沥青与集料黏附性的定量评价

为定量分析不同沥青与集料黏附性的差异,文章在传统水煮法试验的基础上,采用自主开发的图像采集系统对水煮后的沥青与集料样本进行取像,然后利用图像处理软件定量计算集料表面沥青的剥落率,并对影响沥青与集料黏附效果的沥青和集料的性质进行分析。研究结果表明:采用改进的水煮试验方法可以实现定量地评价不同沥青与集料的黏附性,其试验结果比传统的水煮法更加合理;沥青的135℃黏度越大,其与集料的黏附性越好;集料的碱值越大、表面电位越高、表面的微孔隙和微裂缝越多,其与沥青的黏附性越好。     

冻融循环条件下沥青混合料强度衰减的评价方法

对沥青混合料在不同冻融循环条件下的破坏机理及其强度衰减评价方法进行研究.通过比较不同温度、不同频率及不同冻融循环条件下沥青混合料动态模量及其损伤变量的变化规律,探讨沥青路面冻融破坏机理,并确定冻融循环条件下其强度衰减的评价方法及指标.研究结果表明:当温度在5～15℃之间时,沥青混合料的动态模量迅速变化,温度继续升高之后趋于稳定;比较直接冻融、饱水加载后冻融和加载冻融同时作用3种不同冻融循环试验方法,以加载冻融同时作用的条件最为苛刻;确定在25℃和10 Hz下,进行900 N边加载边冻融试验作为沥青混合料强度衰减评价方法,损伤变量达到10%时作为沥青混合料的损伤破坏评价指标.     

基于表面能理论的沥青-集料体系的粘附特性研究

基于表面自由能理论,采用接触角法测定2种沥青与4种集料的表面自由能参数,分别计算出各种沥青-集料体系的粘附功和剥落功,以表征沥青-集料体系的粘附性优劣;并采用冻融劈裂试验进行验证.结果表明:石灰岩集料与SK70改性沥青的粘附功最大,剥落功最小;花岗岩集料与SK基质沥青的粘附功最小,剥落功最大.此外,剥落功表征的沥青-集料体系的粘附性能与冻融劈裂试验表征的粘附性能基本一致;且沥青-集料体系的剥落功更能直观地定量评价沥青-集料体系的粘附性能.     

沥青与集料黏附性评价方法

为了定量评价沥青与集料黏附性,提出新的沸煮试验方法,并与水煮法进行对比试验。选取5种A级70#基质沥青和5种SBS改性沥青,采用旋转薄膜老化试验(RTFOT)模拟沥青短期老化,采用压力老化试验(PAV)模拟沥青长期老化,以原样沥青为对照,制备成30种不同老化程度的样品,与3种岩性粗集料进行排列组合,共计开展90组黏附性试验,并提出了基于水煮法和沸煮法的沥青与集料黏附性综合评价方法。研究结果表明:水煮法试验中,随着沥青老化程度加深,基质沥青与集料的黏附性等级总体呈上升趋势,改性沥青老化前后与所有集料的黏附性等级均为5级,水煮法对改性沥青失效;沸煮法试验中,沥青的黏附时间从大到小依次为长期老化、短期老化、未老化试件,3种集料的黏附时间从大到小依次为石灰岩、闪长岩、花岗岩;将不规则集料制备成直径为19mm的球形集料,消除表面形状缺陷后,水煮法判定各种沥青与球形集料的黏附性等级均为5级,无法区分,而沸煮法仍可准确得到沥青与球形集料的黏附时间。水煮法用黏附性等级作为评价指标,沸煮法用黏附时间作为评价指标,以球形集料为标准试件,并给出基质沥青及改性沥青短期老化的技术要求。     

冻融循环作用下橡胶颗粒沥青混合料耐久性试验研究

以AC—13连续型密级配为基础,以橡胶颗粒代替部分集料的形式加入到沥青混合料中,制备橡胶颗粒量掺量为1%~3%的橡胶颗粒沥青混合料。在冻融循环条件下测定混合料的空隙率,并进行冻融劈裂试验,研究冻融循环作用下橡胶颗粒沥青混合料的耐久性。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,沥青混合料的劈裂抗拉强度逐步降低,空隙率逐步变大,两者相关性较大;同等条件下,随着橡胶颗粒掺量的增加,沥青混合料的劈裂抗拉强度逐渐降低,空隙率逐渐增大。橡胶颗粒的掺加在一定程度上降低了沥青混合料的劈裂抗拉强度,2%掺量下的橡胶颗粒沥青混合料劈裂抗拉强度比最优。     

沥青混合料水损害试验方法探究

详细研究了国内外沥青混凝土水损害试验的不同方法和原理，提出各试验方法所反映出的水损害的主要影响因素及各试验方法存在的问题，为路面工程建设提供了有效的、能避免或减少沥青路面水损害的分析．     

水泥改善酸性集料与沥青粘附性的试验分析

为了改善酸性集料与沥青的粘附性,发挥酸性集料强度高、耐磨性好的优点,更好的提高沥青路面的使用质量和耐久性,针对水泥改善酸性集料和沥青粘附性的效果进行试验分析,提出了添加水泥改善酸性集料与沥青粘附性的合理掺量,以及添加水泥后沥青混合料的最佳沥青用量.     

钢渣集料表面形貌对沥青吸收与黏附性能的影响分析

针对钢渣集料表面多孔、吸水率高、表面陈化裹附粉尘的问题,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)和荧光显微镜分别分析钢渣集料表面形貌和钢渣集料与沥青黏结界面结构,通过计算机断层扫描(computed tomography, CT)定量分析钢渣集料表面开口孔隙与沥青渗透深度的关系,研究钢渣集料与沥青拌和浸渍后钢渣集料有效密度和沥青吸收率变化规律,并用滚瓶法试验来评价沥青与钢渣集料的黏附性能。试验结果表明钢渣集料表面存在独特的多孔结构和陈化产物层,而陈化产物层阻碍沥青与钢渣集料直接黏结,在界面处形成夹层结构,在动水摩擦作用下易导致沥青膜剥落。钢渣集料表面多孔结构对沥青只是部分吸收与填充,且与开口孔隙形状和大小存在较强依赖性,沥青渗透深度约为开口孔径的0.6倍。钢渣集料的吸水率和沥青吸收率具有很好的线性相关性,线性斜率约为0.39。与沥青拌和后,长期静置吸收沥青导致钢渣集料有效密度增加幅度小于0.5%。上述钢渣集料表面形貌特性可显著影响钢渣沥青混合料体积性能和抗水损害能力。     

细集料泥土含量对沥青混合料水稳定性的影响

通过水稳定性试验，研究细集料泥土含量对沥青混合料水稳定性的影响，试验结果表明：细集料中泥土质量分数与泥土塑性指数对沥青混合料水稳定性影响显著；细集料泥土质量分数的临界值为2％，当超过2％时会明显降低混合料的抗水损害能力；随着细集料中泥土质量分数的增加与塑性指数的提高，沥青混合料水敏感性增强．通过使用沥青对细集料进行预处理和添加消石灰可以解决细集料泥土污染的问题．     

基于表面能的掺消石灰沥青黏附性分析

为分析消石灰对基质沥青与酸性石料黏附性的影响,以表面能理论为基础,分别在干燥和潮湿两种条件下,比较SK90~#、中海90~#、克炼90~#、SK70~#、中海70~#和现代70~#等6种基质沥青掺加消石灰前后与花岗岩的黏附功大小,并通过改进的水煮试验,对黏附功理论的试验结果进行进一步验证.研究结果表明:在掺入消石灰后,6种沥青的总表面能参数减小7.6%～10.3%,而表面能极性分量的数值和所占比例均增大;沥青与花岗岩的黏附功提升明显,抵抗水损害能力增强,且沥青和花岗岩的黏附功试验与水煮试验结果有着显著的关联性,由此量化了消石灰在改善基质沥青与酸性石料黏附性方面的效果.     

冻融循环-动水冲刷对间断级配沥青混合料特性参数影响

沥青路面在水、温和荷载长期作用下服役寿命明显降低.为探寻沥青混合料路用性能衰减规律,本文自主研发了沥青混合料动水冲刷模拟试验装置,对沥青混合料马歇尔试件开展多次冻融循环-动水冲刷循环作用,分析了沥青混合料特性参数变化规律,结合CT切片扫描,探寻了沥青混合料内部结构变化规律.结果表明：在冻融循环-动水冲刷循环前期,各特性参数都呈现出较快的增长或衰减;在外加动力水压作用下,沥青混合料内部吸水量会逐渐增加至饱水状态,沥青混合料试件内部的微开口孔隙会发生结构与形态的变化;经12次冻融循环-动水冲刷循环,沥青混合料的劈裂强度降幅高达65.44%.研究结果为深入了解沥青路面水损害机理提供了理论基础.     

沥青-集料界面断裂能的测试方法与影响因素

表面脱粒是沥青路面常见病害之一,会对沥青路面的耐久性和路用性能产生极大不利影响。为解决沥青路面脱粒预测和敏感性分析所需要的沥青-集料界面断裂能实测问题,本研究提出了摆式冲击试验的测试方法,通过对“集料-沥青-集料”试件施加横向剪切冲击荷载,使得沥青与集料界面发生破坏并测试其断裂能。研究中对温度、沥青种类、集料类型、水、矿粉等因素对沥青-集料界面断裂能的影响进行了分析,结果表明：沥青-集料界面断裂能可作为评价沥青-集料界面性能的指标,综合体现了沥青-集料粘附性能和沥青内聚性能,以及不同温度、荷载条件作用下沥青-集料界面的力学特性;温度对沥青-集料界面断裂能影响较大,随着温度升高沥青-集料界面断裂能呈现先上升后下降的趋势,且沥青与集料粘附性能逐渐提高,沥青内聚性能逐渐降低;SBS改性沥青和高粘改性沥青与集料的界面断裂能明显大于基质沥青,但两种改性沥青与集料的界面断裂能除峰值外差异不显著;集料类型对沥青-集料界面断裂能的影响不具有显著规律;在各个温度下水都会使沥青-集料界面断裂能发生衰减;在沥青中加入矿粉会使界面断裂能下降,基于沥青混合料性能的最佳粉胶比范围,并不一定对沥青-集料界面性能起到...     

集料特性对集料-改性乳化沥青胶浆黏度的影响

采用不同粒径的石灰岩、玄武岩及花岗岩细集料制备了集料-改性乳化沥青胶浆,测试了集料的化学成分、比表面积和表面电荷特性以及胶浆的黏度,分析了集料特性对胶浆黏度的影响规律.结果表明:随着改性乳化沥青的破乳,沥青胶浆的黏度逐渐增大,并趋于稳定;酸性集料胶浆的黏度达到稳定状态所需的时间最短;同种岩性的集料比表面积越大,集料胶浆的初始黏度越大,而胶浆黏度达到稳定所需的时间越短;同等粒径下,集料表面ζ电位值越高,胶浆初始黏度越小,而胶浆黏度达到稳定所需的时间越长;胶浆黏度稳定所需的时间越短,表明乳化沥青破乳越快,即可供施工的时间越短.     

玻璃纤维改善再生粗集料沥青混合料性能试验研究

为促进固废再生利用,改善50%再生粗集料取代率的沥青混合料路用性能,研究分别以0,0.15%,0.2%,0.25%,0.3%,0.4%,0.5%、0.6%掺量的玻璃纤维掺入再生粗集料沥青混合料中,研究各种掺量下玻纤-再生粗集料沥青混合料的物理性能指标、标准马歇尔试验标准和浸水马歇尔试验指标改变规律。结果表明,当玻纤掺量增多,再生粗集料沥青混合料的密度不断下降,吸水率先降低后升高,稳定度和马歇尔模数先升高后降低,在0.15%掺量时为最大值,稳定度提升了44.13%;流值先降低后升高,在0.15%掺量时为最小值,流值下降了48.78%;浸水马歇尔稳定度先升高后降低,在0.15%时达到最大值,残留稳定度先升高后降低,在0.20%时达到最大值,提升了43.63%。因此50%再生粗集料沥青混合料中建议掺入玻纤的含量为0.15%～0.20%。     

冻融循环下纤维增韧型环氧沥青混合料损伤演化

为了研究季冻区玄武岩纤维增韧型环氧沥青混合料的性能劣化规律,首先,通过沥青黏温曲线分析和直接拉伸性能测试,初步确定纤维长度和掺量,并对比纤维改性前后的环氧沥青混合料(EAC)的路用性能,进一步确定最佳纤维长度和掺量,形成玄武岩纤维增韧型环氧沥青混合料(FEAC)的设计流程。随后,进行低温弯曲试验,测试不同冻融损伤程度沥青混合料的弯拉强度、弯拉应变、弯曲劲度模量和弯曲应变能密度。研究结果表明：6%(质量分数)玄武岩纤维掺量的FEAC具有较好的高温性能和低温抗裂性,并保持了与EAC相当的水稳定性。随着冻融循环次数的增加,EAC和FEAC的弯拉强度、弯曲劲度模量和弯曲应变能密度逐渐降低,而弯拉应变的变化趋势则与之相反。相较于EAC,FEAC表现出更高的弯拉强度、弯拉应变和较低的弯曲劲度模量。FEAC和EAC的弯曲应变能密度冻融损伤变化均呈现明显的3段式性能下降。S形逻辑函数能够有效地描述冻融循环的损伤变化规律,其中模型参数a、k和x_c显示出玄武岩纤维对延缓环氧沥青混合料冻融损伤增长具有积极作用。     

冻融循环条件下沥青混合料的损伤规律

为研究冻融循环作用对沥青混合料水稳定性的影响,基于表面自由能理论,分析了不同冻融循环次数下沥青-集料界面间黏附功与剥落功的变化情况,并对沥青混合料的水稳定性进行了评价;在此基础上,利用劈裂试验及Logistic模型进一步探究了沥青混合料的饱水程度与冻融作用对其水稳定性的影响.研究结果表明：随着冻融循环次数的增加,沥青的表面能及黏聚功降低,沥青-集料间的黏附功降低,剥落功升高,沥青混合料的水稳定性减弱;沥青混合料的空隙率随冻融循环次数的增加而增大,其劈裂强度降低;冻融过程中沥青混合料的饱和度越大,其损伤程度与损伤速率越大,当沥青混合料的饱和度大于50.00%时,冻融作用对沥青混合料性能的影响愈发明显,因此推荐沥青混合料的冻融劈裂试验在饱和度高于50.00%的条件下进行.     

细集料棱角性对沥青混合料性能的影响

通过分析试验数据，考察了细集料棱角性（FFAA）对沥青混合料沥青用量、体积性质、水稳定性、高温稳定性等重要指标或性能的影响情况。结果表明，FFAA均未与上述指标或性能建立起显著的线性关系。FFAA不适合单独作为评价细集料品质的技术指标，同时也不适合单独采用FFAA来评价细集料对沥青混合料性能影响的情况。     

沥青混合料用集料的选择与级配组成优化设计

沥青混合料中粗集料和细集料的特性及其级配组成决定了混合料的路用性能。本文通过深入分析集料在沥青混合料中的作用机理、技术要求和质量标准,提出从资源特性和加工特性两方面控制和选择好粗集料和细集料,同时,应根据不同地区工程条件和沥青面层位优化集料级配组成。     

关于沥青混合料中酸性集料的改性方法

提出了2种沥青混合料中酸性石料的改性方法,通过分析试验结果数据,对比研究了改性前后沥青混合料的各项指标情况,提出了常见问题的处理措施,为解决我国沥青混合料中大量使用花岗岩、砂岩等酸性石料的方法提供了依据。     

消石灰提高集料与沥青粘附性的机理分析

文章分析了影响沥青与集料粘附性的因素,阐述添加消石灰使酸性石料表面形成一个碱性的表面电离层,以便与带酸性的沥青之间有强的结合,从而达到提高集料与沥青粘附性的目的.