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%。     

改进型硅藻土AC-16沥青混合料配合比设计及路用性能试验研究

以AC-16沥青混合料为试验对象,采用改进型硅藻土改性沥青作为胶结料,通过路用性能试验,验证不同改进型硅藻土掺量下沥青混合料的水稳定性能和高温稳定性。试验结果表明:改进型硅藻土可提高AC-16沥青混合料的标准马歇尔稳定度、浸水残留稳定度和冻融劈裂强度比;掺入硅藻土后的冻融劈裂强度有所降低,且随着掺量增加降低越来越明显;改进型硅藻土能显著提高AC-16沥青混合料的高温稳定性,当掺量为13%(占沥青质量)时其动稳定度提高近85%。     

橡胶颗粒沥青混合料耐久性改善效果试验研究

为了改善橡胶颗粒沥青混合料的耐久性,在橡胶颗粒沥青混合料中加入不同掺量的高黏改性剂TPS。进行水煮法、水浸法、浸水马歇尔、冻融劈裂和浸水飞散试验。通过和基质沥青、SBS改性沥青作对比分析,发现TPS改性剂加入后,沥青与矿料及橡胶颗粒的剥落率较基质沥青有了大幅度的减小,说明黏附性有了较大提高。浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂强度的提高,飞散损失率的下降说明水稳定性能也得到了提高。最终表明橡胶颗粒沥青混合料的耐久性得到了显著的改善,并且提出橡胶颗粒沥青混合料TPS最佳掺入量为12%,沥青混合料拌合温度为185℃。     

考虑冻融循环的聚酯纤维沥青混合料性能研究

为研究聚酯纤维掺量对沥青混合料路用性能和冻融损伤劣化规律的影响,通过高温车辙试验、低温劈裂试验、水稳定性试验和冻融循环条件下小梁弯曲试验,对比分析聚酯纤维掺量为0.0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%时沥青混合料动稳定度、极限弯拉强度、弯拉应变、残留稳定度、冻融劈裂强度比和冻融弯曲应变的变化。结果表明,随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料路用性能指标和冻融损伤性能呈现先增大后减小的趋势,聚酯纤维掺量为0.2%左右时,沥青混合料动稳定度出现峰值(3 512次/mm),抗弯拉强度提高12.4%,极限弯曲应变增加7.6%,弯曲劲度模量超过2 670 MPa,马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比分别提高2.2%、3.2%;聚酯纤维掺量为0.2%左右、冻融循环次数为12次时,弯曲破坏应变出现峰值,抗冻融性能最佳;聚酯纤维沥青混合料的弯曲破坏应变与冻融循环周期呈负相关关系,冻融循环次数超过12次时,弯曲应变下降速率减小并逐渐趋于稳定。     

玻璃纤维改善砾石沥青混合料路用性能

为了改善砾石沥青混合料的路用性能,以推广砾石在道路工程中的应用,选用价格低廉、增韧效果强、取材方便的玻璃纤维来改善砾石沥青混合料的黏附性,并通过冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、弯曲疲劳试验来评价玻璃纤维对砾石沥青混合料路用性能的改善作用。冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验结果表明:掺加玻璃纤维后的砾石沥青混合料的水稳定性能有明显改善,残留稳定度MS0、冻融劈裂强度比TSR都随玻璃纤维掺量的增加呈现先增大后减小的趋势,当玻璃纤维掺量为0.35%时,砾石沥青混合料水稳定性达到最佳,其中,MS0达到91.0%,TSR达到89.6%,分别比不掺加纤维的砾石沥青混合料提高了15.5%,24.3%。由0.35%纤维掺量下砾石沥青混合料的车辙试验及疲劳试验结果可知:掺加玻璃纤维后的砾石沥青混合料的高温性能和疲劳性能也有明显改善,其中,动稳定度提高46.9%;应力水平为0.5时,疲劳寿命提高了67.9%;应力水平为0.7时,疲劳寿命提高了80.9%。可见,纤维掺量为0.35%时,玻璃纤维对于AC-25砾石沥青混合料的路用性能改善作用最佳,一定条件下可将玻璃纤维砾石沥青混合料应用于高速公路沥青路面下面层之中。     

磁铁矿粉对沥青混合料路用性能的影响研究

为更好地促进磁铁矿粉在沥青混合料中的工程化应用，使用等体积替代方法将磁铁矿粉代替石灰岩矿粉掺入沥青混合料；借助车辙试验、小梁弯曲试验与冻融劈裂试验分析掺加磁铁矿粉对沥青混合料最佳油石比、高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性的影响；并掺入消石灰改善其水稳定性。结果表明：沥青混合料的最佳油石比随磁铁矿粉掺量的增加而降低；适当的磁铁矿粉掺量有助于提升沥青混合料的高温稳定性与低温抗裂性，但会降低其水稳定性。综合考虑沥青混合料的路用性能，提出合理的填料改性沥青混合料方案为：80%磁铁矿粉+20%消石灰等体积替代石灰岩矿粉掺入沥青混合料中，相应的最佳油石比为4.47%。     

玄武岩纤维透水沥青混凝土性能试验

为研究玄武岩纤维(Basalt Fiber,简称BF)在各掺量下的透水沥青混凝土(permeable asphalt concrete,简称PAC)性能,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、车辙试验、低温劈裂试验、渗水试验等,得到PAC的最佳BF掺量。结果表明:对于马歇尔试验,当BF掺入量为0.4%时,稳定度最高;而浸水马歇尔试验中,掺加0.5%的BF其残留稳定度和浸水稳定度均为最高;BF掺入量为0.5%时车辙试验中的动稳定度最佳;低温劈裂试验中,残留强度比在BF掺入量为0.4%时取最大值;渗水系数在BF掺加量为0.3%时开始明显减弱。因此,在满足各项路用性能的条件下,BF掺量应控制在0.3%～0.4%,对应最佳沥青掺量为4.3%～4.6%。     

玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

沥青混凝土路面中掺入纤维可以减缓车辙病害的产生,预防低温开裂裂缝的形成,降低水损害的发生,对提高沥青混凝土路面路用性能和增加沥青路面使用寿命有着重要的作用。该文通过原材料性能试验、沥青胶浆网篮析出试验、沥青胶浆抗剪、抗裂试验来评价玄武岩纤维胶浆的胶浆特性和力学性能;通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂等试验评价AC-13C和SMA-13玄武岩纤维沥青混凝土路用性能。试验结果表明:玄武岩纤维增强了沥青胶浆的吸附性,改善了沥青胶浆抗剪强度;AC-13C和SMA-13沥青混合料在纤维掺量分别为0.3%、0.4%时动稳定度达到峰值;在纤维掺量分别为0.4%、0.3%时,冻融劈裂残留强度比达到最大。     

再生工艺对沥青混合料路用性能的影响

通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和小梁弯曲试验对再生沥青混合料的路用性能进行研究,分析了在不同再生工艺条件下,浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度和弯曲破坏应变等性能指标。研究表明:适当提高旧料保温时间、保温温度、再生剂温度以及拌和时间可以显著改善废旧沥青混合料的再生恢复水平。     

级配对乳化沥青冷再生混合料高温稳定性的影响

为提高乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性,采用垂直振动法成型圆柱体试件确定混合料最大干密度和最佳含水率,以此为依据成型标准车辙试件进行车辙试验,分析矿粉、机制砂和9.5~19 mm粗集料掺量对乳化沥青冷再生混合料高温性能的影响。结果表明,随矿粉掺量的增加,冷再生混合料动稳定度迅速增长,矿粉掺量大于3%时矿粉对乳化沥青冷再生混合料高温稳定性的影响不再显著,矿粉掺量为3%时动稳定度提高41%;随机制砂掺量的增加,冷再生混合料动稳定度呈抛物线变化,机制砂掺量为20%时达到峰值,动稳定度提高152%;随9.5~19 mm粗集料掺量的增加,冷再生混合料动稳定度呈抛物线变化,9.5~19mm粗集料掺量为10%~30%时动稳定度提高60%~97%。建议冷再生混合料中9.5~19 mm粗集料、机制砂、矿粉掺量分别取10%~30%、20%、3%。     

高岭土矿粉沥青混合料的灰色关联分析

为了研究不同地区高岭土矿粉对沥青混合料水稳定性能的改善效果和高岭土矿粉中哪一种化学成分对沥青混合料的水稳定性能影响最显著,采用沥青混合料的标准马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验方法,以不同地区高岭土矿粉改性沥青混合料的稳定度、流值为评价指标,对不同地区高岭土矿粉改性沥青混合料的水稳定性能进行分析、比较。通过灰色关联理论,以浸水残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比为比较数列,以不同地区高岭土矿粉的化学成分为参考数列,详细分析了不同地区高岭土矿粉主要化学成分对沥青混合料水稳定性能的影响程度。最后,结合扫描电镜手段,对高岭土矿粉沥青混合料水稳定性能的改善机理做了分析。结果表明:通过将高岭土以矿粉的形式掺加到沥青混合料中,能够明显提高沥青混合料的水稳定性能,并且得出了高岭土矿粉中Al_2O_3含量对沥青混合料水稳定性能影响最大的结论。     

岩沥青在宋梁路上的应用研究

车辙是影响沥青路面使用寿命的主要因素,本文选用布敦岩沥青、抗车辙剂、硬质沥青、SBS改性沥青混合料进行对比试验,研究布敦岩沥青混合料路用性能。车辙试验表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料高温性能,与A-70#沥青混合料相比,其动稳定度提高250%,与30#硬质沥青混合相比,动稳定度提升80%,与SBS改性沥青混合料及添加抗车辙剂混合料动稳定度相近;浸水马歇尔试验和冻融劈裂强度试验结果表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料的抗水损害性能,与SBS改性沥青混合料及添加抗车辙剂混合料水稳定性相近。低温弯曲试验表明,岩沥青改善混合料低温性能效果不明显。     

布敦岩沥青混合料路用性能研究

对布敦岩沥青、A-70沥青、SBS改性沥青混合料进行对比试验,研究布敦岩沥青混合料的路用性能。车辙试验、旋转加载轮辙仪试验结果表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料的高温性能,与A-70沥青混合料相比,其动稳定度提高64%;浸水马歇尔和冻融劈裂试验结果表明,岩沥青的冻融劈裂抗拉强度比、残留马歇尔稳定度和水稳定性明显高于A-70沥青混合料,与SBS改性沥青混合料大致相当;采用Semi-Circular Bending(SCB)方法的疲劳试验结果显示,岩沥青可以大大提高混合料的疲劳寿命,其疲劳性能甚至好于SBS改性沥青混合料。     

矿粉和回收粉对SMA路用性能影响分析

通过对不同掺量矿粉和回收粉的沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)混合料进行马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲应变试验、马歇尔浸水试验和冻融劈裂抗拉试验等主要路用性能试验,分析了不同掺量矿粉和回收粉对SMA高温性能、低温性能和水稳定性的影响,为矿粉和回收粉在SMA混合料中的有效利用提供一定的科学依据.     

SB S掺量对沥青混合料水稳定性能的影响研究

排水路面早期主要受水损害较多,一旦发生破坏,对路面的正常使用性能影响较大。为了改善排水沥青混合料的水稳定性,展开研究SBS掺量对沥青混合料水稳定性能的影响。选取SBS掺量为3.0%,4.5%,6.0%,7.5%,9.0%五种改性沥青,通过沥青混合料浸水飞散试验,冻融劈裂试验,浸水马歇尔试验,浸水汉堡车辙试验对混合料的水稳定性进行评价,对比分析不同SBS掺量对混合料水稳定性的影响。试验表明,高掺量的SBS改性沥青有效改善排水沥青混合料的水稳定性能。综合考虑,推荐较佳SBS掺量为6.0%。     

玻璃纤维加强沥青混合料路用性能研究

在沥青混合料中掺入适量玻璃纤维,通过大量试验确定玻璃纤维的掺量以及沥青的最佳用量,并通过马歇尔试验、车辙试验以及冻融劈裂试验的试验指标,评价掺加玻璃纤维对沥青混凝土路用性能的影响。研究表明,加入玻璃纤维后沥青混合料动稳定度和水稳定性均有所提高、永久变形有所下降,改善沥青混凝土的高温抗变形能力和水稳定性。     

阻燃剂对沥青混合料性能的影响

中国的公路建设发展迅速，公路隧道建设的规模和数量在逐年增加。隧道内传统路面表现出一定的弊端,隧道空间较封闭，用沥青混凝土也有潜在的风险。现采用不同的阻燃剂制备阻燃沥青，通过氧指数试验、直接燃烧试验、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等方法，分析不同的复掺阻燃剂对沥青混合料的阻燃性能和路用性能影响。研究结果表明:自制的阻燃剂有良好的阻燃效果，最佳掺量为6%，掺入阻燃剂可以使沥青混合料的高温性能有所提高，低温性能有所改善，水稳定性有所降低，减少了燃烧时间，燃烧后的残留动稳定度有一定程度的提升，即复掺阻燃剂可以在很大程度上改善沥青混合料的阻燃性能。     

玄武岩纤维对沥青混合料水稳定性影响的研究

为探讨新型的玄武岩矿物纤维对沥青混合料水稳定性的影响,首先由马歇尔试验和车辙试验确定纤维的最佳掺量,然后按照现行规范JTG F40-2004规定的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验方法评价玄武岩矿物纤维对沥青混合料水稳定性的改善效果。玄武岩矿物纤维使沥青混合料浸水马歇尔残留稳定度提高了10.3%;在50次和75次压实功下使冻融劈裂抗拉强度比分别提高了16%和15%。由复合材料细观力学的强度和粘度公式及复合材料界面化学理论阐释玄武岩矿物纤维改善沥青混合料水稳定性的基本原理。试验表明,玄武岩矿物纤维对沥青混合料的水稳定性有明显的改善效果。     

掺铸造废砂沥青混合料路用性能研究

该文以降低铸造废砂堆放对环境产生的负面影响为出发点,将铸造废砂按不同比例等质量代替0~5mm集料掺加到沥青混合料中,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验,研究了铸造废砂不同掺量下AC-13沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性变化情况。结果表明:随着铸造废砂掺量的增加,沥青用量逐渐增大;高温稳定性随铸造废砂掺量的增加呈现先增加后降低的趋势,铸造废砂掺量为10%时达到最大,但总体的动稳定度次数变化较小;低温抗裂性呈现先增加后降低的趋势,铸造废砂掺量为10%时达到最大;水稳定性随着铸造废砂掺量的增大而逐渐降低。     

陶瓷沥青混合料路用性能试验研究

为解决大量废陶瓷堆积带来的环境问题,同时为提高沥青路面的抗滑性能,采用耐磨性能较好的陶瓷再生集料等体积取代部分石灰岩集料(替代率分别为0%、20%、40%和60%),研制陶瓷沥青混合料,开展陶瓷沥青混合料的路用性能研究,主要包括配合比设计、高温稳定性、水稳定性能,以及力学性能研究。试验结果表明:当陶瓷掺量不超过60%时,陶瓷沥青混合料的动稳定度,浸水残留稳定度,冻融劈裂强度比等各项性能指标均满足规范要求,路用性能良好。