基于微细观尺度试验的纤维增强沥青胶浆性能研究

针对纤维掺入沥青胶浆对其高低温性能产生的影响,通过重复蠕变恢复试验、多应力蠕变恢复试验及弯曲蠕变劲度试验系统的研究,分析了纤维掺量、温度、应力水平及纤维种类等因素的影响结果。研究表明:1掺入纤维能提高胶浆的高低温性能,其性能提升与纤维掺量成正比,同时对温度较敏感,温度升高使胶浆累积应变及其速率增大;2应力水平对纤维胶浆高温性能影响较大,随应力增大,胶浆恢复率R降低,不可恢复蠕变柔量Jnr增大。在较高应力水平下,纤维对胶浆R值提高和Jnr值降低显著,其中玄武岩纤维最佳,聚酯纤维次之,而改性沥青最小。     

微胶囊沥青胶浆流变性能变化规律

通过界面聚合法制备了沥青再生剂为囊芯材料的路用微胶囊(self-healing microcapsules,SHM).为评价SHM对沥青胶浆流变性能的影响,制备了不同SHM掺量(质量分数分别为0、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％)的70号基质沥青胶浆和SBS改性沥青胶浆.通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR)对SHM沥青胶浆的流变性能进行了试验研究.结果 表明:随着SHM掺量的增加,沥青胶浆的车辙因子G*/sinδ降低24％～31％左右,当SHM掺量大于0.6％时,沥青胶浆的高温流变性能不再发生明显变化;随着SHM掺量的增加,SHM沥青胶浆的蠕变劲度模量S逐渐减小,同时蠕变速率m逐渐增大,说明SHM能显著提升沥青胶浆的形变恢复能力.     

碳纤维沥青胶浆路用性能试验研究

碳纤维是"外柔内刚"的新一代增强纤维。采用锥入度试验、低温延度试验和动态剪切流变试验,分析不同掺量和不同长度碳纤维条件下沥青胶浆的抗剪强度、低温性能和高温流变特性。结果表明:掺入碳纤维沥青胶浆抗剪切性能显著增强;随着纤维掺量增大、纤维长度增加,沥青胶浆抗剪强度提高,但其低温延度有所降低;碳纤维能显著提高沥青胶浆高温抗车辙性能,其对沥青的稳定与增强作用是主要原因。     

生活垃圾焚烧飞灰沥青胶浆流变性能试验研究

为探索生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)作为填料对沥青胶浆流变性能的影响,通过改变飞灰替代矿粉的质量分数(0%,30%,40%,50%,60%)制备粉胶比为1. 0的飞灰矿粉复合沥青胶浆。分别利用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)实验来研究不同飞灰掺量下沥青胶浆在高温和低温条件下的黏弹性质,并分析影响原因。试验结果表明:与矿粉沥青胶浆相比,当飞灰替代矿粉的质量分数由30%增长到60%时,沥青胶浆的车辙因子平均提高13. 35%,蠕变劲度平均增长60. 10%,沥青胶浆的高温抗车辙能力逐渐提高,而低温抗裂性能明显降低;沥青胶浆的低温抗裂性能是影响飞灰掺量的主要因素,且当飞灰掺量大于50%时,车辙因子增长速率趋近为零,而蠕变劲度增长速率显著变大;综合考虑沥青胶浆流变性能和飞灰资源化利用,确定飞灰替代矿粉最佳质量分数为50%,供生产和控制用量时参考。     

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.     

基于重复蠕变试验的阻燃沥青胶浆高温性能

采用重复蠕变试验,利用Burgers模型对各沥青胶浆的蠕变过程进行模拟,从胶浆的蠕变劲度黏性成分Gv、累积应变γacc和蠕变柔量等方面分析了不同阻燃沥青胶浆的高温性能表现.结果表明:纤维和复合阻燃剂的加入均会增大阻燃沥青胶浆的Gv并降低γacc,3种复配比例的阻燃沥青胶浆中M-FR1和M-FR2的Gv值相等且最大;而M-FR1沥青胶浆的γacc最小;其次是M-FR2.这两种阻燃沥青胶浆高温性能均要优于常规掺量下的木质素纤维沥青胶浆.蠕变柔量分析结果表明,M-FR2阻燃沥青胶浆的瞬时弹性变形柔量JE和延迟弹性变形柔量JC占总柔量的百分比之和最大,高温抗变形能力最强.综合各阻燃沥青胶浆的蠕变力学特性,推荐复合阻燃材料的最优复配比例为15％矿物纤维+6％复合阻燃剂(即M-FR2).     

纤维种类对沥青胶浆流变性能的影响研究

为了研究纤维种类对沥青胶浆流变性能的影响,采用动态剪切流变试验、弯曲蠕变试验和直接拉伸试验分析了沥青种类和温度对沥青胶浆流变性能的影响。试验结果表明:温度是影响沥青胶浆流变性能的主要因素;掺入纤维后沥青胶浆的高温性能和低温性能均得到了改善,聚酯纤维改善效果最佳,玄武岩纤维次之,木质素纤维的改善效果在3种纤维中最差;其次,弯曲蠕变试验无法全面评价沥青胶浆的低温性能,弯曲蠕变实验结合直接拉伸试验是评价沥青胶浆低温性能的有效方法。     

纤维沥青胶浆流变性能的试验研究

为考察纤维沥青胶浆的高温性能和流变性能,对掺不同种类和剂量纤维的沥青胶浆进行不同温度下的粘度试验和动态剪切流变试验,分析纤维沥青胶浆的粘度、复数模量、相位角和抗车辙因子的变化规律,同时分析粘度与抗车辙因子的相关性。研究结果表明,纤维对沥青胶浆有明显的增粘与增弹作用,其中聚酯纤维最大,其次为木质素纤维,矿物纤维最弱;随着纤维掺量的增大,纤维增粘和增弹作用逐步发挥,当掺量达到沥青质量的0.04％时,纤维沥青胶浆的粘度、复数模量和抗车辙因子显著增大而相位角显著降低;纤维沥青胶浆的粘度与抗车辙因子存在良好的线性关系。     

基于流变特性的消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆稳定性研究

为探究油污泥热解残渣沥青胶浆性能，实现其在道路工程中的应用，开展了消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆稳定性与改性机理研究。通过扫描电镜和红外光谱试验分析油污泥热解残渣的理化性质；在此基础上通过沥青胶浆三大指标和黏度试验，解析消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆的掺配比；通过沥青弯曲蠕变劲度(BBR)和动态剪切流变(DSR)等试验评价了消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆水稳定性能及高低温流变性能；最后通过微观试验解析消石灰改性油污泥热解残渣沥青胶浆的微观界面特性和改性机理。结果表明：油污泥热解残渣存在以中大孔为主、微小孔为辅的多孔体系，经消石灰改性后的油污泥热解残渣与沥青之间存在较强的物理吸附作用与化学吸附作用，提高了油污泥热解残渣与沥青之间的黏结力；消石灰掺量占填料总质量的30%时，其对油污泥热解残渣沥青胶浆的改性效果最佳；当粉胶比为1.0,消石灰掺量为30%时，与普通矿粉沥青胶浆相比，其水煮后的质量损失率减小了18.2%;-6℃、-12℃、-18℃时的蠕变劲度分别降低18.3%、16.5%、5.4%;64℃、70℃、76℃、82℃时的抗车辙因子分别降低6.9%、7.4%、3.3%、1.4%。...     

电气石负离子粉改性沥青路用性能研究

选取3种目数的电气石负离子粉,在助剂的作用下,剪切制备出电气石负离子粉改性沥青,通过针入度试验、软化点试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)、旋转黏度试验,分析不同目数及掺量的电气石负离子粉对沥青的感温性能、高温性能、低温性能、黏温特性等路用性能影响规律,并采用水煮法评价了电气石负离子粉对沥青与集料的黏附特性。研究结果表明:随着电气石负离子粉的目数与掺量的增大,改性沥青的PI值逐渐增大,即改性沥青的感温性能得以改善;软化点、车辙因子G*/sinδ及黏度均呈增大趋势,表明电气石负离子粉的掺加可有效提升沥青的高温变形能力;蠕变劲度S降低、蠕变劲度变化率m变大,电气石负离子粉沥青具有良好的低温抗裂性能;此外,电气石负离子粉也可提升沥青与集料间的黏附作用。     

聚丙烯纤维增强沥青胶浆的流变性能试验研究

研究了不同掺量(0~2.5%)聚丙烯纤维(PP纤维)对沥青胶浆针入度、软化点以及动态剪切模量等流变性能影响的规律,并采用扫描电镜(SEM)对其微观增强机理进行了分析。试验结果表明:随着PP纤维掺量的增加,沥青胶浆的锥入度逐渐降低,软化点逐渐提高。PP纤维的加入,改善了沥青胶浆的热敏性和高温下抗永久变形的能力。通过微观结构分析,可知由于分散在沥青胶浆中的PP纤维起到了桥连的作用,使其应力分散,从而提高了沥青胶浆的稳定性。     

多聚磷酸改性沥青胶浆性能

为掌握多聚磷酸(PPA)改性沥青胶浆性能,制备不同PPA掺量和粉胶比沥青胶浆,采用锥入度、动态剪切流变(DSR)和弯曲梁流变(BBR)试验,分别对其抗剪强度、高温性能和低温性能进行研究。结果表明:PPA改性沥青胶浆抗剪强度随PPA掺量和粉胶比的增加而增加,其中PPA掺量超过1.5%后增加速率降低,粉胶比超过1.0后增加速率提高;随着PPA掺量的增加,沥青胶浆高温抗变形能力增强,弹性成分比例提高,高温性能温度敏感性降低,而粉胶比增加时高温抗变形能力增强,弹性成分比例和高温性能温度敏感性基本不变;PPA改性沥青胶浆低温性能随PPA掺量的增加而提高,随粉胶比的增加而降低,但试验温度降低到-12℃及以下时两者效应均被弱化,尤其对PPA掺量表现明显。     

SEBS复合废机油残渣改性沥青高低温流变性能研究

为研究废机油残渣对SEBS改性沥青高低温流变性能的影响,在SEBS掺量一定条件下制备不同掺量废机油残渣复合改性沥青。通过DSR温度扫描试验、多重应力蠕变恢复试验和低温弯曲蠕变劲度试验分别研究了复合改性沥青在高、低温环境下的流变性能。结果表明:废机油残渣对SEBS改性沥青具有明显的改性效果,掺加废机油残渣使SEBS改性沥青的复数剪切模量增大,相位角减小,同时使蠕变恢复率增大,不可恢复蠕变柔量减小,从而增强了SEBS改性沥青的高温抗车辙能力;废机油残渣还可以显著改善SEBS改性沥青的低温流变性能;废机油残渣的掺量越多,对SEBS改性沥青的高低温流变性能影响越大。     

橡胶/多聚磷酸复合改性沥青高低温性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青的高低温性能的影响,采用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青、不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青的高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青的低温抗裂性。结果表明,橡胶粉改性剂可以显著改善沥青的高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青的高温性能,且掺量越多,改性效果越明显;多聚磷酸对橡胶改性沥青的低温性能没有明显的影响。     

掺加外掺剂后沥青胶浆高低温性能研究

为研究因沥青混合料中掺加外掺剂后对沥青胶浆高低温性能的影响,结合《六盘山地区公路修筑技术研究》课题研究工作,通过进行沥青胶浆的高温针入度、软化点、低温蠕变等3项室内试验,对沥青胶浆使用纯矿粉和掺加外掺剂后试验指标的变化来研究其高低温性能的变化,并提出选择使用外掺剂种类的原则,推荐采用的合理粉胶比和外掺剂剂量。     

多聚磷酸—橡胶粉改性沥青及混合料性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青高低温性能的影响,利用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青及不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行试验。采用温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青低温抗裂性,并采用车辙试验和低温小梁弯曲试验研究沥青混合料的路用性能。结果表明：橡胶粉改性剂可以显著改善沥青高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青高温性能,且掺量越多,改性效果越明显,可以显著提升沥青混合料高温性能;多聚磷酸对橡胶改性沥青低温性能没有明显的影响,对沥青混合料低温性能会有一定程度的削弱。     

玄武岩纤维增强沥青混合料性能试验研究

为研究玄武岩纤维对沥青混合料性能的增强作用,结合湖南省张家界至花垣高速公路工程,对玄武岩纤维沥青胶浆进行动态剪切流变试验和锥入度试验评价其高温性能,采用车辙试验研究纤维对沥青混合料高温稳定性的增强作用;利用浸水马歇尔试验评价纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果.研究结果表明：玄武岩纤维胶浆抗车辙因子显著提高,抗剪切能力明显增强;玄武岩纤维沥青混合料的动稳定度和残留稳定度均得到提高,且在纤维掺量一定范围内,增长率比较快,掺量达到某一临界值时,增长率开始下降;AC-30C沥青混合料玄武岩纤维最佳掺量为0.3％.研究成果可为玄武岩纤维在道路工程中的应用提供参考.     

水泥与消石灰对沥青胶浆性能的影响

水泥和消石灰被越来越多地应用在沥青混凝土工程中,但其对胶浆高低温性能的影响尚待研究,本文采用通过当量替换矿粉,对不同水泥和消石灰掺量的沥青胶浆的高低温性能进行了试验研究。研究表明,水泥等量替换后,胶浆的高低温性能均有改善,而消石灰当量替换,胶浆的高温性能有明显改善,但低温性能却也有明显的劣化。综合分析胶浆的高低温性能和可施工性能,水泥的掺量不宜超过40%,而消石灰的掺量不宜超过20%。     

纤维沥青胶浆及沥青混合料路用性能试验研究

对木质素纤维和玄武岩纤维的沥青胶浆以及沥青混合料的高温、低温性能进行试验,对比分析不同纤维的性能。采用动态剪切流变试验和锥入度试验评价纤维沥青胶浆的高温性能,延度试验评价低温性能;选取SMA-13沥青混合料,通过车辙试验研究两种纤维对沥青混合料高温稳定性的增强作用,劈裂试验评价低温抗裂性的改善效果。研究结果表明：玄武岩纤维沥青胶浆的高温性能优于木质素纤维沥青胶浆;玄武岩纤维沥青混合料动稳定度和劈裂强度均要较木质素纤维高,且当玄武岩纤维掺量为0.3%~0.4%时其改善效果最佳。研究结果可为纤维在沥青混合料中的应用提供参考。     

试验条件对沥青胶浆流变特性影响研究

为了研究不同试验条件对沥青胶浆流变性能的影响,该文采用了5种粉胶比及不同温度条件,通过沥青胶浆的流变试验,研究基于高低温及疲劳性能的沥青胶浆流变特性。结果表明:矿粉能够增强沥青胶浆的高温性能,但对低温性能和疲劳性能产生不利影响;温度越高,沥青胶浆的高温性能和疲劳性能减弱,而低温性能增强;综合考虑高低温及疲劳性能,建议合理粉胶比范围为0.8～1.0。