钢渣超薄磨耗层SAC-10的性能及应用研究

为了改变钢渣利用现状并满足道路建设实际需要，在超薄磨耗层SAC-10沥青混合料中用钢渣部分替代天然集料，对不同钢渣掺量下SAC-10沥青混合料的配合比进行了设计并对其路用性能进行了研究。室内试验结果表明：SAC-10沥青混合料的动稳定度随着钢渣掺量增加呈先增大后降低趋势，并在钢渣掺量为60%时达到最大值，高温稳定性能得到了巨大的提升；钢渣掺量为60%时，钢渣SAC-10沥青混合料的水稳定、低温抗裂、抗滑及抗膨胀性能良好，均满足规范要求。工程应用表明超薄磨耗层SAC-10在掺入60%钢渣后，抗滑性能、渗水性能及长期路用性能优异；掺入60%钢渣后，超薄磨耗层SAC-10的综合单价增加了81元/m³，但长远来看可以有效降低养护维修费用，长期经济效益高，值得推广。     

钢渣微粉特性及其用于沥青混合料的试验研究

首先选用多种分析方法对钢渣微粉的化学成分、相成分和微观形貌等进行分析;然后在沥青混合料中掺加钢渣微粉,研究用钢渣微粉部分或全部替代矿粉对沥青混合料性能的影响。结果表明:掺加钢渣微粉明显提高沥青混合料的水稳定性和高温稳定性,而对沥青混合料的抗裂性影响不大;钢渣微粉的适宜掺量为沥青混合料总质量的4.5%。     

钢渣沥青混合料体积参数测定与水稳定性影响机理

通过浸渍试验测定了不同粒径钢渣集料的有效相对密度, 提出了钢渣沥青混合料体积参数的确定方法, 采用残留稳定度、冻融劈裂强度比与沥青膜厚度对不同钢渣掺量的沥青混合料水稳定性进行评价, 借助X射线荧光光谱分析、扫描电镜试验和压汞试验, 从钢渣化学组成与微观结构方面分析了钢渣对沥青混合料水稳定性的影响机理。分析结果表明: 对于钢渣等吸水性较大集料, 采用浸渍试验实测的有效相对密度较计算法得到的有效相对密度增大了1.5%, 更接近集料的实际有效相对密度, 因此, 采用浸渍试验确定的钢渣沥青混合料体积参数更加合理; 随着钢渣掺量增大, 钢渣沥青混合料水稳定性逐渐提升, 当钢渣掺量为70%时, 钢渣沥青混合料的残留稳定度提高了12%, 冻融劈裂强度比提高了13%;钢渣沥青混合料沥青膜厚度随钢渣掺量增大而增大, 当钢渣掺量为70%时, 沥青混合料的沥青膜厚度增大了13%, 较厚的沥青膜可有效防止水分入侵, 并增大集料表面“结构沥青”含量, 从而提高钢渣沥青混合料的水稳定性; 钢渣沥青混合料沥青膜厚度计算值为67μm, 由于其水稳定性与沥青膜厚度正相关, 故推荐基于水稳定性的钢渣沥青混合料的沥青膜厚度为7μm; 钢渣呈超碱性, 表面多孔隙, 孔隙内部结构复杂, 增大了钢渣集料与沥青间有效接触面积, 并形成较好的机械咬合力, 提高了钢渣集料与沥青之间的黏结性, 可显著改善沥青混合料的水稳定性。      

钢渣热阻沥青路面的抗车辙性能研究

为了研究钢渣替代天然集料对沥青混合料高温抗车辙性能的影响,首先,用钢渣等体积替代玄武岩粗集料制备了不同钢渣掺量沥青混合料,对其热物性参数进行了测试,并通过室内等效热辐射试验对钢渣沥青混合料降温效果进行评价;其次,采用数值模拟方法分析了不同钢渣掺量沥青路面面层对温度场分布的影响,并利用单轴静载蠕变试验获取沥青混合料蠕变参数,建立基于上述温度场的车辙分析模型,对钢渣沥青路面的抗车辙性能进行评价。结果表明,钢渣的掺入使沥青混合料的导热系数降低,比热容增大,变化幅度最大可以达到40%以上;随着钢渣掺量增大,路表温度小幅度上升,而中下面层温度逐渐降低,其中4 cm深度处降温效果最为明显;当钢渣掺量为100%时,温度相较于纯玄武岩沥青路面降低了3.4℃,而75%掺量沥青混合料钢渣的车辙变形量最小,相较于玄武岩沥青混合料下降幅度达到43%,可有效提高路面抗车辙性能。     

基于低温应变能的寒区沥青混凝土纤维最佳掺量确定方法

寒区道路对沥青混凝土的抗裂性要求较高。纤维沥青混凝土具有较好的低温抗裂性,纤维掺量是影响沥青混凝土低温性能的重要因素。测量不同纤维掺量下沥青混凝土的低温弯曲应变能,以低温应变能达到最大值时的纤维掺量作为纤维的最佳掺量,同时还要考虑其他低温性能指标是否在理想范围内。试验结果表明,基于低温弯曲应变能的最大值确定纤维的最佳掺量是一种较为科学有效的方法。     

基于XRD分析的钢渣填料沥青混合料水稳定性研究

为探究钢渣矿物成分对沥青混合料性能的影响,本研究采用不同种钢渣,分别按0%、30%、60%和100%的掺量及陈化前后30%的两种K钢渣进行沥青混合料的水稳定性测试,并采用XRD进行成分分析。研究结果表明:相比于普通石灰岩矿粉及水泥,不同钢渣的硅酸盐矿物及CaO等活性成分含量差异较大,且其对沥青混合料性能的提升存在较大差异。马歇尔稳定度及劈裂强度提升28.0%～40.0%;K钢渣随掺量增加,活性成分含量提高,对混合料性能提升也略有提高,马歇尔稳定度及劈裂强度提升38.0%～40.0%;钢渣陈化后活性矿物成分减少,对沥青混合料的提升效果减弱;水稳定性随活性成分增多有所降低;K钢渣在30%掺量时,水稳定性及劈裂强度性能提升最显著。     

钢渣SMA-13沥青混凝土设计与路用性能研究

钢渣是炼钢企业产生的副产品,堆积如山的钢渣不仅占用大量土地、污染环境,且对钢渣本身而言也是二次资源浪费。借助SMA的设计方法,将钢渣应用于道路工程,研究钢渣SMA-13沥青混凝土的设计与制备,并进行了路用性能分析,探讨了钢渣作为筑路材料的可行性,得出相关结论。     

纤维掺量对沥青混凝土强度的影响

为了研究纤维掺量对沥青混凝土强度的影响,选用5种纤维掺量沥青混凝土的马歇尔试件和圆柱体试件,在MTS810材料试验机上进行劈裂试验和单轴压缩试验,分析了劈裂试验结果和抗压强度随纤维掺量变化的规律。研究结果发现,劈裂强度和抗压强度随着纤维掺量的增加均出现先增大后缩小的变化,在纤维掺量为0.20%时取得最大值,反映出适量的纤维加入可以提高沥青混凝土的强度值。根据破裂试验和单轴压缩试验结果分析,给出此种纤维改善沥青混凝土强度的合理掺量约为0.20%。     

钢渣沥青混凝土水稳定性能研究

为研究沥青混合料类型对钢渣沥青混凝土水稳定性的影响,对改性沥青SMA-13和AC-13C两种钢渣沥青混合料进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。结果表明:两种钢渣沥青混凝土的冻融劈裂强度比和残留稳定度均有较大提升。AC-13C钢渣沥青混凝土的水稳定性显著优于玄武岩集料配制的SMA-13沥青混凝土;而SUP-13钢渣沥青混凝土的水稳定性略高于玄武岩集料配制的SUP-13沥青混凝土的水稳定性能。因此,钢渣沥青混凝土较玄武岩沥青混凝土在水稳定性方面更具优势。     

钢渣沥青混合料路用性能研究与应用效果评价

为探讨钢渣沥青混合料的路用性能,选取钢渣沥青混合料作为研究对象,通过室内试验分析水稳定性等性能。结合南京某快速路改造工程,测定钢渣沥青路面试验路段压实度等指标,在工程完工后两次跟踪观测,综合评价钢渣沥青路面的工程应用效果,并对钢渣材料应用于沥青路面建设的社会经济效益进行了分析。研究结果表明,钢渣沥青混合料路用性能较普通沥青混合料有一定程度的改善,可有效提升道路使用品质,具有良好的社会经济效益。     

掺合料技术应用于道路碾压混凝土的发展方向

道路碾压混凝土是一种新型筑路材料,有助于缓解当前我国建设需求与建设资金、资源的矛盾,在路基路面工程中具有较好的应用前景。分析碾压混凝土在我国道路建设应用的基础上,综合国内外最新研究成果与工程实践经验,结合对高掺量粉煤灰道路碾压混凝土、磨细矿渣粉道路碾压混凝土、硅灰道路碾压混凝土等的试验研究结论,论述了掺合料技术应用于道路碾压混凝土的发展方向。     

复掺钢渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响

研究了复合引入炼钢废渣和粉煤灰对透水混凝土性能的影响，并对透水混凝土的透水系数和强度进行了分析。结果表明：粉煤灰、钢渣和水泥作为胶结料复合使用，对各物料的水化反应起到促进作用。当粉煤灰掺量为15％、钢渣掺量为10％时，透水混凝土28 d抗压强度和透水系数均较高。粉煤灰和钢渣复合加入，使胶结料连接桥更致密，强度更高。     

抗车辙沥青混凝土在平阳高速公路的应用

为比较两种抗车辙剂的使用效果,对添加了两种抗车辙添加剂的沥青混凝土性能进行了不同掺量、不同温度的车辙试验研究,结果表明沥青混合料的动稳定度随着抗车辙剂掺量的增加而增大,随着试验温度的增加而降低;试件的60 min变形随着抗车辙剂掺量的增加而减小,随着试验温度的增加而增大;掺加0.5%、0.6%两种抗车辙剂的沥青混凝土70℃动稳定度大于5 000(次/mm)。在平阳高速公路路面中面层掺加0.5%抗车辙剂,车辙跟踪检测结果表明,采用抗车辙沥青混凝土提高了平阳高速公路路面的抗车辙能力。     

橡胶粉复合改性沥青浇筑式沥青混凝土性能研究

为了满足浇筑式沥青混凝土对沥青结合料的特殊性能要求,通过对不同掺加比例的橡胶粉复合改性沥青的性能进行试验分析,确定了最佳橡胶粉掺量,并对橡胶复合改性沥青在不同温度下的粘度进行了测试,以说明橡胶粉加入到浇筑式沥青混凝土中不会影响其施工流动性.分别采用橡胶粉复合改性沥青和岩沥青复合改性沥青作为浇筑式沥青混凝土,在高、低温时,对其性能进行了对比.试验结果表明:采用橡胶粉复合改性沥青作为浇筑式沥青混凝土用沥青结合料,可以达到同等材料使用要求,是可行的.     

纤维沥青混凝土的回弹模量试验研究

聚酯纤维沥青混凝土以其良好的路用性能得到人们广泛的认可,但纤维路面的设计参数尚不丰富。本文对5种纤维掺量沥青混凝土的圆柱体试件进行了静态无侧限单轴压缩试验研究,对抗压强度与回弹模量等设计参数的试验数据进行了分析,建立了回弹模量与纤维掺量的回归方程。试验结果表明,随着纤维掺量的增加,抗压强度与回弹模量均呈现出先增大后减小的趋势,并且分别在纤维掺量为0.2%和0.25%时达到最大值,由此可得出聚酯纤维沥青混合料的最佳纤维掺量应该在0.2%~0.25%之间。     

纤维掺量对聚酯纤维沥青混凝土韧性的影响

为了研究纤维掺量对沥青混凝土变形性能的影响,选用纤维掺量分别为沥青混凝土总质量的0、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%的马歇尔试件,在MTS810材料试验机上进行劈裂试验,试验温度为15℃,分析了劈裂试验结果随纤维掺量变化的规律,应用无量纲的韧性指数和劈裂强度评价纤维沥青混凝土的变形性能。研究结果发现,纤维的加入没有显著增大沥青混凝土的劈裂强度,但其韧性得到明显的改善,反映出材料的抗变形能力得以增强,韧性指数能够作为评价纤维沥青混凝土变形性能的指标,根据劈裂强度给出聚酯纤维改善沥青混凝土变形性能的合理掺量约为0.20%。     

纤维沥青混凝土低温拉伸强度和抗拉韧性的影响因素分析

灰关联分析是一种系统分析技术,分析系统中各因素关联程度的方法.以间接拉伸强度和抗拉韧性为参考指标运用灰关联法定性地分析了通过率、最佳油石比、沥青针入度、沥青软化点、空隙率、纤维种类和纤维掺量等因素对纤维沥青混凝土低温抗裂性能的影响程度,并分清影响因素的主次.分析表明级配和油石比是影响纤维沥青混凝土低温抗裂性能的最主要因素,在此基础上得到了钢纤维及其最佳掺量是适合低温地区沥青混凝土面层防裂.选用密级配和适当增加油石比的钢纤维沥青混合料可减轻沥青路面裂缝.     

Duroflex对沥青混合料路用性能的影响研究

采用2种沥青混合料进行了不同Duroflex沥青混凝土改性剂掺量下路用性能试验,分析了Duroflex对沥青混合料路用性能的影响。由试验得出Duroflex可以大幅提高沥青混合料的水稳定性、高温稳定性及低温抗裂性等路用性能,从而可以延长道路寿命、降低维护成本、提高行车舒适性与安全性。并依托某高速公路铺筑了试验段,为Duroflex添加剂的应用推广积累了经验。     

石灰粉煤灰稳定钢渣土抗压回弹模量试验研究

本文主要研究了在二灰土中掺入不同比例的钢渣后其抗压回弹模量的变化。作者首先对混合料进行均匀试验设计,在此基础上再对其进行正交试验。试验结果表明,随着钢渣掺量的增加,石灰粉煤灰稳定钢渣土的抗压回弹模量呈先增大后减小的趋势。这说明当钢渣掺量适当（20％～40％）时,能明显提高石灰粉煤灰稳定钢渣土的抗压回弹模量。此外,综合分析得出二灰土掺钢渣最终的最佳配合比,为实际工程中钢渣的广泛应用提供理论依据．     

纤维沥青混凝土的粘弹性分析

为了研究纤维沥青混凝土的粘弹性能,制作5种20个聚酯纤维沥青混凝土圆柱试件,在MTS810材料试验机上进行单轴静压蠕变试验,试验温度为45℃。根据粘弹性力学理论,采用"四单元五参数"模型(修正的Bugers模型)模拟纤维沥青混凝土的粘弹性能,其参数值由试验数据的数值拟合获得,提出了计入纤维掺量的"四单元五参数"粘弹性本构模型。应用该模型模拟了试验的加载过程,分析了纤维掺量对沥青混凝土粘弹性的影响。结果表明:不同纤维掺量下沥青混凝土的蠕变变形增量不同,但变化规律与普通沥青混凝土是一致的;粘弹性模型计算的纤维最佳平均用量为0.18%,试验结果为0.20%,两者基本接近,因此,本研究提出的粘弹性模型可作为理论研究和材料设计的参考。