微胶囊自愈型沥青混合料制备及性能研究

沥青路面在车辆荷载和环境因素的共同作用下,通常出现裂缝、局部损伤等病害。为研究提高沥青路面裂缝自愈合性能的技术手段,对微胶囊选材及制备合成工艺、掺微胶囊的沥青及沥青混合料性能特征、微胶囊在混合料裂缝愈合中的作用机理等问题展开研究。通过高温车辙试验、小梁低温弯曲试验和冻融劈裂试验对掺入微胶囊的沥青混合料路用性能进行分析,综合考虑推荐微胶囊掺量为0.4%～0.6%。试验结果对微胶囊自愈型沥青混合料的使用、微胶囊技术的推广及应用具有一定指导意义。     

再生剂对乳化沥青重复冷再生混合料特性的影响

为研究乳化沥青重复老化冷再生混合料结构特性,掌握沥青老化程度对路用性能的影响规律,利用基本性能试验、劈裂强度试验、动态加载疲劳试验及水稳定性试验对掺加不同再生剂的混合料体积参数和性能指标进行分析。结果显示,再生剂能显著改善混合料的力学性能、抗水损害能力和抗疲劳特性,提高重复老化再生混合料的劈裂强度和劈裂最大荷载,降低混合料的空隙率和RAP料重复老化对混合料劈裂强度的劣化作用;随着应力比的增加,再生混合料的荷载呈线性增加趋势,疲劳作用次数呈指数函数下降趋势,且再生剂对混合料疲劳作用次数的改善效果逐渐降低,对疲劳破坏荷载的改善效果无显著变化。     

微胶囊沥青混合料的裂缝自愈与路用性能研究

微胶囊沥青混合料具有一定的裂缝自愈能力,可延长沥青路面使用寿命,其研究已逐步引起重视。采用高压渗水试验评价微胶囊沥青混合料的自愈性能,研究微胶囊掺量、混合料属性(公称最大粒径、空隙率、沥青种类和用量)与使用环境(温度、时间及水分)对自愈性能的影响规律,考察微胶囊掺量对混合料路用性能的影响。结果表明,沥青混合料自愈性能随微胶囊掺量的增加先提高后降低,最佳微胶囊掺量为6%;随着公称最大粒径与空隙率的增加,混合料自愈性能逐渐变差;基质沥青混合料的自愈性能优于改性沥青,且油石比越大自愈性能越好。在一定范围内温度越高、自愈性能越好,自愈性能随愈合时间的延长呈非线性增长,水分对沥青混合料自愈有着不利的影响。随着微胶囊的增加,混合料中的矿料摩阻力与矿料/沥青黏附性降低,导致沥青混合料的高温稳定性与水稳定性有所降低;掺入微胶囊后,沥青混合料的裂缝自愈能力得到增强,因此反映抗裂性能的低温弯曲破坏应变得到一定程度的改善。综合混合料自愈性能与路用性能随微胶囊掺量的变化规律,推荐微胶囊掺量为4%~6%。     

泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能研究

基于Overlay Tester试验研究RAP掺量及RAP料源性质、水泥掺量、矿料级配、基质沥青标号四因素对泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的影响规律,探讨泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的评价标准。结果表明:Overlay Tester试验的第一个加载周期内的最大拉力、最大荷载损失率、最大荷载加载次数、总断裂能可作为泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的评价指标。推荐面层用泡沫沥青冷再生混合料Overlay Tester试验第一个加载周期内的最大拉力不小于1075 N、总断裂能不小于900 N·m,用于基层或底基层时,泡沫沥青冷再生混合料第一个加载周期内的最大拉力不小于700 N、总断裂能不小于900 N·m。     

橡胶沥青及混合料配合比设计研究

对不同胶粉掺量下的橡胶沥青,进行针入度、软化点、延度、粘度、弹性恢复、粘韧性和韧性试验,结果表明胶粉掺量为23%(外掺)时,橡胶沥青的各项性能均较好。通过配合比设计,确定了矿料级配和最佳油石比,并对橡胶沥青混合料进行车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。结果表明,抗车辙剂可明显改善橡胶沥青混合料的高温性能,同时也会使其低温性能降低。     

生活废旧塑料改性沥青性能试验研究

通过软化点、延度等试验研究不同掺量CRP对两种不同沥青的性能影响,试验结果表明:随着CRP掺量的增加,改性沥青的软化点提高,常温黏度提高,延度降低;CRP掺量达到5.5%时,沥青具有较好的高温、低温性能。此改性剂对两种沥青性能的影响规律及效果基本相同,并通过车辙试验对沥青混合料的高温稳定性进行研究,证实了改性后沥青及混合料的各种性能均有不同程度的改善,从而为废旧塑料CRP改性沥青及混合料的可行性提供依据。     

玄武岩纤维沥青胶浆的路用性能

为了研究玄武岩纤维对沥青混合料性能的影响,对不同玄武岩纤维掺量下的纤维沥青胶浆进行锥入度、软化点、延度、弹性恢复和表观粘度试验,考察玄武岩纤维掺量及温度对纤维沥青胶浆性能的影响,同时分析纤维沥青胶浆的作用机理.试验结果表明,玄武岩纤维的加入可增加沥青混合料中结构沥青的比例,提高集料表面沥青膜的厚度,改善沥青胶浆的高、低温性能及疲劳性能,从而增强路面的耐久性.玄武岩纤维的加入降低了纤维沥青胶浆的锥入度,提高了纤维沥青胶浆的软化点、弹性恢复和表观粘度.由不同玄武岩纤维掺量下沥青胶浆的延度试验和表观粘度试验可知,过量加入纤维会影响混合料的应变性能和工作性.     

基于超标准(高温重载)试验条件的抗车辙沥青混合料优化设计研究

为研究超标准(高温重载)条件下沥青混合料的抗车辙性能，以及优选适用高温特重荷载路段的抗车辙沥青混合料配合比，通过改变车辙试验温度与荷载工况进行车辙试验，模拟路面实际受到的高温与重载。选取矿料种类、沥青种类、抗车辙剂NRP掺量、级配类型4个因素，使用正交试验设计法设计车辙试验方案，使用动稳定度评价沥青混合料抗车辙性能的优劣。通过极差分析得到不同因素的影响程度大小，确定优选组合；通过多元回归分析法，拟合3种沥青混合料的动稳定度与抗车辙剂NRP掺量、级配类型、温度和荷载因素之间的关系。试验结果表明：4个影响因素在超标准(高温重载)条件下对沥青混合料的高温稳定性影响程度大小排序为NRP掺量>级配类型>沥青种类>矿料种类；抗车辙沥青混合料最优组合为玄武岩矿料、SMA-13级配、1.5%NRP掺量、SBS改性沥青；多元回归关系式经验证，拟合效果较好。     

生物沥青掺量对再生沥青混合料路用性能影响试验研究

为掌握生物沥青对不同老化程度再生沥青混合料路用性能的影响，通过对不同程度长期老化沥青与不同生物沥青掺量调和制备再生沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行试验研究。结果表明:随着生物沥青掺量增加，生物沥青再生混合料高温稳定性逐渐变差，低温抗裂性逐渐变好，水稳定性则先变好后变差；随着沥青老化程度加深，掺入生物沥青对其沥青混合料高温稳定性造成的下降速率增加，对其低温抗裂性的改善速率降低；适宜的生物沥青掺量可使不同老化程度的沥青混合料低温抗裂性和水稳定性恢复，且高温稳定性也满足路用性能要求。     

新型沥青混凝土添加剂性能评价

对一种新型沥青混凝土添加剂(路孚8000)进行了研究。通过不同掺量下沥青胶结料的针入度、软化点、稠度、延度及测力延度、直接拉伸、弯曲梁蠕变和弹性恢复试验,表明该添加剂可以改善沥青的感温性和抵抗荷载变形的能力。对改性沥青混合料进行高温车辙、低温弯曲、冻融劈裂和疲劳试验,表明其各项性能尤其是高温抗车辙性能均得到了较大的提高。     

沥青胶结料回收与再生方法研究

文章系统研究了废旧沥青混合料中沥青胶结料的回收与再生方法,认为混入的矿粉、残留的三氯乙烯及不同回收方法会对回收沥青的性质造成影响,并通过针入度、软化点、延度、布氏黏度等试验,验证了不同矿粉与三氯乙烯残留量与不同回收方法对回收沥青性质的影响程度,以此为基础通过抽提回收试验得到了回收沥青,进而研究了再生剂掺量对于回收老化沥青的25℃针入度、软化点、10℃延度、135℃布氏黏度、76℃车辙因子等指标的影响,推荐了再生剂的合理掺量。试验结果表明:即使残留1%矿粉、0.5%三氯乙烯也会导致试验结果的偏差;阿布森法与旋转蒸发器法均会导致回收沥青胶结料的老化,且前者回收得到的沥青胶结料老化更明显;再生剂掺量达到5%时,再生沥青的25℃针入度与黏度可以恢复到原基质沥青的水平,但再生沥青的高温性能有所降低,工程实践中应严格控制再生剂的剂量。     

裂解剂掺量的变化对橡胶改性沥青性能的影响研究

为研究在橡胶沥青中采用不同掺量裂解剂制备裂解橡胶改性沥青,通过在不同的反应温度、反应持续时间条件下,测试裂解橡胶沥青胶结料的针入度、软化点、延度及135℃黏度性能指标。对试验结果进一步分析得出不同裂解剂掺量条件下的沥青胶结料混溶体系的反应状态,从而为后续工程中橡胶沥青混合料的应用提供技术支撑。     

乳化沥青冷再生混合料疲劳性能研究

采用目前工程上常用的两档沥青路面铣刨旧料对RAP掺量为80％和100％的乳化沥青冷再生混合料进行材料组成设计.通过击实试验和劈裂试验分别确定其最佳流体含量和最佳乳化量用量.在配合比设计基础上采用控制应变加载模式对乳化沥青冷再生混合料疲劳性能进行试验研究,确定了加载较为合理的应变水平,即300,250,200με和150με.试验结果表明,在应变水平较高时,两种RAP掺量下乳化沥青冷再生混合料能承受有限的荷载作用次数,当应变水平降低到150 μe时,两种RAP掺量混合料在150万次荷载作用下仍未破坏,采用劲度模量与荷载作用次数预估的方法确定了疲劳寿命.通过对4种应变水平-荷载作用次数进行疲劳曲线拟合,提出两种RAP掺量下乳化沥青冷再生混合料的应变控制指标.     

新型沥青混凝土添加剂Sasobit的性能研究

该文首先对新型添加剂Sasobit进行了不同掺量的沥青胶结料的针入度试验、软化点试验、稠度试验、延度及测力延度试验、弹性恢复试验及直接拉伸(DTT)试验,结果表明添加Sasobit对于沥青胶结料的感温性、高温性能及低温性能都有较大的提高。然后对加入Sasobit添加剂后的沥青混合料进行了车辙试验、弯曲破坏试验、疲劳试验和冻融劈裂试验,结果表明,Sasobit对沥青混合料的高温稳定性提高比较显著,而沥青混合料的低温抗裂性、抗疲劳性能和水稳定性能变化不大。     

TiO_2对髙粘沥青及PAC-13性能影响试验研究

利用TPS制备髙粘沥青,对不同TiO_2掺量下的髙粘沥青进行针入度、135℃粘度、5℃延度以及抗紫外老化性能进行试验研究,对不同TiO_2掺量下的PAC-13路用性能进行试验研究;研究结果表明:TiO_2对TPS髙粘沥青的针入度、135℃粘度,影响较小;但对5℃延度影响较大,当TiO_2掺量超过0.8%后,延度降速增快;TiO_2能够有效的减缓紫外线对TPS髙粘沥青的老化作用,对于延长TPS髙粘沥青优良的使用性能起到了一定的促进作用;TiO_2掺量对于PAC-13髙粘沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂残留强度比、低温抗弯拉强度、弯曲劲度模量影响不大,但随着TiO_2掺量的增大,混合料的动稳定度迅速减小。     

RAP料的老化性能与再生技术

考虑到路面沥青在自然条件下同时承受着荷载压力老化、紫外线光老化和温度热老化,在《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中沥青的单因素老化试验方法的基础上,提出了沥青综合模拟老化试验。室内综合模拟老化后的沥青针入度、延度降低,软化点增加。其次,介绍了RAP料的回收方法、级配设计和再生剂功能,最后研究了四种不同的RAP料再生技术的差异。     

国产天然岩沥青及其混合料相关性能试验研究

在70#基质沥青中掺加不同比例的天然岩沥青得到改性沥青,低温延度试验结果显示其延度几乎为0,通过对低温延度断裂力测试,表明断裂力越大低温延展性越差;通过不同掺量岩沥青改性沥青及SBS改性沥青混合料各项性能对比试验,并结合沥青胶结料评价结果,认为6%～8%掺量范围内的岩沥青改性沥青具有较好的高温及水稳定性能,适用于目前路面结构中面层,可以得到与SBS改性沥青混合料相当的路用性能。     

SBS掺量对改性沥青及沥青混合料性能的影响

在阿尔法沥青中按0.1%步长加入不同掺量SBS制备改性沥青,通过常规性能试验分析SBS掺量对改性沥青性能的影响;对SBS改性沥青混合料进行配合比设计,通过60℃车辙试验和低温弯曲试验分析SBS掺量对沥青混合料高低温性能的影响。结果表明,SBS掺量对改性沥青的感温性能、高低温性能等有很大影响,随着SBS掺量的增加,改性沥青的针入度下降,软化点、延度、弹性恢复均呈逐渐上升趋势;SBS对沥青混合料高温性能的提升效果非常显著,仅以0.1%的剂量增大,就可使沥青混合料的高温性能明显提高,低温性能呈抛物线变化且有明显峰值。     

再生剂对长期路用老化沥青路用性能的影响

通过对沥青混合料、老化沥青混合料,以及经过2种不同再生剂再生处理的老化沥青混合料的高温性能、低温开裂性能、水稳定性能、疲劳性能进行研究,考察了再生剂对长期路用老化沥青及其混合料路用性能的影响规律。对比研究了不同再生剂作用下长期路用老化沥青混合料路用性能的再生修复效果。结果表明,再生剂的加入可使老化沥青混合料的基本路用性能在一定程度上恢复还原;通过2种再生剂对长期路用老化沥青再生效果的研究,可以发现再生剂对老化沥青混合料改善作用具有选择性,即老化沥青对合适的再生剂有着具体的要求。     

水环境下凝灰岩沥青混合料黏附性能研究

为提高水环境下凝灰岩沥青混合料的黏附性能,以SUP25级配沥青混合料为研究对象,通过水煮法试验、老化前后冻融劈裂试验及浸水马歇尔试验评估不同外加剂对其黏附性能的改善效果,并结合相关路用性能试验进行验证。结果表明：掺2%含量消石灰后的凝灰岩沥青混合料效果最佳,其残留稳定度、冻融劈裂强度比能分别达到优质石灰岩混合料的97.2%和98.3%,相较于不掺外加剂凝灰岩试样分别提升21%和13.5%,且在老化作用下黏附耐久性要优于掺抗剥落剂凝灰岩沥青混合料性能。