纤维沥青胶浆流变性能的试验研究

为考察纤维沥青胶浆的高温性能和流变性能,对掺不同种类和剂量纤维的沥青胶浆进行不同温度下的粘度试验和动态剪切流变试验,分析纤维沥青胶浆的粘度、复数模量、相位角和抗车辙因子的变化规律,同时分析粘度与抗车辙因子的相关性。研究结果表明,纤维对沥青胶浆有明显的增粘与增弹作用,其中聚酯纤维最大,其次为木质素纤维,矿物纤维最弱;随着纤维掺量的增大,纤维增粘和增弹作用逐步发挥,当掺量达到沥青质量的0.04％时,纤维沥青胶浆的粘度、复数模量和抗车辙因子显著增大而相位角显著降低;纤维沥青胶浆的粘度与抗车辙因子存在良好的线性关系。     

沥青路面PVA纤维束分散技术及均匀性评价

为将PVA纤维束分散成单丝状态并均匀分散在沥青中,充分发挥PVA纤维在沥青路面中的加筋、吸附、阻裂作用,首先通过复合材料界面理论,对矿粉、普通水泥、粉煤灰、石墨烯4种分散粉体以及PVA纤维表面能进行测试,优选出分散粉体,将PVA纤维由柬状分散成单丝状.其次采用"挤压法"将单丝PVA纤维均匀分散在沥青中,解决传统搅拌方式下纤维在沥青中绕轴分散不均的情况.最后利用动态剪切流变仪DSR对PVA沥青胶浆车辙因子进行测试.结果 表明:相同表面积下,矿粉在4种分散粉体中对PVA纤维柬的黏附功最大;"挤压法"能够很好地均匀分散PVA纤维于沥青中,采取了该方法后,PVA纤维对沥青胶浆的高温稳定性有较大提升.     

复合纤维沥青胶浆性能与混合料高温性能研究

采用复配的2种复合纤维进行了纤维沥青胶浆的旋转粘度试验（RV）、Vialit试验、接触角试验、网篮析出试验、扫描电镜试验（SEM）和沥青混合料的扭剪试验、车辙试验,分析了复合纤维与其他单纤维沥青胶浆的粘度、粘附性、吸持性能、混合料扭剪强度和动稳定度等技术性能,结果表明随着复合纤维的加入,复合纤维沥青胶浆的粘度、表面能、吸持沥青能力随之增大,大幅提高了混合料的车辙动稳定度、扭剪强度,复合纤维Ⅰ、Ⅱ均可以较好地提高沥青混合料的抵抗高温变形能力。     

碳纤维沥青胶浆流变特性及微观机理试验研究

通过改变粉胶比及碳纤维的长度和掺量,对比研究了碳纤维沥青胶浆的动态流变特性和黏流特性,并借助扫描电镜(SEM)对其内部微观形貌进行观测。研究结果表明:碳纤维对沥青胶浆流变性能具有明显改善效果;粉胶比一定时,碳纤维掺量越大,沥青胶浆黏度越大;纤维掺量一定时,粉胶比增大,纤维沥青胶浆黏度明显增大,且粉胶比越大,纤维沥青胶浆黏温曲线随温度变化越显著;在沥青胶浆中,碳纤维相互搭接形成空间网络结构,其稳定和加筋作用可显著改善沥青胶浆路用性能。     

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。     

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.     

棉秸秆纤维沥青胶浆高低温性能试验研究

为了研究棉秸秆纤维对沥青胶浆的影响,对不同棉秸秆纤维掺量的纤维沥青胶浆进行动态剪切流变试验、多应力蠕变恢复试验以及弯曲梁流变试验,考察棉秸秆纤维掺量对沥青胶浆的高低温性能的影响,同时分析了棉秸秆纤维对沥青胶浆的作用机理。结果表明:棉秸秆纤维的掺入会有效提高沥青胶浆的车辙因子G*/sinδ,降低相位角δ,表明沥青胶浆的高温稳定性能得到显著改善;随着棉秸秆纤维含量的增加,沥青胶浆的蠕变回复率RC上升,不可回复柔量Jnr下降,表明棉秸秆纤维有利于提高沥青胶浆高温抗变形与形变回复性能;棉秸秆纤维的加入使得沥青胶浆的蠕变劲度S增大,蠕变劲度变化率m减小,表明沥青胶浆的低温抗裂性能有所降低,因此在工程实际应用中应综合考虑棉秸秆纤维对沥青胶浆的高低温性能影响,合理地选择掺量。     

乳化沥青胶浆对RAP裹覆程度的量化评价

针对乳化沥青与再生集料RAP黏附性不足而导致沥青与集料界面黏附性能薄弱，引发沥青路面耐久性差、服役年限短等问题，以不同掺量水泥作为外掺剂，制备乳化沥青胶浆，利用布氏黏度计测试其黏度，动态剪切流变仪（DSR）测试胶浆复数模量G^*和相位角δ，Zeta电位仪测定胶浆电位变化特性，确定了水泥和乳化沥青合理掺量；通过改进水煮法、光电比色法以及FTIR-ATR，GPC等微观分析手段研究了乳化沥青胶浆对RAP的裹覆特性，构筑了乳化沥青胶浆对RAP的"接触-裹覆-破乳-胶结"四阶段裹覆模型，并提出裹覆评价指标RCD，从而量化分析了乳化沥青胶浆对RAP的裹覆程度。研究结果表明：固定乳化沥青含量，随着水泥掺量增加，乳化沥青胶浆黏度增大直至凝固；最佳水泥与沥青质量比（30：48）能够提高乳化沥青胶浆黏度，增加复数模量G^*并延缓相位角δ增长速度，提高胶浆抵御高温变形能力；水泥加入不利于保持乳化沥青胶浆体系稳定性；改进水煮法和光电比色法都能有效评价乳化沥青胶浆对RAP的裹覆性能，其中，纯乳化沥青对RAP裹覆程度最低，合适的水泥掺量利于增强乳化沥青胶浆对RAP裹覆程度，当水泥与沥青质量比为30：48时达最佳；GPC测试结果和改进水煮法及光电比色法的结果具有一致性，且RCD能够从微观角度定量地评价乳化沥青胶浆对RAP裹覆程度。     

聚丙烯纤维增强沥青胶浆的流变性能试验研究

研究了不同掺量(0~2.5%)聚丙烯纤维(PP纤维)对沥青胶浆针入度、软化点以及动态剪切模量等流变性能影响的规律,并采用扫描电镜(SEM)对其微观增强机理进行了分析。试验结果表明:随着PP纤维掺量的增加,沥青胶浆的锥入度逐渐降低,软化点逐渐提高。PP纤维的加入,改善了沥青胶浆的热敏性和高温下抗永久变形的能力。通过微观结构分析,可知由于分散在沥青胶浆中的PP纤维起到了桥连的作用,使其应力分散,从而提高了沥青胶浆的稳定性。     

基于重复蠕变试验的阻燃沥青胶浆高温性能

采用重复蠕变试验,利用Burgers模型对各沥青胶浆的蠕变过程进行模拟,从胶浆的蠕变劲度黏性成分Gv、累积应变γacc和蠕变柔量等方面分析了不同阻燃沥青胶浆的高温性能表现.结果表明:纤维和复合阻燃剂的加入均会增大阻燃沥青胶浆的Gv并降低γacc,3种复配比例的阻燃沥青胶浆中M-FR1和M-FR2的Gv值相等且最大;而M-FR1沥青胶浆的γacc最小;其次是M-FR2.这两种阻燃沥青胶浆高温性能均要优于常规掺量下的木质素纤维沥青胶浆.蠕变柔量分析结果表明,M-FR2阻燃沥青胶浆的瞬时弹性变形柔量JE和延迟弹性变形柔量JC占总柔量的百分比之和最大,高温抗变形能力最强.综合各阻燃沥青胶浆的蠕变力学特性,推荐复合阻燃材料的最优复配比例为15％矿物纤维+6％复合阻燃剂(即M-FR2).     

PEG/SiO_2相变颗粒对沥青混合料降温效果研究

为探究复合定形相变颗粒对沥青及沥青混合料路用性能及降温性能的影响,将自制的PEG/SiO_2复合定形相变颗粒掺入到基质沥青中制备相变沥青胶浆,通过动态剪切流变仪及模拟升温试验对不同相变材料掺量的沥青胶浆的高温抗车辙性能及温度敏感性进行试验对比研究,最后将其以等体积方式替代FAC-13级配中的0.075,0.15,0.3 mm集料,制备出相变储热沥青混合料,并研究0%,3%,5%相变颗粒掺量下沥青混合料比热容、室内外降温效果。研究结果表明,PEG/SiO_2颗粒表面的微孔结构能够吸附沥青中的轻质组分,从而间接增大沥青重质组分的相对含量,同时在测试温度范围内因发生固-液相转变而吸收部分热量,因此PEG/SiO_2颗粒能够起到储热降温的作用,还可以增强沥青胶浆的高温抗车辙性能;5%相变颗粒掺量下相变沥青混合料最大比热容达到1.35 J/(g·K),室内最高降温幅度可达5℃,室外最高降温幅度为6℃,经长期观测,相变沥青混合料相变循环可靠性高,具有较好的降温效果。     

聚酯纤维沥青胶浆流变特性研究

采用粘度试验、动态剪切试验和动态蠕变试验研究了聚酯纤维对沥青胶浆流变特性的影响,并分析了聚酯纤维的作用机理.试验结果表明:聚酯纤维掺入后能增大沥青胶浆的粘度,当纤维掺量超过0.5%时增粘效果明显;聚酯纤维沥青胶浆的复合剪切模量增大并且相位角降低,表明纤维发挥增强作用的同时,还能增加沥青胶浆的弹性性质;高温时聚酯纤维沥青胶浆的车辙因子明显高于基准样,并且在蠕变试验加载过程中产生的总应变和永久应变大幅度降低,表明聚酯纤维能有效改善沥青胶浆与混合料抗永久变形的能力.     

碳纤维沥青胶浆路用性能试验研究

碳纤维是"外柔内刚"的新一代增强纤维。采用锥入度试验、低温延度试验和动态剪切流变试验,分析不同掺量和不同长度碳纤维条件下沥青胶浆的抗剪强度、低温性能和高温流变特性。结果表明:掺入碳纤维沥青胶浆抗剪切性能显著增强;随着纤维掺量增大、纤维长度增加,沥青胶浆抗剪强度提高,但其低温延度有所降低;碳纤维能显著提高沥青胶浆高温抗车辙性能,其对沥青的稳定与增强作用是主要原因。     

严寒地区玄武岩纤维沥青胶浆优化设计及机理研究

为改善严寒地区沥青胶浆的低温性能,该文选用3种长度、3种掺量的玄武岩纤维,3种普通沥青,研究纤维长度、掺量和沥青标号对纤维吸附沥青能力、纤维沥青低温最大拉力、纤维沥青低温应变能、纤维沥青冻融后锥入抗剪强度的影响。结果表明:纤维掺量对沥青的吸附能力影响最大;纤维长度对沥青的低温最大拉力、低温应变能影响最大;沥青标号对冻融后锥入抗剪强度影响最大;基于综合平衡法理论,纤维沥青胶浆最优方案为选用9 mm玄武岩纤维、110~#普通沥青,纤维以7%的掺量拌和的纤维沥青胶浆在低温地区使用性能最优。     

微胶囊沥青胶浆流变性能变化规律

通过界面聚合法制备了沥青再生剂为囊芯材料的路用微胶囊(self-healing microcapsules,SHM).为评价SHM对沥青胶浆流变性能的影响,制备了不同SHM掺量(质量分数分别为0、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％)的70号基质沥青胶浆和SBS改性沥青胶浆.通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR)对SHM沥青胶浆的流变性能进行了试验研究.结果 表明:随着SHM掺量的增加,沥青胶浆的车辙因子G*/sinδ降低24％～31％左右,当SHM掺量大于0.6％时,沥青胶浆的高温流变性能不再发生明显变化;随着SHM掺量的增加,SHM沥青胶浆的蠕变劲度模量S逐渐减小,同时蠕变速率m逐渐增大,说明SHM能显著提升沥青胶浆的形变恢复能力.     

TLA改性沥青胶浆老化特性研究

为了研究TLA改性沥青胶浆老化性能的特性,采用薄膜烘箱试验模拟了胶浆的老化,分析测试了TLA掺量及沥青胶浆粉胶质量比对TLA改性沥青胶浆老化性能的影响,同时与未经老化的沥青胶浆性能进行对比。结果表明,经过TLA改性对沥青胶浆有重要的影响,且老化后,其对沥青胶浆的影响更为显著,TLA掺量以20%为分界点,低于20%时,对沥青胶浆的性能影响显著,但掺量超过20%,其影响作用减弱;粉较比的变化同样存在明显的分界点,当其低于0.8时,变化对沥青胶浆的性能影响显著,超过0.8时,影响作用减缓,粉胶比的变化对相位角的影响较弱。试验同时发现,老化后,沥青胶浆的高温性能有增强作用,但却减弱了其低温性能。     

纤维掺量对沥青混凝土抗压回弹模量的影响分析

为了研究纤维掺量对沥青混凝土的抗压强度和回弹模量的影响,选用5种聚酯纤维掺量沥青混凝土的圆柱体试件在M TS810材料试验机上进行单轴静压试验,试验温度为20℃。分析了沥青混凝土的抗压强度和回弹模量随纤维掺量变化的规律以及纤维的作用机理,同时对回弹模量取值的合理性进行了探讨。结果表明,沥青混凝土的力学性能对纤维的掺量反映敏感,适量地加入纤维会改善沥青混凝土的抗压强度和回弹模量。根据试验分析结果确定纤维的合理掺量范围为0.2%~0.25%,纤维掺量为0.3%的回弹模量合理取值有待深入研究。     

玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

沥青混凝土路面中掺入纤维可以减缓车辙病害的产生,预防低温开裂裂缝的形成,降低水损害的发生,对提高沥青混凝土路面路用性能和增加沥青路面使用寿命有着重要的作用。该文通过原材料性能试验、沥青胶浆网篮析出试验、沥青胶浆抗剪、抗裂试验来评价玄武岩纤维胶浆的胶浆特性和力学性能;通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂等试验评价AC-13C和SMA-13玄武岩纤维沥青混凝土路用性能。试验结果表明:玄武岩纤维增强了沥青胶浆的吸附性,改善了沥青胶浆抗剪强度;AC-13C和SMA-13沥青混合料在纤维掺量分别为0.3%、0.4%时动稳定度达到峰值;在纤维掺量分别为0.4%、0.3%时,冻融劈裂残留强度比达到最大。     

沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响

为了研究沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响,采用简单性能试验(SPT)对矿粉、添加剂和沥青三者组成的沥青胶浆进行研究,分析了粉胶比、纤维和水泥用量变化对沥青混合料粘弹性的影响。结果表明,粉胶比、纤维和水泥对沥青混合料粘弹性的影响程度不同,但沥青胶浆中添加适量的纤维、水泥后均可以提高混合料的抗高温变形性能。随着加入纤维量的增加,沥青混合料动态模量减小,而粘性增大;在胶浆中加入水泥对提高混合料粘弹性的效果不明显。另外,混合料动态模量随粉胶比的减少,先增大后减小,相位角逐渐增大。因此,在混合料设计时应注意对胶浆构成的比例,以达到改善沥青混合料粘弹性的目的。     

布敦岩沥青改性沥青胶浆高温动态流变性能的试验研究

为了评价不同掺量的布敦岩沥青对基质沥青的改性效果,采用先进的动态剪切流变仪Advanced Rheometer(AR)对岩沥青改性沥青胶浆的高温动态流变性能进行了试验研究,主要评价指标有相位角、储能模量、车辙因子和动粘度等。研究发现岩沥青改性沥青胶浆的高温性能明显优于基质沥青;车辙因子和动粘度指标显示岩沥青改性沥青胶浆具有与SBS改性沥青胶浆相当的抗车辙性能,但是,其温度敏感性高于SBS改性沥青胶浆;岩沥青掺量对胶浆性能影响较明显,岩沥青与基质沥青质量比达到1∶1时,沥青胶浆的高温性能已经得到明显改善,可以满足路面使用性能要求。