添加钢棉的多孔沥青混凝土感应愈合性能研究

为了研究添加钢棉的多孔沥青混凝土在感应加热后的物理力学性能和愈合裂缝性能,测试了掺加不同钢棉的多孔沥青混凝土试件的电阻、感应加热速率、抗松散性能、间接拉伸强度,确定了最佳掺量。在此基础上,对比了基准多孔沥青混凝土与掺加钢棉的多孔沥青混凝土的间接拉伸疲劳强度和四点弯曲试验中的感应愈合效果。结果表明:添加钢棉有助于多孔沥青混凝土导电和感应加热;综合导电性、感应加热速率和飞散试验结果,钢棉的最佳掺量为2.54%;添加钢棉的多孔沥青混凝土试件的抗松散能力、力学性能均有改善;感应加热达到85℃时愈合效果最佳;经过感应加热,多孔沥青混凝土的自愈能力和耐久性将得到显著改善。     

沥青混合料裂缝自愈合修复技术

综合国内外最新研究成果对沥青混合料自愈合修复技术展开了全面地分析,介绍了沥青自愈的机理、沥青自愈合行为特征,综述了引入间歇期与环境温度的前提下沥青材料随时间自然愈合的相关研究。介绍了以升高温度来促进沥青自愈的感应加热技术、以再生剂辅助沥青自愈的微胶囊技术。添加微胶囊的沥青混凝土在产生裂缝时释放出胶囊内的再生剂,自愈效率快,但其成本高昂、技术要求高且只具备一次愈合功效。感应加热技术向沥青混凝土内添加导电纤维(如钢丝绒)并直接对沥青加热,愈合迅速且能够多次修复,相对于微胶囊技术具有较低的技术要求,具有更好的实用前景和价值,但仍需对该复合材料的力学性能、温度变化速率以及感应加热时机等方面进行研究。     

密实型沥青混合料裂缝感应热自愈合性能研究

为给沥青路面电磁感应自修复技术提供参考依据,通过掺加钢丝绒制备了可用于感应加热的密实型沥青混合料小梁,研究其裂缝感应热自愈合性能。对不同类型、不同掺量钢丝绒的混合料试件进行了电磁感应加热试验,研究了感应加热试件的升温速率,并进一步开展了裂缝自愈合能力试验以及混合料的路用性能试验,对混合料进行了综合优化设计。研究结果表明:电磁感应加热是对混合料中的沥青加热而非集料加热,热量由沥青胶结料转移到集料中,加热迅速,能耗低;加热温度不能高于100℃,否则混合料会膨胀松散;钢丝绒越长,掺量越高,密实型钢丝绒沥青混合料试件的电磁感应平均加热速率越高;2~#钢丝绒(6.5mm)掺量为4%的试件在顶面加热至90℃时表现出最佳的愈合率(96.7%),顶面加热至75℃时同样具有理想的愈合率(95.4%),且此温度下能够节约能耗和避免试件松散;2~#钢丝绒(3.5mm)掺量为2%的密实型沥青混合料具有最优良的路用性能;结合混合料路用性能和感应热自愈合能力分析,2~#钢丝绒(3.5mm)掺量为4%的密实型沥青混合料在顶面电磁感应加热到75℃时具有94.6%的理想自愈合率和良好的路用性能,且能耗经济。     

沥青混合料微波加热替代烘箱加热可行性研究

选用3种沥青混合料加热方法,并与原样进行对比,试验结果表明:采用微波技术对沥青混合料进行加热,加热时间短,材料受热均匀,且加热后的混合料各项性能指标非常接近原样水平,采用微波技术替代烘箱对沥青混合料进行加热是可行的.     

沥青混合料二次加热方法比选

沥青混合料试验过程中,常常不可避免的要对其进行二次加热。选用四种沥青混合料二次加热方法,并与即拌即用方法进行对比。试验结果表明,采用微波技术对沥青混合料进行二次加热,不仅加热时间短,能耗低,材料受热均匀,且加热后的混合料各项性能指标非常接近即拌即用水平,采用微波技术替代烘箱对沥青混合料进行加热是可行的。     

微波、红外再生沥青混合料路用性能研究

微波加热和红外加热现已逐渐应用到高等级公路沥青混凝土路面养护和维修中。为了评价沥青混凝土路面在微波加热和红外加热下的各项性能,通过试验研究,系统分析了微波加热沥青混合料和红外加热沥青混合料的路用性能,包括高温变形特性、低温抗裂性、水稳性和抗疲劳特性试验。结果表明:微波加热沥青混合料具有较红外加热和普通密级配沥青混凝土更好的路用性能,可以改善沥青混凝土路面使用品质,具有较好的经济和社会效益,在沥青混凝土路面维修中的应用前景十分看好。     

基于微波加热的沥青混合料路用性能研究

选用3种沥青混合料加热方法进行试验,并将其与即拌即用方法进行对比。结果表明,采用微波技术对沥青混合料进行加热,加热时间短,材料受热均匀,且加热后的混合料各项性能指标非常接近即拌即用水平,故采用微波技术替代烘箱对沥青混合料进行加热是可行的。     

微波对沥青混合料的性能影响研究与分析

基于微波对物质的加热特点即是从物质内部向外加热的方式，且其对沥青混合料加热具有一定的敏感性；本文将微波这种特有的加热技术引进到路面养护中来，对相同级配不同种类的沥青混合料分别多次作用后进行物理力学性能实验分析，总结出微波这种作用方式对路面材料性能影响的一般规律，并与普通热拌路面材料性能试验结果进行对比研究分析，初步探讨了微波这种加热方式对沥青混合料进行多次加热的可行性，颠覆了沥青混合料不能进行多次加热的传统观点。     

大粒径大空隙沥青混合料成型方法试验研究

成型温度与击实次数对大粒径大空隙沥青混合料的路用性能影响显著。为了确定MAC改性沥青大粒径大空隙沥青混合料的室内成型方法,首先采用软化点试验,分析了加热温度对MAC改性沥青软化点测试结果的影响,推荐了MAC改性沥青的加热温度;其次采用大型马歇尔击实试验,分析了击实次数对大粒径大空隙沥青混合料体积指标的影响。试验结果表明:随着加热温度的增加,MAC改性沥青软化点增势先急后缓,以195℃为变化节点;随着击实次数的增加,大粒径大空隙沥青混合料毛体积相对密度先增大后减小,而空隙率则相应地先降低后增高,均在112次击实次数时达到极值;推荐195℃沥青加热温度、112次击实次数作为MAC改性沥青大粒径大空隙沥青混合料的室内成型方法。     

微波加热湿旧沥青混合料的传热传质研究

为了研究微波加热湿旧沥青混合料过程中的质热传递规律,分析了微波加热再生过程中的质热传递现象,并基于Fick扩散定律和傅里叶热传导模型,建立了沥青混合料内非稳态传热传质数学模型.考察沥青混合料内部温度和湿度沿微波传播方向的变化,研究了初始条件、边界条件及湿度、微波渗透深度和内热源三者间的关系;建立了传热传质耦合方程的数值计算模型,采用交替显格式数值解法对该模型进行数值模拟,获得了温度、湿度和加热时间三者间的关系;使用了工作频率为2.45 GHz的微波系统对湿旧沥青混合料进行了加热试验.结果表明:在加热温度和脱水除湿方面,试验测试结果与数值模拟结果基本一致,从而验证了传热传质模型的正确性,对湿旧沥青混合料的微波加热再生工艺具有实际指导意义.     

SBS改性沥青混合料自愈合能力影响因素的优化

沥青这种有机胶凝材料,在一定的时间、温度条件下,其自身具有愈合能力,同理沥青混合料在一定的时间和温度条件下亦具有愈合特性,但其自愈合效果仅能在最佳环境条件下达到理想状态。为了研究沥青混合料的愈合影响因子,探索最佳愈合条件,提高路面养护过程中沥青混合料的自愈合能力,选取常用的沥青路面表面层SBS改性沥青混合料为研究对象,采用控制应变的小梁四点弯曲疲劳破坏-愈合-疲劳破坏试验,对沥青混合料破坏愈合前后的疲劳寿命进行了对比研究,同时采取了愈合后的疲劳寿命恢复百分率作为评价指标。采用多因素多水平正交试验,对不同愈合时间、愈合温度以及应变条件下沥青混合料的自愈合特性进行了系统研究。研究结果表明:对于SBS沥青混合料,愈合温度和愈合时间均与沥青混合料的疲劳寿命恢复率呈正相关,但愈合温度不能超过沥青胶结料的软化点,否则影响沥青混合料高温稳定性;而应变大小与疲劳寿命恢复率呈反比关系,随着应变的增大,沥青混合料的疲劳寿命恢复率减小;愈合温度对沥青混合料的自愈合效果影响最为显著,愈合时间影响次之,应变大小影响最小;对于SBS改性沥青混合料,其最佳愈合条件是温度60℃,愈合时间6 h,应变1 000με。因此,在路面养护过程中,较高温度和控制交通量及超荷载条件可有效提高沥青路面自愈合能力。     

钢砂沥青混凝土感应加热简化模型构建及仿真分析

为研究沥青混凝土自愈合性能，为沥青路面养护技术中的自愈合方向提供理论及数据支撑。基于有限元方法，分别考虑了感应加热系统模型及感应加热数值计算模型，构建了多物理场下的钢砂沥青混凝土感应加热有限元简化模型，针对其感应加热自愈合过程进行了仿真分析，分别研究了电流强度、钢砂掺量及加热方式对感应加热的影响特性与能量分析，探究了不同情况下感应加热的机理及规律，并对耗散功率、耗散能以及能源利用率做分析。定义了两个新参数：有效愈合深度指数E₁与感应加热时间指数E₂,并结合有效愈合深度，联合评价感应加热的综合效益以优化参数配置。结果表明：电流强度越大或试件的钢砂掺量越大时，感应加热速率越快，由此形成的层间温度梯度越大，而钢砂产生的耗散能却会减小；感应加热停止时，有效愈合深度随加热时的电流强度与试件钢砂掺量的降低而减小，感应加热效果变差；处于自然散热阶段的试件的温度场在横向上呈现“翘曲分布”现象，即试件温度中心高而边缘低，层间温度梯度向着趋于零的趋势逐渐减小；可通过增大感应加热电流强度或钢砂掺量，采用较大循环加热时间、较短加热间隔的间歇式加热提高感应加热的综合效...     

吸波材料对就地热再生混合料的性能影响研究

为提高就地热再生微波加热效率，解决传统沥青混合料吸波能力弱问题，选择多种吸波材料代替矿粉，通过微波加热试验，研究吸波材料对集料、沥青混合料的吸波升温性能以及沥青混合料的使用性能、耐久性能的影响。结果表明：吸波材料可明显提高集料和沥青混合料的吸波性能。随着吸波材料掺量的增加，石灰岩AC-13与玄武岩SMA-13沥青混合料的温升变化趋势不同。吸波材料对沥青混合料水稳定性能影响甚微，其能够提升沥青混合料的低温抗变形能力。     

乳化沥青混合料快速修补材料体系构建及修补性能研究

为了解决乳化沥青混合料内部界面水分难以彻底排除的致命性缺陷，进行了不同体系乳化沥青混合料快速修补材料的机理构建和性能分析，结果表明：普通乳化沥青混合料体系、水泥乳化沥青混合料体系以及吸水性乳化沥青混合料体系均存在不足，无法彻底排除混合料内部水分；微波加热乳化沥青混合料体系可彻底排除水分，达到与热拌沥青混合料相当的性能。同时，对最佳结构体系进行应用性能验证，结果表明：微波加热乳化沥青混合料体系修补材料可快速加热、快速破乳、快速形成强度；微波加热技术可实现新旧沥青材料同步加热，新旧沥青界面在碾压作用下形成牢固的嵌挤-融合界面结构，界面性能优于热拌沥青混合料修补界面。     

微胶囊沥青混合料的裂缝自愈与路用性能研究

微胶囊沥青混合料具有一定的裂缝自愈能力,可延长沥青路面使用寿命,其研究已逐步引起重视。采用高压渗水试验评价微胶囊沥青混合料的自愈性能,研究微胶囊掺量、混合料属性(公称最大粒径、空隙率、沥青种类和用量)与使用环境(温度、时间及水分)对自愈性能的影响规律,考察微胶囊掺量对混合料路用性能的影响。结果表明,沥青混合料自愈性能随微胶囊掺量的增加先提高后降低,最佳微胶囊掺量为6%;随着公称最大粒径与空隙率的增加,混合料自愈性能逐渐变差;基质沥青混合料的自愈性能优于改性沥青,且油石比越大自愈性能越好。在一定范围内温度越高、自愈性能越好,自愈性能随愈合时间的延长呈非线性增长,水分对沥青混合料自愈有着不利的影响。随着微胶囊的增加,混合料中的矿料摩阻力与矿料/沥青黏附性降低,导致沥青混合料的高温稳定性与水稳定性有所降低;掺入微胶囊后,沥青混合料的裂缝自愈能力得到增强,因此反映抗裂性能的低温弯曲破坏应变得到一定程度的改善。综合混合料自愈性能与路用性能随微胶囊掺量的变化规律,推荐微胶囊掺量为4%~6%。     

微波加热旧沥青混合料的应用研究

针对沥青厂拌热再生中出现的旧料加热问题，以实验为基础，从级配、含水量2个方面对微波加热旧沥青混合料的加热效率及影响因素进行了研究，得出了一些有价值的结论，为微波加热旧沥青混合料厂拌设备的应用提供了参考依据。     

微波辅助加热填料在沥青路面修补中的应用

为了解决传统沥青混合料吸波效率低的问题,以磁铁矿粉、石墨烯为主要成分,研发了一种微波敏感添加剂,以此制备微波辅助加热沥青混合料,用作填补料。通过试验研究,进行了微波辅助加热混合料的吸波升温特性评价,并分析了微波辅助加热沥青混合料的路用性能。结果表明,相对于普通AC-13沥青混合料,微波加热沥青混合料可以提升吸波升温速率30%,且具有更好的路用性能。实践表明,将微波加热沥青混合料用于沥青路面修补,可以提高现场作业效率,缩短维修作业时间。     

ATH/EG复合阻燃剂对沥青及大空隙沥青混合料性能影响

为提升阻燃剂在隧道沥青路面中的阻燃应用效果，探究阻燃剂对沥青及大空隙沥青混合料性能的影响，采用水热法制备了氢氧化铝(ATH)/可膨胀石墨(EG)复合型阻燃剂，并成型了适用于隧道环境具有阻燃和降噪功能的大空隙沥青混合料。采用氧指数试验分析了复合阻燃剂对沥青阻燃性能的影响，采用动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验分析了复合阻燃剂对沥青高低温流变特性的影响，采用马歇尔试验、汉堡车辙试验、动态模量试验以及疲劳试验分析了复合阻燃剂对大孔隙沥青混合料路用性能的影响。结果表明：ATH和EG比例为1∶1时复合阻燃剂的协同阻燃效果最优，且随着复合阻燃剂掺量的增加沥青的阻燃性能越好；复合阻燃剂提升了沥青的高温性能，但降低了低温性能，综合考虑沥青的阻燃性能及流变性能，推荐ATH/EG复合阻燃剂掺量为15%～20%;ATH/EG复合阻燃剂提高了大空隙沥青混合料的高温稳定性和动态模量，但降低了沥青混合料的疲劳性能。     

微波应用于沥青路面养护的试验研究

根据微波作用下极性分子间产生激烈摩擦而发热的原理,分析了微波加热沥青混合料后对沥青、沥青混合料老化的影响,为微波应用于沥青路面养护提供了试验依据,解决了沥青路面养护的及时性、稳定性、耐久性问题。并介绍了将微波应用于沥青路面养护的一些设备的性能、作业流程和安全性等问题。     

密级配沥青混合料自愈性能的评价方法

为科学评价沥青混合料的自愈性能,开发基于高压渗水的密级配沥青混合料自愈性能的测试装置,提出评价指标,通过试验确定愈合时间、愈合温度与最小样本数等关键参数。通过测试不同愈合温度与时间、混合料类型与微胶囊掺量下的密级配沥青混合料的渗水速率比（v_e）,验证该方法的敏感性与稳定性。对比分析v_e与间歇式疲劳寿命及劈裂愈合强度比（SHSR）,论证该方法的有效性。结果表明：该方法的适宜试验参数为愈合时间12 h,愈合温度45℃,制缝温度5℃±2℃,最小样本数n=4;该方法能有效区分测试条件（愈合温度与时间）、混合料类型及最大公称粒径、微胶囊掺量对自愈性的影响,平行试验结果的变异系数在3.0%,满足敏感性及稳定性要求;v_e与间歇式疲劳寿命及SHSR在评价密级配沥青混合料自愈性方面具有一致性,且具有试验设备简单,结果稳定等优点;在一定范围内,沥青混合料裂缝自愈效果随微胶囊掺量的增加和温度的升高而提高,且自愈性能随愈合时间的延长呈非线性增长;公称最大粒径越小,自愈效果越好,悬浮密实级配AC的自愈性能优于骨架密实级配SMA。