中空聚酯纤维对沥青混合料性能的影响研究

中空聚酯纤维有别于传统纤维稳定剂。文中在沥青混合料中掺加中空聚酯纤维,采用体积设计法进行沥青混合料配合比设计,并进行了掺加中空聚酯纤维与未掺加纤维的沥青砼的路用性能对比试验,探讨了中空聚酯纤维对沥青混合料性能的影响。     

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%。     

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。     

聚酯纤维改性沥青混合料试验及应用研究

将聚丙烯纤维掺入沥青混合料中配制聚酯纤维改性沥青混合料,通过室内试验分析该沥青混合料的路用性能。结果表明,聚酯纤维的掺入可显著提高沥青混合料的高温稳定性,其掺量由零增加到0.35%的过程中增强效果越来越明显;随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料的低温抗裂性能增强,掺量为0.3%时低温抗裂性能最佳;纤维掺量大于0.3%时,沥青混合料的最大弯拉应变不升反降;考虑经济性与路用性能,聚酯纤维的最佳掺量为0.25%~0.3%。工程应用结果表明,采用聚酯纤维改性沥青混合料作为路面面层,路面强度、抗裂与抗变形能力优异。     

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。     

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。     

聚酯纤维对沥青混合料的性能影响研究

为了研究聚酯纤维对沥青混合料性能的影响规律,分别制成了聚酯纤维掺量为0、0.2%、0.35%和0.5%的沥青混合料。采用AC-13型级配沥青混合料研究4种掺量不同的聚酯纤维对沥青混合料高温性能、低温性能与水稳定性的影响。研究结果表明:随着聚酯纤维掺量的变化,沥青混合料性能变化明显,显著影响沥青混合料的路用性能。     

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。     

纤维沥青混合料线收缩系数研究

采用应变片电测法对纤维沥青混合料在不同种类、不同长度、不同掺量、不同温度下的应变进行了测试,通过温差、应变差与线收缩系数间的关系,得出纤维沥青混合料的线收缩系数,并利用桥接阻裂原理和界面增强原理对试验结果进行了分析。结果表明:在沥青混合料中加入适量纤维后,可以改善沥青混合料的温缩性能;4种纤维沥青混合料中,聚酯纤维b对混合料的温缩性能改善效果最佳,木质素纤维改善效果最差;线收缩系数随着纤维长度和纤维掺量的增长呈现先减小后增大的趋势,适宜的纤维长度和纤维掺量有助于改善沥青混合料的温缩性能;在工程应用中,应将三者优化组合,并与纤维沥青混合料的路用性能相结合进行综合评估,为纤维沥青混合料的优化设计提供帮助。     

聚酯纤维掺量对环氧沥青桥面铺装混合料技术性能的影响

为了提高环氧沥青混合料的低温抗裂性和抗疲劳性能,通过黏度、BBR、马歇尔、低温弯曲和三分点加载疲劳试验分析了1%~5%聚酯纤维掺量对环氧沥青及其混合料性能的改善作用。试验结果表明:掺聚酯纤维后,改性环氧沥青的容留时间缩短,且聚酯纤维掺量越大,改性环氧沥青黏度增长越快,容留时间越短;聚酯纤维的加入改善了环氧沥青及其混合料的低温抗裂性,且2%~3%纤维掺量条件下改性环氧沥青的抗疲劳性能最佳。综合考虑聚酯纤维改性环氧沥青混合料的路用性能和施工和易性,推荐最佳聚酯纤维掺量为2%~3%。     

聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为了改善沥青混合料的路用性能,解决沥青路面在服务期限内出现车辙、坑槽、裂缝等早期病害问题,采用掺加不同纤维长度和掺量的高聚合物聚酯纤维到沥青混合料中的方法,研究聚酯纤维对沥青混合料路用性能的影响。结果表明,加入聚酯纤维对沥青路面的高温稳定性、低温抗裂性和抗水害性等路用性能都得到了显著提高,掺量少、长度长和掺量多、长度短的纤维提升路用性能的效果相近。     

聚酯纤维用量对橡胶沥青混合料路用性能影响研究

对不同聚酯纤维用量下,纤维改性橡胶沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性能和疲劳性能进行室内试验。结果表明,掺加一定剂量的纤维后,橡胶沥青混合料路用性能有明显改善,但纤维用量存在着最佳范围,超过该范围时,纤维橡胶沥青混合料的路用性能降低,试验得出聚酯纤维最佳纤维掺量为0.1%。     

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。     

主动降温型沥青混凝土制备及性能研究

为降低炎热季节沥青路面温度,提高沥青路面的高温稳定性,减少沥青路面高温车辙病害的产生,同时减少有毒的有机沥青改性剂或路面涂料的使用,采用无机矿质粉末负离子粉作为新型环保沥青改性剂,制备了具有主动降温功能的沥青混凝土(active pavement cooling asphalt concrete,APC-AC)。通过室内车辙板温差试验与室外光照试验,研究了不同负离子粉掺量对APC-AC路面降温性能的影响,并以降温性能为参考指标推荐了负离子粉最佳掺量;借助Hot Disk 2500S导热系数仪对APC-AC及普通沥青混凝土的导热系数、比热容及导温系数进行测试,研究了负离子粉对APC-AC的热学参数影响规律;对APC-AC及普通沥青混凝土进行路用性能试验,研究了负离子粉对沥青混合料高温性能、低温性能、水稳定性的影响。结果表明:与普通沥青混合料相比,APC-AC具有较明显的路面降温效果,当负离子粉掺量为沥青质量的16%时,APC-AC车辙板室内温差试验表面降温幅度为5.9℃,室外光照试验表面温度可降低7.4℃;APC-AC的导热系数、导温系数相较于普通沥青混凝土分别降低9%和20%,比热容则提升14%;与普通沥青混凝土相比,APC-AC的动稳定度提高16%~42%,负离子粉对沥青混凝土的水稳定性与抗裂性能基本没有不良影响。     

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.     

聚酯纤维沥青混合料路用性能研究及改善机理分析

为了研究聚酯纤维沥青混合料的性能,引入木质素纤维作对比,对两种纤维的技术指标进行检测;通过车辙试验、低温弯曲小梁试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验对两种纤维沥青混合料及不掺加纤维沥青混合料的路用性能进行研究,并分析其改善机理。研究结果表明掺加纤维能显著地改善沥青混合料的路用性能,且聚酯纤维沥青混合料比木质素纤维混合料具有更优良的路用性能。     

基于高温性能的沥青胶浆中消石灰掺量确定方法

沥青胶浆中消石灰掺量显著影响沥青混合料路用性能。该研究利用不同掺量的消石灰替换矿粉后配制沥青胶浆,进行软化点、动态剪切流变试验及粘度试验,研究消石灰对沥青胶浆高温性能,抗老化性能和施工和易性的影响,进而确定生产过程中消石灰掺配比例。结果表明,消石灰替换矿粉后,沥青胶浆高温性能有明显改善,但过量的消石灰会影响沥青混合料综合路用性能,故建议消石灰掺量不超过30%。     

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.     

纤维对浇注式沥青混合料性能的影响

为了研究纤维种类及掺量对桥面铺装浇注式沥青混合料路用性能的影响,首先基于关键指标对混合料的矿料级配进行了设计。然后研究了不同掺量的颗粒木质素纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维对浇注式沥青混合料高低温性能、水稳定性、疲劳性能的影响。再基于加速加载试验对浇注式沥青混合料的长期耐久性能进行了评价,建立了桥面全厚度沥青混合料铺装的耐久性能预测方程。最后分析了纤维增强沥青混合料性能作用机理。结果表明:纤维能够明显改善浇注式沥青混合料的路用性能;不同类别的纤维对沥青混合料性能提升作用各异,玄武岩纤维的改善效果优于木质素纤维和聚酯纤维;纤维对浇注式沥青混合料性能的增强作用随纤维掺量的增加先增大后减小;木质素纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维在最佳掺量4%,6%,8%时,混合料的性能最优;浇注式沥青混合料高温抗永久变形能力相对较差,试验车辙动稳定度不超过500次/mm;在最佳掺量下,木质素纤维、玄武岩纤维、聚酯纤维可分别提升浇注式沥青高温抗车辙性能的72%,94%,44%;纤维增强浇注式沥青混合料的疲劳寿命随应变水平的增加呈指数函数递减趋势;组合铺装结构(3.5 cmSMA13+下面层3 cmGA10)的车辙深度与加速加载次数呈良好的指数关系,加速加载试验结合数值分析方法能够较为准确地预测铺装结构的耐久性能。