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.     

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。     

SBS改性沥青混合料的试验室评价

基于试验室研究分析了沥青胶浆和SBS聚合物改性沥青结合料PMAB的工程性质,如物理性质、用改良的马歇尔方法测试的马歇尔值、不同温度下的静态间接抗拉强度、抗拉强度比、沥青混凝土AC和SBS改性沥青混凝土PMAC的回弹模量.结果表明:PMAB的温度敏感性比基质沥青低;PMAC混合料的马歇尔稳定度和流值高于AC混合料;不同温...     

玻璃纤维对沥青混合料路用性能的影响

通过单轴拉伸试验、半圆弯拉试验和冻融劈裂试验等,考察了纤维类型和埋深与沥青的黏结作用,并分析了玻璃纤维掺量对基质沥青/改性沥青混合料高温稳定性、低温性能、中温抗裂性能和水稳定性的影响。结果表明,玻璃纤维与基质沥青/改性沥青的黏结强度高于玄武岩纤维和钢纤维,且改性沥青与纤维的黏结效果优于基质沥青。相同玻璃纤维掺量时,改性沥青混合料的稳定度、马歇尔模数、破坏拉伸应变、劈裂抗拉强度、断裂能、层底抗拉强度和层底抗拉应变都要高于基质沥青混合料,流值和破坏劲度模量都小于基质沥青混合料;改性沥青混合料有相较基质沥青混合料更好的高温稳定性、低温抵抗变形能力和中温抗裂性能。适量玻璃纤维的掺加有利于提高基质沥青/改性沥青混合料的劈裂强度,玻璃纤维-改性沥青混合料的水稳定性高于玻璃纤维-基质沥青混合料。玻璃纤维掺量为0.30%的改性沥青混合料具有最佳的路用性能。     

SBR改性沥青混合料路用性能试验研究

针对光照强烈、气候寒冷的自然环境条件,开展AC—16和AC—20两种级配类型的SBR改性沥青混合料和110#石油沥青混合料室内路用性能试验对比研究。研究结果表明:在同种级配类型时,SBR改性沥青混合料在水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性方面均优于110#石油沥青混合料;经适度老化后,SBR改性沥青与矿料的粘附性有所提高;其他条件相同时,AC—16的水稳定性优于AC—20,AC—20的动稳定度优于AC—16;SBR—AC—16的动稳定度在老化前后比AH—AC—16分别提高了4.4%和5.6%;短期老化对沥青混合料的低温抗裂性有所降低,110#石油沥青混合料比SBR改性沥青混合料降低程度较大。     

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.     

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。     

玄武岩纤维/橡胶复合改性沥青胶浆路用性能研究

采用20%废旧轮胎橡胶粉(CRM)和0.3%玄武岩纤维(BF)分别制备了CRM改性沥青胶浆、玄武岩/橡胶复合改性沥青胶浆;采用动态剪切流变仪和低温弯曲流变仪研究了胶浆的高温性能、低温性能及黏度,并分析了改性机理。结果表明:在相同试验温度下,玄武岩/橡胶复合改性沥青的车辙因子G~*/sinδ均高于基质沥青和CRM改性沥青,复合改性沥青的失效温度比基质沥青高约23℃,比CRM改性沥青高12℃;复合改性沥青弯曲蠕变劲度S较小,m值较大,低温性能高于基质沥青和橡胶改性沥青1个等级;同时,复合改性沥青胶浆的动态黏度是其他3种沥青的数倍,玄武岩纤维对胶浆黏度影响不大。     

抗车辙MPE改性沥青混合料性能研究

采用MPE和SBS两种改性剂,对比研究了基质沥青、MPE改性沥青与花岗岩碎石的黏附性;加抗剥落剂的基质沥青、加抗剥落剂的SBS改性沥青和MPE改性沥青与酸性花岗岩碎石混合料的路用性能.研究结果表明:(1)MPE改性沥青和花岗岩碎石的黏附等级为5级;(2)掺加MPE的沥青混合料,在60℃条件下的动稳定度超过6 000次/mm,在70℃条件下的动稳定度超过5 000次/mm,在80℃条件下的动稳定度超过2 000次/mm;(3)马歇尔稳定度比基质沥青混合料提高35％,比掺加5％ SBS的改性沥青混合料提高23％;(4)浸水残留稳定度达到98％,比基质沥青混合料提高11％,比SBS改性沥青混合料提高5％;(5)冻融劈裂残留强度比达到97％,较基质沥青混合料提高8％.     

布敦岩沥青改性沥青胶浆高温动态流变性能的试验研究

为了评价不同掺量的布敦岩沥青对基质沥青的改性效果,采用先进的动态剪切流变仪Advanced Rheometer(AR)对岩沥青改性沥青胶浆的高温动态流变性能进行了试验研究,主要评价指标有相位角、储能模量、车辙因子和动粘度等。研究发现岩沥青改性沥青胶浆的高温性能明显优于基质沥青;车辙因子和动粘度指标显示岩沥青改性沥青胶浆具有与SBS改性沥青胶浆相当的抗车辙性能,但是,其温度敏感性高于SBS改性沥青胶浆;岩沥青掺量对胶浆性能影响较明显,岩沥青与基质沥青质量比达到1∶1时,沥青胶浆的高温性能已经得到明显改善,可以满足路面使用性能要求。     

不同岩性细集料对沥青混合料路用性能的影响研究

分别采用玄武岩细集料及石灰岩细集料和玄武岩粗集料制备两种不同的AC-13C改性沥青混合料，以及分别采用花岗岩细集料及石灰岩细集料和花岗岩粗集料制备两种不同的AC-25C普通沥青混合料，对两组不同岩性的沥青混合料进行室内路用性能试验，分析两种不同岩性细集料对沥青混合料性能的影响。结果显示:粗集料为玄武岩时，用石灰岩细集料代替玄武岩细集料，能够提高混合料的水稳定性和高温稳定性；粗集料为花岗岩时，用石灰岩细集料代替花岗岩细集料不利于混合料的水稳定性和高温稳定性。     

抗车辙剂/纤维复合改性沥青混合料的路用性能

为研究抗车辙剂与★武岩纤维这2种外加剂对沥青混合料路用性能的影响，通过室内试验分析了抗车辙剂1玄武岩纤维复合改性沥青混合料的路用性能,并与基质沥青、单掺抗车辙剂、单掺玄武岩纤维的酒青混合料路用性能进行了对比分析。试验结果表明:单掺抗车辙剂能显著提升基质牺青的高湿性能，单掺玄武岩纤维能显著提升基质酒青的低湿性能,而抗车辙剂1玄武岩纤维复合改性酒青混合料的高温稳定性、低湿抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能均较2种外加剂单提时有所提升。因此.抗车辙剂和玄武岩纤维复合改性能明显提升沥青混合料的路性能,在实际I程中可加以应用。     

钢桥面环氧沥青混合料铺装技术研究

环氧沥青混合料作为典型的桥面铺装材料被广泛应用于钢桥面建设中,但长期的重载交通及温度荷载会降低其耐久性和疲劳寿命。研究采用外掺玄武岩纤维的方式来提升环氧沥青混合料性能,通过对不同掺量(0%、0.2%、~1%)玄武岩纤维环氧沥青混合料路用性能试验分析,研究表明：玄武岩纤维以三维网状结构分散在沥青混合料中,能够有效增强混合料内部骨料及胶浆的嵌挤效果,0.6%玄武岩纤维能够显著提升沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性能。     

木质素与玄武岩纤维沥青胶浆路用性能试验

为对比分析木质素纤维与玄武岩纤维两种改性沥青胶浆的路用性能差异，采用三大指标、动态剪切流变及扫描电镜（SEM）分别对两种纤维沥青胶浆的高、低温性能及微观形貌进行了试验与分析。结果表明:玄武岩纤维的热稳定性更优，木质素纤维则具有更强的吸湿性及吸油性；两种纤维均可显著提升沥青的抗车辙性能与抗剪切性能，但低温延展性变差。扫描电镜试验结果表明:木质素纤维为呈针管状的中空结构，表面粗糙且能够吸附更多的沥青；玄武岩纤维外观形貌更加平整与光滑。两种纤维改性沥青机理主要为物理混合改性，纤维之间形成的网络结构以及纤维的脱黏与拔出效应，是沥青路用性能提升的主要原因。     

玄武岩纤维对沥青混合料水稳定性影响的研究

为探讨新型的玄武岩矿物纤维对沥青混合料水稳定性的影响,首先由马歇尔试验和车辙试验确定纤维的最佳掺量,然后按照现行规范JTG F40-2004规定的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验方法评价玄武岩矿物纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果。玄武岩矿物纤维使沥青混合料浸水马歇尔残留稳定度提高了10.3%;在50次和75次压实功下使冻融劈裂抗拉强度比分别提高了16%和15%。由复合材料细观力学的强度和粘度公式及复合材料界面化学理论阐释玄武岩矿物纤维改善沥青混合料水稳定性的基本原理。试验表明,玄武岩矿物纤维对沥青混合料的水稳定性有明显的改善效果。     

玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及抗裂性能

为研究玄武岩纤维对沥青混合料路用性能和断裂性能的影响,基于马歇尔试验确定了不同玄武岩纤维掺量下的最佳油石比,并基于此分析纤维掺量对路用性能、老化性能、抗断裂性能的影响规律及其改善效果。结果表明：（1）玄武岩纤维掺量将影响最佳沥青用量,需同时考虑纤维掺量以确定最佳油石比;（2）纤维质量掺量为0.1%时,具有最佳的改善效果,最大可将高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提升31.5%~38.4%、24.4%~37.3%、1.2%~5.5%。纤维对老化沥青混合料的高温稳定性的改善程度最佳,尤其是动稳定度,改善程度是其他性能的1.28~15.0倍;其次是低温抗裂性;水稳定性的改善效果最弱。纤维可通过增加沥青混合料的延性,以提高峰值荷载对应的裂纹张开位移,且玄武岩纤维在中温情况下对沥青混合料的抗断裂性能改善效果要高于低温条件,最大可提升21.64%的断裂韧性。     

复掺纤维再生沥青混合料性能试验研究

选用木质素纤维和玄武岩纤维对SMA-13级配再生沥青混合料进行改良,对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行试验研究。结果表明:玄武岩纤维对再生沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性能的改善效果较为显著,而木质素纤维对混合料的水稳定性的增强效果更为明显;按指标控制要求,单掺木质素纤维或玄武岩纤维沥青混合料对应的铣刨料最大掺量均低于30.0 %,采用0.2 %木质素纤维和0.4 %玄武岩纤维进行复掺改善再生沥青混合料,铣刨料的掺量最大可达到50.0 %,有利于提高铣刨料的再生利用率。     

玄武岩纤维长度对排水沥青路面性能影响研究

为探究应用于排水沥青路面中玄武岩纤维的适宜长度,采用干拌的方式在空隙率为20%的OGFC-13沥青混合料中分别加入3、6、12和25mm不同长度的纤维。首先通过析漏试验确定不同纤维长度下混合料的最佳油石比;接着进行飞散试验、单轴贯入试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验和渗水试验来探究不同长度纤维对沥青混合料性能的影响。结果表明,加入玄武岩纤维后,沥青混合料的性能有所提升,综合分析各项性能后,建议在排水沥青路面中添加长度为6mm的玄武岩纤维。