不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料路用性能分析

为研究不同胶粉掺量下橡胶沥青混合料的路用性能,本文通过在70#A级基质沥青中掺加不同质量胶粉,利用沥青激光回弹试验、沥青接触角试验分析了沥青PG等级以及沥青胶结料与集料之间的粘附特征,确定了橡胶沥青路面结构上、中、下面层的最佳胶粉掺量(即上面层SMA-13添加30%,中面层AC-20添加40%,下面层AC-25添加50%);通过对不同胶粉掺量橡胶沥青混合料的汉堡车辙试验、低温弯曲抗裂试验及直接剪切试验等力学性能研究得到了：胶粉的掺入可增强沥青胶结料与集料间的内聚力,使沥青混合料的塑性变形能力变强,有效改善了橡胶沥青混合料不同结构层的水稳定性和高温抗车辙能力,提高了橡胶沥青混合料的抗裂性能和抗疲劳性能。结合工程实例,借用三维雷达检测系统,评价了现场橡胶混合料沥青路面结构层摊铺的整体性和材料厚的均匀性等道路内部状况;通过现场路面取芯后CT扫描,获取了现场路面结构的集料-空隙三维空间分布情况,得到了胶粉的加入能促进沥青胶结料与集料间的分子运动,有效改善沥青混合料的孔隙分布情况,使路面内部材料更加均匀分布,充分发挥橡胶沥青路面优良的路用性能。     

AC-16沥青混合料高温稳定性试验

基于大量车辙试验结果,分析了沥青用量、碾压次数、抗车辙剂掺量及级配对AC-16沥青混合料高温稳定性的影响,并将AC-16抗车辙剂沥青混合料与普通沥青混合料(未掺抗车辙剂)的高温稳定性进行了对比分析.结果表明:车辙试验最佳沥青用量比马歇尔试验少0.2％～0.3％;压实功过大或过小均可使沥青混合料的高温稳定性降低,施工中应严格控制碾压遍数;AC-16沥青混合料的最佳抗车辙剂掺量为0.4％～0.5％;适当增加AC-16沥青混合料中粗集料含量,形成骨架密实型结构能够有效改善其高温稳定性;AC-16抗车辙剂沥青混合料的动稳定度比普通沥青混合料有很大提高,平均提高幅度为32.9％.     

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.     

抗车辙剂和SBS对热拌沥青混合料高温与低温性能的影响

车辙和开裂是沥青路面的主要病害形式,采用外加剂改善沥青路面的高温与低温性能是防治车辙和开裂的主要措施.本文在不同温度、不同含量抗车辙剂和SBS改性剂试验条件下,采用连续密级配(AC-13、AC-16)和间断级配(SMA-13、SMA-16)两类级配进行高温车辙和低温小梁弯曲试验,对沥青混合料高温和低温性能的影响进行评价.试验结果表明:沥青混合料中添加0.4%抗车辙剂或5%SBS改性剂时,其高温和低温稳定性表现最佳.其中,0.4%抗车辙剂在改善沥青混合料高温变形能力方面优于5%SBS改性剂,而在改善低温抗裂性方面效果不及后者.间断级配沥青混合料的高温稳定性与低温抗裂性优于连续密级配沥青混合料.     

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。     

水-热作用下胶粉改性沥青汉堡车辙高温性能

橡胶类改性沥青混合料的高温性能一直是中外研究的热点问题。采用浸水汉堡车辙试验,针对普通橡胶沥青、溶解性(terminal blend, TB)胶粉改性沥青及TB复合改性沥青混合料在水-热综合作用下的抗车辙性能进行评价与对比。实验结果表明,对于传统橡胶沥青来说,其在浸水条件下的高温抗车辙性能随着掺量的增大而先下降后上升,掺量从5%变化至20%的过程中,橡胶沥青中的橡胶颗粒对沥青分散体系的性能贡献逐渐增大,橡胶粉掺量推荐采用内掺20%。对于TB胶粉改性沥青混合料,其在水-热综合作用下的抗车辙性能劣于基质沥青混合料,且随掺量的增加而逐步下降。对于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(styrene butadiene styrene triblock copolymer, TB+SBS)复合改性沥青混合料,SBS的掺入能够显著提高TB胶粉沥青混合料在水-热综合作用下的抗车辙性能,且性能随SBS掺量的增加而提升。根据实验结果,在TB+SBS复合改性沥青混合料中推荐使用20%橡胶沥青,SBS的掺量可根据性能与成本进行综合考虑。     

沥青结合材料低温抗裂性能分析及寒区新型沥青混合料设计

为了解决寒区沥青路面低温开裂现象,设计适用于寒冷地区应用的新型沥青混合料.基于小梁弯曲试验获取基质沥青、沥青胶浆、沥青细料组合体低温应力-应变曲线,以弯曲应变能密度临界值评价上述3类结合材料的低温抗裂性能.掺配不同粒径的胶粉颗粒使之与AC-13混合料中的细矿料级配一致,并替换50%,的常规细矿料从而制备寒区高性能沥青混合料.通过车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验对其路用性能进行评价.结果表明常规沥青细料组合体极差的低温抗裂能力是寒区沥青混合料低温开裂的重要原因.以同级配的胶粉颗粒体替代50%,的常规细矿料后,沥青混合料的路用性能得到明显改善,其低温抗裂性能、水稳定性能有较大提高,但其高温稳定性能略有降低.该项研究为后续寒区沥青路面的设计及施工奠定理论基础.     

不同级配复合改性沥青混合料路用性能

为研究不同级配对复合改性沥青混合料路用性能的影响,在AC-13型连续级配、SMA-13型间断级配和半间断级配三种级配中以干拌法分别加入抗车辙剂/新型橡胶粉复合改性剂,并对不同级配和改性剂掺量下的沥青混合料进行了高温车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。试验结果表明:抗车辙剂和新型橡胶粉的加入能够显著改善沥青混合料的高低温性能和水稳定性能,在高温性能和水稳定性方面,半间断级配下掺入复合改性剂的沥青混合料性能提升最高、AC-13连续级配次之、SMA-13间断级配相对最差;在低温性能方面,SMA-13间断级配相对最好,但是半间断级配和AC-13连续级配与其相比相差很小。最后推荐半间断级配为最优级配,其最优改性剂掺量为0. 4%抗车辙剂/1. 5%新型橡胶粉。     

稳定型橡胶沥青混合料性能研究

稳定型橡胶沥青是一种新型改性沥青,具有分散性好,适用多种级配类型混合料,其性能接近SBS改性沥青.选用RLC、PCM-P、RHC 3种稳定型橡胶改性剂,通过试验最终确定3种改性剂的最佳掺量分别为12%、14%、18%.通过AC-13C沥青混合料配合比设计及马歇尔试验确定RLC、PCM-P、RHC 3种稳定型橡胶改性沥青、SBS、橡胶沥青的最佳油石比.对不同改性混合料进行高温抗车辙试验、低温抗开裂试验,水稳定性试验,试验结果得出:PCM-P对混合料高温抗车辙能力改善效果最优,RHC对混合料低温抗开裂能力改善效果最优,RHC对混合料抗水毁能力改善效果最优.     

玄武岩纤维沥青混合料动态蠕变试验

为研究玄武岩纤维对沥青混合料高温抗车辙的改善效果,采用UTM-25伺服式材料动态测试系统,对掺加与不掺加玄武岩纤维的AC-13,SMA-13不同级配沥青混合料,在40,50和60℃温度环境下进行动态蠕变试验,对比分析6种不同级配沥青混合料的动态蠕变曲线、流变次数等.试验结果表明:掺加玄武岩纤维后,混合料在相同作用次数下的永久应变减小,且沥青混合料达到蠕变破坏阶段的累计作用次数大于不掺加玄武岩纤维的沥青混合料;沥青混合料的流变次数随温度升高而降低,掺加玄武岩纤维后降低趋势变缓,且温度越高效果越明显.可见,掺加玄武岩纤维能有效提高沥青混合料的抗车辙性能.     

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.     

沥青混合料中掺加定量抗车辙剂后的路用性能研究

为了更好的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研究。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成正相关,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、水稳定性以及低温抗裂性能。可见该研究为沥青路面车辙损坏的预防又提供一种新的配比方案,但应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。     

基于抗车辙性能的长大纵坡沥青混合料设计

针对沥青路面长大纵坡路段车辙病害比较突出的现象,为最大限度降低路面的早期破坏,提高耐久性,以沥青混凝土AC-20为基础,通过对矿料级配进行优化设计,得到了一种抗永久变形能力更强的紧密骨架密实结构;选取BMF（北美孚）和浙江石金GBF两种玄武岩纤维,分别采用掺量0．2％、0．3％和0．4％进行车辙试验,分析不同纤维掺量对沥青混合料高温抗变形能力的改善效果。研究结果表明：优化设计后的SAC粗集料断级配是一种抗高温永久变形能力很强的矿料级配;玄武岩纤维沥青混合料的动稳定度得到提高,当纤维掺量在0．2％～0．3％时增长率比较快,掺量超过0．3％时增长率开始下降;AC_20沥青混合料玄武岩纤维BMF最佳掺量为0．35％,GBF最佳掺量为0．31％。研究成果可为长大纵坡路段沥青路面设计提供参考。     

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.     

基于集料接触特性的沥青混合料抗车辙性能评价

基于数字图像技术对沥青混合料的粗集料接触点数与集料倾角进行了分析,采用沥青路面分析仪评价了添加不同沥青的AC-13F、AC-13C与SMA-13混合料的抗车辙性能,并以粗集料初始接触点数以及沥青软化点为变量建立了车辙深度预估模型,定义了用于级配选择的混合料最佳接触点数以及最小接触点数.结果表明:混合料的高温稳定性可以采用粗集料接触数量以及倾角变化量进行评价,沥青性能主要影响接触点与倾角的变化量;将接触点数量引入混合料的设计中作为级配选择的参考,可提高沥青混合料的抗车辙性能.     

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．     

LY抗车辙剂在特殊环境下的混合料性能

为了验证LY抗车辙剂对沥青混合料高温性能的改善效果,以LY抗车辙剂、克拉玛依90#沥青、SBS(1-C)改性沥青和玄武岩为试验材料,选取AC-16C矿料级配拌制沥青混合料,分别研究高温重载、高温浸水和不同碾压次数等较苛刻条件下掺加LY抗车辙剂的不同沥青混合料类型的抗车辙性能.研究结果表明:混合料高温性能通过动稳定度来表征,得出在高温有水及高温重载条件下,LY抗车辙剂对提高混合料的抗车辙性能效果显著;碾压次数的适当增加可以提高LY抗车辙剂混合料的动稳定度,但是对于添加0.4%LY改性沥青混合料,增大碾压次数并不能显著提高高温性能,当碾压次数为36次时,该混合料的高温抗车辙性能最好.     

水-温耦合作用对高模量沥青混合料性能的影响

为研究RA,PR.M和BRA 3种高黏剂对沥青混合料路用性能的影响,对水-温耦合作用下的工程上常用的AC-13C和AC-20C两种密级配沥青混合料展开了研究.从矿料级配类型、高黏剂、含水率、试验温度等方面对高模量沥青路面的高温抗车辙性能、抗疲劳性能进行了研究.结果表明:当级配类型相同时,高黏剂的种类及掺量对沥青混合料最...     

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.     

活性硅改性对沥青及混合料高温性能的影响

研究了活性硅沥青的基本指标和高温流变性能,通过AC-13C混合料的车辙试验,研究了活性硅对不同沥青的改性效果和不同矿粉替代量对沥青混合料高温性能的影响.结果表明:活性硅可显著提高沥青的软化点和黏度;活性硅可将普通70号沥青的高温等级由64℃提高至70℃;对不同沥青,活性硅对混合料高温性能改性效果不同;活性硅改性剂兼有填料作用,但随着替代矿粉量的增加,动稳定度逐渐降低,当13%活性硅替代40%矿粉时,动稳定度与不掺活性硅相当.