玄武岩纤维沥青混合料在路面维修工程中的应用研究

为研究玄武岩纤维沥青混合料在路面维修工程中的应用效果,针对玄武岩掺量问题进行了路用性能室内试验对比分析,研究表明:玄武岩纤维的掺入可以有效提升SMA-13沥青混合料各项路用性能;玄武岩纤维掺量为0.3%时,SMA-13沥青混合料的各项路用性能相对较优,并在实体工程中进行了验证。研究成果可为类似玄武岩纤维沥青混合料的应用提供借鉴和参考。     

矿物纤维对SMA-13沥青混合料性能影响试验研究

通过室内试验,对比研究了玄武岩矿物纤维替代部分木质素纤维对SMA-13沥青混合料路用性能的影响。结果显示:(1)玄武岩矿物纤维替代部分木质素纤维可提高SMA-13沥青混合料70℃车辙动稳定度、浸水马歇尔残留稳定度以及最大弯拉应变,从而提高了混合料高低温以及水稳定性能;(2)70℃车辙动稳定度与浸水马歇尔残留稳定度随玄武岩纤维掺量的增加先增大后减小,均存在峰值;而最大弯拉应变则随玄武岩纤维掺量增加持续增大,但在总的纤维掺量范围内,增幅并不明显。     

细粒式纤维沥青混合料配合比设计与性能试验分析

为了分析纤维对沥青混合料的增强作用,选取2种代表纤维(聚酯纤维和玄武岩纤维)及3种常用表面层细粒式级配(AC-13C,SMA-13和OGFC-13),进行了大量沥青混合料配合比设计和室内性能试验.试验结果表明:玄武岩纤维比聚酯纤维具有更强的桥接、加筋和吸附作用;纤维的掺入可有效改善沥青混合料的各项物理和力学性能及路用性能,且对密实级配沥青混合料的增强效果优于开级配沥青混合料的,而玄武岩纤维的增强作用总体优于聚酯纤维的;由此确定细粒式纤维沥青混合料的适宜纤维掺量为:聚酯纤维0.2%～0.3%,玄武岩纤维0.3%～0.4%,可供工程应用参考.     

热阻式SMA-13沥青混合料级配优化

为了研究热阻式SMA-13沥青混合料中耐火碎石最佳掺量, 设计了SMA-13沥青混合料配合比方案, 即在2.36~4.75 mm集料中, 耐火碎石体积掺量为100%, 在4.75~9.5 mm集料中, 耐火碎石体积掺量分别为20%、40%、60%、80%、100%, 在9.5~13.2 mm集料中, 耐火碎石体积掺量分别为10%、20%、30%;研究了耐火碎石掺量对SMA-13沥青混合料路用性能和阻热性能的影响规律, 提出了耐火碎石最佳掺量, 并分析了最佳掺量下热阻式SMA-13沥青混合料路用性能和阻热性能。试验结果表明: 与普通SMA-13沥青混合料相比, 将2.36~4.75 mm集料全部替换为耐火碎石时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能降低约3%, 试件温度降低约1.4℃; 4.75~9.5 mm耐火碎石掺量占该粒径普通集料60%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能降低5%~10%, 试件温度降低约5.7℃, 阻热效果明显, 耐火碎石掺量超过60%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能急剧衰减, 阻热效果不明显, 掺量为60%~80%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能降低幅度达到10%~20%, 而试件温度降低幅度不超过0.7℃; 9.5~13.2 mm耐火碎石掺量占该粒径普通集料10%~20%时, 热阻式SMA-13沥青混合料路用性能基本不变, 而阻热效果明显, 掺量达到20%时, 路用性能降低约13%, 试件温度降低约7℃, 耐火碎石掺量超过20%时, 路用性能急剧下降, 无阻热效果, 试件温度增加0.1℃; 基于热阻式SMA-13沥青混合料降温效果最佳原则, 建议2.36~4.75、4.75~9.5与9.5~13.2 mm耐火碎石掺量分别占同粒径普通集料的100%、60%和20%。      

钢渣沥青混凝土水稳定性能研究

为研究沥青混合料类型对钢渣沥青混凝土水稳定性的影响,对改性沥青SMA-13和AC-13C两种钢渣沥青混合料进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。结果表明:两种钢渣沥青混凝土的冻融劈裂强度比和残留稳定度均有较大提升。AC-13C钢渣沥青混凝土的水稳定性显著优于玄武岩集料配制的SMA-13沥青混凝土;而SUP-13钢渣沥青混凝土的水稳定性略高于玄武岩集料配制的SUP-13沥青混凝土的水稳定性能。因此,钢渣沥青混凝土较玄武岩沥青混凝土在水稳定性方面更具优势。     

基于黏弹性的橡胶改性沥青路面抗滑性能研究

为研究橡胶颗粒对沥青路面抗滑性能的影响,基于SMA-13沥青混合料,采用内掺法以橡胶颗粒等量替代相应的集料进行橡胶改性沥青混合料配合比设计,橡胶颗粒掺量R=0%、1%、3%、5%,配制得到4组沥青混合料SMA-13A、SMA-13B、SMA-13C、SMA-13D,分别制备旋转压实试件及车辙板试件,保持试件温度T=10、20、30、40、50℃。采用单轴压缩试验方法进行AMPT简单性能试验,得到动态模量E和相位角φ;利用自主研发的轮胎-路面动态摩擦系数测试系统进行抗滑性能试验,得到动态摩擦系数f。结果表明:沥青混合料的黏弹性能顺序为SMA-13DSMA-13CSMA-13BSMA-13A,说明掺橡胶颗粒后,沥青混合料的黏弹性能得到了提高,且掺量越大,黏弹性能越好;在试件温度T=10、20、30、40、50℃下,沥青混合料的动态摩擦系数f与动态模量E的相关性基本相同,说明沥青混合料试件的温度对f与E相关性的影响不大;在车辆动态荷载作用下,随着橡胶颗粒掺量R的增加,沥青混合料的动态模量E减小,动态摩擦系数f增大,而相位角φ减小,说明橡胶颗粒的掺入提高了沥青路面的黏弹性能,从而提高了沥青路面的抗滑性能。     

基于石灰岩的SMA沥青混合料配合比设计

SMA路面结构在我国的公路建设中得到大范围应用,目前,我国的SMA路面多采用少数地方才有的玄武岩等中性石料作为集料,限制了玄武岩路面的推广。采用马歇尔试件的体积设计方法对以石灰岩为骨料的普通沥青SMA-16进行了配合比试验,开展了石灰岩用于SMA混合料的研究。通过试验确定了原材料的物理指标指标,并通过马歇尔试验设计方法确定了沥青的最佳掺量。研究得出,石灰岩SMA混合料的各项试验指标均满足设计规范要求,可应用于路面工程建设中,有利于SMA技术的推广。     

SMA-13沥青混凝土高温性能相关特性研究

为深入研究SMA-13沥青混凝土高温性能相关特性,对不同纤维类型下SMA-13混合料析漏损失、飞散损失以及纤维掺量与动稳定度之间的关系进行了试验分析。结果表明:任意纤维类型下,SMA-13沥青混凝土的动稳定度均表现出随着析漏损失/飞散损失增加,动稳定度下降的现象,且与析漏损失/飞散损失呈线性相关性;随着纤维添加量的增加,SMA-13混合料的动稳定度增大,表明纤维对于提高SMA-13混合料高温稳定性具有显著作用,但增长幅度出现了下降的趋势;纤油比与动稳定度呈线性关系,木质纤维:DS=-545. 07ρ_1+1719. 1;玄武岩纤维:DS=-545. 07ρ_2+1719. 1,确定木质纤维时最佳纤油比为0. 61,玄武岩纤维时最佳纤油比为1. 0。     

不同类型超薄层沥青混合料的水稳定性研究

采用浸水车辙试验和冻融劈裂试验分别评价了Type-B(美国级配)、改良型SMA-10、OGFC-10这3种级配和SBS改性沥青、普通沥青+8%抗车辙剂和高黏弹沥青3种结合料组成的9种超薄层沥青混合料的水稳定性。试验结果表明:有5种超薄层沥青混合料,即Type-B SBS改性沥青混合料、改良型SMA-10 SBS改性沥青混合料、Type-B高黏弹沥青混合料、改良型SMA-10高黏弹沥青和OGFC-10高黏弹沥青混合料满足现有规范对水稳定性的要求,其中改良型SMA-10高黏弹沥青混合料的综合性能最优,其条件前后的车辙动稳定度不仅分别是其他8种混合料的2.0~4.5倍和2.0~4.7倍。推荐该混合料用于重要的城市主干道、高速公路或重交通道路路面的预防性养护或维修。     

玄武岩纤维增强沥青混凝土路用性能研究

为探究玄武岩纤维增强沥青混凝土的路用性能,将适当用量的木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、木质素纤维与玄武岩纤维的混合纤维分别掺入AC-13和SMA-13两种级配中设计成7种沥青混合料.通过试验比较了7种沥青混合料的路用性能.研究表明：玄武岩纤维能明显地提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及力学性能,其增强效果优于聚酯纤维和木质素纤维.