天然矿物纤维改善沥青混合料性能研究

天然矿物纤维不仅具有良好的力学性能,同时具有天然环保的特性。该文选用规范中两种典型级配类型,通过高温稳定性、水稳定性、低温性能、疲劳性能等一系列路用性能对比试验,研究天然玄武岩矿物纤维对沥青混合料性能的改善效果,分析了其在增强混合料路用性能方面的适用性。结果表明:掺加天然玄武岩矿物纤维可提高沥青混合料的高温性能1.6倍,提高低温抗裂性能25%以上,疲劳性能提高2倍以上,各项路用性能均满足规范的要求。天然玄武岩矿物纤维可作为高性能沥青路面混合料的添加剂应用于高速公路建设中。     

复合集料沥青混合料路用性能研究

对石灰岩沥青混合料、花岗岩沥青混合料、石灰岩与花岗岩组成的酸碱复合集料沥青混合料、掺活性矿粉的花岗岩沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、疲劳性能和抗水损害性能进行对比研究。结果表明,花岗岩沥青混合料的高温性能、低温性能、疲劳性能和强度要明显优于石灰岩沥青混合料,但水稳定性较差;酸碱复合集料混合料和掺活性矿粉混合料的水稳定性得到明显提高。     

生物沥青-岩沥青复合改性沥青混合料的使用性能

为了研究复合改性剂的掺入对改性沥青混合料使用性能的影响,以70~#石油沥青作为基质沥青、蓖麻油植物沥青和岩沥青为改性剂,制备了复合改性剂掺量为0～60%的生物沥青-岩沥青复合改性沥青混合料,设计了级配为AC-20C的沥青混合料,采用车辙试验、Marshall稳定度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁低温弯曲试验的方法,分析了不同掺量复合改性沥青混合料的Marshall试验稳定度、车辙试验动稳定度、浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验残留强度比以及弯曲试验破坏应变。结果表明,复合改性剂掺量不超过最不利掺量时,其掺入将会降低沥青混合料的高温稳定性,随着复合改性剂掺量的继续增加,沥青混合料的高温稳定性逐渐得到提高;掺入复合改性剂后,沥青混合料的水稳定性迅速下降,采用1%消石灰代替部分矿粉后,水稳定性得到明显增强,复合改性剂掺量超过25%时,符合沥青混合料施工技术规范中关于水稳定性的规定;复合改性剂的掺量在最佳掺量范围内,沥青混合料的低温抗裂性得到改善,反之,复合改性剂的掺入对沥青混合料的低温抗裂性产生不利影响,掺量不超过40%时满足冬温区的相应技术要求;路用沥青混合料推荐的复合改性剂掺量范围为25%～40%。     

聚合物改性天然沥青温拌再生混合料设计方法及其混合料性能

针对高RAP温拌再生沥青混凝土RAP掺量低,在使用过程中容易出现松散、开裂的问题,提出采用杂化纤维与聚合物改性天然沥青复配方案来确保高RAP掺量温再生混合料高低温性能与耐久性能的平衡。基于室内配合比的试验、路用性能试验、浸水汉堡车辙试验、四点弯曲疲劳试验研究了复合纤维与聚合物改性天然沥青温再生混合料室内配合比设计方法、路用性能及耐久性能。试验结果表明,以"等目标空隙率法"确定高RAP掺量温拌再生混合料的拌和压实温度是合理可行的。掺加BRA岩沥青、TLA湖沥青、青川岩沥青后,温再生混合料高温性能随天然沥青掺量增大而增大,疲劳性能和低温抗裂性能在3种天然沥青掺量达到8%~10%时出现峰值,天然沥青与杂化纤维复合添加剂可显著改善温再生混合料浸水后的抗剥落速率并显著降低车辙深度。室内试验和试验路铺筑结果表明,杂化纤维与聚合物改性天然沥青能够改善温再生沥青混凝土路面抗车辙性能、提高路面水损害及抗裂性能,对温再生混合料综合路用性能的改善效果优于SBS改性沥青,复合纤维与聚合物改性天然沥青对温再生混合料能够改善沥青混凝土路面的综合性能,可适用于高温多雨区重载沥青混凝土路面,具有推广应用价值。     

建筑再生集料复合强化对沥青混合料路用性能影响研究

为推广建筑再生集料在沥青路面中、下面层中的应用，采用“渗透性防水剂+水性聚氨酯”复合强化方式，对建筑再生集料沥青混合料(RAAM)、复合强化建筑再生集料沥青混合料(CRAAM)、天然集料沥青混合料(NAAM)的高温、低温和水稳定性能开展对比研究。研究表明：复合强化建筑再生集料的压碎值和吸水率分别为16.9%、1.05%,且与沥青具有良好黏附性，其基本性能与天然集料接近；CRAAM的最佳油石比较RAAM降低0.4%;CRAAM的高温、低温和水稳定性能均与NAAM接近；与RAAM相比，CRAAM的动稳定度、最大弯拉应变、残留稳定度和冻融劈裂强度比分别提高66%、38.5%、23.3%和17.5%,“渗透性防水剂+水性聚氨酯”复合强化方式可以有效改善建筑再生集料沥青混合料的路用性能。     

沥青混合料抗剥落添加剂的抗老化性能研究

以长期老化后的冻融循环试验强度比(L-TCSRn)为指标.对掺加消石灰与抗剥落剂两种添加剂的基质沥青混合料和改性沥青混合料水稳定性进行对比试验,通过分析指出抗剥落剂与改性沥青对沥青混合料水稳定性长期性能并没有显著的提高作用,而消石灰添加剂具有较好的使用效果,结论对沥青混合料添加剂的选择提供了参考.     

发泡温拌沥青混合料路用性能评价

在沥青发泡最优组合方式下,对发泡温拌、有机添加剂温拌和热拌沥青混合料的高温、低温、水稳定性、疲劳性能进行对比分析,得出发泡温拌沥青混合料的各项性能均满足规范要求,且与热拌沥青混合料性能最接近,并略优于有机添加剂温拌沥青混合料。     

纤维与天然沥青复合添加剂组成优化及其混合料性能评价

为改善纤维和天然沥青单一改性沥青混合料的技术缺陷,将木质素、聚酯、玄武岩纤维与BRA岩沥青、TLA湖沥青、NES青川岩沥青进行复配。基于直接剪切试验优化了最佳的天然沥青掺配范围,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验研究了天然沥青与纤维复合改性沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,试验结果表明,木质素、聚酯、玄武岩三种单纤维掺量为0.3%,BRA、TLA、NES掺量为8%~10%时天然沥青与纤维复合改性沥青经济性和抗剪切性能最优;将天然沥青与纤维复配后,可兼具纤维与天然沥青各自改性的优势,可实现二者对沥青改性效果的叠加,其混合料兼顾高低温性能、水稳定性和抗疲劳耐久性,且具有良好的经济性,为路面材料改性技术提供了一种新的选择。在0.3%木质素、聚酯、玄武岩纤维掺和8%~10%BRA、TLA、NES掺量范围内,18种天然沥青与纤维复合改性沥青混合料疲劳性能优于SBS改性沥青混合料,推荐用于复合改性沥青中的木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维掺量为0.3%,适宜的BRA、TLA、NES掺量分别为8%~10%、8%~12%、8%~10%。     

抗车辙岩沥青改性混合料性能研究

采用2种基质沥青(SK 70<'#>、中海70<'#>沥青),以3种不同天然岩沥青(北美天然岩沥青、明星天然岩沥青及青川天然岩沥青)为改性剂制备岩沥青改性沥青,研究了改性沥青性能;并通过优化,以AC-16岩沥青改性沥青混合料作为研究目标,系统研究了天然岩沥青改性沥青混合料的高温稳定性(动稳定度、蠕变模量)、水稳定性能及疲劳性能;得到了天然岩沥青混合料在大幅提高沥青混合料高温抗车辙性能的同时,其他性能也能得到不同程度改善的结论,为天然岩沥青改性混合料用于我国沥青混合料路面建设提供了重要参考.     

天然湖沥青+SBS复合改性沥青混合料性能研究

将天然湖沥青与SBS改性沥青进行复合,以期进一步提高改性沥青的综合路用性能。分别采用基质沥青(B)、SBS改性沥青(S)、湖沥青+基质沥青(BT)、湖沥青+SBS复合改性沥青(ST)配制AC-20、SMA-13两种类型的沥青混合料,通过试验分析复合改性沥青对混合料的高温性能、低温性能、水稳定性和疲劳性能的影响程度。试验结果表明:对于AC-20,ST混合料的动稳定度、最大弯拉应变相对BT混合料提高了56.8%,85.6%,相对B混合料提高了147.4%,71.9%,相对S混合料提高了13.6%,43.5%;对于SMA-13,ST混合料的动稳定度、最大弯拉应变相对BT混合料提高了43.0%,73.0%,相对S混合料提高了41.3%,53.8%。ST混合料的疲劳性能明显优于BT混合料。ST改性效果较BT、S显著提高。以水稳定性来看,复合改性沥青对混合料类型的依赖性不显著,而对SMA-13其他性能的提高幅度均大于对AC-20的作用。     

含添加剂沥青混合料老化后的水稳定性

适当的添加剂可以改善沥青混合料的水稳定性,但是老化对添加剂的改善效果尚不明了.为此,以AC-13F型沥青混凝土为对象,在实验室试验的基础上,探讨了老化对含无机消石灰和有机抗剥落剂沥青混合料水稳定性的影响.试验结果与分析显示,消石灰、抗剥落剂均可显著改善其水稳定性;含消石灰的沥青混合料,在未经老化、短期老化、及长期老化后,基本满足规范马歇尔试验残留稳定MS0≥80%且冻融劈裂试验残留强度比TSR≥75%的要求;而含抗剥落剂的沥青混合料,长期老化后两个要求均不满足;老化可以降低含添加剂沥青混合料的水稳定性,含消石灰的沥青混合料长期老化后MS0、TSR分别减小3%、6%,而含抗剥落剂的沥青混合料长期老化后MS0、TSR分别减小20%、13%,比前者的高17%和7%.     

基于加速加载试验的青川岩沥青改善沥青混合料高温稳定性评价

为评价青川岩沥青对沥青混合料高温性能的改善效果,分别制备了70-A道路石油沥青、SBS改性沥青、青川岩沥青改性沥青和青川岩沥青与SBS复合改性沥青四种胶结料的沥青混合料,以1/3比例尺加速加载试验设备为基础试验平台,对"AC-10+AC-16"双层沥青混合料复合车辙试件进行高温稳定性试验,并与常规车辙试验结果进行了对比。结果表明:基质沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度约增加40%,高温稳定性得到较大程度的改善,SBS改性沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度增加5%～10%,高温稳定性改善效果不明显。不同类型沥青胶结料对沥青混合料高温稳定性贡献优劣顺序为:青川岩沥青与SBS复合改性沥青,SBS改性沥青,青川岩沥青改性沥青,道路石油沥青70-A。经青川岩沥青改性后其沥青混合料用作上面层,抗车辙性能较其作为下面层更为显著; 1/3比例尺加速加载全厚度车辙试验车辙随时间的过程曲线与等厚度常规车辙试验基本一致,加速加载试验能更准确表征沥青混合料或路面高温抗车辙性能及其性能衰减规律。     

北美岩沥青和SBS复合改性沥青性能研究

采用北美岩沥青和SBS复合改性技术,制备了不同掺量的北美岩沥青和SBS改性沥青,研究了沥青性能和沥青混合料性能变化规律。结果表明:采用北美岩沥青和SBS复合改性后,沥青针入度降低、软化点升高、黏度增加,沥青高温稳定性能改善显著;复合改性沥青混合料水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性均明显提高。     

一种环保型高模量添加剂对沥青混合料性能影响研究

一种由脱硫石膏制硫酸钙晶须、废轮胎橡胶粉及地沟油复合制备的环保型高模量添加剂,可以有效改善AC-13沥青混合料的高温、低温及抗水损害等方面的性能。介绍该添加剂的原材料和试验样品制备,并对该添加剂对沥青混合料性能影响进行测试与分析。     

岩沥青改性沥青应用研究

介绍了天然沥青的应用情况,岩沥青改性沥青的特点,室内试验及生产现场配制岩沥青改性沥青的方法。将岩沥青改性沥青混合料同SBS改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性进行了对比,发现岩沥青改性沥青混合料的稳定度和劈裂强度大幅提高,结构层疲劳寿命增长4.6倍以上。     

沥青混合料复合添加剂的性能研究

本研究开发制备了两种外掺型沥青路面温拌抗车辙复合添加剂,并将之用于不同的沥青材料(基质沥青、改性沥青)和SUP20沥青混合料,对其降温压实性能、高低温性能及抗水损害性能等路用性能进行了分析研究,结果表明:掺加复合添加剂后,一方面可显著提升沥青材料的60℃黏度,提升其PG高温等级,显著提高沥青混合料的高温抗车辙能力,另一方面,可降低沥青材料的135℃黏度,降低沥青混合料的施工温度,实现沥青路面的绿色施工。     

含添加剂沥青混合料老化后的水稳定性

适当的添加剂可以改善沥青混合料的水稳定性，但是老化对添加剂的改善效果尚不明了。为此，以AC-13F型沥青混凝土为对象，在实验室试验的基础上，探讨了老化对含无机消石灰和有机抗剥落剂沥青混合料水稳定性的影响。试验结果与分析显示，消石灰、抗剥落剂均可显著改善其水稳定性；含消石灰的沥青混合料，在未经老化、短期老化、及长期老化后，基本满足规范马歇尔试验残留稳定MS0≥80％且冻融劈裂试验残留强度比TSR≥75％的要求；而含抗剥落剂的沥青混合料，长期老化后两个要求均不满足；老化可以降低含添加剂沥青混合料的水稳定性，含消石灰的沥青混合料长期老化后MS0、TSR分别减小3％、6％，而含抗剥落剂的沥青混合料长期老化后MS0、TSR分别减小20％、13％，比前者的高17％和7％。     

高弹改性沥青应用于浇筑式沥青混合料的性能研究

为了兼顾沥青混凝土的高温稳定性与施工和易性,浇筑式沥青混凝土钢桥面铺装结合料一般采用聚合物与天然沥青的复合改性技术。加入天然沥青可提升浇筑式沥青混凝土的高温稳定性能。而为了应对不断增加的交通荷载需求,尝试采用高弹改性沥青作为浇筑式沥青混凝土的结合料。基于流动性、贯入度和贯入度增量等性能控制指标,选用贵州黔西南地区的辉绿岩,通过对比分析采用高弹改性沥青和复合改性沥青的两种浇筑式沥青混合料(GA-10)的性能,结果表明:采用两种不同沥青的GA-10性能相差不大,均能满足规范要求,采用高弹改性沥青混合料虽然降低了部分施工和易性,但对高温稳定性提升明显,同时其疲劳性能优异。因此高弹性沥青用于浇筑式沥青混凝土是可行的。     

高模量沥青混合料的路用性能评价

为全面分析高模量沥青混合料的路用性能,选取2种高模量添加剂分别形成高模量沥青混合料与普通沥青混合料进行路用性能的对比试验研究,包括水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性及疲劳性能,试验分别为浸水马歌尔试验、车辙试验、弯曲试验及疲劳试验,通过残留稳定度、动稳定度、弯曲应变及疲劳寿命指标来评价及对比3种沥青混合料的路用性能。此外,还测试了3种混合料的动态模量,分析它们变化情况。研究表明：2种高模量沥青混合料比普通沥青混合料有更高的动态模量值、更优越的水稳定性、高温性能及疲劳性能;至于低温性能,则取决于外掺剂的类型。     

天然岩沥青改性沥青混合料路用性能研究

与国外相比,我国天然岩沥青的应用并不广泛,与之相关的研究成果也并不丰富。本文通过对不同掺配量的天然岩沥青改性沥青混合料的路用性能进行实验研究,试验结果表明,随岩沥青掺量的增加,改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性逐渐提高,低温抗开裂性能有所下降。综合比较,建议天然岩沥青的最佳掺量范围为10%~15%。