沥青路面的再生机理与再生剂研究

沥青路面再生的关键技术是对老化沥青的再生。从沥青的微观化学结构入手,分析了胶体结构理论中各组成成分对沥青性能的影响,并剖析了沥青的老化机理,从而提出了再生剂性能的技术要求,在分析了再生剂应有的组成成分的基础上试配了RT-A型再生剂并对其性能进行了试验研究,发现其再生效果显著。     

沥青混合料的抗水害性能研究

沥青混合料抗水损害作用机理的主要是粘附理论,粘附是指材料彼此之间互相粘结时的物理作用。影响沥青与集料之间粘聚力的因素包括沥青与集料表面的界面张力、材料的化学组成、沥青的粘性、集料的表     

旧沥青老化程度对水稳再生混合料性能影响的试验分析

为研究旧沥青面层材料老化程度对水泥稳定再生混合料性能的影响,采用三种不同老化程度的沥青面层铣刨料分别与水稳基层铣刨料进行级配合成,通过力学性能试验进行分析,并采用扫描电子显微镜对沥青与水稳集料的结合界面进行观察。试验结果及分析表明:旧沥青混凝土老化程度越高,与水泥集料的结合性越好,水泥稳定再生混合料的强度越高,干缩性能越差,旧沥青混凝土老化程度越低时,再生混合料具有较好的抗干燥收缩能力。因此,旧沥青路面选择养护维修方案时,应充分考虑原路面的沥青老化程度,中度以上老化的沥青路面更适宜采用水泥稳定全深式路面再生基层施工方案。     

沥青混合料的抗水害性能研究

沥青混合料抗水损害作用机理的主要是粘附理论，粘附是指材料彼此之间互相粘结时的物理作用。影响沥青与集料之间粘聚力的因素包括沥青与集料表面的界面张力、材料的化学组成、沥青的粘性、集料的表面构造、空隙率、清洁度以及集料表面的干湿程度。     

温拌再生沥青胶结料二次老化性能

为研究温拌再生沥青胶结料的二次老化性能,以2种常用温拌剂为基础,考虑再生剂与不同改性剂复杂耦合作用,提出3种不同的再生方案;基于动态剪切流变试验,分析3种不同温拌再生方案下的沥青胶结料在二次老化前后、不同二次老化程度下的黏弹性能、抗车辙性能及抗疲劳性能的变化规律,通过傅里叶红外光谱试验和环境扫描电镜试验分析了不同温拌再生方案下沥青胶结料表面化学官能团及其微观结构的变化规律。研究结果表明:Sasobit温拌剂较大程度提高了再生沥青胶结料在二次老化后的弹性特征及抗车辙性能,但其疲劳寿命在5%应变水平及二次老化作用下小于10 000次;Evotherm 3G与SBR胶乳及胶粉的结合在一定程度提升了再生沥青胶结料在二次老化后的高温性能,且保留了原有的低温性能,其与SBR胶乳的结合呈现出最佳的黏弹性能,而其与胶粉的结合呈现的不可恢复蠕变柔量在二次老化后仍小于0.05,展现出极佳的抗车辙性能;微观化学物理特性分析结果揭示了不同再生方案下的二次老化机理,其化学官能团及微观结构表征的变化规律与动态流变剪切特性的变化规律呈现出较好的相关性。      

基于分子动力学的ME改性沥青黏聚、黏附特性研究

我国南方地区夏天高温多雨,沥青路面易受到降雨、高温耦合作用,沥青黏聚、黏附性能削弱,路面水损加剧,针对此问题,采用分子动力学模拟并结合宏观拉拔试验,深入分析沥青内部黏聚和沥青-集料界面黏附作用机理,及水温耦合作用对沥青内部黏聚和沥青-集料界面黏附性能的影响。结果表明：基质沥青黏聚性能受水温耦合作用影响较小,受温度影响较大;基质沥青-集料黏附性能经水温耦合作用下降37%,受温度影响较小;当加入ME改性剂后,相较于基质沥青,ME改性沥青黏聚性能提升近5倍,与集料黏附性能提升103.9%,且ME改性沥青黏聚、黏附特性基本不受温度、水和水温耦合作用影响,可保持极高稳定性。     

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。     

基于Burgers模型的再生沥青流变特性分析

利用阿布森法从废旧混合料中抽提原老化沥青(记作O),掺入再生剂后制备了再生沥青(记作A),对A沥青进行旋转薄膜烘箱老化试验获得了再生短期老化沥青(记作RA)。对O、A、RA三种沥青进行了三大指标试验及小梁弯曲流变试验(BBR),并基于Burgers模型对再生沥青的流变特性进行了分析。结果显示:Burgers模型能够准确地拟合沥青小梁蠕变的整个过程,拟合的参数能够表征再生沥青的黏弹特性;再生剂补充了原老化沥青缺失的轻油成分,提高其蠕变速率,使得再生沥青在低温时拥有更优秀的变形能力,应力松弛能力增强,低温抗裂性提高。     

再生沥青老化动力学研究

利用动力学模型,分析研究再生沥青的抗老化性能。结合沈阳至铁岭路面维修工程,选取代表性的旧料抽提出旧沥青,分析了技术指标,经适合的再生剂再生后,以老化过程中正戊烷沥青质含量的变化为参数建立了再生沥青的老化动力学模型。得出的计算值与试验值基本吻合,说明采用沥青质含量的变化可以较好地表征其动力学过程,求得正确的动力学参数。沈铁再生沥青老化属于一级动力学反应。与辽河AH-90#沥青横向对比,证明了再生沥青抗老化性能的可靠性。     

基于分子动力学的相变沥青物理力学性能研究

相变材料可以显著提升沥青的调温能力,减少路面温度病害.为从分子层面研究相变材料对沥青力学性能及调温能力的影响,通过分子动力学模拟技术对沥青四组分(饱和分、芳香分、胶质、沥青质)建模,使用四组分平均分子结构模型构建了沥青分子结构模型并验证了其可靠性;进一步构建了沥青与相变材料共混体系模型,并对共混体系与沥青体系的力学性能...     

NTO型沥青燃烧炉检测精度的试验分析

结合吉林省长松高速公路施工检测的具体实践,分别进行消石灰单质、空白集料以及自拌ATB-25沥青混合料燃烧试验对燃烧法进行标定,得出了添加消石灰混合料和SMA混合料油石比的修正值,提高了沥青混凝土施工检测的精度,对今后利用燃烧法进行沥青混合料油石比检测结果的标定具有借鉴意义。     

离心抽提法测定SMA油石比的偏差分析

通过对SMA改性沥青混合料抽提试验结果的分析发现,抽提后人工挑出的纤维包裹了部分细矿料,从而引起油石比和纤维质量的偏差;对此偏差进行了试验分析并提出改进方案;同时对SMA改性沥青混合料油石比计算做出了修正。     

多年冻土地区沥青混合料劈裂抗拉性能分析

根据青藏地区年平均气温低、温差大等气候特点,采用室内劈裂抗拉试验,研究温度、油石比对沥青混合料劈裂抗拉性能的影响及其作用规律。研究结果表明,较低温度时,劈裂强度、劲度模量随油石比的增大而减小,拉伸应变随油石比的增加而增大;低温度时,劈裂强度、劲度模量随油石比的增大而增大,拉伸应变随油石比的增加而减小。运用二元方差分析温度和油石比对劈裂抗拉性能的影响程度,结果显示,温度对劈裂抗拉性能的影响显著,油石比对劈裂强度影响较大。     

水泥路面沥青混凝土功能层累积变形试验研究

采用自主研制的沥青混凝土功能层累积变形试验箱,测试3种级配、油石比下9组沥青混凝土在重复荷载作用下的永久变形,并分析级配和油石比对累积变形的影响。结果表明:随油石比的增加,沥青混凝土功能层的累积变形稳定值不断增大,同时,达到稳定所需的加载周期也不断增长。随集料公称最大粒径的增加,混凝土功能层累积变形对油石比的敏感性急剧上升。确定功能层沥青混合料最佳油石比时,若粒径较大,则平行油石比的变化量可相对减小。     

谈沥青混和料油石比的选择与控制

阐述了沥青混合料最佳油石比的选择方法、施工控制要点、影响因素及施工中的注意问题。     

CAM沥青混合料路用性能分析

本文在参考国内外研究的基础上,以灰绿岩为骨料,采用高模量改性沥青为原料,分别设计了CAM、AC-13（1）、AC-13（2）和SMAI共4种改性沥青混合料。通过对上述沥青混合料在各自最佳油石比下的高温稳定性、低温抗裂性能及水稳定性进行了相关规范规定的试验,试验结果对比分析表明CAM沥青混合料路用性能良好。本文研究的试验数据可为CAM的推广应用提供基本参数。     

浅议沥青与集料的粘附性

结合力学理论、化学反应理论、分子定向理论、静电理论,分析了沥青与集料的粘附机理,探讨了沥青、集料、水及荷载等因素对沥青与集料之间粘附性的影响,最后比较了水煮法、水浸法、光电比色法、净吸附法等粘附性试验方法的优劣,就我国目前状况,仍推荐使用水煮法或水浸法。     

钢渣沥青混合料应用现状

总结了钢渣的物理性质、化学成分及矿物相组成; 分析了影响钢渣体积安定性的因素及其改善措施; 探讨了钢渣沥青混合料的配合比设计方法; 分析了钢渣沥青混合料的路用性能(高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳性、体积安定性、抗滑性)及其功能特性(导电性与微波加热); 研究了钢渣沥青混合料的生态、社会及经济效益; 介绍了国内外的工程应用。研究结果表明: 钢渣可用于沥青混合料, 且应为陈化半年以上的转炉钢渣或电炉钢渣; 钢渣的物理力学性能优良, 而化学成分及矿物相组成受炼钢工艺影响有所区别; 钢渣体积安定性的不足可通过预处理或陈化处理得到较好的改善; 钢渣沥青混合料的配合比设计要点包括钢渣替代传统集料的方式和比例、沥青混合料级配修正、有效相对密度测定以及最佳油石比的确定; 钢渣沥青混合料的路用性能及功能特性优于天然集料沥青混合料, 具有较好的环境影响性且综合经济效益更高; 关于钢渣沥青混合料路用性能的研究较多, 而作用机理方面相对缺乏, 关键性的限制因素如密度较高、体积安定性不良、混合料沥青用量增加等仍未得到根本性解决; 未来应重点研究钢渣沥青路面的长期性能及质量控制体系, 并开展全寿命周期研究, 以加快钢渣沥青路面的应用与推广。      

沥青微观结构组成研究进展

为了进一步促进沥青微观组成结构的发展, 综述了国内外沥青化学组成、微观结构理论、数值模拟与试验研究方法; 介绍了沥青四组分物理化学性能, 蜡与杂原子对沥青微观结构的影响; 综合沥青胶体理论与改进的Yen模型对沥青微观结构进行了研究; 分析了沥青微观组成结构研究中常用的分子动力学与相场法; 总结了凝胶渗透色谱、红外光谱、小角散射技术、显微技术等方法在沥青微观结构的研究进展。研究结果表明: 沥青应被视为一个化学连续体, 沥青中各类分子的摩尔质量、氢碳比、极性等, 按饱和分、芳香分、胶质、沥青质的顺序递变, 主碳链大于C40的蜡可以视为沥青质组分, 沥青中的氧、氮、硫杂原子以特征官能团的形式存在于沥青质、胶质、芳香分等极性较强的组分中, 是沥青分子结构组成的关键参数之一, 也与沥青-集料的黏附性能密切相关; 沥青的胶体状态是沥青黏弹行为的微观结构基础, 改进的Yen模型可以对沥青胶体理论进一步解释, 即沥青质浓度低于纳米聚集体的临界浓度时, 沥青表现为溶胶结构, 当沥青质浓度逐渐高于纳米聚集体的临界浓度时, 沥青中出现团簇与絮凝, 沥青微观结构由溶胶结构向凝胶结构转变; 沥青微观结构中广泛采用的模拟方法包含分子动力学与相场法, 但2个模拟方法均对沥青的微观结构进行了一定程度简化, 以微观结构模拟为基础的沥青多尺度仿真方法仍面临着巨大的挑战; 结合沥青化学成分、沥青胶体理论与流变特征建立完整的力学本构关系将是沥青材料科学的重要发展方向之一。      

SBS改性沥青混合料AC-13C配合比优化

结合佛山市一环城际快速干线沥青路面工程,设计了5因素5水平的正交试验方案,对SBS改性沥青混合料AC-13C进行了配合比优化研究,通过马歇尔试验结合极差法分析了主要筛孔通过率和油石比对稳定度、流值、空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度等5个主要技术指标的影响程度,从而依据<公路沥青路面施工技术规范>(JTG F40-2004)的技术要求,提出了SBS改性沥青混合料AC-13C的级配和油石比的优化范围.结果表明,优化配合比具有优良的路用性能,可应用于南方湿热地区重交通道路.