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.     

玄武岩纤维对沥青混合料水稳定性影响的研究

为探讨新型的玄武岩矿物纤维对沥青混合料水稳定性的影响,首先由马歇尔试验和车辙试验确定纤维的最佳掺量,然后按照现行规范JTG F40-2004规定的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验方法评价玄武岩矿物纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果。玄武岩矿物纤维使沥青混合料浸水马歇尔残留稳定度提高了10.3%;在50次和75次压实功下使冻融劈裂抗拉强度比分别提高了16%和15%。由复合材料细观力学的强度和粘度公式及复合材料界面化学理论阐释玄武岩矿物纤维改善沥青混合料水稳定性的基本原理。试验表明,玄武岩矿物纤维对沥青混合料的水稳定性有明显的改善效果。     

盐分环境下纤维对沥青混合料水稳性的影响

基于AC-13C连续密级配,通过冻融劈裂试验,研究了不同浓度盐溶液下,0.1%~0.3%掺量情况时聚酯纤维与玄武岩短切纤维对沥青混合料水稳定性的影响情况。研究表明:纤维对沥青混合料的水稳定性具有改善作用,随着聚酯纤维与玄武岩短切纤维掺量的增加,不同盐度环境下沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度值先增大后降低,其中在掺量为0.2%时取得最大值。同等条件下,玄武岩短切纤维对沥青混合料水稳定性的改善优于聚酯纤维;随着盐浓度的增加,不同纤维掺量的沥青混合料冻融前后劈裂抗拉强度及强度比均出现下降,但是较之普通沥青混合料,掺加纤维的沥青混合料其抗水性较好。     

添加抗剥落剂沥青混合料的冻融劈裂试验

以改性后的沥青混合料为研究对象,通过劈裂试验和冻融劈裂试验对无机抗剥落剂和有机抗剥落剂的劈裂强度和冻融劈裂强度比(TSR)进行研究评价。试验结果表明:在AC-13和AC-16沥青混合料中分别加入一定量的消石灰、橡胶粉和P-I型抗剥落剂均能提高其劈裂强度和冻融劈裂强度比,且最佳含量为2%、20%和0.3%;同时,在最佳掺量下,掺加了橡胶粉的沥青的冻融劈裂强度比要高于只掺加了消石灰和未掺加任何抗剥落剂的沥青的冻融劈裂强度比。     

矿物纤维对沥青混合料路用性能影响及机理分析

对掺加2种不同形态的玄武岩矿物纤维的沥青混合料进行了路用性能试验,并通过扫描电镜观测纤维沥青混合料的断口形貌,分析了矿物纤维的改善机理。研究得出:2种矿物纤维均能有效改善沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性,但是短切矿物纤维对混合料的水稳定性有不良影响,主要是纤维吸湿性较大且与沥青界面黏附不良造成的。矿物棉纤维的改善机理表现为增粘、稳定、阻裂及增韧作用;短切矿物纤维的改善机理则表现为增粘、阻裂及增韧作用。同时,2种矿物纤维吸收沥青能力均较弱,说明纤维在改善路用性能的同时,并没有过多增加沥青用量,从而节约了成本。     

水泥消石灰改善OGFC路面水稳定性试验

通过浸水马歇尔试验与冻融劈裂试验研究添加水泥与消石灰对OGFC混合料水稳定性的影响。结果表明:随着消石灰掺量的提高,OGFC混合料的浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比均增长,在掺量为4.2%时均达到最大值;随水泥掺量的提高,OGFC混合料的浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比均存在峰值;推荐OGFC-13混合料中掺加4.2%的消石灰以提高OGFC混合料的水稳定性。     

高性能沥青的研究

选用合理的改性剂、掺加比例与掺加工艺,制备高性能沥青,对研发的高性能沥青进行技术指标检验;对高性能沥青混合料进行一系列室内试验,包括车辙试验,劈裂强度试验,浸水马歇尔与冻融劈裂试验等。将高性能沥青的试验结果与SBS改性沥青及其混合料对比分析发现,研发的高性能沥青高温性能得到明显改善,疲劳性能与水稳定性也表现良好。     

废旧橡胶颗粒沥青混合料水稳定性研究

在分析沥青路面水损害产生机理的基础上,通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,对普通AC-20沥青混合料、掺加废旧橡胶颗粒后（内掺法AC-20、外掺法AC-20上下限及中值）的沥青混合料进行了水稳定性分析。试验结果表明,随着废旧橡胶颗粒的掺加,破坏了沥青与矿料间的粘附力,使沥青混合料的水稳定性下降。     

改进型硅藻土AC-16沥青混合料配合比设计及路用性能试验研究

以AC-16沥青混合料为试验对象,采用改进型硅藻土改性沥青作为胶结料,通过路用性能试验,验证不同改进型硅藻土掺量下沥青混合料的水稳定性能和高温稳定性。试验结果表明:改进型硅藻土可提高AC-16沥青混合料的标准马歇尔稳定度、浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比;掺入硅藻土后的冻融劈裂强度有所降低,且随着掺量增加降低越来越明显;改进型硅藻土能显著提高AC-16沥青混合料的高温稳定性,当掺量为13%(占沥青质量)时其动稳定度提高近85%。     

钢纤维对沥青混合料的增强作用研究

通过室内试验,分析了钢纤维掺量对混合料动稳定度、劈裂强度、劲度模量、残留稳定度和冻融劈裂强度比等路用性能指标的影响。结果表明:在沥青混合料中添加钢纤维可以提高混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,尤其低温抗裂性最为突出;但钢纤维掺量并不是越大越好,当钢纤维掺量为2.0%时沥青混合料的路用性能最优。     

花岗岩机制砂对沥青混合料水稳定性影响试验研究

酸性花岗岩机制砂影响沥青混合料的水稳定性,因此在沥青路面中应用较少。该文通过分析掺加不同水泥剂量的花岗岩机制砂沥青混合料水稳定性差异和冻融劈裂试验后试件的开裂情况,确定花岗岩机制砂沥青混合料的最佳水泥掺量。同时,进行花岗岩机制砂和石灰岩机制砂沥青混合料(延长时间)浸水马歇尔试验和2次冻融循环试验对比,得出掺1.0%～2.0%水泥的花岗岩机制砂与未掺水泥的石灰岩机制砂对沥青混合料水稳定性影响效果相当。     

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。     

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。     

玻璃纤维改善砾石沥青混合料路用性能

为了改善砾石沥青混合料的路用性能,以推广砾石在道路工程中的应用,选用价格低廉、增韧效果强、取材方便的玻璃纤维来改善砾石沥青混合料的黏附性,并通过冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、弯曲疲劳试验来评价玻璃纤维对砾石沥青混合料路用性能的改善作用。冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验结果表明:掺加玻璃纤维后的砾石沥青混合料的水稳定性能有明显改善,残留稳定度MS0、冻融劈裂强度比TSR都随玻璃纤维掺量的增加呈现先增大后减小的趋势,当玻璃纤维掺量为0.35%时,砾石沥青混合料水稳定性达到最佳,其中,MS0达到91.0%,TSR达到89.6%,分别比不掺加纤维的砾石沥青混合料提高了15.5%,24.3%。由0.35%纤维掺量下砾石沥青混合料的车辙试验及疲劳试验结果可知:掺加玻璃纤维后的砾石沥青混合料的高温性能和疲劳性能也有明显改善,其中,动稳定度提高46.9%;应力水平为0.5时,疲劳寿命提高了67.9%;应力水平为0.7时,疲劳寿命提高了80.9%。可见,纤维掺量为0.35%时,玻璃纤维对于AC-25砾石沥青混合料的路用性能改善作用最佳,一定条件下可将玻璃纤维砾石沥青混合料应用于高速公路沥青路面下面层之中。     

抗剥落剂对酸性矿石混合料性能影响的研究

为了沥青道路推荐较优沥青混合料组合,根据规范要求设计所使用集料的级配并确定最佳油石比,对比研究了酸性矿石(砂岩、花岗岩)在加与不加抗剥落剂的条件下沥青混合料的水稳定性、冻融劈裂强度和车辙动稳定度的性能。研究结果表明:添加掺量为0.3%的LX-6525型抗剥落剂均能提高砂岩与花岗岩混合料的水稳定性、冻融劈裂强度和车辙动稳定度,其中砂岩和花岗岩混合料的水稳定性和车辙动稳定度均满足规范要求。但只有砂岩的冻融劈裂强度比仍未达到规范不小于75%的要求。综合考虑混合料水稳定性能、取材成本和施工环境等因素,在对比研究的四种沥青混合料组合中,建议采用添加掺量为0.3%的LX-6525型抗剥落剂的花岗岩混合料作为施工选择。     

玻璃纤维加强沥青混合料路用性能研究

在沥青混合料中掺入适量玻璃纤维,通过大量试验确定玻璃纤维的掺量以及沥青的最佳用量,并通过马歇尔试验、车辙试验以及冻融劈裂试验的试验指标,评价掺加玻璃纤维对沥青混凝土路用性能的影响。研究表明,加入玻璃纤维后沥青混合料动稳定度和水稳定性均有所提高、永久变形有所下降,改善沥青混凝土的高温抗变形能力和水稳定性。     

交联聚乙烯改性沥青混合料水稳定性研究

采用交联聚乙烯(XLPE)对沥青进行改性,并制备XLPE改性沥青混合料以研究其水稳定性。通过水煮法和冻融劈裂实验,评价交联聚乙烯改性沥青混合料的水稳定性,采用沥青剥落比、劈裂强度等相关指标进行对比分析,试验结果表明,XLPE改性沥青相对于基质沥青具有更好的粘附性与抗水损害能力,同时显著增强其混合料的劈裂抗拉强度,当XLPE掺量为5%时,其沥青混合料的水稳定性最优。     

AC-13温拌沥青混合料的路用性能研究

为了评价温拌沥青混合料的水稳定性和疲劳性能,以热拌沥青混合料的配合比设计方法,掺加Sasobit降粘剂制备了AC-13温拌沥青混合料,进行了浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验和低温弯曲试验,测定了温拌沥青混合料的残留稳定度、残留强度比、疲劳次数和低温性能。结果表明:掺加3%Sasobit时,温拌沥青混合料的残留稳定度和残留强度比达到最大值,分别为91.2%、87.5%,疲劳次数与基质沥青相比,增加了16.4%,说明掺加Sasobit后,提高了温拌沥青混合料的路用性能,由低温弯曲试验确定Sasobit的掺量不宜大于3%。     

PAE和硅藻土复合改性沥青混合料水稳定性研究

聚丙烯酸酯(Polyacrylate,简称PAE)为一种热塑性胶乳高分子聚合物,该类高分子聚合物具有较大粘附性且易形成防水薄膜,多用于混凝土以增强耐水腐蚀性;而硅藻土作为无机改性材料,用于改性沥青混合料则有助于提高沥青混合料高温等路用性能,但对增强沥青混合料抵抗水损坏作用不明显。针对二者复合改性后沥青混合料抗水损坏效果,该文采用马歇尔稳定度试验、冻融劈裂试验和肯塔堡浸水飞散试验分别对基质沥青混合料、硅藻土改性沥青混合料和复合改性沥青混合料水稳定性以及不同PAE掺量的复合改性效果进行研究。结果表明:PAE可以显著改善沥青混合料水稳定性,且随着PAE掺量的增加沥青混合料残留稳定度和冻融劈裂强度比增加,质量损失率减小。     

掺加PB改性剂密级配沥青混合料的路用性能研究

为探讨PB改性剂在沥青混合料高温、低温、水稳定性等路用性能方面的适用性,选用AC-13C、AC-20C两种级配,进行车辙、低温弯曲、冻融劈裂、残留稳定度试验,对比研究掺加PB改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明:掺加PB改性剂可显著提高沥青混合料高温稳定性和低温抗裂性,其水稳定性略有改善。