小粒径开级配超薄罩面路用性能研究

为研究公称最大粒径为4.75mm、铺装厚度最小为1.0cm 的小粒径开级配超薄罩面的路用性能,按2.36mm通过率、间隔约5%设计了6组级配,统一按油石比范围5.5%~7.5%、油石比间隔0.5% 研究了混合料的组成设计,并对设计级配的6组混合料开展了常规路用性能试验,探究了胶结料用量、类型、纤维、细集料类型、成型温度等因素对混合料耐久性能的影响。结果表明:6种级配的小粒径开级配超薄罩面高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗飞散性等路用性能均满足规范要求,在不同性能方面各有优劣,设计时应根据现场环境要求合理确定级配类型;沥青用量的增加能够有效提高混合料耐久性能;SBS改性类沥青不适用于小粒径开级配沥青混合料,黏度更大的沥青能够有效保证混合料耐久性;纤维的使用有利于降低飞散损失和浸水飞散损失,对黏度较小的沥青,改善效果更明显;采用石灰岩细集料,相比玄武岩细集料能够有效减少飞散损失和浸水飞散损失;随着成型温度下降,试件的飞散损失和浸水飞散损失均增大,施工控制时,应尽可能在温度较高时摊铺并完成碾压。     

排水沥青混合料水损害机理及水稳定性能评价研究

排水沥青路面常用于潮湿多雨地区,有利于迅速排水、保障交通安全.分析了排水沥青混合料的水损害机理,以PAC-16排水沥青混合料为例,确定了最佳沥青用量、级配参数等,并验证了试件性能.通过浸水飞散试验、冻融劈裂试验,分析了不同纤维增强剂和无机料抗剥落剂对排水沥青混合料水稳定性的影响.     

排水式树脂沥青混合料OGFC-13的改性试验

选择目前市场常用浅色树脂胶结料,采用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(styrene butadiene styrene block polymer,SBS)改性剂提高树脂胶结料的技术性能,并在此基础上,通过专用高黏改性剂A与SBS复合改性的方法,使树脂透水沥青混合料开级配抗滑磨耗层(open graded friction course,OGFC)-13的路用性能得到明显改善。结果表明:当SBS与树脂沥青的质量比为0.13时,可满足改性树脂沥青的技术要求,但难以满足OGFC-13高温稳定性要求;高黏改性剂A与SBS树脂沥青的质量比为0.09时,复合改性SBS树脂沥青混合料OGFC-13的路用性能指标均满足要求,且抗飞散、抗车辙、抗水损害能力得到显著提高。     

开级配透水沥青混合料设计方法研究

开级配透水沥青混合料(OGFC—13)以其具有排水、抗滑、降噪等特点在世界上得到广泛应用,而在我国南方地区湿热多雨,水损坏成为沥青路面破坏的主要形式,开级配透水沥青混合料能有效解决这一问题。通过结合新规范,进行相关技术参数实验,确定符合研究要求的OGFC—13混合料矿料级配范围,根据经验公式估算沥青用量,进而确定6组沥青用量值;根据确定的矿料级配、设计空隙率和不同沥青用量进行实验,确定初始最佳沥青用量范围,并对各配比混合料进行车辙试验,对最佳沥青用量作出最终选择。     

一种保水性路面路用性能的研究

研究了保水性路面混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等路用性能,并与OGFC混合料进行了对比分析,同时对保水性混合料路面的保水性能及降温性能进行研究。结果表明:保水性路面混合料的动稳定度比OGFC混合料至少高4000次·mm~(-1),其残留稳定度和冻融劈裂强度比均比OGFC混合料大,且其在-10℃时的低温弯拉应变较大、劲度模量较小,拥有较好的高温稳定性、水稳定性以及低温抗裂性能;保水性路面具有较强的保水功能,浸水24h的保水量为2. 8kg/m~3;保水性路面具有较好的降温效果,比OGFC路面降温10℃左右。     

玻璃纤维改善沥青混合料路用性能的研究

利用室内试验研究了玻璃纤维改性沥青混合料的高温抗车辙能力、低温性能和水稳定性,试验结果表明:与基质沥青相比,掺入一定量的玻璃纤维的沥青混合料的高温稳定性有很大改善,同时低温抗裂性和水稳定性在一定程度上也有明显改善;但玻璃纤维用量超过0. 2%后,其各方面性能就会降低;经过试验建议玻璃纤维的最佳用量为0. 2%。     

沥青稳定碎石排水基层混合料设计

结合某高速公路排水基层试验路,对沥青稳定碎石排水基层混合料设计进行了试验研究。采用谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验确定沥青碎石最初沥青用量范围,并进行水稳定性试验、APA车辙试验和高温性能试验的检验,最终确定沥青稳定碎石排水基层的最佳沥青用量。     

高性能半柔性路面材料设计及性能研究

采用体积法对基体沥青混合料进行配合比设计,通过肯塔堡飞散试验和谢伦堡沥青析漏试验确定最佳沥青用量,并对水泥胶浆进行配合比设计,最后结合高温稳定性、水稳定性能、低温性能以及耐油蚀性能等试验对半柔性路面材料的路用性能进行评价。研究结果表明半柔性路面具有较好的高低温稳定性、水稳定性和耐油蚀性能。     

沥青混合料油蚀评价方法研究

试验容器、油品用量、油蚀方式及油蚀时长是影响沥青混合料油蚀试验合理性和准确性的4大因素。通过设计试验容器统一试验容器、油品用量、油蚀方式3大因素,根据油蚀试验规律确定24 h为油蚀时长较为合理,对比分析柴油和机油于常温(20℃)、高温(60℃)下沥青混合料的飞散质量损失和油蚀飞散损失结果。结果表明:油蚀飞散损失能更为准确的评价油蚀效应,改进的沥青混合料油蚀试验方法能够更为合理、准确地评价油蚀现象。     

车辙王抗车辙剂改性沥青混合料路用性能分析

为提高沥青路面的抗车辙能力,对掺车辙王抗车辙剂的AC-20C沥青混合料进行了研究。通过室内车辙试验、低温弯曲试验及浸水马歇尔试验研究了五种掺量(分别占混凝料质量的0%,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)抗车辙剂对改性AC-20C沥青混合料的高温性能、低温性能及水稳定性的影响规律,分析了其作用机理,确定了最佳车辙剂掺量。结果发现:随车辙剂掺量的增加,混合料的高温性能显著提高,当掺量为0.3%时,混合料的动稳定度即可达到基质混合料的1.5倍;沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比均随车辙剂掺量的增加呈先增加后减小的趋势,并在0.3%掺量时达到最佳低温性能和水稳定性能状态;综合高、低温性能试验和水稳定性试验推荐车辙王抗车辙剂用于AC-20C沥青混合料抗车辙设计时最佳掺量为0.3%。     

SEAM改性沥青及其混合料路用性能研究

通过对SEAM改性沥青及其混合料进行一系列室内试验研究,包括不同掺量的SEAM改性沥青的技术性能试验及不同SEAM与沥青比例条件下的混合料车辙试验、低温和常温劈裂试验、冻融劈裂试验以及磨耗飞散试验,得出的试验结果表明：在超过一定掺量条件下,SEAM能改善沥青及混合料的高温性能,但对其低温性能和水稳定性改变不明显,说明SEAM沥青混合料的抗车辙能力强,是高温稳定性好的沥青路面材料。     

纤维沥青混合料试验性能研究

在AC、SMA、OGFC 3种级配形式的沥青混合料中分别掺加国产聚酯纤维、聚丙烯腈纤维和木质素纤维,测定纤维沥青混合料的路用性能,包括混合料马歇尔稳定度、高温稳定性、低温抗裂性、水稳性、渗水性和抗滑性能,分析了纤维增强沥青混合料强度形成机理.与无纤维沥青混合料试验结果进行对比,3种纤维沥青混合料的路用性能都有不同程度的提高,聚酯纤维与聚丙烯腈纤维的综合改善性能优于木质素纤维.通过车辙试验,确定了聚酯纤维满足不同交通量下的设计用量.技术经济分析表明,纤维沥青混合料经济效益明显,具有良好的应用前景.     

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。     

纤维沥青混合料试验性能研究

在AC、SMA、OGFC 3种级配形式的沥青混合料中分别掺加国产聚酯纤维、聚丙烯腈纤维和木质素纤维,测定纤维沥青混合料的路用性能,包括混合料马歇尔稳定度、高温稳定性、低温抗裂性、水稳性、渗水性和抗滑性能,分析了纤维增强沥青混合料强度形成机理.与无纤维沥青混合料试验结果进行对比,3种纤维沥青混合料的路用性能都有不同程度的提高,聚酯纤维与聚丙烯腈纤维的综合改善性能优于木质素纤维.通过车辙试验,确定了聚酯纤维满足不同交通量下的设计用量.技术经济分析表明,纤维沥青混合料经济效益明显,具有良好的应用前景.     

老化对排水性沥青混合料抗飞散性能的影响

排水性沥青混合料由于具有大的连通孔隙,容易产生剥落和水损害,且由于阳光和空气易于进入结构层内部,加速了沥青的老化,会引起耐久性问题.主要研究排水性沥青混合料的级配和老化程度对其抗飞散性能的影响.选择3种级配的混合料,通过谢伦堡析漏试验和肯塔堡飞散试验,确定各自的最佳沥青用量.然后,将新拌混合料放入135℃烘箱中,按不同时间(0,2,4,6,8h)加热,以获得具有不同老化程度的沥青混合料.将老化后成型的马歇尔试件进行肯塔堡飞散试验,以试件的质量损失率来表征混合料的抗飞散性.试验结果表明:采用高粘沥青的3种级配的混合料具有较好的抗飞散性,集料中9.5mm的通过率对抗飞散性具有较大的影响.     

厂拌热再生沥青混合料的最佳RAP掺量研究

将回收沥青路面材料(RAP)进行分为两档,并分别检测各档中沥青含量与矿料级配,通过马歇尔试验确定了厂拌热再生沥青混合料AC-13与AC-20在RAP掺量为10%,20%,30%,40%,50%条件下的最佳沥青用量及配合比。在最佳沥青用量的条件下,分析RAP掺量变化对再生沥青混合料高温性能、低温性能和水稳定性能进行研究,最后通过修筑试验路对厂拌热再生沥青混合料的路用性能进行验证。结果表明:再生沥青混合料的低温性能和水稳定性能随着RAP掺量的增加呈现先提高后下降的趋势,在30%RAP掺量时达到峰值;高温性能随着RAP掺量的增加而提高,综合各项性能推荐采用30%作为RAP掺量。     

大孔隙排水沥青混合料下面层路用性能试验分析

在OGFC基础上,提出一种设置在下面层的大孔隙排水沥青混合料的级配,并对其进行路用性能(高温稳定性、疲劳性能、水稳性)试验,通过对比发现此级配混合料的高温稳定性与疲劳性能均优于ATPB-25,且掺入2%的消石灰后水稳性良好,这可为排水类沥青混合料的设计和施工提供参考.     

厂拌热再生沥青混合料水稳定性能研究

采用浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和肯塔堡浸水飞散试验3种试验方法,同时结合沥青黏韧性试验共同研究评价了AC-25和AC-20厂拌热再生沥青混合料的水稳定性能。试验结果表明:RAP掺量为30%时热再生沥青混合料具有最优异的水稳定性能;浸水飞散损失与混合沥青黏结性有良好关系。提出了沥青黏结性概念,并提出用肯塔堡浸水飞散试验评价水稳定性。     

SBS-PU复合改性沥青及其混合料路用性能研究

基于复合改性技术制备了具有高黏高弹特性的SBS-PU复合改性沥青,通过沥青的常规性能试验、SHRP评价体系多应力蠕变恢复(MSCR)试验、弯曲梁流变(BBR)试验评价了其技术性能。在此基础上,以SBS-PU复合改性沥青为胶结料制备SMA-13沥青混合料,通过车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、汉堡车辙试验(HWTD)及间接拉伸疲劳试验测试其高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳性能及抗疲劳性能,同时与市场上常见的TPS、SINOTPS、SBS及聚氨酯(PU)改性沥青混合料的技术性能进行对比。结果表明:采用复合改性技术制备的SBS-PU复合改性沥青满足高黏高弹沥青指标要求,具有较好的高低温性能及储存稳定性; 60℃黏度与弹性恢复分别达到了34 217 Pa·s和97%,分别为PU改性沥青的2倍和3倍; SBS-PU复合改性沥青的60℃黏度值高于TPS改性沥青,低于SINOTPS改性沥青,储存稳定性高于SBS、TPS、SINOTPS改性沥青,相对PU改性沥青具有优异的高黏高弹特性; SBS-PU复合改性沥青混合料的高温、低温及抗疲劳性能高于TPS改性沥青混合料,低于SINOTPS改性沥青混合料,总体上具有较好的高低温性能和抗疲劳性能,在水热耦合作用下的抗水损害能力略低于TPS改性沥青混合料,但仍满足相关技术标准。     

沥青搅拌站回收碱性废粉对沥青混合料水稳定性影响研究

采用沥青搅拌站回收的碱性废粉掺入沥青混合料,代替部分矿粉,会降低沥青与集料的黏附性,不利于沥青混合料的水稳定性。为了利用碱性废粉且不降低沥青混合料的水稳定性,试验研究在沥青混合料中分别加入一定比例的水泥、消石灰、PA-1型沥青抗剥落剂,通过浸水马歇尔稳定度试验、飞散试验、冻融劈裂试验,对比水泥、消石灰、PA-1型沥青抗剥落剂对沥青混合料水稳定性的影响规律。试验结果表明:水泥、消石灰、PA-1型沥青抗剥落剂加入有碱性回收废粉的沥青混合料,可以提高沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度比、减小飞散损失,可有效改善有碱性回收废粉的沥青混合料的水稳定性。相同含量的消石灰比水泥对于沥青混合料的水稳定的提高更有效。相比于水泥、消石灰,加有PA-1型抗剥落剂的沥青混合料的浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比是最大的,且飞散损失最小,表明PA-1型抗剥落剂对于掺有回收废粉的沥青混合料的水稳定性改善效果最佳。