氯盐融雪剂对沥青混合料低温抗裂性的影响

采用低温弯曲试验研究了AC-13型沥青混合料在浓度为3％、10％和20％的氯盐融雪剂溶液中冻融后的的低温稳定性能,评价指标为抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量和弯曲应变能密度临界值,分别研究了冻融循环龄期和氯盐浓度对弯曲试验结果的影响。并采用XRD和SEM微观测试技术,分析沥青混合料的内部产物和形貌,探讨氯盐和冻融对沥青混合料的破坏机理。结果表明：冻融循环和氯盐融雪剂溶液浓度是影响沥青混合料低温抗裂性的重要因素。随冻融循环龄期的增长,沥青混合料弯曲劲度模量增大,应变能密度临界值减小,且融雪剂溶液浓度越大,对沥青混合料低温稳定性影响越小。     

环境因素作用下季冻区沥青混合料早期性能衰减定量评价

研究季冻区沥青混合料在外界水、冰冻、老化等综合作用下早期路用性能衰减效应,并对其进行定量评价。对服役时间为1~4年的4类沥青混合料进行回收,并经加热制备相应试验试件;采用抽提试验确定回收料级配特性,并据此制备相同矿料级配的新沥青混合料;基于弯曲破坏试验、劈裂破坏试验等获取上述新旧两类沥青混合料的力学参数,得出沥青混合料力学性能参数在1~4年服役时间范围内的衰减曲线,实现季冻区沥青混合料早期性能衰减的定量评价。研究成果为今后季冻区沥青混合料的设计提供参考,对提高季冻区沥青混合料的路用性能具有一定意义。     

氯盐融雪剂对沥青混合料路用性能影响研究

该文从融雪剂种类、融雪剂溶液浓度和冻融循环次数几方面展开融雪剂对沥青混合料路用性能的影响研究。在研究过程中开展了沥青混合料低温弯曲试验、车辙试验和低温劈裂强度试验,所得结论:在不同融雪剂种类、融雪剂溶液浓度和冻融循环的作用下,沥青混合料的抗低温性能、高温性能和水稳定性能随冻融循环次数的增加而降低,随融雪剂溶液的浓度增加而降低,NaCl融雪剂对沥青混合料的路用性能影响降低幅值大于CaCl2融雪剂。     

融雪剂对沥青混合料路用性能的影响研究

首先进行原材料试验、沥青混合料配合比试验,确定沥青混合料级配和最佳油石比;然后选取常用的NaCl、CaCl_2融雪剂,通过车辙试验、小梁低温弯曲试验和马歇尔冻融劈裂试验对比分析原样沥青混合料、施加NaCl和CaCl_2溶液沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性、水稳定性,研究融雪剂对沥青混合料路用性能的影响。     

半柔性路面材料级配及路用性能研究

半柔性路面材料是将水泥基材灌注于母体沥青混合料中形成的一种刚柔兼备的新型路面材料,矿料级配直接影响母体沥青混合料的物理、力学性能。为保证母体沥青混合料具备良好的骨架支撑作用,同时保证一定的空隙率以灌注水泥基材,笔者研究4.75mm、2.36mm、矿粉、沥青等含量对母体沥青混合料稳定度、空隙率的影响程度及规律;进一步研究4种级配的半柔性路面材料高温、低温、水稳、疲劳性能。结果表明:母体沥青混合料的空隙率与2.36mm含量、油石比呈负相关关系,与矿粉含量呈正相关关系;稳定度与2.36mm含量呈正相关关系,与矿粉含量呈负相关关系;建议2.36mm含量≤4.5%、油石比≤3.5%、4.75mm含量≤6%;半柔性路面材料具有极优的高温性能,但低温性能不良且低于2000的规范要求。本文为半柔性路面材料设计及推广应用提供试验基础。     

季冻区温度循环作用下沥青混合料抗压性能试验研究

季节性冻土地区沥青路面经受长期冻融循环作用除了受温度条件影响外,还受油石比、循环次数的影响.通过对不同油石比(4.5％、5.0％、5.5％、6.0％、6.5％)的AC-13级配沥青混合料进行不同次数的冻融循环作用后,采用单轴压缩试验测试混合料的抗压强度,对比分析不同油石比、不同的循环次数下的抗压强度、抗压回弹模量,以期得到材料参数随着循环次数、油石比的变化关系,为季冻区沥青路面设计强度参数取值提供参考.     

季冻区橡胶改性应力吸收层配合比设计及施工工艺研究

季冻区路面病害的典型特点是低温开裂,在沥青面层与基层间设置应力吸收层能有效减缓反射裂缝。根据季冻区的气候特点,从沥青种类和集料级配的选择上,对橡胶粉SBS复合改性沥青混合料进行配合比优化设计和试验路铺筑,提出适用于季冻区的应力吸收层性能和施工工艺。     

高固含量乳化型中温沥青混合料配合比设计技术研究

为解决沥青混凝土路面低温季节施工难题,适应节能、环保的要求,分析乳化型中温沥青的作用机理,确定中温沥青混合料强度的形成机理,提出高固含量乳化型中温沥青技术要求,设计出中温沥青混合料的合成级配。通过制备不同温度、不同击实工艺的马歇尔试件,确定最佳击实温度和室内击实工艺;采用中温沥青混合料油石比计算公式,得到中温沥青混合料初试油石比,运用马歇尔试验方法最终确定最佳油石比。针对中温沥青混合料的水稳性、高温稳定性、低温抗裂性以及渗水性能进行了试验验证,达到了热拌沥青混凝土路面的技术要求。     

盐冻循环对SBS改性沥青混合料低温弯曲蠕变性能的影响

在室内盐冻循环基础上,通过低温小梁弯曲蠕变试验分析了不同盐冻环境对沥青混合料低温弯曲蠕变性能的影响;同时采用灰色关联熵分析法对不同盐冻环境下小梁弯曲蠕变差异进行比较;引入扫描电子显微镜从微观层面分析冻融前后混合料试样的微观结构变化。通过宏微观相结合的手段发现:低温下沥青混合料变形性能受冻融循环影响显著,其中破坏程度以水冻融最为严重。盐冻循环各组对于沥青混合料的破坏程度由于受多个因素影响各有差异但在冰冻温度为-20℃、盐溶液浓度为4%和冻融循环次数为15次环境下沥青混合料的低温变形能力相对较好。     

油石比对多年冻土区沥青混合料强度特性的影响分析

青藏高原海拔高、昼夜温差大、冻融循环频繁等各种不利条件对沥青混合料强度特性影响显著。通过沥青混合料劈裂试验、弯拉试验与单轴抗压试验,研究油石比对沥青混合料强度特性的影响。借助方差分析方法研究油石比对沥青混合料劈裂抗拉强度、抗弯拉强度与抗压强度的影响程度。研究结果表明:SBR-AC-13和SBRAC-16沥青混合料的最佳油石比为6.5%,130号沥青混合料最佳油石比为6.0%。油石比对沥青混合料的抗弯拉强度及单轴抗压强度影响显著,在沥青混合料油石比6.0%~7.0%的基础上适当增加沥青用量,有利于提高沥青混合料的低温性能。     

盐蚀条件下沥青混合料路用性能及表面功能演化规律研究

针对沥青路面在融雪盐反复侵蚀作用下服役性能加速劣化这一现象,采用室内加速盐蚀试验模拟了沥青路面所处的盐蚀-干湿循环以及盐蚀-干湿-冻融循环环境,而后对沥青混合料在不同盐蚀环境下的路用性能及路面表面功能演化规律进行了探究。结果表明：1)随着盐蚀-干湿循环及盐蚀-干湿-冻融循环作用次数的增加,沥青混合料的服役性能均出现了不同程度的劣化,水稳定性下降尤其严重;2)在20%的盐溶液中经16次盐蚀-干湿循环或10%的盐溶液中经12次盐蚀-干湿-冻融循环作用后,沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比无法满足规范最低要求;3)随着循环作用次数的增加,沥青混合料的性能劣化幅度趋于减缓;4)盐蚀-干湿循环及盐蚀-干湿-冻融循环作用加剧了沥青路面表面的抗滑性能衰减,但有利于表面降噪性能的改善。该研究结果可为沥青路面在盐蚀环境下的性能损伤机理研究以及路面的耐久设计提供参数依据。     

掺V-260主动抑冰沥青混合料路用性能试验研究

为了评价V-260抑冰材料对沥青混凝土路面路用性能的影响,通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲破坏试验,对比研究了V-260抑冰沥青混合料与普通沥青混合料在高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性等路用性能方面的差异。结果表明:在适宜级配和油石比条件下,掺V-260抑冰沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性均满足规范要求,其中高温稳定性较普通沥青混合料提高16%,而水稳定性和低温抗裂性均不同程度有所下降。     

相变材料在沥青混凝土路面中的应用前景分析

相变材料虽在不同领域已得到广泛应用,但在公路交通领域尚处于探索研究阶段.相变材料具有相变潜热特性,应用于主动调控沥青混凝土路面与混合料的使用温度是可行的,可以减轻沥青混凝土路面与温度相关的病害,提高沥青混凝土路面的使用性能,延长沥青混凝土路面使用寿命.同时,可以减轻沥青混凝土路面的结霜结冰,提高抗滑性能和行车安全性,且减少道路融雪剂的使用,减轻融雪剂的危害,有利于环境保护,具有广阔的应用前景.为了实现相变材料在沥青混凝土路面中的应用,应该重点开展沥青混合料用相变材料的研发,掺相变材料的沥青混合料的调温效果与机理、路用性能、配合比设计方法与施工技术等方面的研究.     

复合改性透水沥青混合料配合比设计优化研究

为了优化复合改性透水沥青混合料的配合比设计,基于我国东北季冻区气候条件,对玄武岩纤维掺量、高黏改性剂掺量和油石比3个影响因子进行Box-Behnken试验设计,共15组试验方案,提出综合评价值来综合评价混合料的密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率、稳定度和流值指标。通过建立二次函数模型,计算出两种改性材料的最佳掺配比及混合料的最佳油石比,并进行肯塔堡飞散和谢伦堡析漏试验验证混合料的最佳油石比。结果表明,高黏改性剂掺量12%、玄武岩纤维掺量1%为两种改性材料的最佳掺配比,试验验证后最佳油石比为5.1%。该方案得到最高的综合评价值为91。采用加权响应曲面法,可以用于优化复合改性透水沥青混合料的配合比设计。     

复合式路面层间界面粘结特性分析研究

复合式路面由水泥混凝土和沥青混合料两种性质差别很大的材料组合而成,两层结构通过粘结材料粘合而成。复合式路面整体强度和稳定性很大程度上取决于层间结合性能的状况。为了研究复合式路面层间界面粘结特性,该文对不同工艺制备的橡胶沥青和SBS改性沥青两类涂抹类材料用作复合式路面层间粘结剂进行性能研究。结果表明:当温度从20℃升高到40℃时,9种材料粘结强度大幅下降。7种橡胶沥青材料粘结强度大致在0.15MPa左右;2种SBS改性沥青粘结强度约为0.13 MPa。不同工艺制备的橡胶沥青粘结剂性能略有差别,橡胶沥青整体粘结性能与SBS改性沥青粘结性能相差不大,但界面拉拔破坏后SBS改性沥青的残余强度较高、适应变形能力更强。     

融雪剂的作用机理及危害分析研究

介绍了化学融雪剂的特征、主要成分以及作用原理。使用氯盐融雪剂对道路面和桥面具有较大破坏作用,对道路基础设施的使用寿命将产生消极影响。分析了其对生态环境的危害,提出了对路面桥面破坏作用少的新的除雪手段和使用新型融雪剂的建议。     

老化与低温耦合作用下沥青路用性能衰减效应研究

选用盘锦#90沥青和SBS改性沥青为研究对象。对沥青样本进行老化处理和相应的低温处理，测试沥青胶浆的低温弯曲极限破坏应变及低温弯曲极限破坏强度，采用弯曲梁流变试验测试沥青的蠕变劲度变化率，并采用沥青玻璃态转化温度解析老化与低温耦合作用下沥青及沥青胶浆性能衰减机理。研究结果表明:当老化与低温共同作用时，沥青及沥青胶浆的路用性能衰减程度显著，对其正常使用产生不利影响。在我国低温区进行沥青混合料设计时，应充分关注沥青的老化作用，并以此弱化老化与低温的耦合作用效应。     

融雪剂对沥青及其混合料性能的影响

为系统的评价融雪剂对沥青及其混合料性能的影响,选择了氯化钠、氯化钙、醋酸钠三种融雪剂和SK70#基质沥青、SBS改性沥青,开展了两种沥青的针入度、软化点和延度试验及SBS改性沥青混合料的车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验。结果表明,氯化钠、氯化钙和醋酸钠三种融雪剂能改善SK70#基质沥青的温度敏感性和高温性能,但对SBS改性沥青的温度敏感性和高、低温性能不利;SBS改性沥青混合料的水稳定性受融雪剂的不利影响最为严峻,而高、低温性能有一定幅度的下降;建议SBS改性沥青路面在融雪化冰时优先选用氯化钙类融雪剂。     

氯盐浸蚀下沥青及沥青混合料性能研究

为研究不同质量分数氯盐浸蚀作用对沥青及沥青混合料性能的影响,采用70号沥青及AC-13型沥青混合料进行氯盐浸蚀作用的性能试验。试验研究表明,氯盐浸蚀作用会加速基质沥青的硬化、脆化及老化;降低沥青混合料的高温、低温及水稳定及整体结构性能;当浓度达到8%时,沥青延度及混合料弯曲应变不能满足规范要求;浓度达到16%时,沥青混合料冻融劈裂强度比不能满足要求。     

基体沥青混合料的体积参数对半柔性路面材料的性能影响分析

基体沥青混合料体积参数是半柔性路面材料设计的重要指标,它关系到半柔性路面的各项使用性能.通过体积法设计了不同空隙率以及相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,并且对不同龄期半柔性路面材料进行了力学性能和路用性能的试验,然后与普通沥青混合料的性能进行比较,分析研究基体沥青混合料的空隙率和孔结构对半柔性路面材料性能的影响规律.研究结果表明:随着基体沥青混合料空隙率的增加,半柔性路面材料的力学性能明显提高,路用性能有所改善;对相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,均匀级配设计的力学性能和路用性能优于连续级配设计.采用30%空隙率均匀孔结构基体沥青混合料制备的半柔性路面材料,7 d马歇尔稳定度高达17.69 kN,7 d劈裂强度达到6.32 kN,残留稳定度和冻融劈裂强度比均超过100%,动稳定度达到30 000次/mm以上,低温抗弯拉劲度模量达到6 486 MPa,抗压回弹模量模量达到2 812 MPa.