橡胶颗粒沥青混合料破坏机理微观分析

以间断级配橡胶颗粒沥青混合料为例,采用随机抽样原理的细观建模法建立离散元微观模型,分别从颗粒位移、粘结接触面破坏两个方面,分析了荷载作用下橡胶颗粒沥青混合料微观破坏机理。研究结果表明:含橡胶颗粒的区域位移变形程度远大于无橡胶颗粒的区域;橡胶颗粒附近容易发生变形,引起混合料的骨架结构错动,导致沥青混合料粘结性能变差,路面出现剥落、松散破坏。     

废旧橡胶颗粒沥青混合料高温稳定性研究

为了减轻废旧轮胎带来的污染问题和改善沥青混合料的路用性能,在室内进行了废旧橡胶颗粒沥青混合料的试验研究。通过对5种级配沥青混合料进行的车辙试验,分析了橡胶颗粒沥青混合料抗车辙的基本路用性能。结果表明,橡胶颗粒沥青混合料具有良好的高温抗车辙性能,论证了将废旧轮胎橡胶颗粒作为骨料应用于路用沥青混合料的可行性。     

橡胶颗粒沥青混合料抑制结冰试验研究

通过负温度有水轮碾试验,研究了不同掺量橡胶颗粒沥青混合料抑制结冰能力。结果表明:通过测定冻结过程中路表摆值的变化,可以区分不同橡胶颗粒掺量沥青混合料抑制结冰能力;摆值平均加权衰减量和衰减率与橡胶颗粒掺量有良好的线性关系。     

基于颗粒流程序的沥青混合料单边切口梁试验模拟分析

为了从细观角度深入分析沥青混合料断裂机理，运用离散元方法实现了沥青混合料小梁试件的虚拟断裂试验。借助数字图像技术获取了1．18mm粒径以上的沥青混合料细观结构，基于颗粒流程序构建了包含集料、沥青砂浆、空隙在内的离散元模型，通过虚拟试验，对小梁的断裂过程进行了分析。研究结果表明：虚拟试验与室内试验的结果曲线相似度较高，模型中应力分布范围和趋势与室内试验的常规认识相符，第一条裂纹出现在集料与砂浆界面，低温条件下集料会被裂纹贯穿，一定程度上也阻碍了裂纹的继续发展。     

干拌橡胶沥青混合料沥青改性微观形态和效果分析

干法工艺生产的橡胶沥青混合料中的橡胶粉究竟对沥青有无改性,一直是橡胶沥青研究中争论颇多的问题。首先对采用湿法和干法工艺生产的橡胶沥青混合料的水稳定性和高低温性能进行了分析验证,结果表明:两种工艺生产的橡胶沥青混合料这些性能差别不大;由于干法橡胶沥青混合料的橡胶沥青是在施工中形成而不是事先拌制的,通过对抽提得到的回收沥青进行微观和宏观性能试验,并对剥离的橡胶粉颗粒表观形态的变化进行了分析,发现干法橡胶沥青混合料在施工中,橡胶粉颗粒在催化剂的帮助下对沥青存在类似于湿法工艺中橡胶粉颗粒在沥青中溶胀脱硫等此类的改性,并且效果接近。从沥青改性的角度解释了为何在有催化剂参与下,干法生产的橡胶沥青混合料性能同样可以达到湿法工艺的水平,为干法橡胶沥青混合料的推广提供参考。     

橡胶颗粒沥青混合料的耐久性及改善措施研究

通过多养护循环及混合料短期老化后的冻融劈裂和肯塔堡飞散试验,对掺入2.5%橡胶颗粒沥青混合料(70号沥青)的耐久性进行研究,提出添加铝酸酯偶联剂(ASA)来提高橡胶颗粒沥青混合料耐久性的技术措施,并将70号沥青橡胶颗粒沥青混合料与SBS改性沥青橡胶颗粒沥青混合料的性能指标进行对比。结果表明:橡胶颗粒沥青混合料具有良好的耐久性,ASA能有效提高橡胶颗粒沥青混合料抗飞散损失的长期稳定性;采用粘度较大的SBS改性沥青对提高橡胶颗粒沥青混合料耐久性的有效性有待验证;短期老化试验评价橡胶颗粒沥青混合料耐久性的合理性有必要进一步讨论。     

橡胶粉对提高再生热拌沥青混合料抗车辙性能的研究

了解掺入了橡胶颗粒的再生沥青混合料的抗车辙性能,对今后使用再生沥青混合料是具有积极作用的.以往的事实证明使用再生沥青是极具经济性和环保性的,同时它还能有效地增加沥青混合料的抗车辙能力;而橡胶沥青的使用也被证实它能有效地改善混合料的路用性能,譬如抗车辙性能等,应用于全国各地以至于世界各地的热拌橡胶沥青混合料就是使用橡胶沥青的成功典范.本研究是通过一系列室内试验,对橡胶沥青混合料的抗车辙性能进行研究分析,这些试验包括掺入了2类橡胶、4种橡胶用量和3种尺寸橡胶颗粒的情况.试验表明在热拌沥青中掺入一定量的再生沥青和橡胶颗粒能有效地改善混合料的抗车辙性能.     

基于复合材料模型的橡胶颗粒沥青混合料弹性模量预测

弹性模量是决定橡胶颗粒弹性除冰路面除冰性能的主要参数,为了不通过试验就能预知橡胶颗粒沥青混合料的弹性模量,采用适当方法建立合理的力学模型,提出了一种基于复合材料细观力学模型的弹性模量预测方法,从而能预先评估橡胶颗粒弹性路面的除冰能力。     

橡胶颗粒沥青混合料的级配设计

分析了橡胶颗粒沥青混合料的结构组成特点与防冻抗滑作用机理.为保证橡胶颗粒沥青混合料的结构整体性和密实性,确定混合料类型采用骨架密实结构.由于橡胶颗粒的密度与集料的密度差距较大,传统沥青混合料级配组成范围和设计方法显然已不再适用于橡胶颗粒沥青混合料.根据橡胶颗粒沥青混合料的材料组成特点,针对橡胶颗粒沥青混合料进行了基于主骨料嵌挤的体积法优化,提出了橡胶颗粒沥青混合料的级配设计方法.依据此级配设计方法进行了橡胶颗粒沥青混合料配合比设计实例分析.结果表明:按照此级配设计方法设计的橡胶颗粒沥青混合料各项技术指标均满足规范要求,设计的橡胶颗粒沥青混合料具有良好的路用性能.     

聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料除冰性能研究

橡胶沥青混合料由于其优越的路用性能在中国广泛使用,而针对北方的特殊天气研发具有除冰性能的橡胶沥青混合料更具意义。该文在橡胶沥青中加入聚氨酯黏结剂,研究聚氨酯橡胶不同掺量下沥青混合料的低温劈裂强度、弹性模量的变化规律。为验证聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料的除冰效果,通过室内模拟试验测试沥青混合料附着冰层破裂情况,同时运用断裂力学和有限元方法从理论上进行佐证,得到橡胶颗粒占矿料比例20%时聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料的除冰效果最佳。     

橡胶颗粒沥青混合料破冰效果试验研究

为了更好解决废弃轮胎的处理问题,同时提高路面除冰雪效果,采用等体积替换的方法利用废旧轮胎橡胶颗粒替代沥青混合料中的部分骨料制成橡胶颗粒沥青混合料,通过低温碾压试验,研究了不同橡胶颗粒掺量和不同轮碾时间对橡胶颗粒沥青混合料冰层破碎率的影响。试验结果表明:冰层破碎率可以表征不同橡胶颗粒掺量的沥青混合料破冰效果,且随着掺量增加破冰效果持续增加,同时冰层破碎率加权平均值与橡胶颗粒掺量有良好线性关系。     

沥青路面材料的颗粒物质视域：理论、方法与进展

沥青混合料是一种集料颗粒占体积主导并同时表现出明显时温依赖性的颗粒路面材料，从颗粒物质角度认识和理解沥青混合料，是接近和阐释沥青混合料物质属性和行为特性的根本基础。该文旨在基于非晶物质及其玻璃化转变、Jamming转变模型和颗粒物质理论，揭示沥青路面材料的颗粒物质属性。介绍了颗粒路面材料的概念和内涵，阐释了沥青混合料的颗粒物质属性，综述了颗粒路面材料的研究进展，凝练了颗粒路面材料的四大基本特征(几何特征、堆积特征、界面特征和流变特征),并讨论了颗粒路面材料的未来发展方向。结果表明：可以尝试从非晶物质的角度研究沥青在沥青混合料中的行为特性及其对整个系统发挥的作用；对非晶物质的研究宜从多尺度展开并能将不同尺度间关联起来。进一步研究中，还需从时间和空间2个维度剖析沥青混合料Jamming过程中细观结构演化规律，理解沥青混合料流变学行为；从颗粒和尺度的角度，阐释沥青混合料的稳定堆积条件和高效堆积方法，揭示不同工况下沥青混合料Jamming的触变机制；研究不同温度、填充密度和受力模式等条件下沥青混合料的流变过程，建立涵盖实际道路使用条件范围的沥青混合料Jamming相图。     

橡胶颗粒沥青混合料的成型及性能研究

由于橡胶颗粒具有较大的弹性变形能力,所以用橡胶颗粒代替部分集料而铺筑的路面具有良好的除冰融雪性。本研究主要从级配、混合料拌和工艺、橡胶颗粒弹性模量对混合料性能的影响等方面,对橡胶颗粒沥青混合料进行了研究,确定并验证了橡胶颗粒沥青混合料的级配和拌和工艺,同时研究也表明橡胶颗粒沥青混合料的空隙率和回弹率都和橡胶颗粒的弹性模量具有良好的线性关系。     

基于间接拉伸模式的沥青混合料内部力链分布特征

为了表征沥青混合料在间接拉伸模式下的力链分布特征，成型3种骨架结构沥青混合料的马歇尔试件，以及旋转压实试件和相应3种类型的沥青砂浆静压试件。利用简单性能试验分别测试不同温度条件下沥青混合料和沥青砂浆的动态模量、相位角，在获取沥青混合料旋转压实试件和马歇尔试件截面图像的基础上，结合数字图像处理技术和MATLAB编程，借助离散元方法重构了3种类型沥青混合料的旋转压实和马歇尔数字试件。对旋转压实数字试件进行虚拟简单性能试验，运用反演算法计算数字试件的细观参数，校验细观模型的准确性和合理性。对马歇尔数字试件开展虚拟间接拉伸试验，提取颗粒间接触力力链信息，以力链概率分布和角度分布作为量化指标进行分布特征分析。研究结果表明：利用离散元方法重构的3种骨架结构沥青混合料黏弹性细观模型具有较高的预测精度，动态模量和相位角的实测与预测最大差异分别为9.64%、0.24°；间接拉伸荷载模式下，3种骨架结构沥青混合料的内部法向压力力链概率分布均随f(接触力与平均接触力的比值)的增大而衰减，强力链(f≥1)的概率分布较小，而弱力链(f＜1)的概率分布较大，随着温度的升高，力链的最大概率分布基本呈增大的趋势；不同温度的压力力链角度分布差异较大，呈沿0°-180°水平线和90°-270°垂直线的非对称分布，0°-180°水平线以上分布占主导，随着温度的升高，角度分布均向外延伸，但延伸幅度不大，最大仅为3.954%；不同截面的沥青混合料具有一致的法向力链概率分布和角度分布。研究结果为从细观角度认知沥青混合料的非均匀力学响应及荷载传递演化提供了理论依据。     

橡胶颗粒沥青混合料矿料组成设计方法研究

文章根据橡胶颗粒沥青路面的除冰机理采用骨架密实型结构进行了橡胶颗粒沥青混合料的矿料组成设计,提出了橡胶颗粒沥青混合料的级配范围,为橡胶颗粒沥青混合料的设计提供了依据。     

冻融循环条件下自融雪沥青混合料的细观结构及高温稳定性

为了研究冻融循环前后自融雪沥青混合料的细观结构和高温稳定性,选择盐冻循环前后的普通沥青混合料做为参照,通过扫描电子显微镜(SEM)和单轴动态模量试验,对循环前后两种混合料的细观结构及高温稳定性进行了研究。研究结果表明:经历冻融循环后,自融雪沥青混合料细观结构的界面结构比盐冻后普通沥青混合料更加致密,说明其具有较好的稳定性;同时它具有较高的动态模量和车辙因子E*/sinδ,这表明自融雪沥青混合料应具有更优的弹性、抗车辙性能及高温稳定性。     

ARAC-13橡胶沥青混合料设计与性能分析

橡胶沥青混合料被越来越多地应用。橡胶沥青混合料设计的主要问题,就是选择合适的级配来适应黏度大且包含着大量橡胶颗粒的橡胶沥青结合料。通过室内试验,提出进行橡胶沥青断级配混合料的配合比设计思路,并对混合料的性能进行试验和分析。     

浅谈橡胶砂(粒)沥青混合料的性能研究

橡胶砂(粒)沥青混合料是在沥青混合料中掺入2.36 mm~4.75 mm粒径的橡胶颗粒配合而成。通过室内配合比设计和试验,阐述橡胶砂(粒)沥青混合料的性能。     

橡胶颗粒沥青混合料耐久性改善效果试验研究

为了改善橡胶颗粒沥青混合料的耐久性,在橡胶颗粒沥青混合料中加入不同掺量的高黏改性剂TPS。进行水煮法、水浸法、浸水马歇尔、冻融劈裂和浸水飞散试验。通过和基质沥青、SBS改性沥青作对比分析,发现TPS改性剂加入后,沥青与矿料及橡胶颗粒的剥落率较基质沥青有了大幅度的减小,说明黏附性有了较大提高。浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂强度的提高,飞散损失率的下降说明水稳定性能也得到了提高。最终表明橡胶颗粒沥青混合料的耐久性得到了显著的改善,并且提出橡胶颗粒沥青混合料TPS最佳掺入量为12%,沥青混合料拌合温度为185℃。     

橡胶颗粒沥青混合料的疲劳性能研究

以耗散能与分形维数为研究对象,分别从热力学和几何学角度描述橡胶颗粒沥青混合料疲劳破坏的程度,建立耗散能、分形维数与疲劳寿命间的对应关系,为橡胶颗粒沥青混合料的应用奠定一定的力学基础。