密实型沥青混合料裂缝感应热自愈合性能研究

为给沥青路面电磁感应自修复技术提供参考依据,通过掺加钢丝绒制备了可用于感应加热的密实型沥青混合料小梁,研究其裂缝感应热自愈合性能。对不同类型、不同掺量钢丝绒的混合料试件进行了电磁感应加热试验,研究了感应加热试件的升温速率,并进一步开展了裂缝自愈合能力试验以及混合料的路用性能试验,对混合料进行了综合优化设计。研究结果表明:电磁感应加热是对混合料中的沥青加热而非集料加热,热量由沥青胶结料转移到集料中,加热迅速,能耗低;加热温度不能高于100℃,否则混合料会膨胀松散;钢丝绒越长,掺量越高,密实型钢丝绒沥青混合料试件的电磁感应平均加热速率越高;2~#钢丝绒(6.5mm)掺量为4%的试件在顶面加热至90℃时表现出最佳的愈合率(96.7%),顶面加热至75℃时同样具有理想的愈合率(95.4%),且此温度下能够节约能耗和避免试件松散;2~#钢丝绒(3.5mm)掺量为2%的密实型沥青混合料具有最优良的路用性能;结合混合料路用性能和感应热自愈合能力分析,2~#钢丝绒(3.5mm)掺量为4%的密实型沥青混合料在顶面电磁感应加热到75℃时具有94.6%的理想自愈合率和良好的路用性能,且能耗经济。     

添加钢棉的多孔沥青混凝土感应愈合性能研究

为了研究添加钢棉的多孔沥青混凝土在感应加热后的物理力学性能和愈合裂缝性能,测试了掺加不同钢棉的多孔沥青混凝土试件的电阻、感应加热速率、抗松散性能、间接拉伸强度,确定了最佳掺量。在此基础上,对比了基准多孔沥青混凝土与掺加钢棉的多孔沥青混凝土的间接拉伸疲劳强度和四点弯曲试验中的感应愈合效果。结果表明:添加钢棉有助于多孔沥青混凝土导电和感应加热;综合导电性、感应加热速率和飞散试验结果,钢棉的最佳掺量为2.54%;添加钢棉的多孔沥青混凝土试件的抗松散能力、力学性能均有改善;感应加热达到85℃时愈合效果最佳;经过感应加热,多孔沥青混凝土的自愈能力和耐久性将得到显著改善。     

大粒径大空隙沥青混合料成型方法试验研究

成型温度与击实次数对大粒径大空隙沥青混合料的路用性能影响显著。为了确定MAC改性沥青大粒径大空隙沥青混合料的室内成型方法,首先采用软化点试验,分析了加热温度对MAC改性沥青软化点测试结果的影响,推荐了MAC改性沥青的加热温度;其次采用大型马歇尔击实试验,分析了击实次数对大粒径大空隙沥青混合料体积指标的影响。试验结果表明:随着加热温度的增加,MAC改性沥青软化点增势先急后缓,以195℃为变化节点;随着击实次数的增加,大粒径大空隙沥青混合料毛体积相对密度先增大后减小,而空隙率则相应地先降低后增高,均在112次击实次数时达到极值;推荐195℃沥青加热温度、112次击实次数作为MAC改性沥青大粒径大空隙沥青混合料的室内成型方法。     

钢渣微粉对沥青混合料性能影响研究

在沥青混合料中掺加钢渣微粉,分析用钢渣微粉替代部分或全部矿粉对沥青混合料性能的影响。通过冻融劈裂试验来评价不同掺量的钢渣微粉对沥青混合料水稳定性的影响,并由车辙试验来评价不同掺量钢渣微粉对沥青混合料高温稳定性的影响。试验结果表明:钢渣微粉可以改善沥青与集料的粘附性,提高沥青混合料的水稳定性;可以明显改善沥青混合料的高温稳定性,提高沥青路面的抗车辙能力;而对沥青混合料的抗裂性影响不大;钢渣粉的最佳掺量为沥青混合料总质量的4.5%。改善沥青混合料性能的机理在于钢渣的碱度大和比表面积大。但是钢渣微粉对沥青混合料其他性能提高不明显。     

ARHM-13钢渣沥青混合料路用性能研究

为研究掺加钢渣ARHM-13沥青混合料的性能，采用体积法将粒径为9.5 mm～16 mm档钢渣等质量替代10 mm～15 mm档玄武岩集料，钢渣掺量设计为0%、30%、50%、70%及100%,依据马歇尔试验确定各组油石比，并通过高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及加速磨耗试验对不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料的路用性能进行研究。结果表明：1)不同钢渣掺量的ARHM-13沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及抗滑性能均具有不同幅度的提升，其中动稳定度最高提升了19.79%,最大弯拉应变最高增加了6.30%;2)当钢渣掺量为30%时，相较于不掺加钢渣的沥青混合料，ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比提高了0.03%;当钢渣掺量分别为50%、70%和100%时，ARHM-13沥青混合料的冻融劈裂强度比分别降低了3.96%、6.25%和7.19%;3) 10万次荷载作用后摆值损失率最低为20.2%;4) ARHM-13沥青混合料的抗滑性能随钢渣掺量的增加呈先升后降趋势，且随着钢渣掺量的增加，衰减过程中回升现象出现的时间越延长，回升幅度越小；5)综合考...     

温拌及热拌沥青混合料降温特性分析

为研究热拌及温拌沥青混合料降温特性,采用车辙板试件进行试验,分别在110℃和130℃初始温度条件下,测试热拌沥青混合料、“路博”温拌沥青混合料和“Sasobit”温拌沥青混合料的降温特性,试验结果表明:混合料初始温度越高,降温速率越快,初始温度为110℃和130℃的车辙板经25 min后温度接近,分别为66℃和68℃;...     

钢纤维掺量对钢渣沥青混合料路用性能影响研究

为研究钢纤维对钢渣沥青混合料路用性能的影响,通过采用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验方法,分别针对不同纤维掺量的钢渣沥青混合料和普通沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性以及水稳定性展开对比分析。研究表明:不同钢渣及钢纤维掺量沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性均要优于普通沥青混合料;钢渣掺量为25%～50%时沥青混合混合料路用性能较优;钢纤维掺量为1%～2%时,沥青混合料的高温稳定性能较优,而低温稳定性和水稳定性在钢纤维掺量为1%时较优。研究结果可为钢渣沥青混合料性能研究提供理论参考与借鉴。     

钢渣粉与消石灰对沥青混合料路用性能影响研究

该文通过掺加钢渣粉和消石灰,进行室内混合料性能指标试验,研究了掺加两种材料对凝灰岩沥青混合料水稳定性能、高温稳定性和低温抗裂性能的影响。基于正交试验方法,通过室内试验研究钢渣粉和消石灰对沥青混合料路用性能的影响;确定钢渣粉和消石灰的最佳掺量,使得沥青混合料的水稳定性得到最大限度地提高,同时高温稳定性和低温抗裂性能满足要求。研究结果表明:钢渣粉和消石灰都能不同程度地提高凝灰岩沥青混合料的路用性能,并且两种材料同时掺加效果较好。     

温度对掺Sasobit温拌沥青混合料密度的影响研究

为研究温度对温拌沥青混合料性能的影响,选用有机降粘剂Sasobit制备温拌沥青,并成型马歇尔试件,通过沥青三大指标试验以及马歇尔试验,分别研究了掺Sasobit温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的性能对比、击实温度对温拌沥青混合料毛体积密度的影响。研究结果表明:温拌剂Sasobit能改善沥青的性能,3%掺量下的温拌剂可以大幅度降低沥青的高温粘度,使拌和与击实温度下降15~25℃;在一定的温度范围内,温拌沥青混合料的毛体积密度随击实温度的升高而增大。     

钢渣沥青混合料碾压温度场

为研究钢渣沥青混合料在碾压过程中的温度散失规律,采用数值方法建立了松铺和密实2种状态下钢渣沥青混合料碾压温度场分析模型,研究了初始温度、铺层厚度以及不同环境条件下钢渣沥青混合料碾压温度随时间的变化规律,并计算钢渣沥青混合料的最短和最长有效压实时间。结果表明:掺有钢渣的沥青混合料对施工温度变化的影响不大;有效压实时间随着风速的降低以及初始温度、铺层厚度、大气温度或太阳辐射强度的增加而延长,而松铺沥青混合料碾压初期降温速率快于密实沥青混合料。     

钢渣沥青混合料路用性能试验研究

为了探究不同钢渣骨料掺量下沥青混合料的路用性能,对AC-13C型钢渣沥青混合料在钢渣掺量分别为0%、30%、50%、70%和90%时采用传统马歇尔击实试验,按照体积法原理进行配合比设计,分析研究了不同钢渣掺量下沥青混合料的路用性能。结果表明:钢渣骨料表现为碱性,与沥青胶结料黏附性较好,随着钢渣掺量的增加,钢渣沥青混合料高温性能以及抗水损坏性能均表现出先增大后减小趋势,低温性能以及体积安定性逐渐降低,钢渣掺量在50%时沥青混合料路用性能相对最佳。     

微波与感应加热对沥青混合料自愈特性影响研究

为了研究微波与感应加热对沥青混合料自愈特性的影响,采用裂-愈循环前后三点弯曲试验强度之比对愈合率进行表征,通过试验与计算对两种加热方式下沥青混合料加热特性进行分析,采用微观观测并辅以其他试验方法对混合料加热前后理化特性进行探讨。结果表明:钢棉可以增强沥青混合料抗松散性能,但混合料设计时应考虑钢棉的掺入使混合料空隙增大的影响;沥青混合料自愈机理在于混合料内部空隙的重组;微波加热具有较感应加热更好的愈合效果,但微波加热易导致温度过高造成沥青损伤,建议微波加热时间不大于40 s,有条件时应优选感应加热技术。     

旧料特性对热再生沥青混合料压实性能的影响研究

为了研究热再生沥青混合料的压实特性,采用旋转压实试验,通过对2种类型再生料的密实曲线计算所得的斜率K1和K2、压实能量指数CEI、交通密实指数TDI1和TDI2分析各旧料在不同加热温度和掺量下对再生料压实特性的影响。结果表明:1)旧料加热温度升高能提升旧沥青与新沥青的融合,可增加再生料中沥青的粘度,但并非旧料加热温度越高再生料越容易压实,在100℃、120℃和140℃三种温度条件下,120℃掺加旧料的再生料更易压实;2)旧料掺量越大,再生料越难压实,但使用过程中其抗变形能力越好;3)AC-20普通沥青再生混合料更易压实,但抗变形能力明显不如AC-13改性沥青再生混合料。     

含电弧炉钢渣粗骨料的温拌沥青混合料长期老化评价

为达到节能减排的目的,用次级材料代替矿物骨料降低沥青混合料的生产温度,该文通过马歇尔稳定度试验、25℃和40℃下的弹性模量试验、间接拉伸强度试验和水稳定性试验,研究添加电弧炉钢渣的温拌沥青混合料的长期性能。结果表明:采用钢渣骨料温拌沥青增加了沥青混合料的马歇尔稳定度、刚度、弹性模量和间接拉伸强度,与对照样品相比,钢渣温拌沥青混合料老化程度降低,性能得到提升。     

再生沥青混合料最佳拌和温度及压实温度研究

为了确定再生沥青混合料的最佳拌和温度和压实温度,首先通过SGC试验在不同温度下成型混合料试件,根据试件的体积参数确定再生混合料最佳压实温度,然后根据再生沥青在合适剪切速率下的黏温曲线确定再生沥青混合料的最佳拌和温度。试验结果证明:对于再生基质沥青混合料,试验确定的最佳压实温度及拌和温度接近由黏温曲线计算所得温度值;对于再生改性沥青混合料,其施工特性与新拌混合料有明显差异,由试验确定的最佳压实温度及拌和温度低于黏温曲线所得的温度,建议实际工程中确定再生改性沥青混合料压实温度及拌和温度时,可在再生沥青黏温曲线试验的基础上适当降低5～10℃。     

泡沫沥青温拌大粒径透水性沥青混合料性能衰减规律研究

泡沫沥青温拌技术可有效降低沥青混合料的加热温度,以SBS改性沥青大粒径透水性沥青混合料为研究对象,结合实体工程采用泡沫沥青温拌技术,研究泡沫温拌沥青混合料性能衰减规律,并与传统沥青混合料性能进行对比。试验结果表明:泡沫温拌沥青混合料采用"体积等效"原则确定混合料的击实温度,可以实现降低击实温度25℃以上;经性能试验验证,泡沫温拌大粒径透水性沥青混合料抗飞散性能有所提高,抗析漏性能有所降低。总体来看,泡沫温拌大粒径透水性沥青混合料的综合路用性能同传统混合料接近,可以实现节能减排的效果,具有很好的应用推广价值。     

掺钢渣再生沥青混凝土的制备及路用性能研究

再生沥青混凝土制备过程中仍需耗费大量的天然石材,天然石材的开采对环境造成了一定的破坏。该文采用钢渣与回收沥青路面材料RAP作为集料加入新沥青制备掺钢渣再生沥青混凝土,制备RAP掺量分别为25%、30%、35%的AC-13掺钢渣再生沥青混凝土,通过试验研究不同RAP掺量下的AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性以及力学性能、低温性能规律,并制备RAP掺量为11%的SMA-13掺钢渣再生沥青混凝土,评价SMA-13掺钢渣再生沥青混凝土的路用性能。试验结果表明:AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的动稳定度均大于2 300次/mm,且随着RAP掺量增加而降低;AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的浸水残留稳定度均大于80%,满足规范要求; AC-13混合料的劈裂强度可达2 MPa以上,高于普通沥青混凝土;AC-13混合料的低温弯曲应变均为2 400以上,且随着RAP掺量增加而降低。SMA-13混合料各项性能指标也均达到规范要求。     

基于三点弯曲试验的ATB-25弯拉特性的研究

通过沥青稳定碎石基层ATB-25沥青混合料的三点弯曲试验,研究了温度及加载速率对弯拉强度、弯拉应变及弯曲劲度模量的影响规律。在较大试验温度范围内,施加两组加载速率对ATB-25沥青混合料小梁试件的弯拉特性进行试验研究。结果表明:高加载速率条件下试件破坏的弯拉强度大于低加载速率下的弯拉强度;温度越高,高低荷载速率之间的弯拉强度差别越大。低荷载速率条件下的弯拉应变约为高荷载速率下的1.5~2.5倍,且在温度低于25℃时,小梁试件的弯拉应变与温度之间有较好的指数变化规律。同时,其弯曲劲度模量与温度之间也呈现良好的指数关系。对比分析了高低荷载速率条件下的指数回归方程参数,表明了低荷载速率条件下的ATB-25沥青混合料表现出较佳的抗裂性能。通过对小梁试件破坏前的弯曲应变能的计算,可得知其在常温域(15℃)附近具有最大的弯曲应变能。     

密级配沥青混合料自愈性能的评价方法

为科学评价沥青混合料的自愈性能,开发基于高压渗水的密级配沥青混合料自愈性能的测试装置,提出评价指标,通过试验确定愈合时间、愈合温度与最小样本数等关键参数。通过测试不同愈合温度与时间、混合料类型与微胶囊掺量下的密级配沥青混合料的渗水速率比（v_e）,验证该方法的敏感性与稳定性。对比分析v_e与间歇式疲劳寿命及劈裂愈合强度比（SHSR）,论证该方法的有效性。结果表明：该方法的适宜试验参数为愈合时间12 h,愈合温度45℃,制缝温度5℃±2℃,最小样本数n=4;该方法能有效区分测试条件（愈合温度与时间）、混合料类型及最大公称粒径、微胶囊掺量对自愈性的影响,平行试验结果的变异系数在3.0%,满足敏感性及稳定性要求;v_e与间歇式疲劳寿命及SHSR在评价密级配沥青混合料自愈性方面具有一致性,且具有试验设备简单,结果稳定等优点;在一定范围内,沥青混合料裂缝自愈效果随微胶囊掺量的增加和温度的升高而提高,且自愈性能随愈合时间的延长呈非线性增长;公称最大粒径越小,自愈效果越好,悬浮密实级配AC的自愈性能优于骨架密实级配SMA。     

不同混合料类型的钢渣沥青混凝土高温性能研究

为对比分析不同混合料类型的钢渣沥青混凝土高温性能,选取AC-13C与SMA-13两种钢渣沥青混合料为研究对象,进行车辙试验,与几种普通沥青混合料的车辙试验进行对比研究,并对钢渣使用时应注意事项进行了研究。结果表明:两种类型的钢渣集料沥青混合料的动稳定度均高于玄武岩及石灰岩配制的沥青混合料,因此,钢渣对动稳定度的增加有明显的促进作用;钢渣应用于道路工程时,应对钢渣原料的膨胀性能进行准确测试,并控制4号细钢渣集料的用量。