基于动态粘弹力学的沥青胶浆高温性能试验研究

通过对粉煤灰、矿粉、消石灰、水泥4种矿物填料组成的沥青胶浆进行动态频率扫描试验和稳态流动试验,对4种不同矿物填料、不同粉胶比对沥青高温性能的影响进行了评价。研究表明:沥青胶浆的线粘弹范围小于沥青的线粘弹性范围;掺加4种矿物填料的沥青胶浆在代表胶浆的低温状态的高频区域内复合模量的增长趋向一致,在代表胶浆的高温状态的低频区域复合模量的差别变大;相同粉胶比下消石灰对沥青的高温性能提高最显著,其他依次为粉煤灰、水泥、矿粉,但后三者对沥青的影响差别不大;粉胶比的增加与复合模量、粘度的增加并不成正比例。     

不同填料对沥青胶浆性能影响分析

分别利用不同掺量的消石灰与水泥填料替换矿粉后配制成沥青胶浆,进行了软化点、动态剪切流变试验及黏度试验,研究消石灰与水泥的掺量对沥青胶浆高温性能及施工和易性能的影响。试验结果表明,消石灰替换矿粉,胶浆高温性能发生明显改善,但过量的消石灰又会影响施工和易性;粉胶比对水泥沥青胶浆高温性能产生较大影响,水泥替换矿粉后,胶浆软化点提高幅度不大,但施工和易性能却有较大改善。     

基于高温性能的沥青胶浆中消石灰掺量确定方法

沥青胶浆中消石灰掺量显著影响沥青混合料路用性能。该研究利用不同掺量的消石灰替换矿粉后配制沥青胶浆,进行软化点、动态剪切流变试验及粘度试验,研究消石灰对沥青胶浆高温性能,抗老化性能和施工和易性的影响,进而确定生产过程中消石灰掺配比例。结果表明,消石灰替换矿粉后,沥青胶浆高温性能有明显改善,但过量的消石灰会影响沥青混合料综合路用性能,故建议消石灰掺量不超过30%。     

炼钢除尘灰对沥青胶浆高温性能的影响

为研究炼钢除尘灰加入沥青胶浆后对胶浆高温性能的影响,比较了2种除尘灰与矿粉的基本性质,并采用动态剪切流变仪(DSR)对掺有普通矿粉和除尘灰的沥青胶浆进行DSR试验,以及多应力蠕变恢复试验(MSCR),以2种指标对胶浆的高温性能进行评价。结果表明,除尘灰在某些性质上与矿粉有一定差别,胶浆的2种高温性能评价方式得到了一致的结果,除尘灰的加入可以改善沥青胶浆的高温性能,不同除尘灰对胶浆性能改善的效果有所差别。     

沥青胶浆低温性能及评价方法研究

以石灰石矿粉、水泥和消石灰为填料,按不同的粉胶比制备成沥青胶浆,采用低温弯曲试验,研究了不同填料和不同粉胶比对胶浆低温性能的影响。结果表明胶浆在低温抗裂性方面存在最佳粉胶比。不同填料的胶浆最佳粉胶比是不同的,而且,掺加水泥和消石灰有助于提高胶浆的低温抗裂性能。     

矿粉细观特征与沥青胶浆蠕变效应的相关性

为了研究矿粉细观空隙特征和比表面积与沥青胶浆蠕变效应的相关性,初选4种细观级配有显著差异的矿粉填料作为样本,采用BT-1600颗粒图像分析系统测试4种矿粉材料的比表面积;基于Rigden空隙率测试原理,采用无压水浸润的方式测试单位矿粉质量所含有的细观空隙;按照相同的粉胶比制备沥青胶浆,并测试不同高低温条件下的蠕变劲度变化率。研究结果表明,在相对高温条件下矿粉填料的比表面积与沥青胶浆的蠕变效应直接相关,在相对低温条件下矿粉填料的细观空隙特征与沥青胶浆的蠕变效应直接相关。明确矿粉填料的细观特征与沥青胶浆蠕变效应的相关性,可以为优化沥青胶浆的设计提供理论和试验基础。     

水泥与消石灰对沥青胶浆性能的影响

水泥和消石灰被越来越多地应用在沥青混凝土工程中,但其对胶浆高低温性能的影响尚待研究,本文采用通过当量替换矿粉,对不同水泥和消石灰掺量的沥青胶浆的高低温性能进行了试验研究。研究表明,水泥等量替换后,胶浆的高低温性能均有改善,而消石灰当量替换,胶浆的高温性能有明显改善,但低温性能却也有明显的劣化。综合分析胶浆的高低温性能和可施工性能,水泥的掺量不宜超过40%,而消石灰的掺量不宜超过20%。     

基于乳化沥青残留物胶浆路用性能的填料性质评价

为研究矿物填料各项理化指标对乳化沥青残留物胶浆路用性能的影响及与流变指标的关联度,对粉胶比为1.0条件下6种乳化沥青残留物胶浆利用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪及压力老化仪,通过多应力重复蠕变试验、弯曲梁流变试验及疲劳加载评价其高、低温性能和疲劳性能,并对表征路用性能的流变指标与矿粉理化指标进行灰色关联分析。结果表明,不同类型残留物胶浆的平均变形恢复率均表现出较高的应力敏感性,不可恢复蠕变柔量的应力敏感性在不同类型残留物胶浆之间差别较大;矿粉密度、亲水系数及表征较小粒径的指标(P_(20)、D_(10))与残留物胶浆路用性能有着较高的关联度,建议以上述指标作为乳化沥青混合料所用矿粉的质量控制指标。     

基于流变特性的消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆稳定性研究

为探究油污泥热解残渣沥青胶浆性能，实现其在道路工程中的应用，开展了消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆稳定性与改性机理研究。通过扫描电镜和红外光谱试验分析油污泥热解残渣的理化性质；在此基础上通过沥青胶浆三大指标和黏度试验，解析消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆的掺配比；通过沥青弯曲蠕变劲度(BBR)和动态剪切流变(DSR)等试验评价了消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆水稳定性能及高低温流变性能；最后通过微观试验解析消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆的微观界面特性和改性机理。结果表明：油污泥热解残渣存在以中大孔为主、微小孔为辅的多孔体系，经消石灰改性后的油污泥热解残渣与沥青之间存在较强的物理吸附作用与化学吸附作用，提高了油污泥热解残渣与沥青之间的黏结力；消石灰掺量占填料总质量的30%时，其对油污泥热解残渣沥青胶浆的改性效果最佳；当粉胶比为1.0,消石灰掺量为30%时，与普通矿粉沥青胶浆相比，其水煮后的质量损失率减小了18.2%;-6℃、-12℃、-18℃时的蠕变劲度分别降低18.3%、16.5%、5.4%;64℃、70℃、76℃、82℃时的抗车辙因子分别降低6.9%、7.4%、3.3%、1.4%。...     

生活垃圾焚烧炉渣底泥对沥青胶浆性能的影响

炉渣底泥是生活垃圾焚烧炉渣经湿法工艺选矿后得到的粉料。试验分析了炉渣底泥与石灰岩矿粉的基本性能及形貌特征;采用重复蠕变恢复试验(MSCR)、弯曲梁流变试验(BBR)分析了炉渣底泥以不同质量替代矿粉时对沥青胶浆高温、低温性能的影响;采用车辙试验、低温弯曲试验,测试分析了炉渣底泥替代矿粉对沥青混合料高温、低温性能的影响。结果表明,与天然石灰岩矿粉相比,炉渣底泥的平均粒径略粗、pH值高、亲水系数小、表面孔隙构造发达;随着炉渣底泥对矿粉的替代率增加,沥青胶浆的高温性能提升,低温性能略有下降;沥青混合料的高温、低温试验结果与沥青胶浆的试验结果具有一致性。     

几种矿粉指标与沥青胶浆的关联分析

由矿粉和沥青组成的沥青胶浆是沥青混合料最重要的一种组成部分。虽然矿粉的用量在沥青混合料中所占的比重并不大,但在工程实践中经常会因为矿粉种类的改变而导致沥青混合料的路用性能产生很大的变化。本文采用灰色关联分析的方法,针对沥青胶浆的高、低温宏观性能与矿粉几种不同指标的关联度进行分析,得出这几种不同指标对沥青胶浆影响程度的大小关系。在评价沥青胶浆宏观路用性能时,用车辙因子表征胶浆的高温性能,粘度来表征低温性能。从而得出:在矿粉的这几种不同指标中,平均粒径对沥青胶浆的路用性能影响最大,密度其次,随后是0 02mm以下的颗粒含量和矿物组成,影响程度最小的是比表面积。这对于研究和改善沥青胶浆乃至沥青混合料的路用性能具有重要的指导作用。     

集料粉尘对环氧沥青混合料强度及疲劳性能影响研究

为评价集料所含粉尘对环氧沥青混合料强度及疲劳性能的影响,选取辉绿岩、玄武岩、花岗岩3种集料所含粉尘,与两种矿粉对比,测试矿粉和粉尘的粒度及微观形貌;试验评价不同填料对环氧沥青胶浆拉伸强度的影响,以及填料对环氧沥青混合料强度及疲劳性能的影响;并利用SEM观察刻蚀前后环氧沥青胶浆断面的微观形貌,分析其影响机理。不同填料试验结果表明,3种粉尘粒径较小、颗粒形状不规则;填料岩性对环氧沥青胶浆拉伸强度影响不显著;粉料胶浆比矿粉胶浆拉伸强度平均提高20%;较细粉料比矿粉填料的环氧沥青混合料马歇尔稳定度平均提高约70%;更小粒径的粉料能增强环氧沥青胶浆拉伸强度,并显著提高环氧沥青混合料强度和疲劳性能。     

应用流变学的方法研究填料对沥青胶浆高温性能的影响

为了改善沥青混凝土路面的高温性能，使用各种填料是工程中常常采取的措施之一。本文主要利用流变学的原理，定量研究矿粉、水泥和纤维等填料对沥青胶浆高温性能的影响，并通过混合料试验予以验证。     

沥青胶浆掺加水泥后高低温性能变化分析

结合《六盘山地区公路修筑技术研究》课题,提出在沥青胶浆配制时掺加一定比例的水泥来替代矿粉,通过比较掺加水泥与不掺加水泥2种沥青胶浆的高温针入度、软化点、低温蠕变3项指标的变化,分析掺加水泥后对沥青胶浆高低温性能的影响,推荐沥青胶浆掺加水泥时采用的合理粉胶比和掺加剂量,为水损害严重地区沥青混合料配合比设计提供理论依据.     

纤维种类对沥青胶浆流变性能的影响研究

为了研究纤维种类对沥青胶浆流变性能的影响,采用动态剪切流变试验、弯曲蠕变试验和直接拉伸试验分析了沥青种类和温度对沥青胶浆流变性能的影响。试验结果表明:温度是影响沥青胶浆流变性能的主要因素;掺入纤维后沥青胶浆的高温性能和低温性能均得到了改善,聚酯纤维改善效果最佳,玄武岩纤维次之,木质素纤维的改善效果在3种纤维中最差;其次,弯曲蠕变试验无法全面评价沥青胶浆的低温性能,弯曲蠕变实验结合直接拉伸试验是评价沥青胶浆低温性能的有效方法。     

生活垃圾焚烧飞灰沥青胶浆流变性能试验研究

为探索生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)作为填料对沥青胶浆流变性能的影响,通过改变飞灰替代矿粉的质量分数(0%,30%,40%,50%,60%)制备粉胶比为1. 0的飞灰矿粉复合沥青胶浆。分别利用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)实验来研究不同飞灰掺量下沥青胶浆在高温和低温条件下的黏弹性质,并分析影响原因。试验结果表明:与矿粉沥青胶浆相比,当飞灰替代矿粉的质量分数由30%增长到60%时,沥青胶浆的车辙因子平均提高13. 35%,蠕变劲度平均增长60. 10%,沥青胶浆的高温抗车辙能力逐渐提高,而低温抗裂性能明显降低;沥青胶浆的低温抗裂性能是影响飞灰掺量的主要因素,且当飞灰掺量大于50%时,车辙因子增长速率趋近为零,而蠕变劲度增长速率显著变大;综合考虑沥青胶浆流变性能和飞灰资源化利用,确定飞灰替代矿粉最佳质量分数为50%,供生产和控制用量时参考。     

高模量沥青及其胶浆感温性能试验研究

采用国内外普遍应用的6种高模量沥青,分别通过针入度分级体系、粘度体系、SHRP体系对其感温性能进行试验研究与评价,结果表明:根据沥青软化点、粘度、DSR试验的G*/sinδ指标以及重复蠕变试验的累计变形指标综合评价得出的6种不同高模量沥青中,高温稳定性能较好的是橡胶沥青、湖沥青+SBS复合改性沥青、岩沥青+SBS复合改性沥青。同时,通过DSR试验对6种沥青胶浆的高温性能进行评价,其性能排序与沥青试验结果类似。     

橡胶沥青零剪切粘度确定方法的研究

为了选择合理的指标来评价橡胶沥青的零剪切粘度,采用动态频率扫描试验、蠕变恢复试验以及重复蠕变试验对橡胶沥青零剪切粘度进行评价。同时,利用零剪切粘度来评价胶粉掺量对改性沥青高温性能的影响。试验结果表明：橡胶沥青零剪切粘度可以采用Carreau模型拟合,或者通过恢复阶段得到的零剪切粘度进行确定。同时,随胶粉掺量的不断增加,橡胶沥青的粘度也有较大程度增长,高温性能显著增加。     

复合胶粉消石灰改性沥青混合料性能研究

首先制备了一种复合胶粉消石灰改性沥青胶浆A,探讨了沥青胶浆A的热稳定性,评价了掺有改性沥青胶浆A的沥青混合料的高低温性能以及水稳定性,并针对其动态模量进行了基于CAM模型的模拟研究。研究结果表明:以70号基质沥青、废胶粉、消石灰按3∶2∶5比例可制备得到改性沥青胶浆A,该沥青胶浆常温下为固态颗粒状。改性对混合料的低温性能以及抗水损害能力具有明显改善作用,而对于高温抗变形能力提升不明显。采用CAM对沥青混合料进行模拟可知,改性沥青胶浆A混合料的温度敏感性较好,高温性能拟合结果与试验结果相符。     

水泥替代矿粉对沥青胶浆性能的影响

矿粉作为沥青混合料的填料已经得到普遍认可,但由于交通量的增加、天气炎热等因素,使得高等级公路沥青路面出现各种病害,其中水损坏是比较突出的问题。产生水损坏的根本原因是沥青与矿料的粘结性能不好,于是开始探索水泥作为填料的可行性。该文通过在沥青胶浆中采用水泥替代不同比例的矿粉,进行了各种高、低温性能试验,得出在各种水泥用量下沥青胶浆的性能变化规律,希望对实际工作有一定的指导意义。