盐溶液与高温耦合作用下沥青混合料性能衰变规律及防治措施

为准确评价盐-湿-热循环作用对沿海含盐高湿区沥青混合料路用性能和疲劳性能的损伤规律,针对沿海高温多雨地区沥青路面在荷载、高温、海盐水冻融循环作用下剩余弯拉强度和疲劳寿命进行研究,制定了适宜的盐-湿-热循环试验方案,分析给出了盐-湿-热循环作用下沥青混合料路用性能、疲劳性能的损失率计算模型。进而对比分析了硅藻土、岩沥青、木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、抗剥落剂ARM、消石灰对含盐高湿环境沥青混凝土路用性能和疲劳性能的改善效果。试验结果表明:在盐-湿-热循环过程中沥青混合料的车辙试验动稳定度、弯曲应变、弯拉强度、疲劳寿命能衰变规律符合logistics生长曲线模型。沥青混合料各项路用性能、力学性能、抗疲劳性能劣化程度随着盐溶液浓度增大而增大,当盐溶液溶度超过10%后,继续增大盐溶液浓度沥青混合料性能劣化速率减小;前20次盐-湿-热循环作用下沥青混合料路用性能衰变劣化程度较为明显,继续增大盐-湿-热循环次数后沥青混合料高低温和水稳定性能劣化速率减小,可采用10%盐溶液浓度和盐-湿-热循环20次来模拟盐-湿-热侵蚀环境对沥青路面的负面影响;纤维类添加剂对含盐高湿环境沥青混合料抗疲劳性能、低温性能及高温性能改善效果最优,硅藻土对沥青混合料水稳定性改善效果最好,抗剥落剂和消石灰对沥青混合料在盐-湿-热循环作用后路用性能改善效果最差,建议在沿海含盐高湿地区优先采用玄武岩纤维来提高沥青混合料的水稳定性和抗疲劳耐久性能。     

盐雾环境作用周期变化对沥青混合料性能影响研究

为了研究在盐雾环境作用不同周期后,沥青混合料性能劣化规律,以工程中常用的沥青混合料(改性沥青SMA-13、改性沥青AC-13、基质沥青AC-13)为研究对象,采用中性盐雾试验方法模拟滨海盐雾环境,研究经历盐雾环境作用不同时间后,沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性和耐久性变化规律,并探究盐雾环境对沥青混合料作用的侵蚀机理。研究表明:随着试件在盐雾环境中作用时间的增加,3种沥青混合料的低温抗裂性、水稳定性和耐久性都呈现不同程度的下降;3种沥青混合料相比,改性沥青SMA-13对盐雾环境作用时间敏感性略低,具有一定的盐雾环境适应能力;盐雾中的NaCl渗入到沥青混合料孔隙中,产生的结晶压和结冰膨胀压是导致沥青混合料破坏的主要原因。     

盐雾—温度耦合作用对沥青混合料性能影响规律研究

为了研究滨海地区盐雾环境对沥青混合料性能的影响,采用中性盐雾试验方法模拟滨海环境,设置15℃、25℃、35℃、45℃等4个养护温度,采取工程中常用的沥青混合料AC-13和SMA-13为研究对象。通过水稳定性、低温抗裂性及耐久性实验,对比分析沥青混合料在不同温度的盐雾环境作用一定时间后性能变化规律,分析盐雾侵蚀作用影响。研究结果表明:温度与盐雾的耦合作用对沥青混合料的低温抗裂性、水稳定性及耐久性均产生较大影响,尤其较高温度的盐雾环境作用一定周期后,其强度降低幅度超过40%。滨海盐雾地区服役的沥青混合料设计,需要进行耐盐雾作用影响分析。     

蓄盐沥青混合料除冰雪性能研究

为了有效评价沥青路面除冰雪性能、揭示蓄盐沥青混合料除冰雪机理及效果,首先对蓄盐沥青混合料的路用性能进行了研究;其次开发了冰膜与沥青混合料表面粘结力测试系统,提出采用极限破坏拉力和破坏界面等级综合评价混合料与冰的粘结能力,分析了级配类型、温度对粘结能力的影响;并设计了冰点试验方法,研究了蓄盐沥青混合料除冰雪机理;最后通过室内试验和室外实体工程对除冰雪效果进行了验证.结果表明:蓄盐沥青混合料能有效降低混合料与冰之间的粘结力,-5℃时蓄盐混合料的极限破坏拉力比普通混合料降低了27.8％;开级配沥青混合料与冰之间的粘结力大于密级配沥青混合料,且粘结力随公称最大粒径的增加或温度降低而增大,破坏界面等级随温度降低而下降;蓄盐路面具有良好的路用性能和除冰雪效果.     

盐化物沥青混合料组成设计及路面实体研究

河北省秦皇岛市205国道改线工程盐化物沥青混合料组成设计时,通过修正盐化物的添加量,进一步完善了盐化物沥青混合料组成设计,并对摊铺盐化物沥青路面进行实体检测.通过工程实际,简要分析了盐化物对路面性能和环境的影响,总结了盐化物路面的性能以及融雪效果.     

蓄盐沥青路面研究进展:盐化物材料、混合料及其性能与评价

寒冷环境下，路表积雪、结冰容易导致严重的交通事故并带来巨大的经济损失。蓄盐沥青路面是一种具有融雪抑冰能力的功能性路面，能够在寒冷环境下保障路表抗滑和道路通行能力。作者系统综述了蓄盐沥青路面的工作机理、盐化物材料、沥青混合料及其性能与评价方法研究进展。首先按照材料形态和盐分包裹材料，对盐化物材料进行分类，对比了几种常用的融雪抑冰沥青混合料设计方法，从填料特性与级配干扰的角度分析了盐化物材料掺入后沥青混合料级配参数的变化规律。在综述蓄盐后沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性、耐久性以及吸湿性和抗滑性等研究结论的基础上，分析了盐化物导致沥青混合料路用性能劣化的作用机制。最后介绍了常见的融雪抑冰性能评价与测试方法。在对现状综述的基础上，针对盐化物材料设计、沥青混合料改进、路用性能劣化机理以及融雪抑冰性能评价等关键内容，展望了蓄盐沥青路面技术的未来发展方向。     

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。     

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。     

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。     

蓄盐类抗凝冰材料对沥青混合料路用性能影响研究

为评价蓄盐类抗凝冰沥青混合料的路用性能,优选蓄盐材料,利用等体积置换矿粉的方法设计沥青混合料配合比,通过车辙试验、冻融劈裂试验、饱和浸水马歇尔试验、低温弯曲试验和抗剥落试验分析了蓄盐抗凝冰材料类型、掺量及相关试验参数等对沥青混合料性能的影响。结果表明,蓄盐抗凝冰材料劣化了沥青混合料的各项性能,且随着其掺量的增加影响程度愈显著,尤其是对于水稳定性能和低温抗裂性能;利用改进的肯塔堡飞散试验能评价蓄盐材料对沥青混合料抗剥落效果的影响,饱和水作用时间、环境温度等因素均会加速沥青混合料的质量损失;盐化物有效成分是否被均匀裹覆对路用性能起主导作用,蓄盐IceBane沥青混合料的性能均优于Mafilon;蓄盐抗凝冰沥青混合料的各项性能指标均满足规范要求。     

南方湿热地区沥青混合料配合比设计方法应用研究

结合南方湿热地区的气候条件和对沥青混合料配合比的设计要求,对我国现行规范中沥青混合料配合比设计方法在南方湿热地区的适应性进行了分析。研究结果表明,普通沥青混合料配合比设计结果与采用旧规范设计方法的设计结果基本一致;改性沥青混合料配合比设计的最佳沥青用量则增加0.3%,其抗高温变形能力、泛油以及抗水损害能力等长期路用性能尚需结合工程实践进一步观测。     

干湿循环作用下SBS改性沥青及其混合料老化行为分析

为探究干湿循环对SBS改性沥青老化行为的影响，对SBS改性沥青在干湿循环条件下进行8 d、16 d的老化处理，同时设置热氧老化与湿热老化条件作为对照，并对SBS改性沥青及沥青混合料性能进行测试。结果表明：水对SBS改性沥青的老化存在显著影响，且干湿循环环境会显著加快改性沥青的老化；沥青的老化和孔隙水的渗透压力导致沥青混合料的孔隙率增大；在试验过程中环境对SBS改性沥青老化的影响大小依次可分为干湿循环老化、湿热老化、热氧老化。     

盐—冻融循环作用下废旧轮胎橡胶粉改性沥青混合料性能研究

该文采用三轴蠕变试验和低温小梁弯曲试验,以蠕变速率、5 000次循环对应的应变、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量、应变能密度等指标对盐冻循环条件下热拌、温拌沥青混合料的高、低温性能进行了研究。结果表明:沥青混合料在经历盐冻融循环后,蠕变速率和5 000次循环对应的应变都增大,高温性能下降,且冻融循环次数相较于盐溶液浓度对沥青混合料高温性能影响更大;抗弯拉强度、最大弯拉应变、应变能密度显著降低,弯曲劲度模量增大,低温性能降低,且盐冻融循环作用的初期,各指标衰变程度较大;盐溶液浓度在10%附近时,对沥青混合料的高、低温性能影响最大;温拌沥青混合料的高、低温性能都优于热拌沥青混合料。     

硬沥青混合料高温剪切性能试验研究

通过对高粘度硬沥青(AH-30)混合料、重交沥青(AH-70)混合料、SBS改性沥青混合料进行SST剪切和贯入剪切试验,对比研究了三种不同沥青混合料的高温抗剪性能。结果表明:高粘度硬沥青混合料的高温抗剪性能优异于重交和改性沥青混合料,抗高温车辙能力明显,可适用于南方湿热地区沥青路面中下面层。     

盐化物融雪沥青混合料路用性能及应用研究

介绍了组成盐化物融雪沥青混合料的主要成分以及原材料的技术指标,并通过设计不同盐化物掺量配合比方案,对比分析了沥青混合料路用性能的变化规律。研究结果表明:盐化物的掺入对提升冻融作用下沥青混合料的路用性能有显著效果;随着盐化物掺量的增加,沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性均不断提升,采用方案四制备的盐化物融雪沥青混合料路用性能最佳;结合对实际工程的现场观察验证了采用方案四制备的盐化物融雪沥青混合料,在抑制路面结冰及加速融雪方面效果显著。     

盐腐蚀环境下再生玄武岩纤维沥青混合料水稳定性研究

在国内外对盐腐蚀环境下再生玄武岩纤维沥青混合料水稳定性能鲜有研究的情况下,采用现行规范JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》规定的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验的方法,对比分析在自来水溶液和高浓度(质量分数为10%)亚硫酸盐腐蚀溶液中玄武岩纤维对再生沥青混合料水稳定性能的改善效果。试验结果表明:在两种试验环境中,再生玄武岩纤维沥青混合料的水稳定性均满足规范要求。玄武岩纤维对再生沥青混合料的浸水马歇尔稳定度提高较大,水溶液中为7.2%,腐蚀溶液中为9.7%;而对浸水马歇尔残留稳定度也有一定的提高,水溶液中为6.4%,腐蚀溶液中为6.6%。在低温冻结和高温融化的环境中,高浓度的盐腐蚀溶液加剧了对再生玄武岩纤维沥青混合料劈裂强度的劣化作用。     

除冰盐对沥青混凝土性能的影响

研究了除冰盐种类、温度和浸泡时间等因素对AH-70沥青和SBS改性沥青两种混合料性能影响.结果表明:除冰盐可以增加沥青混合料的拉伸破坏强度和常规劈裂强度,但混合料的断裂能降低;在冻融循环的条件下,除冰盐会明显降低沥青混合料的劈裂强度;在60℃高温条件下,在除冰盐饱和溶液中浸泡的沥青混合料马歇尔残留稳定度会降低,其中CH...     

盐-湿-热循环作用下沥青混合料路用性能研究

建立沥青混合料室内盐-湿-热作用体系,分析盐-湿-热作用次数、作用周期、盐分浓度等外界因素对沥青混合料路用性能的影响。结果表明,在盐分侵蚀作用下,沥青混合料的动稳定度、低温抗开裂性能、水稳定性能都不同程度降低;随着盐-湿-热作用次数及作用周期的增大,沥青混合料的间接拉伸强度、抗压强度、抗疲劳性能下降,动态模量升高,相位角降低。     

盐蚀环境下沥青混合料耐久性劣化研究进展

盐蚀环境对沥青混合料耐久性的劣化作用具有普遍性和直接性。总结国内外关于沥青混合料盐蚀耐久性劣化的研究成果,阐述目前沥青混合料盐蚀劣化研究领域存在的问题,提出该领域待研究的方向及方法。     

盐蚀对混合料油石界面及整体低温力学性能的影响

研究季冻区融雪剂对沥青路面材料的盐蚀作用效应,分析其对沥青混合料低温油石界面强度及混合料整体低温力学性能的影响效果。采用吉林省地区常用的道路融雪剂制备盐蚀溶液,通过盐蚀溶液的动水冲刷及冻融循环处理过程模拟路面材料实际受到的盐蚀作用。基于沥青混合料油石界面低温拉伸破坏强度及剪切破坏强度、沥青混合料低温劈裂强度、沥青混合料低温弯曲破坏强度及破坏应变分析盐蚀作用对沥青混合料油石界面及整体低温力学性能的影响效应。研究结果表明,融雪剂产生的盐蚀作用对上述混合料的力学强度指标均会产生不同程度的影响,对路面材料的路用性能产生危害,施工过程中对矿料进行的石灰水表面处理可以有效降低盐蚀作用的危害。研究成果对提升季冻区沥青混凝土路面的服役水平具有重要意义。