高原冻土地区AC-13C沥青混合料配合比设计与试验研究

该文针对高原冻土地区公路路面的主要病害问题,通过马歇尔试验确定AC-13C沥青混合料配合比并对其路用性能进行试验研究.依托国道109线那曲至拉萨公路改建工程,结合AC-13C改性沥青混合料在不同油石比和矿料级配条件下进行了最佳配合比设计;采用浸水马歇尔试验、低温弯曲试验、车辙试验、冻融循环试验等研究了沥青混合料的水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性、耐久性及抗渗水性能等路用性能;并铺筑试验路段进行路面厚度、平整度和弯沉检测,验证了使用该配合比厂拌沥青混合料的实际路用性能.结果 表明:II0-A级沥青配合当地集料进行混合料配合比优选设计,得到最佳油石比为5.0％,沥青用量为4.76％,空隙率为4.6％.该配合比下沥青混合料各项技术指标满足规范要求,并在试铺阶段效果良好,满足高原冻土地区公路路面性能要求.     

玄武岩纤维沥青混合料路用性能试验研究

玄武岩纤维沥青混合料具有优良的技术性能,在道路工程领域备受关注。通过车辙试验、间接拉伸试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验分别评价不同纤维掺量玄武岩纤维沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性和水稳定性。试验结果表明:与普通AC-13沥青混合料相比,掺加玄武岩纤维的沥青混合料其高温性能、低温性能和水稳定性能均有所改善;当玄武岩纤维掺量为0.15%时,沥青混合料能获得最佳综合路用性能。     

纤维沥青胶浆及沥青混合料路用性能试验研究

对木质素纤维和玄武岩纤维的沥青胶浆以及沥青混合料的高温、低温性能进行试验,对比分析不同纤维的性能。采用动态剪切流变试验和锥入度试验评价纤维沥青胶浆的高温性能,延度试验评价低温性能;选取SMA-13沥青混合料,通过车辙试验研究两种纤维对沥青混合料高温稳定性的增强作用,劈裂试验评价低温抗裂性的改善效果。研究结果表明：玄武岩纤维沥青胶浆的高温性能优于木质素纤维沥青胶浆;玄武岩纤维沥青混合料动稳定度和劈裂强度均要较木质素纤维高,且当玄武岩纤维掺量为0.3%~0.4%时其改善效果最佳。研究结果可为纤维在沥青混合料中的应用提供参考。     

三种纤维沥青混合料路用性能的对比研究

为探究不同纤维沥青混合料路用性能的差异性,开展在沥青混合料中掺加普通PAN、高强PAN纤维和玄武岩纤维的室内路用性能试验研究,采用马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验来评价各种纤维对沥青混合料路用性能改善和增强效果。试验结果表明,3种纤维对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和弯曲疲劳寿命有提升作用,其中,高强PAN纤维的改善和增强效果较优。     

玻璃纤维对沥青混合料路用性能的影响

通过单轴拉伸试验、半圆弯拉试验和冻融劈裂试验等,考察了纤维类型和埋深与沥青的黏结作用,并分析了玻璃纤维掺量对基质沥青/改性沥青混合料高温稳定性、低温性能、中温抗裂性能和水稳定性的影响。结果表明,玻璃纤维与基质沥青/改性沥青的黏结强度高于玄武岩纤维和钢纤维,且改性沥青与纤维的黏结效果优于基质沥青。相同玻璃纤维掺量时,改性沥青混合料的稳定度、马歇尔模数、破坏拉伸应变、劈裂抗拉强度、断裂能、层底抗拉强度和层底抗拉应变都要高于基质沥青混合料,流值和破坏劲度模量都小于基质沥青混合料;改性沥青混合料有相较基质沥青混合料更好的高温稳定性、低温抵抗变形能力和中温抗裂性能。适量玻璃纤维的掺加有利于提高基质沥青/改性沥青混合料的劈裂强度,玻璃纤维-改性沥青混合料的水稳定性高于玻璃纤维-基质沥青混合料。玻璃纤维掺量为0.30%的改性沥青混合料具有最佳的路用性能。     

纤维对钢渣SMA-13混合料性能的影响分析

纤维作为SMA混合料的稳定剂,对混合料的性能有重要的影响,沥青混合料中纤维的加入能够提高混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性等性能。本次研究在钢渣SMA-13混合料中掺加玄武岩短切纤维和颗粒状木质素纤维,通过浸水马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验等来分析不同纤维对钢渣SMA-13混合料性能的影响。试验结果可供钢渣SMA-13混合料在选用纤维时作重要的参考。     

纤维沥青混合料在多年冻土地区的应用

通过两种纤维沥青混合料的马歇尔、低温抗裂、冻融劈裂、高温车辙等试验与试验路修筑观测,分析了纤维沥青混合料在多年冻土地区的适用性。研究得出,在相同沥青含量下,纤维沥青混合料的密度明显减小,空隙率和矿料间隙率增大,沥青饱和度、稳定度和流值有所降低。纤维沥青混合料的蠕变速率及其对沥青含量的敏感性减小,弯拉应变增大,柔性明显增强。在相同沥青含量下,纤维沥青混合料的抗冻性有所降低,但实际应用中通过提高最佳沥青用量,可以缓解这种不利的影响。纤维沥青混合料的动稳定度明显增大,对改善沥青混合料的高温稳定性十分有利。纤维沥青混凝土试验路的裂缝间距明显增大,使用状况良好。结果表明,纤维沥青混合料在多年冻土地区有良好的使用价值。     

玄武岩纤维对沥青混合料路用性能影响研究

为了提升沥青混合料的路用性能、减少路面早期病害,采用车辙试验、劈裂试验和冻融劈裂试验,研究玄武岩纤维对2种级配沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性的影响,并对其作用机理进行分析。试验结果表明:与不添加玄武岩纤维相比,添加玄武岩纤维后2种不同级配沥青混合料的路用性能都得到明显提高,玄武岩纤维在沥青混合料中形成的空间网格结构可有效缓解沥青混合料内部结构应力集中的现象,提高路面的使用寿命。建议在季节性温差较大、降雨量较多的实体工程中采用玄武岩纤维来有效提高混合料的路用性能。     

玄武岩矿物纤维改善沥青混合料性能研究

为探讨玄武岩矿物纤维增强沥青混合料的适用性,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、劈裂试验评价了玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及力学性能,并从机理上分析了纤维的作用.试验结果表明,沥青混凝土中掺加玄武岩矿物棉纤维能有效提高沥青混合料的抗拉强度及路用性能;掺加短切矿物纤维能提高沥青混合料的抗拉强度及高温稳定性,但抗冻融能力有所降低,在长期浸水或寒冷地区不宜使用.     

钢纤维掺量对钢渣沥青混合料路用性能影响研究

为研究钢纤维对钢渣沥青混合料路用性能的影响,通过采用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验方法,分别针对不同纤维掺量的钢渣沥青混合料和普通沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性以及水稳定性展开对比分析。研究表明:不同钢渣及钢纤维掺量沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性均要优于普通沥青混合料;钢渣掺量为25%～50%时沥青混合混合料路用性能较优;钢纤维掺量为1%～2%时,沥青混合料的高温稳定性能较优,而低温稳定性和水稳定性在钢纤维掺量为1%时较优。研究结果可为钢渣沥青混合料性能研究提供理论参考与借鉴。     

盐腐蚀环境下再生玄武岩纤维沥青混合料水稳定性研究

在国内外对盐腐蚀环境下再生玄武岩纤维沥青混合料水稳定性能鲜有研究的情况下,采用现行规范JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验的方法,对比分析在自来水溶液和高浓度(质量分数为10%)亚硫酸盐腐蚀溶液中玄武岩纤维对再生沥青混合料水稳定性能的改善效果。试验结果表明:在两种试验环境中,再生玄武岩纤维沥青混合料的水稳定性均满足规范要求。玄武岩纤维对再生沥青混合料的浸水马歇尔稳定度提高较大,水溶液中为7.2%,腐蚀溶液中为9.7%;而对浸水马歇尔残留稳定度也有一定的提高,水溶液中为6.4%,腐蚀溶液中为6.6%。在低温冻结和高温融化的环境中,高浓度的盐腐蚀溶液加剧了对再生玄武岩纤维沥青混合料劈裂强度的劣化作用。     

石墨烯-玄武岩纤维沥青混合料路用性能试验研究

为了适应季冻区自然气候条件对沥青路面使用性能的特殊要求，克服单一外掺剂对沥青混合料性能改善的不足，选用石墨烯和玄武岩纤维对沥青混合料进行复合改性。在混合料配合比设计的基础上，通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验等对基质沥青混合料、石墨烯改性沥青混合料、玄武岩纤维沥青混合料及石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料的路用性能进行了对比试验研究。结果表明，石墨烯和玄武岩纤维的同时加入极大地改善了沥青混合料的路用性能，在4种沥青混合料中，石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性表现最佳，低温抗裂性仅次于玄武岩纤维沥青混合料。石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料具有优异的路用性能，可用于季冻区沥青路面工程。     

玄武岩纤维与木质素纤维复合SMA路用性能试验研究

为进一步提高SMA(沥青玛蹄脂碎石)路面的耐久性和使用品质,在SMA沥青混合料中掺入不同比例复配的玄武岩纤维和木质素纤维,采用马歇尔试验方法确定不同复配比例下SMA的最佳油石比,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验研究复合纤维SMA沥青混合料的路用性能。结果表明,与单一纤维SMA相比,复合纤维SMA的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性均有提升;木质素纤维和玄武岩纤维的复配比为1∶1时复合SMA的综合路用性能最佳。     

不同级配纤维橡胶沥青混合料路用性能研究

主要采用MMLS3加速加载试验、低温小梁弯曲试验、冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验以及APA疲劳试验分别研究了4种不同级配纤维橡胶沥青混合料的路用性能,研究结果表明,间断级配橡胶沥青混合料具有较好的高稳稳定性、低温抗裂性和疲劳性能,而连续级配橡胶沥青混合料具有较好的水稳定性。研究成果可为实体工程中选择合理的橡胶沥青混合料工程级配类型提供借鉴。     

煤矸石粉/水镁石纤维改性沥青混合料路用性能

为了研究煤矸石粉、水镁石纤维改性沥青混合料路用性能,通过车辙试验、小梁低温弯曲试验和冻融劈裂试验评价其高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性;采用灰熵法分析填料各项特征因素对沥青混合料各项路用性能的影响程度显著性;借助扫描电镜(SEM)探析煤矸石粉、水镁石纤维改性沥青混合料作用机理。结果表明:经煤矸石粉、水镁石纤维改性的沥青混合料路用性能均得到明显提高;影响其路用性能的最主要因素是纤维掺量;水镁石纤维在沥青胶浆中形成三维网络增强结构,而煤矸石粉则有效改善了沥青胶浆的温度敏感性。     

AC-16C型纤维沥青混凝土路用性能研究

针对沥青混凝土的高温稳定性、低温稳定性以及抗水损害性能,以车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验方法为基础,充分考虑和比较添加德兰尼特纤维前后的AC-16C型沥青混凝土性能的变化,从而了解和掌握纤维沥青混凝土的路用性能,为沥青混合料的优化设计和外加纤维的选材提供依据和参考.     

环氧沥青混合料路用性能指标对比分析

通过车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,对比分析了国产环氧沥青混合料和美国环氧沥青混合料在高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能方面的差异。试验结果表明,与美国环氧沥青混合料相比,国产环氧沥青混合料的高温稳定性虽然较差,但是低温抗裂性和水稳定性均优于美国环氧沥青混合料。     

木质素与橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验分别研究了掺加木质素纤维前后橡胶粉改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,橡胶沥青混合料具有较好的高温稳定性,而水稳定性和低温抗裂性略有不足,通过木质素与橡胶粉复配可以提高橡胶沥青混合料的综合路用性能。最后结合工程的经济性和复合改性沥青混合料的综合路用性能,推荐了复合改性沥青混合料的最佳木质素掺量。     

玄武岩纤维改善沥青混合料的水稳定性能研究

对掺加两种矿物纤维及未掺纤维的AC-16C沥青混合料分别进行了浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分析掺加矿物纤维对沥青混合料水稳定性能的影响。试验结果表明,矿物棉纤维沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比都有所提高,说明掺加矿物棉纤维的沥青混合料表现出优良的水稳定性。掺加短切矿物纤维对沥青混合料的水稳定性没有明显改善作用,对冻融劈裂强度有不良影响。     

反复冻融条件下沥青混合料的间接拉伸试验研究

当遭遇突变天气如低温冰雪时,路面材料长时间处于有水、低温冰冻状态及温度交替变化过程中,由于水分和温度共同作用引起的道路冻融损坏现象较为普遍。通过在室内模拟水温冻融环境,对多次冻融后的沥青混合料进行了间接拉伸类试验(劈裂试验),通过试验分析了水温冻融条件下沥青混合料的劈裂强度、冻融劈裂强度、劈裂疲劳性能的变化规律。结果表明,沥青混合料的强度、水稳定性、疲劳性能随反复冻融衰减明显。