环保型路用融雪剂制备及其功效研究

针对现有传统除雪技术的滞后性和低效性等问题,笔者研发了一种环保型融雪剂(ZRX),增强沥青路面在冬季降雪期间的融雪化冰性能,选取工业废渣钢渣、氯化钠、偶联剂溶液、疏水剂制备不同组分比例构成的融雪剂,通过马歇尔试验,确定了融雪剂添加到沥青混合料配合比,并采用电子盐度仪测试融雪沥青混合料的盐分长期析出性能,最后通过不同强度的降雪检验融雪沥青混合料的融雪性能。研究结果表明:自研ZRX代替了级配中全部0.075～0.15 mm集料后经马歇尔试验发现,融雪沥青混合料的稳定度降低,流值偏大,但依然能够满足规范要求; ZRX在混合料中前48 h的盐分析出速率最快,且在加速试验中能持续析出;在持续大雪条件下ZRX试件的融雪性能有待提升,但在中雪条件下融雪效果明显,建议融雪沥青混合料使用环境为小雪到中雪。     

聚酯纤维温拌再生沥青混合料性能及压实温度研究

为了解决低温地区实体工程中RAP高掺量下路用性能和现场压实温度的问题,针对RAP不同掺量(0%、30%和50%)下温拌再生沥青混合料,通过车辙试验、弯曲试验和冻融劈裂试验及试验掺量的对比,研究聚酯纤维对温拌再生沥青混合料路用性能的影响;通过Superpave试验方法和变温压实试验,以4.0%空隙率为控制指标,研究聚酯纤维对两种RAP掺量(0%、30%)下温拌沥青混合料最佳压实温度的影响。研究结果表明:与不添加纤维相比,聚酯纤维的添加显著改善温拌再生沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,且均满足规范要求;在RAP掺量为0%和30%时,聚酯纤维使温拌沥青混合料最佳压实温度分别提高了9℃和10℃,即聚酯纤维对温拌沥青混合料最佳压实温度影响显著。     

硫磺改性沥青混合料路用性能研究

为充分掌握硫磺改性沥青混合料的路用性能,合理确定硫磺改性剂的掺量,通过室内马歇尔试验方法,进行了动稳定度试验、低温弯曲试验、水稳定性试验和疲劳性能试验,研究了不同硫磺改性剂掺量对沥青混合料高温性能、低温性能、水稳定性和劈裂疲劳性能的影响。研究表明,硫磺改性剂可以提高沥青混合料的高温性能和疲劳寿命,但是对沥青混合料低温性能和水稳定性有不同程度的影响。硫磺改性剂掺量控制在20%~30%,硫磺改性沥青混合料的各项性能达到最佳。     

生物改性沥青及其混合料性能研究

为研究生物沥青掺量对生物改性沥青及其混合料性能的影响,对不同掺量的生物改性沥青结合料的高温性能进行试验,并对混合料的高温、低温、水稳定性和疲劳性能进行测试。试验结果表明,随着生物沥青掺量的增加,生物改性沥青的软化点和粘度逐渐降低,高温性能变差。当生物沥青的掺量大于15%时,生物改性沥青软化点不能满足规范要求。随着生物沥青掺量的增加,生物改性沥青混合料的高温抗车辙性能不断减弱,低温抗裂性能和水稳定性能逐渐增强,疲劳性能逐渐降低。综合考虑生物改性沥青结合料的高温性能和混合料的路用性能,建议生物沥青的掺量上限为15%。     

经济型低胶粉掺量橡胶沥青混合料路用性能研究

为了评价低胶粉掺量橡胶沥青对连续密级配混合料性能的影响,采用储存稳定性试验、车辙试验、低温弯曲试验、水稳定性试验和疲劳试验,分别对采用基质沥青、外掺7%和18%胶粉的橡胶沥青混合料工程特性进行了评价。结果表明:外掺7%胶粉制成的橡胶沥青混合料相比于18%胶粉掺量橡胶沥青混合料高温性能、低温性能和疲劳性能均有一定程度衰减,但比普通沥青混合料仍有明显提高;低胶粉掺量沥青混合料试件浸水残留稳定度高于普通沥青混合料和常规胶粉掺量沥青混合料,而冻融劈裂比略低于普通沥青混合料,但高于常规胶粉掺量沥青混合料试样;同时,低胶粉掺量橡胶沥青储存稳定性优于常规胶粉掺量橡胶沥青,且沥青用量降低,具有良好的技术经济性。     

厂拌热再生沥青混合料低温抗裂与水稳定性研究

基于室内试验测定了回收沥青面层材料中旧沥青、旧集料,新加沥青、新加集料及再生剂的各项性能指标;通过马歇尔试验确定了不同类型再生沥青混合料(AC-16C和AC-13)的最佳沥青用量。通过低温小梁弯曲试验和冻融劈裂试验,分析了不同旧料掺配比例、不同旧料类型、是否添加再生剂及二次老化前后混合料的低温抗裂性与水稳定性。结果表明:再生沥青混合料随旧料掺配比例的增加低温性能逐渐变差;短期水损害对其稳定性影响不大,但抵抗长期水损破坏的能力却大幅下降;旧料类型对再生沥青混合料性能的影响关联不大;添加7%~9%掺量的再生剂对其低温抗裂与水稳定性能的改善效果优于10%掺配比的再生混合料,基本接近新拌沥青混合料;二次老化后再生沥青混合料低温抗裂性能下降较快,虽仍可抵御短期水损害,但对其长期水稳定性影响较大,建议添加一定比例的再生剂。AC-13型再生沥青混合料抵抗低温开裂与水损破坏的能力相比于AC-16C型级配更强,更适合做上面层。     

公路用融雪剂对沥青混凝土性能的影响研究

以辽宁省高速公路冬季使用的公路用融雪剂融雪化冰实践为依托,以辽宁现行沥青路面上面层采用的SMA-13L为研究对象,通过开展使用融雪剂环境下,沥青混合料SMA-13L的水稳定性、低温性能、路面抗滑性能研究测试,来评价融雪剂对沥青混凝土的路用性能影响。     

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%。     

高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响研究

为了研究高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响,通过试验,研究了高模量剂掺量对沥青混合料短期老化和长期老化后水稳定性和低温抗裂性能的影响,并与未经老化的沥青混合料作对比。试验结果表明,高模量剂的加入能大幅改善沥青混合料经短期老化和长期老化后的水稳定性和低温抗裂性,且在一定范围内增大高模量剂掺量能显著提高沥青混合料的抗老化性能,而超过一定值后再增加高模量剂掺量反而会使沥青混合料的抗老化性能降低,综合考虑高模量剂掺量不宜大于0.6%。     

Evotherm温拌再生沥青混合料路用性能研究

通过沥青混合料车辙试验、冻融劈裂试验、小梁弯曲试验,对Evotherm温拌沥青混合料及热拌沥青混合料的高温性能、水稳定性能、低温性能进行了试验研究。试验结果表明:Evotherm温拌剂对沥青混合料的高温性能、水稳定性有一定的影响,对其低温性能的影响不显著;掺加旧沥青混合料,有利于提高Evotherm温拌沥青混合料高温稳定性能,而其低温弯曲性能则有显著降低;温拌再生沥青混合料的水稳定性能随着旧沥青混合料掺量增加呈现先增加后减小的趋势。     

抗车辙剂掺量对AC-13沥青混合料路用性能影响

为研究博特抗车辙剂对沥青混合料路用性能影响情况,基于SK90#、SBS改性沥青混合料,利用国产车辙、小梁弯曲、浸水马歇尔试验研究不同掺量抗车辙剂下AC-13型沥青混合料的高温、低温、水稳性能变化情况,最终确定了抗车辙剂的最佳比例。试验结果表明:抗车辙剂添加可提高沥青混合料的路用性能,随着车辙剂掺量的增加,混合料的高温性能及水稳定性不断加强,而低温性能则逐渐平缓且有降低的趋势。综合性能及成本考虑,建议抗车辙剂的最佳掺量为0.4%。     

聚酯纤维及沥青对高RAP掺量沥青混合料路用性能的研究

通过车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验,深入研究了聚酯纤维掺量和沥青用量分别对高RAP掺量沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性的影响。研究结果表明:相对纤维本身的作用而言,沥青混合料的高温稳定性更多地是通过沥青膜厚度及自由沥青的多少来产生影响;纤维和沥青的合理比例是影响沥青混合料低温及水稳定性能的最关键因素。相对而言,纤维自身的强度对沥青混合料低温及水稳定性能的影响非常有限,沥青含量超过最佳油石比时,沥青含量和沥青膜厚度的增加,不但不一定会提高沥青混合料的低温及水稳定性能,还有可能造成负面影响。     

抗车辙剂作用下沥青混合料的路用性能指标

通过室内试验研究了抗车辙剂对沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能的影响.试验结果表明,加入抗车辙剂能明显地改善沥青混合料的路用性能.但抗车辙剂掺量并不是越大越好,虽然掺量越大高温稳定性越好,但当掺量太大时会降低混合料的低温抗裂性和水稳定性.综合来看抗车辙剂的最佳掺量为0.7％.     

掺水泥改性生物沥青及混合料性能研究

为降低沥青混合料中石油沥青的使用量,研究提出沥青中掺加生物油制备生物沥青,并对生物沥青进行改性,通过沥青三大指标试验、DSR试验、BBR试验,确定生物沥青的最优掺量;分析不同水泥用量下生物沥青混合料的路用性能。结果表明:当生物沥青掺量为16%(质量分数)时,改性生物沥青使用性能最优;生物沥青混合料的高温抗车辙性能、水稳定性能随着水泥掺量的增加明显提高,低温抗裂性能无显著影响;综合分析水泥掺量对沥青混合料整体路用性能的影响,建议水泥掺量为3%～4%。     

PR.PLASTS的适用性研究

通过试验对不同类型沥青混合料添加多个PR.PLASTS掺量后的性能改善幅度进行了对比研究,分析了PR.PLASTS改善沥青混合料水稳定性、高温性能和低温性能的作用机理。结果表明,与PR.PLASTS最为匹配的混合料类型是骨架密实结构。随着PR.PLASTS掺量的增加,三种类型沥青混合料的动稳定度都有显著提高,但掺量为0.3%时提高幅度较0.2%和0.4%时小。当对高温稳定性增幅要求不大时可选掺量0.2%,当对高温稳定性增幅要求较大时可选掺量0.4%。     

陶粒沥青混合料的试验及应用研究

在SAC-10沥青混合料中掺入一定量的陶粒,通过室内试验对其相关性能进行了检测,结果表明:陶粒沥青混合料在陶粒掺量增加的情况下,动稳定度出现降低,永久变形增加,当陶粒掺量小于40%时,试件的高温稳定性满足规范标准;当陶粒的掺入量不大于40%时,陶粒沥青混合料的水稳定性能较好;陶粒的掺入对沥青混合料的低温抗裂性能影响不大,当陶粒掺量低于60%时,混合料的低温抗裂性能有一定提升。工程应用实例表明:沥青路面在采用陶粒沥青混合料作为上面层后,在通车4年内,未出现车辙、裂缝等路面病害,路面平整度较高,应用效果优异。     

沥青混合料抗车辙剂最佳掺量研究

为了确定沥青混合料抗车辙剂的掺量,室内成型0.2%~0.8%不同掺量抗车辙剂的沥青混合料试件,并与未掺加抗车辙剂的沥青混合料对比高温性能、低温性能和水稳定性,试验结果表明:以路用性能为评价指标,沥青混合料抗车辙剂的最佳掺量为0.4%;在最佳掺量下,掺入抗车辙剂的沥青混合料的稳定度提高40%,动稳定度提高110%,弯拉强度提高30%,弯拉应变提高15%,水稳定性提高了6%,劈裂强度提高了27%。     

基于正交试验的乳化沥青冷再生混合料配合比优化设计

为了优化乳化沥青冷再生混合料配合比,采用正交试验方法,通过极差和方差分析,探讨了乳化沥青用量、水泥用量和RAP掺量对冷再生混合料路用性能的影响规律;同时,基于综合评分法推荐乳化沥青冷再生混合料最佳配合比。结果表明,乳化沥青用量是影响冷再生混合料高温性能的主要因素,水泥和乳化沥青用量对混合料低温性能影响较为显著,而RAP掺量对混合料水稳定性影响较大;综合评价正交试验结果,推荐乳化沥青冷再生混合料最佳配比为3.5%乳化沥青用量、3%水泥用量、70%RAP掺量。     

高模量沥青混合料路用性能研究

以克拉玛依90#石油沥青为基质沥青,对掺量为0.3%、0.6%和0.9%的DUROFLEX高模量沥青改性剂和4%SBS的改性沥青混合料路用性能进行对比试验。结果表明,掺加DUROFLEX改性剂的高模量沥青混合料可以明显改善沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,而对低温抗裂性和抗疲劳性的影响不大。从性能方面考虑,建议DUROFLEX高模量沥青改性剂的最佳掺配量为0.6%。     

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。