高黏乳化沥青砂封层的配合比设计研究

目的对高黏乳化沥青砂封层的配合比设计进行研究,使高黏乳化沥青砂封层技术广泛地应用到实际工程中.方法先制备6种不同固含量和恩格拉黏度的乳化沥青样品,再利用Meclod法计算出乳化沥青和机制砂的理论洒布量并根据试验确定机制砂的单一级配粒径.通过脱石率试验、抗滑性能试验、砂封层渗水性能等试验对理论洒布量进行调整,综合试验所得结果和实际施工中的相关影响因素.结果高黏乳化沥青砂封层的配合比宜选用固含量为70%,恩格拉黏度为10的乳化沥青样品,洒布量为1.1 kg/m2,机制砂选用2.36~4.75 mm单一粒径集料,洒布量宜为6.7 kg/m2.结论通过试验最终得到了高黏乳化沥青砂封层的最佳配合比,为工程实践研究提供了理论数据.     

采用液压驱动行走的同步碎石封层设备

为了提高同步碎石封层设备的沥青洒布质量,在研究了同步碎石封层设备以及沥青泵和沥青喷嘴等主要元件工作特性的基础上,指出现有的调节沥青泵转速为适应车速变化、保持沥青洒布量恒定的做法,会引起沥青喷洒系统元件工作点的频繁变换,不利于沥青洒布精度的提高。提出了一种采用液压驱动行走的同步碎石封层设备,其作业车速稳定,沥青喷洒压力不发生改变,沥青洒布精度高,同时还可以获得更高的碎石撒布质量。     

碎石同步封层车橡胶沥青喷洒控制技术

橡胶沥青喷洒是同步碎石封层设备的重要环节及技术难点,在满足各项施工技术指标的前提下,只有高度智能化,性能可靠,质量稳定,才能够充分保证路面施工质量要求。近年来,随着施工工艺的不断改进和提高,对橡胶沥青洒布质量要求越来越高,为适应新形势的发展,国内先后引进和自主开发了智能型橡胶沥青洒布控制系统。智能型橡胶沥青洒布控制系统能根据用户的使用工况,随时自动调节沥青的洒布量,达到精准控制的橡胶沥青洒布质量的要求。     

铣刨料掺量及掺配方式对再生水稳碎石路用性能的影响

为了研究铣刨料掺配方式、铣刨料粒径对再生水稳碎石路用性能的影响,基于铣刨料的物理力学性能和筛分试验结果,采用整体掺配和分档掺配的级配设计方法,设计了13组不同铣刨料掺量和掺配方式的级配方案,开展击实试验和路用性能试验,分析7 d抗压强度、28 d劈裂强度、28 d干缩性能、28 d抗冲刷性能,研究铣刨料掺量及掺配方式对再生水稳碎石路用性能的影响。试验结果表明:铣刨料掺量越高,其最佳含水率越大,最大干密度越小,再生水稳碎石的空隙率大于普通水稳碎石;随着铣刨料掺量的增加,再生水稳碎石的7 d抗压强度、28 d劈裂强度降低,28 d干缩系数、冲刷质量损失率均增大。采用整体掺配时,全再生水稳碎石(铣刨料掺量为100%,质量分数,下同)的7 d抗压强度比普通水稳碎石(铣刨料掺量为0%)降低了16.3%,28 d劈裂强度降低了25%,28 d干缩系数增大了16.4%,冲刷质量损失率增大了62.3%。铣刨料的掺配方式对再生水稳碎石的路用性能影响较大,用天然碎石取代铣刨料时,取代粒径越小,其抗压强度、劈裂强度、干缩系数越小,冲刷质量损失率越大。铣刨料掺量为75%时,用天然碎石替代20～30 mm的铣刨料后,分档掺配的再生水稳碎石(F75-30)的7 d抗压强度比整体掺配的再生水稳碎石(XT-75)增大了4.8%、28 d劈裂强度增大了4.4%、冲刷质量损失率降低了4.6%,干缩系数增大了3%;用天然碎石替代0～5 mm的铣刨料后,则分别降低了4.1%、3%、-2.3%、2.5%。     

组合纤维沥青混凝土的抗裂性能试验

目的为提高沥青混凝土路面的抗裂性能,研究聚丙烯纤维和玻璃纤维格栅组合对沥青混凝土抗裂性能的影响规律.方法以AC-16沥青混凝土为例,在配合比设计基础上进行纤维沥青混凝土的劈裂试验和弯曲试验,得到聚丙烯纤维和玻璃纤维格栅的最佳组合方式.通过车辙试验,分析组合纤维混凝土的高温性能.结果确定粒径10～20 mm碎石、5～10 mm碎石、石屑和矿粉4种矿料配合比,质量分数分别为29%、29%、39%和3%.最佳油石比为5.17.聚丙烯纤维最佳掺量为0.20%,抗拉强度提高5.63%.玻璃纤维格栅铺设距离底面10 mm的位置时效果最佳,抗拉强度提高到了6.25 MPa.最佳组合纤维沥青混凝土的动稳定度提高到了1 750.9次/mm.结论确定了有利于阻止沥青混凝土开裂的最佳纤维组合形式,聚丙烯纤维和玻璃纤维格栅均可有效提高沥青混凝土的抗拉强度.     

玄武岩纤维酸性集料沥青混合料性能研究

砾石是酸性矿料,与沥青的黏附性较差,沥青混合料选用酸性砾石作为矿料会严重影响沥青路面的抗水毁能力,降低路面的使用年限.玄武岩纤维属于矿物纤维,具有良好的物理、力学性能,能够改善酸性砾石与沥青之间的黏结能力,增强沥青路面的抗水毁能力.通过对玄武岩纤维酸性砾石沥青混合料进行高温抗车辙试验、低温抗开裂试验以及水稳定性试验,分析不同玄武岩纤维掺量时,混合料路用性能的改善效果,试验结果表明:从高温稳定性方面考虑,纤维最佳掺量为0.3%,从低温抗开裂、抗水毁能力方面考虑,纤维最佳掺量为0.4%.     

同步碎石封层设备改进研究

同步碎石封层技术在公路养护中具有作业效率高、养护质量好、周期养护成本低的特点,但是在实际使用过程中,存在施工环境恶劣、车速及碎石量难以控制等因素,导致沥青洒布和碎石撒布的精度难以控制。该文通过改进同步碎石封层设备、完善公路粘结层质量评价等方面对同步碎石封层设备进行改进研究,能有效降低养护成本,提高公路养护质量。     

抗剥落剂对酸性砾石沥青混合料性能研究

造成沥青路面水损害的因素比较多,其中沥青与矿料之间的黏附性差是最主要原因.沥青路面在水及车辆轴载耦合作用下,矿料表面的沥青产生剥落,尤其是酸性矿料路面更容易出现水损害病害.选用酸性砾石进行AC-13C混合料设计,通过掺入抗剥落剂来增强沥青与矿料间的黏附性.在沥青中分别掺入不同掺量的XT-1、TJ-066、PA-1抗剥落剂进行研究,得出XT-1对沥青改善效果最好,XT-1最佳掺量为0.3%;对混合料进行路用性能研究,得出同时掺2%消石灰、0.3%XT-1的混合料抗水损害性能最优;XT-1未能改善混合料高温抗车辙能力,但试验结果满足1-3区改性混合料不小于2800次/mm的要求.     

废旧橡胶混凝土抗碳化性能的试验研究

以废旧橡胶混凝土抗碳化性能为研究目标,试验研究了体积分数为5%、10%、15%等三种橡胶颗粒掺量和2~4mm、30~40目、60~80目等三种橡胶颗粒粒径对混凝土抗碳化性能的影响规律.试验结果表明:橡胶颗粒的掺入对混凝土早期抗碳化性产生了不利作用,但使混凝土后期抗碳化能力有所提升;不同橡胶颗粒粒径、掺量对抗碳化性能影响不同,橡胶颗粒最佳掺量的体积分数为10%,且颗粒粒径越小效果越好.     

不同直径玄武岩纤维对沥青混合料性能影响

为研究玄武岩纤维直径参数对AC-13C型沥青混合料性能的影响,对7, 13, 25■m三种不同直径纤维改性后的沥青混合料的高温性能、低温性能和抗裂性能进行检测和对比分析,并结合滑移理论分析玄武岩纤维的直径对混合料中增强作用的影响.结果表明,不同直径的玄武岩纤维在不同程度上增强了沥青混合料的高温、低温、抗裂性能,在相同玄武岩纤维掺量下,纤维的直径越小,其对沥青混合料的增强效果越明显,这是由于纤维直径越小时滑移率越小,混合料性能增强效果越好.     

基于摩尔-库伦理论的沥青路面层间抗剪强度

以半刚性基层沥青路面下封层为例,研究了沥青路面层间抗剪强度影响因素。通过对5种下封层材料双层试件的直剪试验,以摩尔-库伦理论为基础评价了沥青材料和集料粒径对下封层抗剪强度的影响,拟合得到了层间τ-σ曲线和摩尔-库伦表达式,并采用灰色关联模型对沥青材料、集料粒径与层间抗剪强度进行关联性分析。结果表明：胶粉改性沥青和粒径5～10mm碎石是较好的下封层材料;沥青材料较碎石粒径对层间抗剪强度的影响更大。     

基于断裂能纤维增强乳化沥青碎石封层的抗裂性能

为了确定纤维增强乳化沥青碎石封层中最佳纤维品种与用量,以及纤维的加入对封层材料抗裂性能的影响,分别测定4种纤维（A-玄武岩纤维,B-无碱玻璃纤维,C-高强玻璃纤维,D-表面处理玻璃纤维）与乳化沥青在破乳前后以及不同温度下的接触角,分析正交试验3因数4水平下,各试验方案的最大弯曲力、最大挠度和断裂能。试验结果表明：随着温度升高,沥青与纤维粘附功逐渐降低,4种纤维粘附功大小为D〉B〉A〉C,在封层中选择D纤维更合适;沥青含量是影响最大弯曲力和断裂能的最主要因素,其次是纤维用量,最后是纤维长度;从能量角度来看,纤维增强乳化沥青碎石封层的最佳组合方案为沥青用量1.2kg/m2、纤维用量160g/m2、纤维长度12cm;加入纤维后乳化沥青碎石封层复合结构试件的最大弯曲力增加了53%,最大挠度增加了98.7%,断裂能增加了159.1%;裂缝在试件中发展到1、3、5cm时,断裂时间分别延长了37.5、39.5、269s。     

聚乙烯醇纤维混凝土早期抗裂抗渗性能试验

目的研究聚乙烯醇纤维对混凝土抗裂抗渗性能的影响.方法用3种不同长度(6 mm、8 mm、12 mm),4种不同掺量(0.6 kg/m3、0.8 kg/m3、1.2 kg/m3、1.4 kg/m3)的聚乙烯醇纤维设计13组纤维混凝土,通过平板约束试验和渗水高度试验,与基准混凝土进行对比,研究聚乙烯醇(PVA)纤维长度、掺量对混凝土早期抗裂及抗渗性能的影响.结果对比掺加不同长度纤维混凝土试件的裂缝情况及渗水深度,得出掺入8 mm的PVA纤维混凝土平均渗水深度为49.21 mm,裂缝降低系数由0.82提高到1,在聚乙烯醇纤维掺量0~1.4 kg/m3变化中不同长度的纤维均掺加1.4 kg/m3时裂缝的降低系数从0.85提高到1,平均渗水高度维持在49.76 mm,各项性能均表现最佳.结论 PVA纤维能有效抑制早期塑性裂缝的产生并显著提高材料的抗渗性,且选用长度8 mm、掺量为1.4 kg/m3的聚乙烯醇纤维时各项性能表现最佳.     

同步碎石封层低温脱石率影响因素研究

同步碎石封层是一种经济、快速、有效的预防性养护措施，同步碎石封层的脱石现象是影响其使用耐久性的关键因素，尤其在低温下碎石封层的脱石现象最为严重。文章通过碎石脱石率与沥青用量的关系，确定最佳沥青撒布量，研究碎石材质、沥青品种及沥青用量因素对沥青与碎石低温粘结性能的影响，提出改进同步碎石封层低温脱石现象的技术措施。     

非破坏振动环境对粉煤灰混凝土渗透性能的影响

从正常服役状态的角度,对粉煤灰混凝土的渗透性进行了试验研究.试验中以受压构件作为材料受力状态的模拟对象,考察了非破坏振动环境对粉煤灰混凝土渗透性能的影响规律,发现非破坏振动作用虽不引起材料宏观强度上的破坏,但将使混凝土的抗渗性能劣化,并且分析了混凝土抗渗性能劣化的原因.对比研究了不同粉煤灰掺量在非破坏振动环境中的抗渗效果,结果表明:在试验范围内,当粉煤灰掺量(粉煤灰质量/(水泥质量 粉煤灰质量))从10%增加至20%时,抗渗性能的提高比较显著,当粉煤灰掺量超过20%后,粉煤灰的增加对抗渗性能的提高作用减小;具备抗非破坏振动特性的高性能混凝土的粉煤灰掺量应该大于20%.     

生物柴油再生沥青胶结料性能

为研究生物柴油再生沥青胶结料的黏附性能与流变性能,通过三大指标和布氏黏度分析生物柴油对老化沥青常规性能的影响;采用车辙因子评价高温性能,疲劳性能通过线性振幅扫描试验(linear amplitude scanning, LAS)测试,并基于黏弹性损伤(viscoelastic damage, VECD)模型对疲劳寿命预测;通过测试有机溶剂与沥青试样的接触角分析其黏附性。结果表明：生物柴油掺量为2%～3%时,能有效恢复老化沥青的三大指标,2%掺量生物柴油可使老化沥青的黏度恢复至基质沥青水平;生物柴油的加入降低了沥青的高温性能,掺量越大沥青试样的高温临界温度越低,但能显著提高沥青的疲劳性能,掺量达到2%时,路面产生5%应变时的疲劳寿命约是基质的1.28倍,产生2.5%应变时约是基质的1.39倍。3%掺量生物柴油再生沥青与两种集料的界面黏附强度均大于基质沥青,其与玄武岩的黏附功达到65.69 mJ/m²,与花岗岩的黏附功可达51.73 mJ/m²。     

再生橡胶颗粒沥青混合料水稳定性试验

为了研究不同粒径(1~2.5mm和4~5mm)和掺量(质量分数为0%、1%、2%、3%)的橡胶颗粒对再生橡胶颗粒沥青混合料的水稳定性能的影响,采用真空饱水马歇尔试验和冻融循环(循环次数为0、1、2、5次)劈裂试验对未掺加橡胶颗粒和掺加了橡胶颗粒的再生沥青混合料的水稳定性能进行对比研究.试验结果表明:最佳橡胶颗粒掺量下的再生橡胶颗粒沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度和TSR均满足规范要求,水稳定性能方面掺加小粒径橡胶颗粒的再生橡胶颗粒沥青混合料要优于掺加大粒径橡胶颗粒的再生混合料.随着冻融循环次数的增加,再生橡胶颗粒沥青混合料TSR呈现出下降趋势,空隙率呈现上升趋势.     

聚甲醛纤维增强混凝土抗折性能研究

针对聚甲醛(POM)纤维增强混凝土的抗折性能展开研究。以PP纤维增强的混凝土作为对比,研究不同掺量和不同长度的POM/PP纤维对增强混凝土的抗折强度的影响。研究结果表明,6mm长的POM纤维在0.6kg/m3掺量时抗折性能最好,6mm长的PP纤维在1.2 kg/m3掺量时抗折性能最好。POM纤维掺量在0.9 kg/m3时,6mm和12mm长的POM纤维增强的混凝土具有较好的抗折性能,PP纤维掺量在1.3 kg/m3时,同样在6mm和12mm长的PP纤维增强的混凝土具有较好的抗折性能。不同长度的POM纤维等量混掺增强的混凝土,以3mm和6mm混掺增强的混凝土抗折性最好。     

旧沥青混合料对泡沫沥青冷再生混合料性能的影响

在分析旧沥青混合料(RAP)特性及其在混合料中作用的基础上,研究泡沫沥青冷再生混合料旧沥青老化程度、旧沥青含量以及铣刨料的掺量等对再生混合料性能的影响.研究得出,在同一泡沫沥青用量下,旧沥青老化越严重,其混合料的空隙率越大,劈裂强度和水稳性越差.但旧沥青老化严重的铣刨料,其60℃稳定度相对较高,说明高温性能增强.此外,在某一固定的泡沫沥青用量下,RAP掺量越多,混合料的空隙率越大,高温稳定性、水稳性越差.研究表明:RAP掺量并不是越多越好,如本文研究的泡沫沥青冷再生混合料为使抗拉性能及水稳性满足中等以上交通公路要求,RAP掺量不宜超过77%.为使60℃稳定度满足重交通公路要求,RAP掺量不宜超过70%.     

基于感应加热的钢丝绒纤维沥青混合料除冰性能评价

为有效解决冬季冰雪覆盖对沥青路面行车安全的困扰，采用电磁感应加热的方式，研究了钢丝绒纤维长度、掺量对沥青混合料除冰效果与路用性能的影响，并探讨了钢丝绒纤维沥青混合料电磁感应加热除冰机理。结果表明：钢丝绒纤维沥青混合料电磁感应加热除冰效果显著，钢丝绒纤维长度、掺量与感应加热平均融冰速率呈正相关趋势；掺量6%的5mm钢丝绒纤维沥青混合料平均融冰速率最快，达0.47℃·s-1；掺入钢丝绒纤维后，沥青混合料高温稳定性与低温抗裂性均得到改善；4%掺量的5mm钢丝绒纤维沥青混合料路用性能达到最佳；综合考虑，推荐掺入4%的5mm钢丝绒纤维为沥青混合料电磁感应加热除冰最佳方案。