SAP对沥青胶浆物理力学性能的影响研究

超吸水性树脂(SAP)有着良好的吸水和保水能力,在水泥基材料中得到了广泛的应用,但在沥青材料中的应用却鲜有研究。以SAP在工程材料领域广阔的应用前景为背景,通过温度扫描试验、多重应力蠕变恢复试验、线性振幅扫描试验、浸水拉拔试验以及扫描电镜试验对SAP替代不同掺量的矿粉(10%,20%,30%,40%)后改性沥青胶浆的基本物理力学性能进行研究。试验结果表明：当SAP等体积替代矿粉后,G*和G*/sin δ在矿粉替代量为10%时达到最大,超过10%后下降,并且掺量越多下降幅度越明显;SAP对沥青胶浆的相位角的影响较小;SAP的掺量为10%时,沥青胶浆表现出最佳的蠕变恢复能力;SAP等体积替代不超过10%的矿粉时,疲劳寿命有一定的提升,但超过10%后开始下降,并且掺量越大疲劳性能越差。SAP在干燥状态下对沥青胶浆与集料之间的黏附性影响很小,浸水后拉拔强度随着SAP掺量的增加略微下降,因此水损害指数逐渐下降;沥青胶浆在干燥状态下的破坏主要是黏聚破坏,而浸水之后的破坏状态为黏附破坏与黏聚破坏共存。SAP微观样貌形态与矿粉十分相似,矿粉和SAP均能够均匀地分散在沥青当中,但由于SAP呈弱酸性,沥青...     

废弃纤维改善沥青混凝土力学性能试验研究

将废弃的聚丙烯腈纤维添加到沥青混合料中,是一种环保、经济的沥青混合料性能改良方法。本文针对不同纤维含量及纤维长度的沥青混合料进行力学性能试验,分析废弃纤维对沥青混合料马歇尔稳定度、流值、空隙率、回弹模量、疲劳寿命及永久变形值的影响规律,并对纤维增强沥青混合料回弹模量、疲劳寿命与永久变形之间的关系进行探讨。研究结果表明:(1)添加废弃纤维可以增加沥青混合料的稳定性、降低流值;(2)由于废弃纤维使沥青混合料具有抗结构损伤的潜力,因此柔性路面在交通荷载不断增加的情况下,在沥青混合料中加入适量废弃纤维可以改善沥青混合料的疲劳状况,增加路面对裂缝或永久变形的抵抗力。     

钢桥面铺装浇注式沥青混合料性能研究

为研究钢桥面铺装浇注式沥青混合料的性能,对胶结料天然沥青的高温和老化微观机理进行研究,根据马歇尔、硬度、刘埃尔流动度试验确定GMA10浇注式沥青混合料的级配,通过汉堡车辙、弯曲小梁、浸水马歇尔、冻融劈裂、飞散试验以及冲击韧性试验分别对GMA10浇注式沥青混合料的高温、低温、抗水损害及疲劳性能进行评价。研究结果表明:天然沥青可提高改性沥青的高温和老化性能,GMA10浇注式沥青混合料的最佳油石比为11.1%;GMA10浇注式沥青混合料的高温抗车辙性能较差,但组合结构(3.8 cm SMA13+3 cm GMA10)具有较好的高温抗车辙性能;GMA10浇注式沥青混合料的抗水损害性能和低温抗裂性能优于普通热拌沥青混合料,疲劳性能随拌和时间的延长而降低,随拌和温度的提高先提升后减弱;GMA10浇注式沥青最佳拌和温度为210~230℃,最佳拌和温度为120~180 min。     

水热耦合作用下沥青-集料界面黏附性研究

为评价环境因素对沥青-集料黏附特性的影响,选用70号基质沥青、SBS改性沥青及高黏沥青共3种沥青与玄武岩、石灰岩2种集料为原材料,通过光电比色法定量检测水热耦合作用对界面黏附性的影响,并通过水煮法和电镜扫描加以验证。研究结果表明:随着水热作用时间的增加,沥青与集料的黏附性逐渐降低;SBS改性沥青和高黏沥青与2种集料均表现出良好的抵抗水热作用的性能,SBS改性沥青只适用于短期水热作用,而高黏沥青具有更好的长期抗水热作用性能;水热作用下,沥青在集料表面的脱落并非全部是层状脱落,而是从集料某些表面特性较差的区域开始逐渐收缩变薄,直到完全将集料表面裸露出来;光电比色法可以定量、可靠地评价沥青与集料之间的黏附性能。     

求解含有弱界面的沥青混合料的弹性模量

采用弹簧型界面,根据广义自洽理论和代表体元理论建立细观力学模型,以弹性理论为基础推导出沥青混合料的弹性模量解析式。算例和模量影响因素分析表明:沥青混合料弹性模量的预测值在学者研究得到的参考值附近波动;沥青混合料弹性模量受骨料特性、骨料含量和沥青胶浆特性的影响,随着骨料模量的增加而增加,骨料体分比在0.3~0.4范围内弹性模量达到最大值。沥青胶浆弹性模量较小时,沥青混合料的弹性模量随骨料体分比呈线性增长,沥青胶浆弹性模量较大时,较少的骨料就能使沥青混合料模量达到最大值,骨料过多反而会降低沥青混合料的力学性能。     

聚酯玄武岩纤维无纺布加筋强度试验研究

聚酯玄武岩纤维无纺布应用于公路工程中,与粘层油形成一个夹层存在于路面结构中。考虑聚酯玄武纤维无纺布作为复合结构的一部分,进行纤维无纺布复合沥青混合料的相关性能试验是非常必要的。本文对其加筋抗裂性能进行了试验分析。     

粗集料棱角性对沥青混合料抗拉性能影响的虚拟试验研究

为评价粗集料形态特征对沥青混合料抗拉性能的影响,结合CT扫描技术和有限元方法建立虚拟间接拉伸试验。通过虚拟试验对不同类型沥青混合料的间接拉伸劲度模量和粗集料运动轨迹进行仿真分析,建立粗集料棱角性与其抗拉性能及运动轨迹的相关关系。研究结果表明:粗集料棱角性指标与沥青混合料间接拉伸劲度模量之间存在一定的正相关性,与粗集料平均平动位移量及平均主轴方向增量存在一定的负相关性,但是其相关关系均依赖于级配类型。与AC-20混合料相比,AC-13混合料粗集料棱角性指标略小且分布更为集中,试验后其粗集料普遍产生了更大幅度的平动和转动变形,从集料形态特征和运动轨迹角度均证实其具有更优的抗拉性能。     

级配和水泥掺量对泡沫沥青冷再生混合料路用性能的影响

为评价级配和水泥掺量的影响,分别采用无侧限抗压强度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和小梁弯曲试验对不同类型泡沫沥青冷再生混合料的力学性能、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性进行测试。研究结果表明:在再生料中掺加新集料可以降低2.3%~3.3%的空隙率。通过同时掺加新粗、细集料和矿粉来进行再生料级配优化可以获得最优的力学性能和高温稳定性,但是其水稳定性和低温抗裂性不如仅掺加新细集料和矿粉的情况。虽然再生料路用性能随着水泥掺量的增加而不断提高,但是考虑到潜在的收缩开裂问题,建议在控制水泥掺量的前提下通过优化级配来改善泡沫沥青冷再生混合料的路用性能。级配和水泥掺量对于不同的路用性能的影响显著性有所差异。级配对高温稳定性的影响更加显著,而水泥剂量对水稳定性的影响更加显著。     

灰熵法分析研究马歇尔特征值对沥青混合料高温稳定性的影响

沥青混合料的高温稳定性是影响沥青路面路用性能的一个主要因素,在实际工程中往往由于高温稳定性不好而导致路面发生不同程度的病害。基于灰熵分析法,讨论了马歇尔特征值对沥青混合料的影响程度,研究认为马歇尔稳定度、VMA和油石比对于沥青混合料的影响显著,VFA和VV次之,毛体积密度最小,这为沥青混合料的设计提供科学的依据。     

不同抗车辙剂对沥青混合料高温性能影响研究

为分析不同因素对掺加抗车辙剂的沥青混合料高温性能的影响及显著程度,试验选取3种成分各异的抗车辙剂,通过室内马歇尔试验、国产车辙试验及汉堡车辙试验,并采用正交试验方法,探讨抗车辙剂种类、掺量及混合料级配等因素对沥青混合料高温性能的影响规律及显著性水平。研究结果表明:不同因素对混合料高温性能的影响强弱差异明显,具体为:抗车辙剂种类抗车辙剂掺量级配类型,且试验方法影响不同因素的显著性水平;抗车辙剂PR对混合料高温性能的改善效果最佳,其次为抗车辙剂RA,抗车辙剂Duroflex的效果相对较差。随着抗车辙剂掺量的增加,混合料高温性能的改善程度逐渐减弱。其混合料高温性能影响各因素水平组合较好方案为"PR抗车辙剂+0.45%车辙剂掺量+AC-16型矿料级配"。研究成果为抗车辙剂的选择、合理掺量确定以及混合料高温性能的优化提供参考指导。     

干法胶粉大粒径沥青混合料性能与碳排评价

为提升大粒径透水性沥青混合料(LSPM)的路用性能,采用干法工艺制备胶粉大粒径沥青混合料。首先,提出了干法胶粉沥青膜有效厚度计算方法,并借助析漏与飞散试验,以LSPM-25为研究对象,给出其最佳沥青用量;其次,借助车辙和渗透性试验,对比评价胶粉掺量对沥青混合料性能的影响;最后,借助汉堡轮辙和动态模量试验,分析胶结料类型(SBS、MAC及胶粉)对LSPM-25混合料的影响特征,并对不同类型混合料的节能减排进行量化分析。结果表明：干法胶粉LSPM-25的最佳沥青用量为3.4%、胶粉最佳掺量为20%;路用性能测试结果显示胶粉-LSPM25与SBS-LSPM25沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳定性接近,均优于MAC-LSPM25沥青混合料,然而,MAC-LSPM25与胶粉-LSPM25的动态模量整体均要高于SBS-LSPM25;在延长荷载作用时间或升温过程中,相同级配下,SBS胶结料变软或粘性降低的节点出现较早。另外,相较于SBS-LSPM25及MAC-LSPM25沥青混合料,干法胶粉-LSPM25表现出优异的节能减排效果,以1 km高速公路计算为例,MAC-LSPM25碳排放量约为干法胶粉的...     

离析模式对沥青混合料密度和构造深度的影响

为研究离析对沥青路面质量均匀性的影响,确定沥青路面离析的合理表征指标,在室内分别设计无离析、细集料离析、轻度、中度和重度离析5种离析程度的沥青混合料;通过室内模拟,成型不同离析模式组合的马歇尔试件和板式车辙试件,并分别测定与分析马歇尔试件的密度、车辙板试件的密度和构造深度,研究离析对沥青路面的影响,确定质量控制指标。研究结果表明:各离析模式对沥青混合料的密度均有显著影响;密度指标对沥青路面施工变异性具有较高的敏感性,建议将其作为路面总体施工质量稳定性的检测指标;集料离析对混合料构造深度的影响呈现出良好的规律性,细集料离析无离析粗集料离析,其中,粗集料离析对路面质量不利影响最大,应予避免,建议通过检测路表构造深度的变异情况来判别沥青路面的集料离析情况,以此评价沥青混合料的摊铺均匀性。     

不同级配对沥青混合料矿料间隙率的影响

沥青混合料矿料间隙率过大或过小都会对沥青混合料的路用性能产生不利影响。矿料间隙率对沥青混合料强度、耐久性和高温稳定性有很高的敏感度，是沥青混合料设计的一个重要参数之一。主要研究了不同级配对矿料间隙率的影响，通过马歇尔正交试验分析了级配对沥青混合料AC-13矿料间隙率的影响，得出了矿料间隙率与贝雷法评价级配的参数的关系。     

富油RAP热再生沥青混合料路用性能研究

为分析富油RAP热再生沥青混合料的路用性能,分别对不同RAP(富油RAP)掺量的AC-20沥青混合料进行抗高温、抗低温、抗水损坏和抗疲劳性能试验.研究结果表明,随着RAP和富油RAP掺量的增加,可以显著降低热再生沥青混合料中新沥青用量,且沥青混合料低温抗裂性能和抗疲劳性能降低,而高温抗车辙能力增强,抗水损害能力先增加后...     

导电沥青混凝土路用性能影响因素的灰关联分析

基于不同石墨掺量及油石比的沥青混合料马歇尔试验及高温稳定试验数据,利用灰关联分析法分析石墨掺量、油石比、击实密度、空隙率、矿料间隙率、饱和度对沥青混合料路用性能的影响程度,得到各相关因素对沥青混合料路用性能影响程度的排序结果。研究结果表明:对于沥青混合料的马歇尔稳定度、流值及动稳定度,石墨掺量均不是其主要的影响因素。对马歇尔稳定度而言,沥青混合料的击实密度和矿料间隙率是其主要影响因素,其关联度远远大于石墨掺量;对导电沥青混合料流值而言,油石比和沥青饱和度是其主要影响因素,且各关联度相差不大;对导电沥青混合料高温性能而言,石墨掺量对动稳定度的影响程度也远低于其余5项。     

地铁管片用玄武岩纤维增强水泥混凝土性能试验研究

为了研制高性能地铁管片,对两组不同长度的短切玄武岩纤维水泥混凝土、一组聚丙烯纤维水泥混凝土及一组普通混凝土性能进行了试验对比研究。结果表明:玄武岩纤维掺入混凝土中后,对抗拉和抗折强度影响不大;显著地提高了水泥混凝土的抗冲击、韧性、抗冻性能,水泥混凝土的干缩性能提高不显著,掺入体积率0.1%玄武岩纤维后混凝土疲劳寿命增加了3倍,冲击韧性增加了3倍,玄武岩纤维强化了混凝土材料的动态强度;玄武岩纤维的增强性能比聚丙烯纤维高,由于纤维分布形态不同长型(30 mm)玄武岩纤维的增强性能不及短型(18 mm)玄武岩纤维。玄武岩纤维作为一种新的加强纤维,增强水泥混凝土的性能尚需实际工程中应用进一步验证。     

浇筑式沥青混凝土的原材料与配合比选择

原材料与配合比选择是影响浇筑式沥青混凝土物理力学性质的重要因素。通过对原材料进行分析比较,研究表明:对于选择胶凝材料沥青,要考虑沥青的物理特性及施工环境的影响;对于填料的选择,要综合考虑材料的亲水性系数及表面活性大小;对于粗细骨料的选择,要考虑到骨料的性质对技术性能的影响,通常要对粗骨料黏结力等级及细骨料的水稳定性进行评定,并且要求骨料级配良好。对浇筑式沥青混凝土配合比的选择,应优先采用最大密实度原则,其次可采用按粒径系数选定密实混合物的方法,并且浇筑材料要具有一定的流动性。     

石棉尾矿用作沥青混合料集料特性研究

雅泸高速公路K112 ～ K145里程附近囤积了30余年石棉矿的废渣,对工程可能存在滑坡、泥石流等灾害隐患,将石棉尾矿用于公路工程中,不仅可以消除安全隐患,而且使废物得以利用,具有重要意义.为将石棉尾矿用作路面沥青混合料集料,采用AC - 20C型混合料,通过马歇尔、车辙、冻融劈裂等试验,评价了石棉尾矿沥青混合料高温、...     

玄武岩纤维自密实混凝土的配制及性能研究

文章对玄武岩纤维自密实混凝土的配制及性能进行了系列试验。结果表明,在满足混凝土强度等级的前提下,通过调整砂率、增加胶凝材料用量、用水量及高效减水剂用量等措施,可使纤维混凝土达到自密实;玄武岩纤维对混凝土力学性能的影响源于其阻裂效应和弱界面效应的共同作用。     

不同浸水条件下的泡沫沥青混合料水稳定性试验研究

通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验以及冻融劈裂试验,研究不同浸水条件对温拌泡沫沥青混合料和常规热拌沥青混合料水稳定性能的影响;依据表面能理论分析了沥青混合料的水损害原理。研究结果表明:泡沫沥青混合料在水侵蚀与压力的作用下,随着水对混合料劣化作用的逐渐提升,两种混合料的水稳定性有所下降,温拌泡沫沥青混合料的破坏荷载值略低于热拌沥青混合料,其各项水稳定性能参数均满足规范要求。