密实型小粒径沥青混合料路用性能试验研究

采用马歇尔方法设计骨架密实结构的小粒径沥青混合料。基于室内车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、摩擦因数试验、构造深度试验、渗水系数试验,评价3种小粒径沥青混合料的高温稳定性能、水稳定性能、低温抗裂性能、抗滑性能和透水性能。试验结果表明:骨架密实结构的小粒径沥青混合料具有很好的高温稳定性能、水稳定性能、低温抗裂性能和抗滑性能,且密实不透水。采用软化点大于75℃,PG高温分级大于76的沥青制备的沥青混合料的动稳定度大于4 000次/mm。抗滑性能和透水性能与级配组成有关,与沥青关联性较差。     

超薄磨耗层小粒径沥青混合料性能研究

为探究小粒径、大孔隙沥青混合料应用于超薄磨耗层的可行性,采用公称最大粒径4. 75mm的集料设计制备了一种空隙率大于20%的透水沥青混合料。利用车辙、低温弯曲小梁、冻融劈裂、摆式摩擦、手工铺砂法、以及渗水试验对小粒径大孔隙透水沥青混合料的高温、低温、水稳定性、摩擦以及透水等路用性能与表面特性进行了评价,试验结果显示:混合料的60℃动稳定度为8201次/mm,-10℃极限弯曲应变为2896με,冻融劈裂残留强度比为84. 62%,BPN摆值为69,构造深度为0. 71mm,渗水系数为6857mL/min。研究表明小粒径大孔隙沥青混合料具有良好的路用性能,高温稳定性、抗滑性能、排水性能显著,与OGFC-13的路用性能对比分析后,小粒径沥青混合料可以考虑作为超薄磨耗层使用。     

冷再生沥青混合料性能评价

从基层材料的功能要求出发,评价了乳化沥青冷再生混合料的高温性能、劈裂强度和水稳定,从而论证冷再生沥青混合料用作高速公路沥青路面基层材料的可行性。通过马歇尔稳定度试验和劈裂强度试验评价了冷再生混合料的强度性能,确定了混合料的最佳沥青用量;用车辙试验检验了再生混合料的高温稳定性;用冻融劈裂试验评价了再生混合料的水稳定性。研究发现,冷再生混合料的最佳沥青用量为(纯沥青油石比)2.5%;最佳油石比下,冷再生混合料车辙动稳定度均大于3000次/mm,冻融劈裂残余劈裂强度比为97.39%。结果表明,所设计的冷再生混合料具有较高的力学强度,优良的高温性能和水稳定性,能够用于铺筑高速公路沥青路面基层。     

纤维对AC-13C和SMA-13路用性能的影响研究

为了研究纤维对AC-13C和SMA-13路用性能的影响,采用车辙试验、劈裂强度试验、冻融劈裂试验和构造深度试验,研究了木质素纤维、玄武岩纤维和聚酯纤维对AC-13C及SMA-13沥青混合料高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能和抗滑性能的影响,并基于试验结果分析了纤维对沥青混合料的作用机理。试验结果表明:与不添加纤维相比,3种纤维均可以有效改善AC-13C和SMA-13的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和水稳定性能,但削弱了其抗滑性能,提出了在高温多雨山区,宜采用添加聚酯纤维的SMA-13沥青混合料作为上面层,以提高沥青路面整体性能的结论。     

ARHM-13钢渣沥青混合料路用性能研究

为研究掺加钢渣ARHM-13沥青混合料的性能，采用体积法将粒径为9.5 mm～16 mm档钢渣等质量替代10 mm～15 mm档玄武岩集料，钢渣掺量设计为0%、30%、50%、70%及100%,依据马歇尔试验确定各组油石比，并通过高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及加速磨耗试验对不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料的路用性能进行研究。结果表明：1)不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及抗滑性能均具有不同幅度的提升，其中动稳定度最高提升了19.79%,最大弯拉应变最高增加了6.30%;2)当钢渣掺量为30%时，相较于不掺加钢渣的沥青混合料，ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比提高了0.03%;当钢渣掺量分别为50%、70%和100%时，ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比分别降低了3.96%、6.25%和7.19%;3) 10万次荷载作用后摆值损失率最低为20.2%;4) ARHM-13沥青混合料的抗滑性能随钢渣掺量的增加呈先升后降趋势，且随着钢渣掺量的增加，衰减过程中回升现象出现的时间越延长，回升幅度越小；5)综合考...     

小粒径大空隙排水沥青混合料性能试验

为实现超薄排水沥青路面的设计与应用,采用渗透性试验、摆式摩擦系数试验、动态摩擦系数试验、声波吸收系数试验、肯塔堡飞散试验、车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验,对最大公称粒径4.75 mm和13.2 mm的2种开级配型式与2种不同沥青混合料类型组合而成的4种大空隙排水沥青混合料的综合性能进行试验评价。试验结果显示,最大公称粒径4.75 mm级配形式的开级配沥青混合料的透水性能、摩擦性能及抗松散能力比最大公称粒径13 mm级配的沥青混合料略优,具有很好的排水降噪功能。环氧沥青混合料的使用,有利于提高小粒径大空隙排水沥青混合料的整体路用性能。     

环保型沥青混合料的性能对比分析

通过SMA-13、AC-20、AC-25三种混合料类型进行环保型沥青和普通沥青的路用性能对比分析,试验内容包括沥青三大指标——高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能。此外还对环保型沥青和普通沥青进行SO_2、NH_3、H_2S的排放量对比。试验结果表明:环保型沥青混合料的稳定度、流值、浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比与普通沥青混合料较接近;环保型沥青混合料的高、低温性能整体均优于普通沥青混合料;环保型沥青能明显降低刺激性气体的排放量。     

垂直振动成型方法在大粒径沥青混合料中的应用研究

为解决大粒径沥青混合料不易压实、空隙率过大等问题,优化其路用性能,采用垂直振动成型方法(VVTM)和常规马歇尔方法(MS)进行大粒径沥青混合料体积参数试验、单轴抗压强度试验、劈裂试验、高温抗剪试验及水稳定性试验,通过改变振动时间、油石比及试验温度等分析大粒径沥青混合料的各项性能。结果显示,VVTM方法能显著提高大粒径沥青混合料的密度、稳定度等,降低其空隙率和矿料间隙率;采用VVTM方法有助于改善大粒径沥青混合料的路用性能,提高其抗压强度、劈裂强度、单轴贯入强度及冻融劈裂强度比,且能降低最佳油石比0.2%～0.3%;对抗压强度的改善幅度随温度的增加呈下降趋势,劈裂强度对中温区域(0～20℃)的依赖性略高于低温环境(-20～0℃);在大粒径沥青混合料配合比设计中推荐采用VVTM100方法。     

SBS复合改性高模量沥青混合料路用性能试验研究

基于室内车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验评价3种高模量沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳定性能,并与SBS改性沥青混合料进行对比分析,试验结果表明:基于SBS复合改性的高模量沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳定性能都优于SBS改性沥青,具有良好的路用性能,实际工程使用情况验证了这些结论。     

小粒径排水型超薄罩面路用性能研究

通过车辙试验、小梁低温弯曲试验、冻融劈裂试验和渗水试验分别评价小粒径排水型超薄罩面的高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性和排水性能。结果表明,级配类型对小粒径排水型超薄罩面高温稳定性的影响显著,粗型级配PAC-1的动稳定度远大于细型级配PAC-2,同时其车辙深度小于PAC-2型细级配;4种沥青混合料的极限弯拉应变相差较小,且均符合规范要求;高粘沥青结合料出色的粘附能力有效增强了沥青与排水集料之间的抗剥落能力,水稳定性能表现优异;粗型级配PAC-1沥青混合料内部的连通空隙率大于细型级配PAC-2,排水性能更好。     

废食用油脱硫胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能评价

针对橡胶沥青存贮稳定性差与生物沥青高温性能不足问题,基于Terminal Blend胶粉改性沥青技术,提出以废食用油代替沥青脱硫胶粉,用脱硫产物(ODR)制备存贮稳定的改性沥青,为弥补ODR改性沥青高温性能损伤,采用共混复合改性工艺研制了ODR/SBS复合改性沥青。为考察复合改性沥青在工程应用中的可行性,通过车辙试验、弯曲试验、冻融劈裂试验和疲劳试验对该混合料路用性能进行了评价,并与普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料和ODR改性沥青混合料进行了对比分析。结果表明:1)复合改性沥青具有优异的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及疲劳性能,但因ODR削弱了沥青的抗变形能力,其车辙深度较SBS改性沥青混合料深,且冻融前后劈裂强度较低; 2)单独采用SBS或ODR改性沥青与二者复合改性对混合料疲劳性能影响差异较大,ODR/SBS复合改性沥青混合料的疲劳性能并非二者单独作用下的线性叠加。     

OGFC沥青混合料水稳定性及高温稳定性能试验研究

为了研究多空隙沥青混合料的水稳定性、高温稳定性能及其影响因素,采用两种沥青,通过标准马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、高温车辙试验,分别分析OGFC-13及OGFC-16的水稳定性及高温稳定性能.结果表明:OGFC沥青混合料有良好的集料嵌挤作用,最大公称粒径较大的沥青混合料内部结构更加稳定.而合理的集料级配、沥青种类及空隙率是OGFC沥青混合料具有良好的高温稳定性及水稳定性的关键因素.     

沥青混合料抗剪性能研究

利用直接剪切试验结合无侧限抗压试验和劈裂试验,对几种不同粒径沥青混合料的抗剪性能进行了研究,并且对比分析了它们的抗剪强度、抗剪参数与高温车辙动稳定度、马歇尔稳定度、空隙率等之间的关系。结果表明,利用直接剪切试验结合无侧限抗压试验和劈裂试验能够很好地评价沥青混合料的抗剪强度并获得沥青混合料的C和φ值,而沥青混合料的抗剪性能可以很好地反映其抗车辙性能。     

环氧沥青混合料设计及性能研究

采用体积设计方法,研究了环氧沥青混合料级配组成和成型前后养护时间对混合料性能的影响。试验结果表明:采用体积设计方法设计的环氧沥青混合料粗集料多,空隙率小,保证了环氧沥青混合料具有良好的抗滑性和抗渗性能。环氧沥青混合料成型前后养护时间影响试件的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度和劈裂强度。成型前经过养护的环氧沥青混合料,成型后初始稳定度和劈裂强度比成型前未经过养护的高;但成型前经过养护试件的最终稳定度和劈裂强度低于成型前未经过养护的试件。而且,环氧沥青混合料在60℃养护7d后,已经具有良好的抗水损害性能和抗车辙性能。     

陶瓷沥青混合料路用性能试验研究

为解决大量废陶瓷堆积带来的环境问题,同时为提高沥青路面的抗滑性能,采用耐磨性能较好的陶瓷再生集料等体积取代部分石灰岩集料(替代率分别为0%、20%、40%和60%),研制陶瓷沥青混合料,开展陶瓷沥青混合料的路用性能研究,主要包括配合比设计、高温稳定性、水稳定性能,以及力学性能研究。试验结果表明:当陶瓷掺量不超过60%时,陶瓷沥青混合料的动稳定度,浸水残留稳定度,冻融劈裂强度比等各项性能指标均满足规范要求,路用性能良好。     

乳化沥青冷再生硫磺沥青混合料的路用可行性研究

为了分析乳化沥青冷再生硫磺沥青混合料在路面中应用的可行性,采用旧路面回收的硫磺沥青混合料和普通沥青混合料两材料进行冷再生混合料配合比设计,采用冻融劈裂试验、车辙试验、剪切试验、低温弯曲试验以及单轴压缩试验分别检测冷再生混合料的水稳定性、高温稳定性、抗剪切性能、低温抗裂性能以及抗压回弹模量,并对使用硫磺沥青混合料RAP和...     

玄武岩矿物纤维改善沥青混合料性能研究

为探讨玄武岩矿物纤维增强沥青混合料的适用性,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、劈裂试验评价了玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及力学性能,并从机理上分析了纤维的作用.试验结果表明,沥青混凝土中掺加玄武岩矿物棉纤维能有效提高沥青混合料的抗拉强度及路用性能;掺加短切矿物纤维能提高沥青混合料的抗拉强度及高温稳定性,但抗冻融能力有所降低,在长期浸水或寒冷地区不宜使用.     

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。     

玄武岩纤维改善沥青混合料的水稳定性能研究

对掺加两种矿物纤维及未掺纤维的AC-16C沥青混合料分别进行了浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分析掺加矿物纤维对沥青混合料水稳定性能的影响。试验结果表明,矿物棉纤维沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比都有所提高,说明掺加矿物棉纤维的沥青混合料表现出优良的水稳定性。掺加短切矿物纤维对沥青混合料的水稳定性没有明显改善作用,对冻融劈裂强度有不良影响。     

基于温度与湿度耦合作用下的开级配沥青混合料应用研究

通过高温车辙试验及低温冻融劈裂试验验证开级配沥青混合料的在一定湿度下的强度特性,以期为气候潮湿环境下的开级配沥青混合料施工提供指导依据。试验将OGFC-10、OGFC-13和OGFC-163种混合料分别配比两种不同沥青制作成试块,试验前给予试块一定的湿度环境,再在高温和低温情况下分别检测试块强度。结果表明：粒径较大的混合料温度一定时稳定性更好,其内部结构强度更高。由于沥青种类及集料级配对沥青混合料特性影响较大,工程中通过选择合理级配及沥青种类,可以在兼顾排水性能的同时最大程度提高开级配沥青混合料在温度、湿度耦合作用下的耐久性。