纤维沥青胶浆流变特性对混合料路用性能的影响

纤维沥青混凝土在公路建设中得到越来越广泛的应用,为分析纤维沥青混合料的高低温性能,本文对纤维沥青胶浆的流变特性进行了研究,并通过室内试验,分析了纤维沥青胶浆流变特性对沥青混合料高温和低温性能的影响。建立了纤维沥青胶浆流变特性与混合料路用性能之间的联系,为研究纤维混合料的各项性能提供了新的思路。     

聚酯纤维沥青胶浆及混合料路用性能

 为研究聚酯纤维沥青混合料的性能,引入木质素纤维作对比,对两种纤维的技术指标进行测试;通过动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验、车辙试验、低温弯曲小梁试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验分别对无纤维和掺加聚酯纤维、木质素纤维的沥青胶浆和沥青混合料性能进行试验研究,并分析其改善机制。结果表明,掺加纤维能显著地改善沥青混合料的路用性能,聚酯纤维沥青混合料比木质素纤维混合料具有更优良的路用性能。     

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.     

纤维增强沥青混合料性能的作用机理分析

根据纤维对沥青混合料的增强作用，运用结构层次理论、复合材料理论、断裂力学观点以及界面理论等几种不同理论分析方法分析纤维对沥青混合料的增强作用机理，以便为沥青路面的设计提供理论依据。     

纤维沥青混合料增强作用机理分析

纤维复合材料是常用的工程材料之一,而在沥青混合料中添加纤维已取得了成功的经验。通过对普通沥青混合料的组成结构和强度作用特性的分析,表明要改善沥青混合料的性能可通过添加纤维来改善沥青的性能入手,并讨论了纤维增强沥青混合料作用机理的有关理论与观点,分析了纤维沥青混合料同其它纤维复合材料性能特性存在差异的原因及纤维增强效果,分析了纤维沥青混合料的增强机理。     

纤维沥青混合料路用性能

纤维沥青混合料以其优良的技术性能与合理的经济性,受到人们的普遍关注,但目前对其性能研究尚缺乏系统性。从不同纤维的微观特性出发,通过不同级配纤维沥青混合料的车辙试验、低温弯曲和弯曲蠕变试验、小梁疲劳试验和混合料耐水害性能试验,分析了纤维和级配类型对沥青混合料路用性能的影响,并从复合材料角度对纤维的加强和改善作用机理进行了分析。     

玄武岩纤维对超薄层SMA-10路用性能的影响分析

以纤维材料为研究变量,以超薄层SMA-10为研究对象,对沥青混合料高、低温性,抗滑性及水稳性能的研究分析,得出超薄层SMA-10对纤维稳定材料有一定选择性,玄武岩纤维材料优势明显高于木质素纤维.其中玄武岩纤维11μm～6 mm的DS高出木质素纤维21.3%,抗弯拉强度和弯拉应变是木质素纤维的1.2～1.3倍;抗滑性能玄武岩纤维11μm～6 mm最优,而水稳定性方面11μm～6 mm和17μm～6 mm相差不大.综合说明玄武岩纤维11μm～6 mm在超薄层中表现出的路用性能效果最佳.     

沥青胶浆对沥青混合料高低温性能的影响

在沥青混合料设计中，对沥青胶浆在沥青混合料中的作用认识模糊，并且对沥青胶浆的作用重视不够。按照胶浆理论，将沥青胶浆作为沥青混合料构成中的重要部分，研究了粉胶比变化、纤维对沥青混合料高、低温性能的影响。研究表明，沥青混合料的性能不仅受沥青用量和填料量的影响，更重要的是受填料与沥青相对比例的影响；在沥青混合料设计时应注意结合工程实际作出相应的设计和控制；减少粉胶比，并加入适量纤维，可显著改善沥青混合料的低温柔性的低温松弛能力，同时也使沥青混合料的高温性能得到较大的提高。     

基于玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

现阶段随着交通量及重轴载车辆的日益增加,我国沥青路面的使用寿命逐渐缩短.因此,改善道路的路用性能和使用周期是我们道路工作者研究的重点.玄武岩纤维与常规纤维相比具有韧性好、强度高、密度大、物理化学性质稳定、与沥青混合料具有很好的相容性等优点.通过对掺入0.3%玄武岩纤维的沥青混合料路用性能研究,得出玄武岩纤维的掺入对沥青混合料的高温稳定性、抗水毁性能、低温开裂等性能得到了改善;掺入玄武岩纤维的沥青混合料动稳定度提高1.30倍,残留稳定度提高了1.05倍,冻融劈裂强度比提高了1.05倍.     

级配类型对纤维沥青混合料路用性能的影响

通过对不同级配类型、相同纤维掺量的沥青混合料进行车辙试验、残留稳定度试验和冻融劈裂试验,分析了级配类型对纤维沥青混合料路用性能的影响。结果表明,纤维可明显改善沥青混合料的高温性能和水稳定性能;不同级配类型对纤维混合料各项性能的改善有着显著的影响,SMA-13型纤维混合料改善效果最为明显,密级配AC型混合料随着公称最大粒径的增大,改善效果会逐步减弱;建议在纤维混合料配合比设计中,进行级配优化设计,以提高其路用性能。     

基于PG的复合改性沥青混合料性能的试验研究

沥青混合料的低温性能是寒区沥青路面低温开裂的主要影响因素,现有的改性沥青低温性能不能满足寒区沥青路面PG技术规范的要求。在黑龙江省常用道路沥青性能与复合改性沥青性能的PG评价结果基础上,对不满足PG_(m~n)低温性能标准的黑龙江省道路沥青进行了进一步的复合改性,对相应的复合改性沥青混合料性能进行了PG评价,研究目标是研发适合PG_(m~n)技术标准的黑龙江省道路沥青。研究内容包括:复合改性剂与复合改性沥青混合料的组成设计,复合改性沥青混合料高低温性能评价等。研究结果表明,以PG技术指标为标准的复合改性沥青混合料的高温车辙与低温开裂性能均有较明显的提高,基本满足PG_(m~n)技术标准的要求。研究结果对改善黑龙江省沥青路面的低温性能具有一定的理论与实用价值。     

沥青混合料自愈合技术研究进展

由于车辆荷载和各种环境因素的影响,沥青路面不可避免地产生老化、硬化、疲劳破坏等现象,从而导致路面使用性能降低。因此,沥青混合料自愈合智能型路面受到国内外学者的广泛关注。本文基于国内外文献研究,系统梳理了沥青混合料自愈合行为理论,即表面分子扩散理论、表面能理论和毛细管流动理论的基本原理,深入分析了影响沥青混合料自愈合行为的内在因素与外在因素,归纳整理了沥青混合料自愈合行为的增强技术,指出现有研究的不足并展望今后在沥青混合料自愈合技术领域未来的发展方向,为高抗疲劳道路沥青混合料的研制奠定了基础。     

纤维沥青混合料的低温抗裂性能

从不同纤维的微观特性和纤维沥青胶浆的沉锤试验出发，通过3种级配的纤维沥青混合料低温弯曲蠕变试验，分析了纤维和级配对沥青混合料低温抗裂性能的影响，并从复合材料角度对纤维的加强和改善作用机理进行了剖析。结果表明，纤维的加入可明显提高沥青混合料的低温抗裂性能，其中聚酯纤维的作用效果最为显著。     

岩沥青与玄武岩纤维复合改性沥青混合料性能研究

岩沥青改性沥青具有较好的抗车辙能力、抗水损坏能力和抗疲劳能力,但低温抗裂性能较差,以玄武岩纤维和聚酯纤维作为岩沥青的增强材料,采用车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和三轴剪切试验分别对比了岩沥青和纤维复合改性沥青混合料、基质沥青混合料以及SBS(styrene butadiene styrene)改性沥青混合料的高、低温性,水稳定性能,力学性能。试验结果表明,青川岩沥青与纤维复配的复合改性沥青混合料具有优良的路用性能,纤维的加筋作用能够有效改善岩沥青改性沥青的低温抗裂性能,且玄武岩纤维的改性效果优于聚酯纤维,推荐最佳的复配方案为6%青川岩沥青+0.30%玄武岩纤维。     

彩色沥青混合料的设计及路用性能的影响因素

为了分析胶结料、颜料对彩色沥青混合料路用性能的影响,基于4组分(基础油、树脂、脱色剂、改性剂)的原材料,掺入不同颜色(红色、黄色、绿色、蓝色)的无机颜料,制备出4种彩色胶结料Cb-a、Cb-b、Cb-c、Cb-d,提出料粉比概念,设计出4种彩色沥青混合料CAM-A、CAM-B、CAM-C、CAM-D.通过车辙试验、弯曲蠕变试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分别对4种彩色沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行评价.试验表明:4种颜色下的彩色沥青混合料性能指标均满足技术要求.颜料的加入对彩色沥青混合料的高温性能、水稳定性有提高作用,对低温性能提升幅度不明显,可通过改善胶结料的软化点、延度、黏度等指标,合理选择颜料的系列及其粒径大小来提高彩色沥青混合料的路用性能.     

不同拌和方法的沥青混合料路用性能对比

为了研究两阶段拌和对沥青混合料的影响,采用试验评价与细观图像处理技术,对常规拌和与两阶段拌和的沥青混合料路用性能及细观结构进行分析。研究内容包括：两阶段拌和的最佳沥青掺配比确定、常规拌和与两阶段拌和的沥青混合料力学性能对比、不同拌和方法的试件断面细观结构分析。研究结果表明,两阶段拌和对大粒径和大空隙的沥青混合料力学性能提升明显,水稳性和耐高温性有明显提高。研究成果对两阶段拌和的沥青混合料应用具有一定的参考价值。     

新禾岩沥青混合料配合比设计研究

根据公路技术规范的要求对新禾沥青混合料配合比设计中所使用沥青、集料等原材进行试验,按照所选定矿料级配进行新禾岩沥青混合料的马歇尔试验,选定最佳沥青用量,并进行路用性能验证。     

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。     

钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料水稳定性研究

为了实现钢渣粉在沥青路面中的可持续利用,同时结合河南省冬季冰雪天气下路面的除冰情况,本文研究掺有聚酯纤维与钢渣粉沥青混合料的水稳定性。制备4种聚酯纤维掺量(0%、0.3%、0.4%、0.5%)AC-13沥青混合料开展复盐(掺量配比为NaCl：CaCl2：CH2COONa=1：1：2)冻融循环劈裂试验,结果表明聚酯纤维掺量为0.4%时,沥青混合料水稳定最好;在最佳纤维掺量下制备5种替代率(0%、25%、50%、75%、100%)钢渣粉沥青混合料,采用冻融劈裂抗拉强度比(TSR)确定最佳钢渣粉替代率为75%,混合料水稳定性最佳;通过冻融腐蚀因子K评价沥青混合料的抗侵蚀性能,结果表明：聚酯纤维/钢渣粉沥青混合料的抗侵蚀性能最强,聚酯纤维沥青混合料次之,普通石灰岩沥青混合料最弱。通过电镜扫描(SEM)、X射线衍射(XRD)技术探索钢渣粉/聚酯纤维沥青混合料界面粘附作用的改性机理。微观分析表明：掺量为0.4%的聚酯纤维形成的纤维网状结构以及沥青、钢渣粉(75%的替代率)和矿粉三者存在界面能量作用可以很好地改善沥青混合料的水稳定性。     

骨料级配对相变沥青混合料性能的影响

相变沥青混合料是一种可以调节沥青混凝土路面温度的新型功能性路面材料,其中,沥青混合料骨料级配对相变沥青混合料的路用性能和调温性能有何影响值得深入研究。本文选择两种复合定型相变材料(CPCM)石蜡/膨胀石墨/高密度聚乙烯(简称为PHDP)和道路温度调节材料(简称为DTC)两种相变材料,首先利用傅里叶红外光谱(FT-IR)试验,对CPCMs与沥青之间的反应进行了定性分析。其次,分别制备级配类型为AC-16与AC-20的相变沥青混合料,通过路用性能试验和调温试验评价不同骨料级配对相变沥青混合料路用性能与调温效果影响影响。结果表明,两种CPCM与沥青之间均为物理反应;相比级配类型AC-16,AC-20可以显著提高含PHDP的相变沥青混合料的路用性能与调温效果,但是对于含DTC的相变沥青混合料的改善效果不显著。