经济型SMA沥青混合料级配优化与路用性能研究

对石灰岩集料的经济型SMA沥青混合料开展矿料级配优化工作,首先根据逐级填充理论和粒子干涉理论确定粗集料最佳组成,以等体积替代方法试验得出细集料各含量最佳组成;然后通过分析粗、细集料含量与路用性能的关系,确定经济型SMA沥青混合料的最佳矿料级配;最后对经济型SMA路用性能与不同集料、级配混合料做了对比分析。结果表明:石灰岩集料级配优化后的经济型SMA混合料的高温性能与玄武岩集料SMA沥青混合料相当,低温性能与水稳定性优于玄武岩集料SMA沥青混合料。     

基于多目标加权的不同集料沥青砂浆性能评价研究

为研究不同集料对沥青砂浆混合料性能的影响,基于等体积换算原则,在AC-13沥青混合料的基础上,计算并成型沥青砂浆试件,通过研究石灰岩、玄武岩、辉绿岩和钢渣沥青砂浆的高温性能、低温性能、水稳定性和疲劳性能,基于灰色系统理论中的多目标加权决策模型,对4种集料类型沥青砂浆的综合性能进行评价。结果表明,玄武岩和辉绿岩沥青砂浆的高温性能优于石灰岩和钢渣沥青砂浆;钢渣沥青砂浆的低温抗裂性能和疲劳性能优于其他3种集料沥青砂浆;石灰岩沥青砂浆的水稳定性优于其他3种集料沥青砂浆;4种集料沥青砂浆中,玄武岩沥青砂浆的综合性能最优。     

抗剥落剂对沥青及花岗岩集料沥青混合料性能的影响

为研究酸性集料花岗岩作为沥青混合料用集料的应用潜力,制备添加抗剥落剂的沥青胶浆和基于花岗岩集料的沥青混合料。基于表面能理论和红外光谱试验（FTIR）,分析沥青与酸性集料的黏附机理,探究沥青与抗剥落剂的化学组成。采用车辙因子、疲劳因子、残留稳定度、劈裂强度比等评价指标,研究抗剥落剂对沥青及混合料路用性能的影响。结果表明：抗剥落剂能改善沥青的高温稳定性和中温抗疲劳性,提高沥青混合料的水稳定性,且抗剥落剂与沥青是物理共存反应;接触角试验的结果定量反映不同集料与沥青的黏附性差异;细集料类型对沥青混合料的水稳定性影响极大,选择石灰岩作为细集料有利于提高花岗岩沥青混合料的水稳定性。     

提高花岗岩沥青混合料水稳定性能措施的研究

为有效提高花岗岩沥青混合料水稳定性能,通过试验检测了花岗岩集料的各项技术指标;对使用不同细集料、不同抗剥落剂的花岗岩沥青混合料分别进行了配合比设计和路用性能验证;利用常规水稳定性能试验和汉堡车辙试验对各种花岗岩沥青混合料的水稳定性能进行了测试。结果表明:采用石灰岩细集料能够有效提高花岗岩沥青混合料的水稳定性能;掺加消石灰或水泥均能大幅度改善花岗岩沥青混合料的水稳定性能,消石灰的改善效果最优。     

复合集料沥青混合料路用性能研究

对石灰岩沥青混合料、花岗岩沥青混合料、石灰岩与花岗岩组成的酸碱复合集料沥青混合料、掺活性矿粉的花岗岩沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、疲劳性能和抗水损害性能进行对比研究。结果表明,花岗岩沥青混合料的高温性能、低温性能、疲劳性能和强度要明显优于石灰岩沥青混合料,但水稳定性较差;酸碱复合集料混合料和掺活性矿粉混合料的水稳定性得到明显提高。     

粗集料性能对沥青混合料性能的影响

为了研究粗集料性能对沥青混合料性能的影响规律,分别将4.75mm~16mm的粗集料磨耗不同次数以形成4种棱角性不同的粗集料。采用AC-16型级配沥青混合料研究4种棱角性不同的粗集料对沥青混合料水稳定性、高温性能与低温性能的影响。研究结果表明:随着磨耗次数的增加,粗集料棱角性变化明显,进而显著影响沥青混合料的路用性能。     

不同混合料类型的钢渣沥青混凝土高温性能研究

为对比分析不同混合料类型的钢渣沥青混凝土高温性能,选取AC-13C与SMA-13两种钢渣沥青混合料为研究对象,进行车辙试验,与几种普通沥青混合料的车辙试验进行对比研究,并对钢渣使用时应注意事项进行了研究。结果表明:两种类型的钢渣集料沥青混合料的动稳定度均高于玄武岩及石灰岩配制的沥青混合料,因此,钢渣对动稳定度的增加有明显的促进作用;钢渣应用于道路工程时,应对钢渣原料的膨胀性能进行准确测试,并控制4号细钢渣集料的用量。     

基于灰靶决策理论的钢渣沥青混合料最佳掺量研究

为研究钢渣胶粉改性沥青混合料的最佳钢渣掺量，对不同钢渣掺量下胶粉改性沥青混合料的路用性能进行研究。首先对钢渣进行微观特性分析，利用钢渣对AC-16玄武岩胶粉改性沥青混合料的10～20 mm、5～20 mm、3～20 mm等3档粗集料分别进行替换。以AC-16玄武岩胶粉改性沥青混合料集配曲线为基础，经过质量-体积换算，得到不同替换方式下各档钢渣所占比例。通过高温车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验对钢渣-玄武岩胶粉改性沥青混合料高、低温及水稳定性进行研究。最后针对各项指标运用灰靶决策理论，计算选出钢渣替换玄武岩的最佳替换方案。结果表明：钢渣加入后混合料油石比降低，单位体积内实际沥青用量增大；钢渣替代玄武岩可改善混合料路用性能；钢渣替换5～20 mm玄武岩粗集料，混合料高温性能最优；随着钢渣掺量增大，低温性能、水稳定性越来越好；运用灰靶决策理论确定最佳方案为钢渣替换5～20 mm粗集料，此时掺量为58%。     

不同粗集料组成的沥青混合料性能研究

粗集料是沥青混合料骨架结构的重要组成部分,不同种类和性质的粗集料对沥青混合料性能的影响各不相同。选取了7种不同种类和产地的粗集料,进行了基本物理力学性能试验,并以AC-16C粗型密级配为例,考察了不同粗集料对沥青混合料性能的影响。结果表明,粗集料性能对沥青混合料高温稳定性和水稳定性具有显著的影响,对低温抗裂性无影响,在固定其他条件的情况下,粗集料表观密度越小、吸水率越大,其沥青混合料动稳定度D S和劈裂强度比TSR越大。     

集料针片状颗粒含量指标试验研究

为探讨集料的针片状颗粒含量对沥青混合料性能的影响,设计由不同岩性、不同针片状颗粒含量集料组成的AC-13和SMA-13沥青混合料,采用旋转压实法(SGC)制作试件进行体积指标、高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性能试验。结果表明,AC-13沥青混合料矿料中3∶1型针片状颗粒含量≤30%、SMA-13沥青混合料矿料中3∶1型针片状颗粒含量≤20%时,对沥青混合料体积指标、高温稳定性、水稳定性及抗疲劳性能的影响不显著,建议对集料针片状颗粒含量提出AC类混合料≤30%、SMA类混合料≤20%的控制要求。     

钢渣沥青混合料路用性能试验研究

为了探究不同钢渣骨料掺量下沥青混合料的路用性能,对AC-13C型钢渣沥青混合料在钢渣掺量分别为0%、30%、50%、70%和90%时采用传统马歇尔击实试验,按照体积法原理进行配合比设计,分析研究了不同钢渣掺量下沥青混合料的路用性能。结果表明:钢渣骨料表现为碱性,与沥青胶结料黏附性较好,随着钢渣掺量的增加,钢渣沥青混合料高温性能以及抗水损坏性能均表现出先增大后减小趋势,低温性能以及体积安定性逐渐降低,钢渣掺量在50%时沥青混合料路用性能相对最佳。     

不同岩性机制砂对沥青混合料路用性能的影响

为指导不同岩性机制砂在沥青路面的应用，选择3种岩性机制砂制备沥青混合料，分析机制砂岩性对沥青混合料水稳定性、高稳定性、低温抗裂性能的影响，并并探索抗剥落措施对混合料性能的影响。结果表明:石灰岩机制砂混合料的稳定度和残留稳定度比均略高于辉绿岩机制砂混合料，远高于花岗岩机制砂，冻融劈裂试验也显示出一致的规律；相比花岗岩机制砂，辉绿岩机制砂混合料动稳定度提升52.6%，石灰岩机制砂混合料动稳定度提升45.2%；低温状态下，花岗岩机制砂混合料的抗裂性能最差，石灰岩机制砂和辉绿岩机制砂混合料的低温弯拉应变优良；使用抗剥落措施后，花岗岩机制砂和辉绿岩机制砂混合料水稳定性、高温性能均得到明显改善，其中残留稳定度比提升5%以上，残留强度比提升16%以上，动稳定度提升50%以上。     

掺加玄武岩纤维的沥青路面结构层选取对比研究

借鉴纤维提高沥青混合料路用性能这一优点,选用新型的路用玄武岩纤维,以常见密级配、间断级配沥青混合料AC—30、AC—20以及SMA—13为依托,对基质沥青纤维胶浆和改性沥青纤维胶浆及其相应的沥青混合料的高温稳定性能进行了研究。研究结果表明：玄武岩纤维对基质沥青和改性沥青胶浆抗车辙因子均有显著提高,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,不同的沥青混合料玄武岩纤维最佳掺量不同,且对AC—20混合料的改善效果最为明显。研究成果可为玄武岩纤维在道路工程中的应用提供参考。     

复合阻燃剂对花岗岩沥青混合料路用性能的影响

探究阻燃剂种类、掺量对SBS改性沥青性能的影响,并着重研究自制复合阻燃剂对以花岗岩为集料的AC-13C和SMA-13沥青混合料路用性能的影响。试验结果表明：复合阻燃剂具有阻燃、抑烟的双重作用,掺量为10%时,阻燃沥青的氧指数达到25.8%,阻燃效果较为明显;复合阻燃剂可以小幅提高以花岗岩为集料的AC-13C和SMA-13的车辙动稳定度,但降低了它们的残留稳定度比和冻融劈裂强度比,其中冻融劈裂强度比分别降低到70.1%和70.7%,降幅分别达到17.1%和16.7%。在冻害严重、地下水位偏高的隧道地段不宜采用此两种以花岗岩为集料的阻燃沥青混合料。     

不同石料SMA沥青混合料水稳定性研究

为降低SMA造价，选择玄武岩、辉绿岩、石灰岩、花岗岩等四种石料不同组合配置SMA沥青混合料，以评价水稳定性为切入点，采用真空饱水马歇尔试验、冻融劈裂试验、多轮车辙仪（RLQT）试验、高温水煮法试验以及掺配抗剥落剂试验等开展对比研究，探索利用成本低廉强度高的酸性花岗岩石料配置SMA的可行性。试验结果表明，不同石料SMA各组合方案中，花岗岩粗集料组合的结果最差，而掺配抗剥落剂的花岗岩SMA能够获得理想的水稳定性。     

PRPLAST.S温拌沥青混合料生产温度及路用性能研究

为了实现PRPLAST.S沥青混合料温拌效果,对AC-20CPRPLAST.S温拌沥青混合料的集料加热温度、沥青加热温度进行室内试拌试验及性能研究。研究表明：当该混合料集料加热温度为160-170℃和普通沥青加热温度为150-160℃时,既可使PRPLAST.S抗车辙剂软化,又可以达到温拌施工的效果。对PRPLAST.S温拌及热拌沥青混合料性能进行对比,发现PRPLAST.S温拌沥青混合料的性能与热拌沥青混合料性能基本相当。与浸水马歇尔试验相比,以冻融劈裂试验评价标准作为PRPLAST.S温拌沥青混合料水稳定性的主控标准更为合理。