雾封技术在高速公路沥青路面养护中的应用

雾封层是一种有效的道路预防性养护方法,适用于无结构性病害,有沥青膜脱落、微细裂缝的路段.雾封层施工前应检测路面弯沉值与车辙深度,弯沉应小于设计弯沉值,车辙深度应小于10 mm.施工雾封层后路面摩擦系数降低10%,经行车后,雾封路段摩擦系数增大,同未做雾封时数值接近;雾封施工后构造深度略有增大;雾封施工后渗水系数减小, 雾封层封闭了细微裂缝与孔隙,路面结构表层密实、不渗水.在雾封材料中加入再生剂、增粘剂或抗剥落剂,同仅采用改性乳化沥青相比,耐久性会提高,可以减轻早期剥落.     

沥青混凝土表面抗滑与渗水性能的试验研究

通过大量室内试验研究了矿料级配、沥青用量、粗集料磨耗值等因素对沥青混凝土表面抗滑及渗水性能的影响。进行了不同级配、不同沥青用量、不同粗集料的沥青混凝土的表面构造深度、摆值和渗水系数的室内试验。分析了沥青混凝土的表面抗滑与渗水性能的影响因素,并找出了抗滑性能与渗水性的关系,提出了沥青混合料设计的基本要求。研究表明,选择质地坚硬、磨耗值小的粗集料配置的沥青混合料,可以提高沥青混合料的表面抗滑性能;综合考虑沥青混合料的耐久性和表面抗滑性能,选择合理的沥青用量。     

沥青路面三维纹理分形维数及其抗滑性能

研究沥青路面抗滑性能与三维纹理分形维数的关系。成型4种SMA沥青混凝土车辙板,采用数字图像处理技术重构车辙板表面三维纹理模型,实测车辙板表面构造深度检验重构的三维纹理模型的有效性,通过差分盒维数法计算三维纹理模型的分形维数,研究分形维数与抗滑性能的关系。研究结果表明:重构的三维纹理模型在纹理构造特征上以较高精度恢复原沥青路面的表面形貌,计算的分形维数与实测的摆值、构造深度具有良好的相关性,可以较好地表征沥青路面的抗滑性能;构造深度随着分形维数的增加而减小,摆值随着分形维数的增加先减小后增加。     

预防性养护技术——雾封层的质量检验与评定标准的研究

雾封是将还原剂或再生剂等液体状材料喷洒或涂刷在旧沥青路面上.雾封可在旧的路面上形成一个密封保护再生层,预防及改善沥青老化状态,弥合细微裂缝,从而达到延长沥青路面使用寿命、延缓大修期限的目的.安徽省高速公路上使用的雾封材料有:沥青再生、环氧水性沥青层、乳化沥青雾封层、金熊油、魁封层等.该文对安徽省高速公路上应用的雾封层进行试验检测及使用效果调查,在此基础上提出雾封层的质量检测与评定指标,其检测项目包括:抗滑性能、剥落率、渗水系数、宽度.雾封施工后,不能降低路面的安全性,其摩擦系数要求≥45;同时对雾封层耐久性提出要求,1年脱落率≤10％.     

路面人造纹理定向设计及其抗滑性能研究

【目的】研究路面表面人造纹理与抗滑性能之间的关系。【方法】利用3D打印技术定向设计并制备不同形状的人造纹理试件（包含三角形纹理、矩形纹理和半圆形纹理3种形状和纹理高度为1、2、3、4、5 mm的5种纹理）,并以4 mm高的三角形纹理设置了一组磨耗纹理试件,采用摆式摩擦试验、构造深度试验以及提取纹理顶部接触区域对各个试件的抗滑性能进行评价。【结果】2 mm高的三角形纹理和3 mm高的矩形纹理的抗滑性能最好,摆值均可达到107。在构造深度和摆值两个方面,三角形纹理和矩形纹理的抗滑性能相近,且均明显大于半圆形纹理的抗滑性能。随着磨损率的增大,摩擦接触面积增大,但纹理表面粗糙程度降低,导致抗滑性能逐渐衰减。【结论】纹理的抗滑性能主要取决于纹理的粗糙程度,而接触面积的影响相对较小。本文提供了一种定向纹理设计方法,为深入理解路面表面纹理与抗滑性能之间的关系提供借鉴与指导。     

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。     

花岗岩沥青路面抗滑层抗滑性能及耐久性试验研究

为了研究如何利用地材花岗岩作为抗滑材料,设计出一种具有良好的抗滑构造和抗滑耐久性的级配形式,并有针对性地评价此种级配形式的抗滑性能,采用基于CAVF法和断级配设计理论设计出的一种新型级配GGAC-13,并利用自主研发的搓揉试验装置和激光构造检测仪作为评价其抗滑性能的方法,基于室内试验和试验段展开与传统级配AC-13C的对比试验研究,试验结果表明:搓揉试验机以及激光构造测试仪能够很好地模拟并测试出真实路面的抗滑衰减情况,对抗滑性能及耐久性进行综合评价;GGAC-13级配很好地克服了AC-13C级配的缺点,具有良好的抗滑性能和耐久性。     

水性乳液对聚合物改性沥青封层性能的影响

通过三大指标试验、重复蠕变恢复（MSCR）试验、振幅扫描和频率扫描试验,研究了雾封层材料对老化沥青的再生效果。随后,进行了雾封层材料浸泡马歇尔试件的冻融劈裂试验和肯塔堡飞散试验,分析了雾封层材料对沥青混合料耐久性能的影响。结果表明：水性丙烯酸酯和水性聚氨酯起到了协同增强效果,提高了沥青的弹性性能;水性乳液中的氨基甲酸酯和羧基极性基团显著提高了沥青混合料的水稳定性和抗松散性能。显著性检验和灰色关联分析结果表明,雾封层材料再生性能指标之间存在较强的一致性。     

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.     

沥青铺装层防水抗滑功能一体化恢复技术

为了将沥青铺装层密实性检测、防水及抗滑功能恢复一体化实施,文章对沥青铺装层密实性检测方法、防水及抗滑功能恢复材料和技术等进行了分析。研究表明:沥青铺装层密实性与路表温度差异度密切相关,可首先通过红外识别路表温度差异度进行密实性检测,将其图谱数据与防水及抗滑功能恢复技术(water-proof and skid-resistance,简称WSR)共享。基于溶剂型养护剂的WSR技术的防水性、抗滑性比传统的微表处、雾封层更为有效,可作为成套密实性检测、防水抗滑功能一体化恢复技术。     

非接触式路面构造深度量值溯源技术

为了实现非接触式构造深度量值溯源,提升路面构造深度测量结果准确性及路面抗滑性能评价可靠性,采用高精度激光测距传感器作为主标准器,利用相对运动原理,从理论分析了用静态测量代替动态测量的科学合理性,克服了构造深度测量对象无法复制的难题。并在此基础上,从分析硬件组成和论述关键技术问题两方面,提出了一套由构造深度标准盘、高精度激光传感器和位移驱动及速度匹配装置3个核心部件组成的硬件装置,并通过实测数据评价了其不确定度。分析结果表明:应用提出的方法,复现量值的不确定度为0.3%,对激光构造深度仪进行了检验后,检测试验道路构造的深度为0.93mm,与应用铺砂法的测量结果一致。提出的方法为提高路面抗滑性能的可靠性评价提供了有效途径。     

骨架密实型沥青混合料细观结构的抗滑特性

从沥青混合料的细观结构角度开展研究,能够更丰富、更准确地反映抗滑构造及其变化规律,解决当前优质抗滑石料日趋匮乏情况下,如何设计出构造丰富、使用耐久的沥青路面表层材料的突出问题.文中设计了4种断级配的骨架密实型沥青混合料GAC-13,研发了模拟行车荷载及环境的搓揉试验评价装置,利用高精度工业CT对不同搓揉阶段试件进行扫描成像分析,提出采用抗滑构造影响区深度及衰减率等指标评价细观结构抗滑特性.结果显示,完全间断级配2.36mm粒径,GAC-13可以获得更理想的抗滑构造.     

采用最大峰值角分布率评价沥青混合料的抗滑耐久性

为了评价沥青路面的抗滑耐久性,自主研发了两套实验设备:其一:沥青路面激光轮廓检测仪,其二:加速加载搓揉试验机。结合这两套实验设备,采集0,2,4,6,8 h搓揉试验的车辙板表面轮廓并生成轮廓曲线,统计路表轮廓夹角分布规律,提出最大峰值角分布率来表征沥青路面的抗滑耐久性。结果表明,随着搓揉时间的增加,钝角变多,即最大峰值角分布率逐渐增大,这说明路表轮廓棱角变平,抗滑性能下降,GAC-13车辙板的抗滑性能衰减程度低于AC-13,并且GAC-13车辙板的初始及最终抗滑性能均优于AC-13。并将最大峰值角分布率与构造深度(MTD)及摆值(BPN)做相关性分析,结果显示相关性显著,因此取最大峰值角分布率来表征路面抗滑耐久性是合理准确的。在室内结合加速加载搓揉试验机,激光轮廓检测仪,形成一套采用最大峰值角分布率来评价沥青混合料的抗滑耐久性的方法,弥补现阶段沥青混合料设计阶段没有验证其抗滑耐久性的缺陷。     

基于多孔属性的环保型路用涂层性能

为降低路面温度、缓解沥青路面车辙病害的同时兼具净化汽车尾气功效以改善道路使用环境,优选多孔属性材料为功能材料,制备了具有降温和净化空气功效的WEPC(环保型多孔涂层)路用涂层,分析功能材料掺量对涂层基本性能的影响规律,借助室内外测温试验全面评价了不同涂刷量下WEPC涂层的降温效果。借助空气净化性能试验箱对WEPC路用涂层试件在升降温过程中的汽车尾气成分及含量进行了测试,全面评价不同温度下WEPC涂层的净化空气效果。通过表面构造深度和抗滑摆值试验、磨耗试验、车辙试验及耐久性试验等确定了WEPC涂层的路用性能,采用扫描电镜和红外光谱分析手段研究多孔属性的环保型路用涂层材料的微观结构。结果表明:功能材料掺量(质量分数,下同)为20%时WEPC涂层具有良好的基本性能;WEPC涂层具有良好的降低路面温度功效,涂刷量越大降温效果越显著,降温幅度最高可达10℃,综合WEPC涂层基本性能和降温效果,推荐最佳涂刷量为0.8kg/m~2;WEPC涂层在不同温度下均具有一定的净化空气功效,升温区间下的净化效果较好,其对PM2.5和PM10的净化率可达40%以上,CO_x、NO_x及SO_2的净化率在25%左右;WEPC涂层的抗滑、耐磨耗、高温稳定及耐久性等各项路用性能良好,且均满足相关规范要求;功能型材料能够稳定均匀地分散于涂层材料中,并使涂层材料中出现了一些新的官能团。     

辽宁省稀浆封层技术应用后评估

介绍了辽宁省稀浆封层的使用效果的抽样检测和评估结果.通过对检测路段的合理选择,系统检测了路面破损状况、摩擦系数、宏观构造深度、渗水系数等.分析了稀浆封层技术在我省应用情况,并对整体使用效果进行了评价.通过对稀浆封层路面病害类型和成因分析,以及对该技术带来的社会及经济效益讨论,提出了该项技术在我省的应用前景.     

纵向摩擦系数在路面抗滑性能评价中的应用

为分析纵向摩擦系数在路面抗滑性能评价中的应用,首先研究了SAFEGATE摩擦系数测试车的组成及工作原理。通过选取高等级公路典型断面结构作为测试路段,采用摆式仪和SAFE-GATE摩擦系数测试车测定相应的摆值与纵向摩擦系数,回归出二者之间的相关关系式,据此得出路面设计和养护的纵向摩擦系数标准。最后选取典型道路路面,提出抗滑性能纵向摩擦系数的检测与分析方法。结果表明,利用纵向摩擦系数表征路面的抗滑性能是切实可行的。     

排水沥青路面表面强化技术对比

为了研究水性环氧乳化沥青和环氧树脂砂浆作为表面强化材料用于排水沥青路面表面强化技术,通过室内渗水试验、单面肯塔堡飞散试验、湿轮磨耗试验以及摆式摩擦系数测定试验研究表面强化对排水沥青路面渗水性能、抗飞散性能以及抗滑性能的影响,并依托西阜高速公路排水沥青试验段进行了排水沥青路面表面强化实体工程应用及效果评价。研究结果表明：排水沥青混合料表面强化后,渗水性能随之降低;其抗滑性能也略有降低;抗飞散性能提高较大。实体工程采用0.2 Kg/m²(0.02 g/cm²)的水性环氧乳化沥青和2 Kg/m²(0.2 g/cm²)的环氧树脂砂浆用量对排水沥青路面进行表面强化,表面强化后的排水沥青路面渗水系数有一定程度的损失,但在后期过程中,其渗水系数的衰减速率明显缓于普通排水沥青路面,表明其有一定的防空隙堵塞功能;其摩擦系数有所降低,但仍然表现出了良好的使用性能;表面强化后初期、3个月以及6个月后的排水沥青路面芯样的飞散损失均小于普通排水沥青路面,表明其提高了排水沥青路面抵抗飞散病害的能力。     

环氧沥青混合料路用性能及机理研究

对环氧沥青混合料的空隙率测定方法、马歇尔稳定度增长规律、抗裂、抗滑等关键性能及机制进行了试验研究。结果表明：环氧沥青混合料的沥青吸收系数大于1,用饱水率计算空隙率更为合理；较粗的级配会降低初期马歇尔稳定度，较小的气温日较差和一定时长的日照有利于稳定度增长；已固化颗粒的物理填充不能提高稳定度，混合料的高强度源于环氧树脂与沥青混溶后的共同固化。应依据不同的固化特性制定有针对性的水稳定性检验方案，固化度不足时残留稳定度会大于100%。环氧沥青混合料低温劈裂强度和韧性较高，劈裂应变较小，劈裂强度是表征抗裂性能的最佳指标，空隙率和容留时间的增加会降低抗裂性能；粗集料断裂增加环氧沥青混合料的脆性，砂浆含量的增加有益于韧性，两者协同影响抗裂能力。不同配合比的构造深度差异很小，级配越细、沥青砂浆越粗糙、固化度越低时摆值越大。路面磨损会使构造深度进一步减小，但摆值增加。     

沥青路面表面层抗滑性能影响因素及试验研究

分析影响沥青路面抗滑性能的因素及评价沥青路面抗滑性能的评价方法、指标和标准。结合某高速公路实体工程,通过室内试验重点比较SAC-16、SAC-13、AC-16、AC-13的表面构造深度、摆式摩擦系数在不同空隙率条件下的差别及变化规律。     

基于分形理论的沥青混合料抗滑耐久性评价研究

沥青混合料的设计过程均考虑到高温,低温,水损等的影响,并在设计过程中进行了相关实验来保证混合料的设计质量,但是在国内外沥青混合料设计中,并没有表征其抗滑耐久性的指标,为解决此问题,引入分形维数作为沥青混合料的抗滑耐久性评价指标。研究过程采用快速,简便的室内搓揉试验对车辙板进行不同时间段的搓揉,室内模拟路面抗滑衰减,用工业CT机扫描出试件断面高精度图像,photoshop技术提取断面轮廓曲线,并且对轮廓曲线采用分形理论进行分析和评价,编写MATLAB程序计算试件断面轮廓曲线的分形维数,最后对分形维数进行曲线拟合得出沥青混合料抗滑衰减规律的结论。为进一步证实用分形维数来表征沥青混合料抗滑衰减的准确合理性,测量不同搓揉阶段的车辙板的构造深度(MTD)和摆值(BPN),最终可知随着车辙板搓揉时间的不断变大,MTD,BPN,分形维数,三者均呈现不断递减的趋势,即对比验证合理可靠。因此,断面构造的分形维数能够很好的评价沥青混合料的抗滑耐久性及其衰减规律。