沥青马蹄脂碎石混合料抗裂性能研究

以间接拉伸试验为评价方法,研究纤维、沥青以及冻融循环次数对沥青混合料抗裂性的影响。试验结果表明:掺加聚丙烯腈纤维的沥青混合料的抗裂性能优于掺加玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料;采用橡胶沥青的沥青混合料的抗裂性能优于采用SBS改性沥青和基质沥青的沥青混合料;不论冻融循环次数多少,破坏荷载和破坏应变随沥青类型的变化规律大致表现为:橡胶沥青SBS改性沥青基质沥青。     

冻融循环作用下的沥青混合料材料参数修正

通过沥青混合料抗压强度和劈裂强度的试验,分析了冻融循环次数和油石比对沥青混合料强度和模量的影响。引入强度冻融折减系数和模量冻融折减系数,表征冻融循环次数和油石比对沥青混合料材料参数的明显影响,并给出了上面层AC-13改性沥青混合料的折减系数计算公式,修正了多年冻土地区沥青路面设计材料参数,减小了设计与实际条件的差异。     

盐冻循环对胶粉改性沥青混合料性能的影响

冬季寒冷地区路面易积雪结冰,常使用除冰盐进行融雪除冰。除冰盐的使用会对路面材料产生侵蚀。本文通过室内冻融循环试验分析盐冻融循环对胶粉改性沥青混合料的性能的影响。实验中考虑了温度、除冰盐浓度和冻融循环次数三个因素,按照正交原理进行试验,试验测得了试件的孔隙率和劈裂强度。经分析发现,随着盐浓度和冻融循环次数的增加,胶粉改性沥青混合料的孔隙率逐渐变大。说明冬季路面使用的除冰盐对胶粉改性沥青的破坏较严重,不宜大量使用。     

热氧老化对沥青与集料界面黏附性的影响

为了探索热氧老化对沥青与集料界面黏附性的影响程度，分别对常用的基质沥青、SBS改性沥青、橡胶粉改性沥青进行短期老化和压力老化试验，通过红外光谱分析不同沥青老化过程中化学结构的变化，以光电比色法和拉拔试验探究不同老化状态下沥青与不同岩性集料界面黏附性的演变趋势。试验结果表明：老化导致了沥青中不饱和化学键断裂和极性含氧官能团生成，提升了沥青中极性组分与水分子的缔合能力；热氧老化导致沥青与集料之间的黏附性下降，对改性沥青影响更为明显；经长期老化后，沥青与集料之间的黏附性大幅降低，对石灰岩集料与沥青的黏附性影响较敏感。     

SBS改性沥青在盐冻循环条件下的正交试验研究

考虑冰冻温度、融雪剂浓度、冻融循环次数,并选取相应的因素水平,利用正交试验分析方法,对SBS改性沥青在盐冻循环前后的感温性能、高低温性能指标进行了测试。结果表明,冰冻温度、融雪剂浓度、冻融循环次数对温度敏感性的影响程度为:融雪剂浓度冻融循环次数冰冻温度;对高低温性能的影响程度为:冻融循环次数融雪剂浓度冰冻温度;融雪剂浓度的变化对SBS改性沥青的感温性能、高低温性能影响较显著,融雪剂对SBS改性沥青中某些成分(改性剂)有破坏作用。     

多年冻土区冻融循环作用对沥青混合料弯拉性能的影响

为准确评价冻融循环作用对高原寒冷地区沥青混合料弯拉性能和细微观结构的损伤机理,针对北方寒冷地区沥青路面在荷载、低温、水冻融循环作用下剩余弯拉强度和疲劳寿命进行研究,制定了适宜的冻融循环试验方案,建立了不同沥青结合料沥青混合料的空隙率、弯拉强度(弯拉应变)、劈裂强度和疲劳寿命在不同冻融循环作用次数下的衰变规律,基于工业CT无损检测分析技术,获得了不同冻融循环次数下四种沥青混合料细观空隙结构变化特征,研究了冻融循环作用对沥青混合料平均空隙直径、空隙轮廓分维数的影响规律,分析给出了冻融循环作用下沥青混合料弯拉性能的损失率计算模型。结果表明:沥青混合料的弯拉强度、最大弯拉应变、劈裂强度、疲劳寿命随冻融循环次数的增加呈减小趋势,经历25次冻融循环后弯拉性能和疲劳寿命衰减趋于平缓。沥青混合料受冻融循环作用后弯拉强度和抗疲劳性能衰变规律符合logistics曲线模型;随着冻融循环次数增大,沥青混合料内部平均空隙直径增大,空隙轮廓分维数减小,平均空隙直径与沥青混合料弯拉性能之间的线性拟合关系良好;使用改性沥青具有维持冻融循环作用下沥青混合料内部空隙直径、空隙轮廓分维数变化不大的作用,在高原寒冷地区建议优先选用SBS或SBR改性沥青。     

盐冻后沥青砂浆的粘弹性变化及微细观分析

冬季寒冷地区路面易积雪结冰,常使用除冰盐进行融雪除冰。除冰盐的使用会对路面材料产生侵蚀。该文以沥青混凝土路面的重要组成部分——沥青砂浆为研究对象,对经历不同盐冻状况的沥青砂浆试件进行了单轴压缩蠕变试验,利用Origin软件对蠕变曲线进行非线性拟合,得到沥青砂浆的Burgers模型参数。并利用扫描电镜对试件表面进行观测。试验结果表明:经历的冻融循环次数越多,沥青砂浆抵抗轴向变形的能力越差,即抗压强度越低。融雪盐浓度越大,其弹性模量降低也越明显,沥青与骨料的接触界面受损越严重。盐冻环境对于沥青砂浆的初期弹性变形有显著影响,而对于粘性变形影响不大。     

冻融循环对聚合物改性沥青混合料的抗裂性能影响

为了研究冻融破坏对寒冷地区常用路面材料抗裂性能影响,通过半圆弯拉试验,并利用断裂韧度指标分析冻融循环次数和盐浓度对SBSMM、CRMM和CCRMM抗裂性的影响。结果表明:SBSMM、CRMM和CCRMM三种聚合物改性沥青混合料抗裂性能随着冻融循环次数和盐浓度的增加而减小,并且在冻融循环达到20次时趋于稳定;对比冻融循环次数和盐浓度变化对混合料抗裂性能影响发现,冻融循环次数对混合料抗裂性能影响更加显著;对比三种聚合物改性沥青混合料在不同冻融循环次数和盐浓度下的断裂韧度变化可以得出,CCRMM的抗裂性能最好,CRMM次之,SBSMM最差。     

超声波对WE/WPU复合改性乳化沥青黏附性能的影响

为进一步确定水性环氧树脂/水性聚氨酯(WE/WPU)复合改性乳化沥青的黏附性能,制备了WE/WPU改性乳化沥青,优选了基于超声波的黏附性评价方法,对WE/WPU改性乳化沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青的黏附性进行对比测试。结果表明:改进的超声波试验可以作为定量测试沥青黏附性的方法,WE/WPU改性乳化沥青的黏附性能和高温稳定性能显著优于目前抗滑封层中常用的SBS改性沥青、胶粉改性沥青。     

冻融循环条件下沥青混合料性能衰变规律研究

为分析冻融循环对沥青混合料性能的影响,本文对冻融循环作用后沥青混合料劈裂强度、空隙率、动态模量以及疲劳性能进行了试验分析。试验研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,沥青混合料劈裂强度、动态模量及疲劳寿命逐渐降低,且冻融循环初期衰减较快;沥青混合料空隙率随冻融循环次数的增加总体呈增加趋势,并且SMA沥青混合料空隙率增加程度大于普通密级配沥青混合料。     

直投改性剂在NovaChip超薄磨耗层中的应用

为了进一步提升Nova Chip超薄磨耗层的路用性能，将直投式环保改性剂应用于其中，分析了不同掺量的直投改性剂对混合料高温性能、水稳定性及低温抗裂性能的影响。结果表明，与SBS改性沥青相比，直投改性剂掺量为矿料质量的0.8%时，混合料高温稳定性提高118%，冻融劈裂强度比提高14.3%，但低温抗裂性未满足规范要求，因此其最佳掺量应为矿料质量的0.6%。通过试验段铺筑验证，直投改性沥青混合料施工更方便，路用性能更优异，其各项性能均满足现行规范要求。     

多聚磷酸改性沥青的性能研究

对多聚磷酸改性沥青性能进行了研究。首先进行了多聚磷酸改性沥青胶结料的性能试验,包括针入度试验、软化点试验、直接拉伸试验和动态剪切流变试验。结果表明,采用多聚磷酸改性后,沥青胶结料的高温性能和低温性能得到了提高。然后进行了多聚磷酸改性沥青混合料的路用性能试验,包括车辙试验、弯曲破坏试验和水稳定性试验,结果表明混合料的高温和低温性能得到了提高,但是水稳定性不够,添加抗剥落剂后,混合料的水稳定性达到了规范要求。通过时多聚磷酸改性沥青的经济分析表明,采用多聚磷酸改性沥青是非常经济的。     

石墨烯对橡胶改性沥青路用性能影响试验研究

将石墨烯掺入到橡胶改性沥青中,通过水稳定性能、高温性能、低温性能和耐久性能的室内试验研究,分析评价石墨烯对橡胶改性沥青路用性能的影响。结果表明:石墨烯对改善橡胶改性沥青水稳定性有显著的效果,可提高其劈裂强度比和马歇尔稳定度;对橡胶改性沥青高温性能有显著的提高,但同时也降低了其低温抗裂性能;对改善橡胶改性沥青耐久性有显著的提高,可提高其抗车辙能力、抗水损害能力和疲劳性能。石墨烯复合橡胶改性沥青具有较好的抗水损害性能、抗车辙性能,其实际路用效果在实体工程试验路铺筑进行了验证。     

SBS物理改性沥青与化学改性沥青性能对比研究

国内外对SBS物理改性沥青和化学改性沥青性能对比还未有深入研究。为此,对SBS物理改性沥青和化学改性沥青的性能采用常规与非常规(美国SHRP)的试验方法进行了较为系统地研究,进而对物理改性沥青和化学改性沥青的感温性能、高温稳定性、低温抗裂性以及抗老化性能进行了对比分析。同时,通过沥青混合料的试验,对两种改性沥青的路用性能进行比较,并且结合实际工程铺筑试验路对室内试验的结果进行验证。结果表明,SBS化学改性沥青的性能更为优越,是一种值得推广的路用材料。     

基质沥青标号对SBS改性沥青低温性能的影响

SBS改性沥青的低温性能受到基质沥青标号、油源和改性剂结构、掺量的共同影响。基质沥青的标号是一个重要的影响因素。为此,以动态剪切流变仪(DSR)实测的玻璃化转变温度(Tg)为评价指标,针对线型SBS改性沥青,分析了不同掺量下基质沥青的标号对SBS改性沥青低温性能的影响。结果表明,基质沥青的标号对低温性能有重要影响,这种影响受到改性剂掺量的限制,掺量越大,影响越大。     

橡胶/多聚磷酸复合改性沥青高低温性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青的高低温性能的影响,采用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青、不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青的高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青的低温抗裂性。结果表明,橡胶粉改性剂可以显著改善沥青的高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青的高温性能,且掺量越多,改性效果越明显;多聚磷酸对橡胶改性沥青的低温性能没有明显的影响。     

净味改性沥青混合料设计及性能研究

通过对净味改性沥青和非净味改性沥青的技术性能、烟密度对比分析净味改性沥青的性能及净味效果,并基于相同配合比条件下对两种沥青混合料的路用性能进行对比分析。结果表明：净味改性沥青与非净味改性沥青的技术性能基本一致,改性沥青加入净味剂后的烟密度等级可以降低70.6%以上。2种沥青混合料的水稳定性、高温性能和低温抗裂性能基本一致。     

碎石上封层橡胶改性沥青混合料设计参数试验及路用性能评价

通过沥青爬升高度试验、浸水扫刷试验、低温敲击试验和黏结性能试验，设计了橡胶改性沥青碎石封层，并确定了沥青洒布和集料撒布温度。在此基础上评价了橡胶改性沥青碎石封层的路用性能。结果表明:4.75~9.50 mm粒级的橡胶改性沥青碎石封层的沥青洒布和集料撒布温度分别为170℃，140℃，最佳沥青洒布量和集料撒布量分别为1.6，6.0 kg/m2；9.5~13.2 mm粒级的橡胶改性沥青碎石封层的沥青洒布和集料撒布温度分别为170℃，130℃，最佳沥青洒布量和集料撒布量分别为1.8，8.0 kg/m2。橡胶改性沥青碎石封层具有最优的抗低温脱落和抗冻融循环性能。     

冻融作用下沥青混合料疲劳性能试验研究

冻融试验可用于模拟潮湿条件下路面受到水损害时其疲劳寿命的变化.针对AC - 25沥青混凝土设计3种级配,进行冻融劈裂疲劳试验,建立无水和有水条件下的疲劳方程,分析不同因素对冻融后沥青混合料疲劳性能的影响,揭示冻融后沥青混合料疲劳性能衰减机理.     

应用玻璃化转变温度评价SBS改性沥青低温性能

在分析现有评价SBS改性沥青低温性能方法的基础上,提出了采用玻璃化转变温度Tg来评价SBS改性沥青的低温性能,并对相应的试验仪器(动态剪切流变仪)和试验方法进行了介绍。应用动态剪切流变仪实测了7种SBS改性沥青的Tg,并且进行了相应的沥青混合料试验验证。结果表明:玻璃化转变温度Tg物理意义明确,测试方法简便,与混合料的测试结果相关性较好,适合于评价SBS改性沥青的低温性能。