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.     

生活垃圾焚烧炉渣沥青混合料的耐久性能

采用马歇尔试验方法设计掺加不同质量、不同粒径范围生活垃圾焚烧炉渣集料(BAA)的炉渣沥青混合料,分析BAA对马歇尔试验参数及路用性能的影响,并采用冻融循环劈裂试验、老化试验和疲劳试验研究混合料的耐久性能.研究表明:随着BAA质量分数增加,AC-20、SMA-13的设计沥青掺量、稳定度及流值提高,高温稳定性降低,但水稳定性能与低温抗裂性能的变化规律则不同;BAA替代天然集料的质量分数分别为10%的AC-20和10%~15%的SMA-13经3次冻融循环后,其劈裂强度、冻融劈裂强度比均提高,但老化后冻融劈裂强度比降低幅度较高;AC-20中BAA替代天然集料的质量分数为20%、SMA-13中为5%~10%时可降低老化对低温抗裂性能的不利影响,混合料疲劳寿命较高.综合试验结果,AC-20、SMA-13中BAA替代天然集料的质量分数均宜在10%左右.     

玻璃纤维超薄罩面沥青混合料路用性能

为提高超薄罩面沥青混合料的路用性能,将预处理后的玻璃纤维掺入AC-10L、SMA-10以及SAC-10超薄沥青混合料中,通过马歇尔试验验证玻璃纤维掺入的可行性;开展不同沥青种类与不同级配的混合料高温车辙试验,评价玻璃纤维对超薄沥青混合料高温性能的改善效果;基于浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及疲劳加载试验,评价玻璃纤维对AC-10L超薄沥青混合料水稳定性及疲劳性能的提升效果。研究结果表明:掺入玻璃纤维后,不同级配的混合料马歇尔稳定度与流值均有一定提升,并可改善其物理性能,因此将玻璃纤维掺入超薄沥青混合料具有可行性;不同改性沥青种类的混合料高温性能均随玻璃纤维掺量的增加而增大,AC-10L、SMA-10、SAC-10超薄沥青混合料的动稳定度可提升15%左右,且玻璃纤维对细集料的影响更大;玻璃纤维掺量(质量分数,下同)为0.4%时,AC-10L沥青混合料的动稳定度较未掺时提升了23.8%;随着玻璃纤维掺量的增大,AC-10L超薄沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比以及疲劳寿命均呈先增后减趋势;与掺量为0%时相比,掺量为0.4%时,AC-10L沥青混合料的水稳定性提升8%左右,而疲劳寿命提升25%以上。     

超薄罩面融雪剂沥青胶浆和沥青混合料的路用性能

为了研究盐化物融雪剂对高粘沥青胶浆粘度特性、盐化物替代量对布氏粘度的影响,以及盐化物替代量对SMA-5沥青混合料路用性能的影响,通过研究超薄SMA-5沥青混合料矿料组成,确定了粗、细集料的最佳掺比和最佳油石比,然后对沥青胶浆进行布氏粘度试验,得到了合理的粉胶比范围,并评价了盐化物替代量对沥青混合料相关路用性能的影响。结合沥青胶浆和沥青混合料试验结果可知,随着融雪剂掺量的增加,沥青胶浆内部自由沥青占比降低,结构沥青占比变大,胶浆内部摩阻力变大,导致沥青胶浆针入度和延度均降低;随着融雪剂掺量的增加,沥青混合料动稳定度、最大破坏弯拉应变、马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比均逐渐降低;综合考虑,当氯化物融雪剂掺量为33%时,沥青混合料各项性能都满足要求。     

欧洲岩沥青改性沥青混合料使用性能试验研究

为研究欧洲岩沥青改性沥青混合料的使用性能,制备了最大掺量达20%的欧洲岩沥青改性沥青,进行了AC-20C不同掺量改性沥青混合料的配合比设计,根据各掺量最佳油石比制作试件并进行了混合料使用性能试验.根据试验结果分析了不同掺量改性沥青混合料的动稳定度、马歇尔稳定度、流值、马歇尔模数、浸水残留稳定度、冻融劈裂残留强度比、弯曲破坏应变、15℃和20℃抗压回弹模量和15℃劈裂强度等技术参数.试验结果表明,随着欧洲岩沥青掺量的增加,改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性逐渐得到提高,刚度和强度逐渐增大.随着欧洲岩沥青掺量的增加,改性沥青混合料的低温抗裂性先提高至一峰值后略有回落.考虑综合性能,推荐的欧洲岩沥青最佳掺量为10%~20%.     

RAP掺量对反应型冷拌再生沥青混合料性能的影响

为了确定反应型冷拌再生沥青混合料合理的沥青路面回收材料(RAP)掺量,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、小梁弯曲试验研究不同RAP掺量对再生沥青混合料最佳沥青用量、马歇尔稳定度、水稳定性、高温稳定性以及低温抗裂性的影响。试验结果表明:随着RAP掺量增加,最佳沥青用量降低,稳定度下降,高温稳定性增强,水稳定性和低温抗裂性减弱。RAP最佳掺量为40%,对应的最佳沥青用量、初始稳定度(2 h)及成型稳定度(12 h)分别为4.2%、4.37 kN和9.57 kN,浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比能达到83.3%和76.1%,动稳定度为3 771次/mm,最大弯拉应变为2 406.94με。     

不同钢渣掺量的沥青玛蹄脂碎石混合料路用性能

钢渣作为炼钢产物之一,在我国利用率较低,本研究将钢渣掺入到沥青玛蹄脂碎石混合料中,可提高路用性能又能减轻对天然石料的开采力度。为了确定SMA-13沥青混合料的最佳钢渣掺量,采用等体积法将陈化钢渣替换石灰岩粗集料,制备了5种钢渣掺量的SMA-13沥青混合料,确定了各钢渣掺量的级配组成及最佳沥青用量,通过高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、体积膨胀性等路用性能验证,分析得出最佳钢渣掺量。结果表明：随着钢渣的掺入,混合料的高温稳定性和水稳定性均有增加,超过75%钢渣掺量时开始下降;沥青混合料的低温抗裂性和体积安定性随着钢渣掺入量的增加而下降,但都满足规范要求;钢渣的掺入可以提高混合料的动态模量;通过对以上性能分析,建议SMA-13沥青混合料的钢渣最佳掺量为75%,为将来钢渣在道路工程中更广泛的应用提供参考。     

高耐久超薄磨耗层的开发与路用性能研究

将不同掺量的聚异戊二烯基共聚物(PMM)反应性树脂改性剂,添加在开级配(OGFC-10)、半开级配(NovaChip?Type-B)、密集配(SMA-10)3种级配的超薄磨耗层沥青混合料中.采用马歇尔试验,研究PMM在超薄磨耗层沥青混合料中的最佳掺量.对最佳PMM掺量下3种级配的超薄磨耗层沥青混合料进行马歇尔试验、肯塔堡飞散试验、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等,研究PMM对沥青混合料的力学性能、高温抗车辙性能、低温变形能力及抗水损害能力的影响.研究结果表明,加入PMM对开级配沥青混合料的力学性能提升幅度较大,最佳掺量下马歇尔稳定度提升146.6%、肯塔堡飞散值减少73.1%;对胶结料掺量较多的密集配沥青混合料低温变形能力提升幅度较大,提升比例17.1%,可满足冬寒冷区公路路面使用要求.     

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.     

赤泥改性沥青混合料的水稳定性及作用机理研究

为了探究赤泥替代量对沥青混合料抗水损坏性能的影响,提高赤泥废弃物资源的再利用率,将赤泥分别以粉油比为0、2%、4%、6%、8%、10%、12%、14%、16%和18%的比例掺加到基质沥青中配制成赤泥改性沥青;通过沥青混合料的标准马歇尔实验、浸水马歇尔试验、真空饱水实验探究了赤泥改性沥青混合料水稳定性能的变化特点;采用电镜扫描、红外光谱等技术手段对赤泥改性沥青混合料的改性效果进行了具体分析。结果表明：在基质沥青中掺加赤泥能够提高沥青混合料的马歇尔稳定度、浸水马歇尔稳定度、真空饱水残留稳定度等水稳定性能指标,且当赤泥掺量为10%时,赤泥改性沥青混合料的浸水马歇尔稳定度和真空饱水残留稳定度均达到最大值,水稳定性能最佳;电镜扫描分析发现掺加10%的赤泥改性沥青混合料试件表面出现了纤维状结构,而红外光谱曲线显示其没有出现新的吸收峰,这进一步揭示了赤泥改性沥青混合料的水稳定性能提升的机理。     

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。     

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。     

侵蚀对透水纤维沥青混合料水稳定性的影响

沥青路面在冬季容易受到融雪剂的侵蚀,对道路的性能产生影响,不利于行车安全。为此,通过设置盐分浓度、种类以及聚酯纤维掺量三个变量来研究不同环境下透水沥青混合料水稳定性的变化情况。在透水沥青混合料中掺加不同掺量的聚酯纤维（0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%）,选用矿料级配PAC-13制作马歇尔试件。并将试件放在不同浓度的NaCl盐溶液（0%、13%、26%）中,以及不同浓度的Na2SO4盐溶液（0%、8%、16%）中,进行侵蚀以及冻融。由试验结果得出：盐分对透水纤维沥青混合料的侵蚀随着两种盐溶液浓度的增加而更加严重;并且,盐溶液浓度越大,冻融劈裂抗拉强度比越小,说明试件的水稳定性越差;相较于NaCl溶液,Na2SO4溶液对试件的侵蚀更明显。聚酯纤维的掺量存在最佳值,当掺入0.4%的聚酯纤维时,透水沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比最大,水稳定性最好,抗盐分侵蚀的能力最强。     

SEAM沥青混合料在寒冷地区应用研究

研究SEAM改性沥青流变特性、SEAM沥青混合料高低温稳定性、水稳定性等路用性能,侧重研究该种混合料在我国低温地区应用的可行性.依据质量替代原则采用SEAM改性剂替换部分沥青制备SEAM改性沥青.采用动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验评价SEAM改性沥青的流变特性.采用车辙、低温劈裂、低温弯曲及真空饱水残留稳定度试验评价SEAM沥青混合料的路用性能.结合长春至松原高速公路连接线工程铺筑试验路段,并将AC-13Ⅰ型SEAM沥青路面与常规路段SMA-13沥青路面进行了技术比较.合理替代量的SEAM改性沥青流变特性及混合料路用性能得到明显改善,改性剂替代量增加,混合料低温弯曲破坏应变及残留稳定度降低.SEAM混合料试验路段内路表弯沉、芯样低温条件下的马歇尔稳定度及芯样水稳定性与常规路段SMA路面大致相当.SEAM沥青混合料路用性能优良,由于沥青用量降低所以工程投入减少,应该被推广使用.     

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。     

玄武岩纤维与抗车辙剂复合改性沥青混合料路用性能研究

为了探索玄武岩纤维和抗车辙剂复合添加对沥青混合料的增强效果,本文通过室内试验研究复合改性沥青混合料的路用性能,并与单掺一种改性剂的沥青混合料进行对比。试验表明与单掺玄武岩纤维沥青混合料相比,复合改性沥青混合料动稳定度提高320%,冻融劈裂强度比提高5%,疲劳破坏寿命提高14.6%;与单掺抗车辙剂的沥青混合料相比,复合改性沥青混合料低温抗弯拉应变提高53%,冻融劈裂强强度比提高8%,疲劳破坏寿命提高31.5%。玄武岩纤维与抗车辙剂复合改性能明显提升善沥青混合料路用性能。     

SEAM沥青混合料高温稳定性

通过标准马歇尔试验确定普通沥青混合料的最佳油石比和毛体积密度,依据经验公式计算不同掺量SEAM（硫磺添加剂）沥青混合料的最佳油石比,再通过车辙和单轴动态蠕变试验测试了不同掺量SEAM沥青混合料的高温变形,分析、计算了动稳定度、位移和蠕变模量等试验数据．试验结果表明,掺量为30％～40％SEAM沥青混合料的抗高温变形能力最强,因而SEAM改性沥青混合料的掺量应在30％以上较为合适．     

新型温拌沥青混合料水稳定性研究

为探究AM型温拌剂对沥青混合料水稳定性的影响,文章分别测定了添加0.5%AM型温拌剂前后的沥青三大指标和粘附性,并对AM温拌沥青混合料和对应基质沥青混合料试件,分别进行了浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。结果表明:添加0.5%AM温拌剂后,沥青结合料的针入度和延度增加而软化点降低;沥青混合料试件残留稳定度提高5.23%,其残留强度比提高11.16%,添加AM型温拌剂后沥青混合料的水稳定性有一定程度的提高。     

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。     

矿物纤维沥青混合料中纤维最佳掺量的试验研究

纤维沥青混合料中纤维的最佳用量是由纤维吸附沥青的能力、矿质混合料的级配类型以及纤维的分散性的强弱等因素共同决定的。在实际工程中,掺加纤维的混合料类型多为骨架-密实型,如SMA。以骨架-密实型沥青混合料为主要研究对象,按照矿物纤维掺量0%、0.3%、0.5%、0.7%和0.9%为试验前提,选用玄武岩矿物纤维,通过高温车辙试验和低温小梁弯曲试验,对比不同沥青条件下矿物纤维沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性等,确定矿物纤维的最佳掺量,从而改善沥青混合料的路用性能。