不同纤维沥青胶浆抗剪切性能试验研究

在沥青路面工程中,纤维较多应用于提高沥青混合料的高温抗车辙性能,如城市道路交叉口或公路的长大纵坡路段。纤维沥青胶浆的抗剪切性能直接影响沥青混合料的高温抗车辙性能。采用沥青胶浆的直剪试验,探究不同纤维沥青胶浆的抗剪切力学性能,并对比不同纤维及纤维的掺加方式对沥青胶浆高温性能的改进效果。试验结果表明:沥青胶浆中加入纤维,其抗剪强度显著提高。玄武岩纤维+聚酯纤维胶浆的抗剪强度最高。纤维沥青胶浆抗剪强度的提升原因是黏聚力C和内摩阻角φ的增大,但主要是黏聚力C增大,其对抗剪强度的贡献率约为78%;掺入纤维的沥青混合料动稳定度明显提高,聚酯纤维+玄武岩纤维混掺地效果最好,这与沥青胶浆剪切试验结果一致。     

沥青混合料的基本参数对其高低温性能的影响

沥青混合料的结构和参数决定了沥青路面的路用性能。将沥青类型、级配、级配的4．75mm、2．36mm的通过率以及粉油比等作为沥青混合料的基本参数，从混合料的宏观特点出发，用试验的方法揭示各项基本参数对混合料高低温性能的影响及变化规律。结果表明：沥青的变化和结构的调整对其温度稳定性影响相当大；随着4．75mm通过率和2．36mm通过率的增大，沥青混合料的高低温性能趋差；粉油比应在不同类型中加以综合考虑。     

VAE改性乳化沥青及其性能研究

针对普通乳化沥青冷再生混合料水稳定性与温度稳定性较差的问题，文章提出醋酸乙烯-乙烯(vinyl acetate-ethylene, VAE)水性胶改性乳化沥青；通过改性乳化沥青在集料表面的剥落率、蒸发残留后的沥青技术指标优选出VAE改性剂的种类为DA-1410胶粉；采用动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer, DSR)试验及荧光显微镜试验，测试VAE质量分数(简称“掺量”)对改性乳化沥青蒸发残留物性能的影响。结果表明：随着VAE掺量增加，改性乳化沥青蒸发残留物的三大指标、沥青标准黏度及沥青在集料表面的剥落率都显著提高；复数剪切模量G^*和车辙因子G^*/sin δ逐渐增大；当VAE掺量为3%～4%时，沥青的各项性能指标都优异，且其固化物颗粒在沥青中均匀分布，形成紧密结合的交联结构，乳化沥青的性能得到改善。研究结果可为拓展冷再生技术及其应用提供参考。     

多碎石沥青混合料SAC路用性能

对SAC的2种级配（SAC-25,SAC-20）、3种沥青结合料（A-70,A-30,SBS改性沥青）的高温性能和单轴贯入剪切试验、低温性能、水稳性能等进行了比较试验研究．研究结果表明,采用骨架密实型级配和硬质沥青,其混合料的动稳定度DS约为石油沥青（A-70）混合料的2倍,单轴贯入剪切试验抗剪强度约为石油沥青（A-70）混合料的1．3倍,为SBS改性沥青混合料的1．1．倍,适用于南方湿热地区沥青路面中下面层．     

考虑剪切性能的泡沫沥青混合料配合比设计

在传统泡沫沥青冷再生混合料配合比设计的基础上,基于摩尔–库伦强度理论,提出考虑抗拉、抗水损和抗剪切性能的泡沫沥青用量综合指标,优化了泡沫沥青冷再生混合料配合比设计方法.同时为解决车辙试验试件成型复杂、耗材多、耗时长等缺陷,提出基于标准马歇尔试件的单轴贯入试验对混合料高温抗剪切性能进行评价,为设计和检验高抗剪泡沫沥青冷再...     

沥青混合料抗车辙性能试验对比分析

为了确定用于沥青混合料高温性能设计的最优试验方法和评价指标,分别采用动态模量试验、间接拉伸强度试验、车辙试验和单轴重复荷载试验对9种沥青混合料的抗车辙性能进行测试,通过统计学方法对比分析了不同试验方法的合理性.试验结果表明:动态模量试验和高温间接拉伸强度试验不能准确地评价混合料的抗车辙性能;车辙试验仅适用于区分不同新拌沥青混合料抗车辙性能的优劣,是否适用于评价再生混合料尚存疑问;重复荷载试验具有更好的区分度和合理性,并可得到材料的基本力学参数;将基于重复荷载试验的流变次数指数作为抗车辙性能评价指标更为准确;在评价新拌沥青混合料时车辙试验和重复荷载试验结果具有良好的相关性,但是该关系并不能拓展到再生混合料中.     

直馏沥青与半氧化沥青及其混合料性能对比研究

为了研究直馏和氧化两种工艺生产的沥青及其混合料路用性能特点,选择两种生产工艺下的70#和90#沥青进行沥青常规指标试验,并分别用四种沥青和AC-16级配配制混合料进行马歇尔试验,对比研究直馏沥青混合料和半氧化沥青混合料高温、低温和水稳定性等路用性能的特点。结果表明,氧化工艺相比较于直馏工艺,能改善沥青高温性能,但在提高沥青的低温性能和抗老化性方面不如直馏工艺;半氧化沥青混合料抗压强度高于直馏沥青混合料;半氧化沥青混合料的高温稳定性,低温抗裂性和低温状态下的水稳定性均在一定程度上优于直馏沥青混合料;鉴于两种沥青各有优缺点,对于高标准重交通道路的石油沥青,建议采用直馏和半氧化综合生产工艺。     

基于单轴贯入试验的沥青混合料抗剪性能影响因素分析

为了确定沥青品种及用量、级配类型、公称最大粒径和孔隙率等因素对沥青混合料抗剪性能的影响,采用了单轴贯入试验分析。得出了各项因素对沥青混合料抗剪性能的影响规律。结果表明,采用改性沥青后混合料抗剪强度可提高22%~25%;2.36 mm筛孔通过率为35%,0.075 mm筛孔通过率为5.5%时混合料抗剪强度达到最大值;沥青混合料抗剪强度与公称最大粒径具有线性相关性,增大混合料粒径有助于提高其抗剪强度。     

蓖麻油生物沥青调和沥青混合料使用性能研究

为了评价蓖麻油生物沥青调和沥青混合料的使用性能,设计了具有5种蓖麻油生物沥青掺量且级配均为AC-20C的沥青混合料,根据各掺量最佳油石比制作试件并进行混合料使用性能试验.根据试验结果分析了不同掺量调和沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、路面设计参数等性能指标.分析表明,随着生物沥青掺量的增加,调和沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、抗压回弹模量逐渐降低,但在一定掺量范围内满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求,此外水稳定性在加入消石灰后得到显著改善.随着生物沥青掺量的增加,劈裂抗拉强度降低至一谷值后略有提高,低温抗裂性得到改善.由此可见,将蓖麻油生物沥青调和沥青替代石油沥青用于混合料,在一定掺量范围内是可行的.     

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。     

导电沥青混凝土发热性能实验研究

为研究导电沥青混凝土发热的影响因素及发热效果,优化沥青混合料配合比,制作导电试块,分析电压和纤维质量分数对试块发热升温的影响,并进行真雪的融化试验.结果表明:电压越高发热升温越高,安全电压12,24和36V均能满足要求;碳纤维质量分数越大升温越高,达到0.23%后温度升高趋于稳定,0.28%时发热升温性能最好;通电24V具有良好的融雪效果,随着通电时间的延长导电沥青混凝土的融雪效率成倍增加,通电20,40和60min时,融雪效率分别提高了50.00%,66.67%和91.67%.     

玻璃集料对沥青混凝土体积参数及路用性能的影响研究

目前,将玻璃作为集料应用于沥青混凝土是一种较为环保的回收利用方式,但现阶段对玻璃沥青混凝土的研究多局限于室内试验,缺乏在实体工程中的检验应用。为此,本文选取0%、5%、10%和15%等4种玻璃掺量进行试验,分析其对沥青混合料体积参数和路用性能的影响规律以及二者之间的内在联系,在此基础上优选一组性能最佳的掺量比例铺筑试验段。结果表明：随着玻璃掺量增加,空隙率与矿料间隙率先减小后增大,沥青饱和度则相反;玻璃沥青混合料的长期性能、高温性能、低温性能、水稳定性以及抗滑性能也随着玻璃掺量的增加而有所下降,掺量在10%以内时各项指标基本满足规范要求,5%掺量时其动稳定度、马歇尔稳定度和残留稳定度略高于普通沥青混合料。实际应用表明,玻璃沥青路面具有优异的路用性能和出色的反光效果,可在路面工程中推广应用。     

沥青路面反射裂缝足尺试验

长期的温度作用和重复的交通荷载是半刚性基层沥青路面形成反射裂缝的原因。通过足尺疲劳试验,对玻璃纤维格栅沥青混凝土、GoodRoad 纤维增强沥青混凝土抑制半刚性基层沥青路面由于温度变化导致反射裂缝的作用效果进行了研究。结果表明,二者可有效抑制低温状态下的反射裂缝,有广阔的应用前景。并对反射裂缝产生的机理、玻璃纤维格栅和GoodRoad 聚酯纤维延缓反射裂缝的原因作了介绍。     

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。     

沥青混合料断裂-微波自愈合影响因素分析

为分析沥青混合料断裂-微波自愈合性能的影响因素,分别对沥青材料和集料进行微波加热试验,采用70#基质沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene, SBS)改性沥青,制备AC-13型半圆试件,通过半圆弯曲试验和微波加热对试件进行断裂-愈合-断裂试验,以愈合前和愈合后加载试验的抗拉强度比值作为愈合指数(H),分析了沥青混合料微波加热行为以及损伤程度、微波强度、加热时间对自愈合性能的影响。结果表明:微波主要作用于矿质集料,并通过集料颗粒升温传热实现混合料整体升温;微波强度对沥青混合料自愈合性能的影响最为显著,其次是加热时间,随微波强度、加热时间的增长,混合料自愈合能力增强;损伤程度对自愈合性能有不利影响,但影响程度较弱。     

SBS聚合物改性沥青技术性能

针对不同种类、不同工艺的SBS改性沥青，采用试验、理论相结合的方法，包括常规三大指标试验、SHRP动态剪切流变DSR试验、储存稳定性试验等，分析了加工工艺参数对SBS改性沥青技术性能以及相容性的影响。结果表明，不同品种的改性剂、不同的制备温度、不同的改性工艺均对改性沥青的性能产生较大影响。相比于其他因素而言，SBS改性沥青的改性工艺是影响其性能的主导因素；储存稳定性较好的改性沥青，其技术性能也较好；星型SBS改性沥青的技术性能优于线型SBS改性沥青；基于改性沥青的综合性能考虑，制备温度不宜过低。因此，通过掺配适当的稳定剂和助剂等措施改善改性工艺，是提高SBS改性沥青技术性能的最有效途径之一。     

改性沥青性能指标合理测试时间的确定

通过对不同存储条件下聚合物改性沥青的针入度、软化点、延度和粘度等技术指标的测试,分析了改性沥青各项评价指标随时间的变化规律。结果表明:软化点随时间的延长而降低,低温延度指标则随存储方法的不同而有差异;高温存储的改性沥青改性完成在12 h内,其值随时间增长呈下降趋势,而常温存储的沥青则基本无变化,但12 h后两种方式基本都趋于稳定;为了合理评价改性沥青质量,应在改性沥青成型12 h后再进行性能指标的测试。     

纤维和矿粉对沥青胶浆性能的影响

为了研究纤维和矿粉对沥青胶浆性能的影响，采用动态剪切流变仪（DSR）和弯梁流变仪（BBR）对纤维、矿粉和沥青三者组成的沥青胶浆的高、低温性能进行了研究，分析了粉胶比和纤维用量变化对沥青胶浆性能的影响。结果表明，提高粉胶比、增加纤维用量使沥青胶浆的高温性能改善，但会使低温性能有所降低；矿粉和纤维两种材料具有不同的作用机理，采用纤维取代部分矿粉可取得沥青混合料高、低温性能均改善的效果，是解决沥青混合料高、低温性能难以兼顾的有效途径。