基于灰色关联理论的聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为研究聚酯纤维对沥青混合料的路用性能的影响,对聚酯纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的沥青混合料进行路用性能研究,分析纤维掺量对沥青混合料性能影响规律,并从细微观层面揭示聚酯纤维沥青混合料性能增强机制;同时引入灰色关联评价方法,对聚酯纤维沥青混合料进行多指标综合评价,并基于路用性能优选出最佳纤维掺量。结果表明:聚酯纤维在沥青混合料中形成三维网状结构,通过桥接、加筋、增韧等作用,使纤维混合料路用性能优于普通沥青混合料;聚酯纤维掺量为0.3%时沥青混合料路用性能最优;聚酯纤维对沥青混合料高温稳定性影响较大,其次为低温抗裂性。在最佳掺量下,动稳定度提高51.82%,低温弯曲破坏应变增大32.74%,冻融劈裂强度比增加11.8%。     

聚酯纤维复合改性沥青混合料路用性能研究

为了研究聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配下沥青混合料的路用性能,分析了聚酯纤维掺量变化对沥青混合料路用性能的影响,从而确定出聚酯纤维的最佳掺量,且优化了硅藻土的掺量。通过与基质沥青、SBS改性沥青混合料路用性能的对比得出:聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配,其各项路用性能相较于基质沥青混合料均有大幅度提高;相比于SBS改性沥青混合料,其高温稳定性、水稳定性以及抗疲劳性改善效果明显,但两者的低温抗裂性能差异性不大。     

玄武岩纤维沥青混凝土路用性能研究

为降低路面的初期损害,确保路面的寿命,可在沥青混合料中掺加玄武岩纤维,基于AC-13C型级配,对混合料掺加不同掺量的玄武岩纤维,并采用马歇尔试验找出各个掺量下的最佳油石比,然后进行高温车辙和低温抗裂试验。结果表明,玄武岩纤维最佳掺量为0.3%,且可显著改善混合料的路用性能。     

玄武岩纤维增强BRA改性SMA-13沥青混合料路用性能研究

布敦岩沥青(BRA)和玄武岩纤维具有较好的路用性能,能改善沥青混合料的性能。文中综合利用两者的优势,开展玄武岩纤维增强BRA改性SMA-13矿料级配设计及路用性能试验研究,确定BRA及玄武岩纤维的最佳掺量分别为3%、0.3%;试验结果表明,与SBS-SMA-13沥青混合料相比,在BRA及玄武岩纤维最佳掺量下,BRA-MA-13混合料的高温抗车辙、水稳定性、抗渗及抗滑能力均得到改善,但低温抗开裂能力略有下降,BRA与玄武岩纤维的掺入能增强SMA-13的路用性能。     

纤维增强聚合物改性沥青混合料路用性能研究

为弥补单一外掺剂改性沥青混合料的不足,以聚酯纤维和热塑性树脂为主要原料,制备一种新型复合改性材料纤维增强聚合物(FRMP)。通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验和弯曲疲劳试验研究不同掺量FRMP对沥青混合料路用性能的影响,并与聚酯纤维和SBS对比。结果表明:加入外掺剂提升了沥青混合料的路用性能,相比聚酯纤维改性和SBS改性,通过FRMP复合改性的效果更明显,并且随着FRMP掺量增加,沥青混合料的高温稳定性和抗疲劳性能不断增强,低温性能和水稳定性先升高后降低、于0.3%掺量时达到峰值。     

纤维与天然沥青复合添加剂组成优化及其混合料性能评价

为改善纤维和天然沥青单一改性沥青混合料的技术缺陷,将木质素、聚酯、玄武岩纤维与BRA岩沥青、TLA湖沥青、NES青川岩沥青进行复配。基于直接剪切试验优化了最佳的天然沥青掺配范围,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验研究了天然沥青与纤维复合改性沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,试验结果表明,木质素、聚酯、玄武岩三种单纤维掺量为0.3%,BRA、TLA、NES掺量为8%~10%时天然沥青与纤维复合改性沥青经济性和抗剪切性能最优;将天然沥青与纤维复配后,可兼具纤维与天然沥青各自改性的优势,可实现二者对沥青改性效果的叠加,其混合料兼顾高低温性能、水稳定性和抗疲劳耐久性,且具有良好的经济性,为路面材料改性技术提供了一种新的选择。在0.3%木质素、聚酯、玄武岩纤维掺和8%~10%BRA、TLA、NES掺量范围内,18种天然沥青与纤维复合改性沥青混合料疲劳性能优于SBS改性沥青混合料,推荐用于复合改性沥青中的木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维掺量为0.3%,适宜的BRA、TLA、NES掺量分别为8%~10%、8%~12%、8%~10%。     

BRA改性沥青混合料的室内试验研究

以布敦岩沥青作为改性剂,70号基质沥青作为基础沥青,进行试验室内的布敦岩沥青改性沥青的生产制备,对AC-13C和AC-20C2种代表性级配沥青混合料的技术性能进行了试验研究,并对3%BRA最佳掺量的改性沥青混合料进行力学性能试验。结果表明:1BRA的掺入对沥青混合料高温性能和水稳定性的改善效果明显,不同矿料级配组成对BRA改性沥青混合料的路用性能影响较大;2低剂量BRA的掺入对沥青混合料低温抗裂性能的改善效果并不明显;33.0%BRA最佳掺量下改性沥青混合料的各项力学性能比基质沥青混合料有了大幅度的提高,适用于各气候地区公路路面结构层的铺筑。     

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-硫酸钙晶须复合改性沥青混合料路用性能

为提高沥青混合料的路用性能,采用玻璃纤维及硫酸钙晶须共同作为改性剂掺入到沥青混合料中,研究其对沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能及抗裂性能的提升作用。以单掺玻璃纤维及单掺硫酸钙晶须的改性沥青混合料作为对比组,对比并探究复掺纤维对沥青混合料性能的影响。结果表明,相较于单掺纤维,复掺玻璃纤维和硫酸钙晶须改性沥青混合料具有更优异的路用性能,其断裂能分别是单掺玻璃纤维和单掺硫酸钙晶须改性沥青混合料的1.26倍和1.23倍,表明玻璃纤维和硫酸钙晶须可在沥青混合料中起到层次抗裂的作用。     

聚丙烯腈纤维加强沥青混合料路用性能的研究

在选定级配的沥青混合料中掺加不同掺量的聚丙烯腈纤维,通过试验分析纤维掺量对沥青混合料最佳油石比、密度、孔隙率等体积指标,以及高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能指标的影响。结果表明,随着聚丙烯腈纤维掺量的增多,最佳油石比、矿料间隙率和沥青饱和度逐渐增大,而视密度和孔隙率逐渐减小;当掺量小于0.3%时,增加纤维掺量能很好地改善沥青混合料的路用性能,而当纤维掺量大于0.3%时沥青混合料的路用性能反而随纤维掺量的增多而变差。     

纤维对沥青混合料路用性能影响研究

沥青混凝土中掺加纤维能显著提高沥青混合料的路用性能、路面的抗水侵害能力、路面的高温稳定性,减少路面的反射裂缝。试验讨论了聚酯纤维与聚丙烯腈纤维对沥青混合料的路用性能的影响。结果表明,掺加0.25%聚酯纤维及0.3%聚丙烯腈纤维,沥青混合料的稳定度提高约20%~30%,残留稳定度达到90%以上,而掺加0.3%聚丙烯腈纤维可以使沥青混合料动稳定度提高3倍左右。     

温拌再生玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为充分利用旧沥青混合料(RAP),减少建筑垃圾对土地的占用及环境污染,文中利用玄武岩纤维力学性能好、与沥青相容性好的特点改善温拌再生混合料的路用性能,通过对再生混合料进行矿料级配设计及路用性能研究,确定沥青最佳用量、再生剂和温拌剂合理掺量;通过对再生混合料进行高温抗车辙试验、低温抗裂试验、抗水毁能力试验,研究不同玄武岩纤维掺量对温拌再生混合料路用性能的影响。结果表明,玄武岩纤维掺量为0.3%时,温拌再生混合料的高温抗车辙、抗水毁及抗渗水能力最优;纤维掺量为0.4%时,温拌再生混合料的低温抗开裂能力最优。     

纤维加强橡胶沥青混合料路用性能试验研究

在选定级配的橡胶沥青混合料中掺加不同掺量的聚酯纤维,并通过室内试验研究了纤维掺量对橡胶沥青混合料水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性等路用性能指标的影响。试验结果表明,在一定范围内增加聚酯纤维掺量能很好地改善橡胶沥青混合料的路用性能,而当纤维掺量较大时橡胶沥青混合料的路用性能反而变差。     

GXN型聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为了评估GXN型聚酯纤维材料的路用性能,采用室内车辙试验、低温弯曲破坏试验、冻融劈裂试验,对GXN聚酯纤维0掺量和0. 25%掺量下的沥青混合料的高低温性能及水稳定性能进行了试验研究。结果表明:1)掺加GXN型聚酯纤维能显著提高沥青混合料的高低温性能及水稳定性能,尤其对水稳定性能提升更加显著; 2)与不掺加纤维相比,在GXN聚酯纤维掺量为0. 25%时其沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提高了40. 9%、43. 1%和9. 6%; 3)掺加GXN型聚酯纤维能显著改善混合料内部的受力状况,起到内部加筋的作用。     

聚酯纤维和TB胶粉对高RAP掺量沥青混合料路用性能和自愈合性能的影响

为改善高比例RAP掺量(RAP掺量≥25%)热再生混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,研究了不同TB胶粉掺量(14%、18%、22%)和聚酯掺量(0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)条件下纤维TB胶粉复合改性高RAP掺量热再生混合料的路用性能、抗疲劳耐久性能和自愈合性能。结果表明,SBS改性沥青热再生混合料在水温耦合作用下并未呈现出较好的抗车辙性能和水稳定性,热再生混合料的路用性能不仅取决于沥青、集料的性能,也受新旧料交融程度及新沥青与老化沥青的配伍性。掺加聚酯纤维与TB胶粉复合改性剂可显著提高热再生混合料的高低温性能、水稳定性,在0.3%~0.4%聚酯纤维和18%~22%TB胶粉掺量时高RAP掺量热再生混合料高低温性能达到最优。0.3%~0.4%聚酯纤维与18%~22%TB胶粉复合改性方案下热再生混合料低温弯曲应变可达到3 500~4 200με,克服了高RAP掺量热再生混合料低温性能差的技术缺陷。证明了TB胶粉对热再生混合料自愈合性能的改善效果,在14%~18%TB胶粉掺量范围内,热再生混合料的劲度模量恢复率可达67.6%~76.9%,疲劳寿命恢复率可达57.6%~74.3%,劲度模量恢复率为基质沥青、SBS改性沥青热再生混合料的2.9~3.1倍、1.9~2.2倍。     

橡胶粉改性沥青混合料路用性能试验研究

采用湿法和干法2种工艺制备橡胶粉改性沥青混合料,对比分析基质沥青混合料、湿法工艺ARAC-13沥青混合料、干法工艺ARAC-13沥青混合料3种沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能。研究结果表明：随着水泥替代矿粉比例增加,沥青混合料的路用性能先提高,后降低;橡胶粉改性沥青混合料水稳定性优于基质沥青混合料;ARAC-13W沥青混合料低温抗裂性能优于ARAC-13D沥青混合料性能;40目橡胶粉掺量为21％、水泥替代矿粉的比例为60％时,水泥橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能最佳。     

玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为评价玄武岩纤维的掺入对沥青混合料性能的改善效果,通过动态剪切试验、拉伸试验对未掺玄武岩纤维和掺6%沥青质量的玄武岩纤维的沥青胶浆的抗剪性能、延展性以及AC-13C沥青混合料和掺玄武岩纤维的沥青混合料的路用性能展开研究。结果表明,纤维的掺入可改善沥青胶浆的抗剪切能力和高温稳定性;纤维掺量为沥青混合料质量的0.4%时,沥青混合料的高温稳定性、低温抗开裂能力、水稳定性等路用性能最优。     

胶粉及PE复合改性沥青混合料路用性能试验研究

为改善沥青混合料的路用性能,采用胶粉、聚乙烯(PE)对沥青混合料进行改性,对比分析了胶粉改性沥青混合料与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料高、低温性能、水稳定性能,并研究了PE掺量对胶粉复合改性沥青混合料性能的影响,并将此技术应用到河南省机西高速公路二期路面工程中。研究表明:随着胶粉掺量的增加,改性沥青混合料动稳定度不断增大,胶粉掺量为20%时改性沥青混合料与SBS掺量为4.5%的改性沥青混合料高温性能相当,而低温性能、水稳定性能均优于SBS改性沥青混合料;随着PE掺量增加,复合改性沥青混合料的高温抗车辙性能及水稳定性能不断提高,低温性能有所降低,但仍高于基质沥青混合料。     

纤维微表处路用性能的影响因素

为了研究高寒高海拔环境下纤维类型及用量、改性乳化沥青类型对微表处路用性能的影响,采用3种乳化沥青和4种纤维制备纤维微表处混合料,并对其抗磨耗性能、抗水损性能、抗轮辙变形性能及低温抗裂性能进行试验研究。结果表明:掺量在0.1%~0.3%范围内时,纤维掺量越大低温抗裂性能越好;微表处中加入聚丙烯纤维或玄武岩纤维,其综合路用性能表现最优;SBS/SBR复合改性乳化沥青综合了SBS和SBR改性乳化沥青的优势。     

聚酯纤维对TPS改性沥青及其混合料抗裂性能研究

为了提高TPS改性沥青排水性混合料低温和疲劳性抗裂性能,通过拉伸试验、BBR、和SCB疲劳试验分析了2%~5%聚酯纤维掺量对TPS改性沥青及其排水性混合料性能的改善作用。试验结果表明:聚酯纤维的加入显著改善了TPS改性沥青及排水性沥青混合料的低温和疲劳抗裂性,且随着聚酯纤维掺量的增加,普通TPS改性沥青混合料的抗裂性呈先增大后减小的变化趋势,在4%聚酯纤维掺量时,TPS改性混合料的抗裂性出现峰值,并基于复合改性沥青胶浆和SCB试件破坏界面扫描电镜试验,揭示了聚酯纤维对TPS改性沥青混合料的影响机理。