和试验结果确定路用涂层的耐久性评价指标限值及相应的评价使用范围;建立系统和完备的道路用涂层材料的耐久性评价指标体系和方法,并采用提出的耐久性评价指标对道路用涂层材料实际应用过程中的耐久性能进行全面评价和研究。结果表明:该路用涂层耐久性评价体系指标与路用涂层材料的实际应用环境具有良好的匹配性,可针对路用涂层在复杂应用环境中的耐久性进行室内模拟和全面评价,为路用涂层的耐久性评价提供了合理的试验方法;采用相关评价指标和方法获得的耐久性评价结果与实体工程应用效果基本一致,该耐久性评价指标及方法具有良好的理论基础,能够为现有路用涂层耐久性评价提供依据。     

复配型水性环氧乳化沥青微表处耐久性

为解决沥青路面微表处早期病害多发问题,使用水性环氧树脂(waterborne epoxy resin,WER)配合丁苯橡胶(styrene butadiene rubber,SBR)对乳化沥青进行复合改性,制备复合改性水性环氧乳化沥青微表处,通过三大指标及黏附性能验证沥青改性效果。以混合料的水稳定性、耐磨耗性及抗滑性作为评价标准,分别采用长期浸水湿轮磨耗试验、多次冻融循环湿轮磨耗试验和四轮加速磨耗试验,对不同水性环氧树脂掺量下的微表处混合料的耐久性进行评价,同时与不掺加水性环氧树脂的SBR改性乳化沥青微表处进行对比。研究结果表明:在复合改性作用下,乳化沥青的高低温性能及黏附性能均得到较大提升,微表处混合料相较普通的SBR改性乳化沥青微表处表现出更为优异的耐久性能,其湿轮磨耗值(wet track abrasion test,WTAT)在长时间浸水与多次冻融循环的条件下不会出现大幅度增长,具有较好的水稳定性能;在15 000次加速磨耗过程中的耐磨耗性能可以维持在较高的水平,且抗滑性能衰减速率较SBR微表处有所下降;水性环氧树脂掺量(质量分数,下同)逐渐增加至8%的过程中,微表处的耐久性可以持续提升,即各项性能在试验过程中的衰减速率逐渐放缓,在超过8%的掺量之后,对微表处的耐久性提升不再明显,所以建议较为经济的水性环氧树脂掺量不宜超过8%。     

彩色防滑路面材料组成对其路用性能的影响

为确定材料组成对彩色防滑路面材料性能的影响,综合考虑防滑粒料粒径、级配及胶黏剂用量,制备了3种彩色防滑路面材料。通过高温车辙试验、表面构造深度和抗滑摆值试验,对比分析了3种彩色防滑路面材料的高温性能和抗滑性能;利用湿轮磨耗仪、四轮磨耗仪进行了不同条件下的磨耗试验及加速加载试验,系统研究了3种彩色防滑路面材料的耐久性能,进而确定了彩色防滑路面的最佳材料组成。研究结果表明:3种彩色防滑路面材料均具有良好的路用性能,当4.75～2.36 mm集料用量为100%、胶黏剂撒布量为2.5 kg/m~2时,彩色防滑路面材料的动稳定度最高,为8 077次/mm,抗滑摆值最大,为82,表明该彩色防滑路面材料的高温、抗滑性能最优;3种彩色防滑路面材料均具有良好的耐久性能,当4.75～2.36 mm集料用量为100%、胶黏剂撒布量为2.5 kg/m~2时,彩色防滑路面材料1 h浸水条件下的磨耗值为70 g/m~2,高温条件下的磨耗值为64.7 g/m~2,紫外老化条件下的磨耗值为105.88 g/m~2,10%HCL溶液腐蚀条件下的磨耗值为64.7 g/m~2;在加速加载5万次磨耗后,该彩色防滑路面材料磨耗质量损失为43.3 g,磨耗值及质量损失均小于其他材料组成,且满足相关规范要求,表明该种材料组成的彩色防滑路面材料的耐久性能最优。     

彩色反射式沥青路面涂层的路用性能

为提高沥青路面的高温稳定性,缓解城市热岛效应,研发了一种彩色反射式沥青路面涂层.首先确定了涂层各原材料用量及制备工艺,然后试验分析了不同颜色涂层的降温效果,最后测试了涂层对路面表面功能的影响,并提出改善措施.结果表明:当反射填料TiO_2与成膜基料的体积比为2.8%时,降温效果最优;从经济和降温效果的角度考虑,推荐红色、绿色以及黄色的填料与成膜基料的体积比分别为2.7%,2.6%和3.2%;为改善涂层的抗滑和耐磨耗性能,可在涂层中部铺撒撒布量为0.48~0.50 kg·m~(-2)的机制砂,并在涂料中加入其质量30%的轻质碳酸钙.     

Sasobit再生沥青混合料的设计与性能

为了对温拌再生沥青混合料(WMRA)的路用性能进行评估,设计了回收沥青路面材料(RAP)掺配率分别为10%、30%、50%的WMRA和热拌再生沥青混合料(HMRA),构建了WMRA的最佳拌和温度、击实成型温度与新集料加热温度的确定方法,并按照规定的温度制作Marshall试件,通过进行Marshall试验、车辙试验、低温弯曲试验、残留稳定度试验和冻融劈裂试验,评估了HMRA和WMRA的Marshall指标和路用性能。研究结果表明:当RAP掺配比例较小时,WMRA和HMRA的空隙率非常接近,得出Sasobit的降温幅度在15℃左右;随着RAP比例的提高,WMRA和HMRA的新集料加热温度逐渐提高,沥青老化程度增加,进而导致混合料性能发生变化,致使空隙率(VV)和动稳定度(DS)增大,低温弯曲应变降低;Sasobit温拌剂的掺入,能降低新集料的加热温度,减弱沥青老化,进而降低混合料VV,使低温性能有所提升,同时Sasobit材料本身又能提高沥青低温粘度,进而提高了混合料的高温性能;通过路用性能试验,所有WMRA的高温性能和水稳定性均满足中国规范要求,部分混合料的低温性能稍低于规范要求。     

粉煤灰对混凝土耐久性的影响

本文通过室内试验,分析评价了不同掺量的粉煤灰对混凝土抗冻性、抗渗性及抗碳化性能等路用性能的影响。结果表明,在一定掺量下粉煤灰能够明显提高混凝土的耐久性。     

不同纤维沥青混合料性能研究

选用玄武岩纤维、木质素纤维以及聚酯纤维对AC-13C、SMA-13沥青混合料展开研究.通过对三种纤维沥青混合料相关性能研究,确定路用性能改善效果最优的纤维及纤维的最佳掺量;通过对不同纤维AC-13C、SMA-13混合料进行矿料级配设计及马歇尔试验,确定不同纤维掺量时混合料的最佳油石比及最佳纤维掺量;通过对不同纤维在最佳掺量时AC-13C、SMA-13混合料进行高温抗车辙、低温抗开裂以及抗水毁等路用性能试验得出,AC-13C沥青混合料玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维最佳掺量分别为0.4%、0.4%、0.3%,SMA-13沥青混合料玄武岩纤维、木质素纤维、聚酯纤维最佳掺量分别为0.5%、0.4%、0.4%,三种纤维在最佳掺量时均能改善AC-13C、SMA-13沥青混合料的路用性能,其中玄武岩纤维改善效果最优.     

改性粉煤灰对超细颗粒PM2.5的吸附研究

本文以高岭土和改性粉煤灰为原料,制备了一种多孔莫来石陶瓷基体,把莫来石陶瓷基体作为汽车尾气过滤器中的吸附载体,研究莫来石陶瓷基体对汽车尾气超细颗粒物PM2.5烟尘的吸附特性和去除效果.实验结果表明莫来石陶瓷基体吸附材料对汽车尾气排放的PM2.5有明显的吸附性能.     

改性粉煤灰对超细颗粒PM_(2.5)的吸附研究

本文以高岭土和改性粉煤灰为原料,制备了一种多孔莫来石陶瓷基体,把莫来石陶瓷基体作为汽车尾气过滤器中的吸附载体,研究莫来石陶瓷基体对汽车尾气超细颗粒物PM2.5烟尘的吸附特性和去除效果。实验结果表明莫来石陶瓷基体吸附材料对汽车尾气排放的PM2.5有明显的吸附性能。     

沥青路面混合料热再生试验结果及分析

在分析旧沥青路面材料应用的基础上，对长吉高速公路路面旧料进行了试验，检验了旧料中的沥青指标：针入度严重衰减，仅为39（0．1mm），软化点和延度也有很大变化，不能达到90号沥青标准。对旧路面材料中的碎石进行了磨耗值试验，试验结果满足规范要求。调整了旧料中的骨料级配，对AC－16、AC－20掺加不同含量旧路面材料沥青混合料，进行马歇尔试验、劈裂试验和车辙等路用性能试验，试验结果表明，掺加一定数量旧料的沥青混合料能够满足性能要求，尤其高温性能有很大提高，可以在高速公路养护维修中进行使用。     

公路隧道反光沥青路面

为了提高隧道沥青路面亮度,利用玻璃珠的回复反光特性,在开级配沥青磨耗层(OGFC)中掺加高强度玻璃珠;分析了不同掺加比例及不同粒径玻璃珠的5种组合方案对OGFC混合料路用性能的影响,并给出了最佳的掺加方案.结果表明:在OGFC中掺入玻璃珠会使马歇尔稳定度略有下降,沥青混合料的抗车辙能力、抗滑、降噪和反光性能与玻璃珠在沥青混合料表面的覆盖率有关;在OGFC-13混合料面层中掺加10%～15%、粒径为2～3 mm的玻璃珠可以满足路用性能各项技术指标的要求.     

超微表处配比设计及功能特性

在两类离子乳化沥青中加入6种添加剂和8种填料,确定两者最佳质量分数,对超微表处材料进行性能优化设计;为进一步研究超微表处材料的路用性能,对其抗滑性、融雪性、降噪性和耐磨耗性进行试验,利用软化系数评价其耐水性.结果表明:当悬浮剂、增稠剂、增韧剂、成膜剂、润湿剂及SBS胶乳掺量分别为5.0%, 2.0%, 20.0%, 15.0%, 0.6%和15.0%时,乳液性能最优;加铺超微表处材料的路面构造深度减小,摩擦系数明显增大,且在0℃饱水100.0 h后融雪盐持续均匀析出;加铺超微表处混合料路面的噪音值较原路面减小了2.4～2.8 dB;湿轮磨耗值和加载磨耗值明显减小,显著提高了路面的抗滑性、融雪性、降噪性和耐磨耗性;对比原路面,加铺超微表处路面饱水100.0 h的软化系数可达86.3%,具有优异的耐水性.     

新型环氧树脂复合相变材料对沥青混合料调温性能影响

为解决相变材料用于沥青混合料热稳定性与力学性能不足的问题,采用环氧树脂与十五烷定形封装相变材料制备新型环氧树脂复合相变材料,并采用等体积替换法将其用于沥青混合料中。采用差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TG)与导热系数仪进行环氧树脂复合相变材料相变与热物特性测试分析;通过相变沥青混合料温度调控试验分析其调温性能与效果,并对相变沥青混合料路用性能进行验证。研究结果表明：环氧树脂复合相变材料相变焓值可达60 J/g以上,在180℃以内几乎不发生热损失,储热密度高、热稳定性良好;相变区间内表观比热容显著增大,升、降温过程中最大值分别为10.9和6.7 J/(g·℃);相变材料掺量(质量分数)越大温度调控效果越好;调温性能与混合料位置相关,相变沥青混合料最大调温温差和最大温度变化速率降低值随深度增大而增大;各掺量下相变沥青混合料均具有显著的调温效果,掺量小于4%时相变沥青混合料均可满足路用性能要求。     

DXG-1抗车辙剂沥青混合料路用性能研究

车辙的出现会严重影响行车安全,同时会缩减沥青路面的使用年限,增加后期的养护成本.改善沥青路面高温抗车辙能力以减缓车辙病害的形成是交通行业研究的重要方向.通过室内试验开展新型抗车辙DXG-1沥青路面路用性能研究,确定DXG-1的最佳掺量,同时进行SBS改性与掺DXG-1两种沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害及抗滑能力等性能对比分析.研究表明:普通混合料高温稳定性逐渐增强;SBS改性混合料低温抗开裂及抗滑能力优于掺抗车辙剂的普通混合料;当DXG-1掺量为0.4%时,普通混合料与SBS改性混合料抗水损害能力相当.     

基于加速磨耗试验的钢渣-橡胶沥青混合料抗滑性能研究

为研究钢渣-橡胶沥青混合料的抗滑性能,通过钢渣替换不同比例粗集料的形式,设计控制试验变量,制备AC-13钢渣-橡胶沥青混合料(AC-13 Steel Slag-Rubber Asphalt Mixture,ASSAM),采用室内加速磨耗试验,研究了不同粗集料分维值的级配和不同钢渣掺量对ASSAM抗滑性能的影响;采用抗滑衰减率研究ASSAM的抗滑性能衰减程度;采用指数模型研究了ASSAM的抗滑衰变规律;基于抗滑性能研究结果推荐了ASSAM最佳钢渣掺量。结果表明：ASSAM短期抗滑性能和长期抗滑性能良好;减小级配粗集料分维值或增加钢渣掺量对其抗滑性能均有较好的提升作用,但减小级配粗集料分维值的作用更加显著;ASSAM的抗滑性能随钢渣掺量的增加而提高,结合其路用性能和体积安定性,推荐40%作为最佳的钢渣掺量。     

水泥橡胶综合改性沥青混合料性能分析

为了减轻沥青路面的早期破坏,延长路面使用寿命,在高温多雨地区铺筑出具有优良使用性能的沥青路面,对比研究将水泥和橡胶粉同时作为改性剂对沥青性能的作用效果,并通过针入度、延度、软化点、黏附性试验确定合适的水泥掺量。通过马歇尔试验、车辙试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对沥青混合料的路用性能进行相关研究,并与基质沥青混合料的相关性能进行了系统对比评价。试验结果表明,掺入水泥和橡胶粉后提高了混合料的高温稳定性能和抗水损害性能。当水泥掺量为1.5%、橡胶粉掺量为20%时,高温稳定性和抗水损害性能最佳。     

沥青混合料中掺加定量抗车辙剂后的路用性能

为了更好地解决沥青路面特有的车辙损坏这一难题,通过对特定抗车辙剂在沥青混合料中掺加后的路用性能进行了室内试验。结果表明:在油石比确定的情况下,改性沥青混合料的高温稳定性在一定范围内与抗车辙剂掺量正相关,而对于水稳定性和低温抗裂性能则无可确定的单一相关趋势,但在油石比为4. 9%情况下,对AC-13C型沥青混合料掺入0. 4%的抗车辙剂可有效提高改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能。研究为沥青路面车辙损坏的预防提供一种新的配比方案,充分考虑实际工程情况和经济原则后确定抗车辙剂的最优掺量。     

纳米TiO_2颗粒对SCC性能影响试验研究

纳米TiO_2颗粒具有光催化、降解等功能,达到清洁净化空气、降解汽车尾气等功效.将纳米TiO_2作为一种超细粉末,加入SCC中,通过试验研究掺加不同数量的纳米TiO_2颗粒后,SCC自身必须具备的各项性能发展变化程度.随着纳米TiO_2颗粒掺入量增加,新拌SCC流动性大致呈降低趋势,掺量在3%～21%时基本维持在600 mm以上,超过21%以后下降很明显,影响新拌SCC的和易性性能.14 d时,纳米TiO_2最佳掺入量在9.0%;28 d时,在掺量为7.5%～14.7%时,立方体抗压强度不低于36 MPa,掺量为12%时达峰值36.89 MPa.综合SCC的性能指标变化,纳米TiO_2颗粒的合理掺入量在7.5%～14.7%时性能良好.     

沥青类别对沥青混凝土疲劳耐久性能影响的试验研究

在马歇尔试验的基础上,确定了不同沥青含量条件下AC-l3I的最佳沥青含量,通过对沥青混凝土的疲劳耐久性试验及各项路用指标的车辙试验,结果表明,采用SBS改性沥青的混合料具有良好的路用性能,经济效益和社会效益良好。