宣曲高速直投式胶粉与SBS复合改性沥青混合料级配设计

基于直投式干法橡胶沥青技术,将直投胶粉与SBS改性沥青复合,使其具有了湿法改性沥青的优点,而且现场施工方便。在级配方面,于AC-13C的基础上,通过设计粗细不同的4种级配,对比各级配混合料的性能,优化了AC-13C级配范围,提出了适用于胶粉与SBS复合改性沥青混合料的AC-13G的级配类型,并与间断级配AR-SMA13混合料进行性能对比。试验证明,AC-13G能形成较好的嵌挤结构,但不如AR-SMA13密实;在高温稳定性方面,AC-13G优于间断级配AR-SMA13;在低温性能方面稍差一些,但是也满足规范的使用要求;在水稳定性方面,两种沥青混合料水稳定性能较为接近。     

沥青种类对SMA-13级配的影响

为了研究不同沥青种类对SMA-13级配的影响,进行了武云高速复合改性橡胶沥青AR-SMA-13和中州大道整治工程SBS-SMA-13的级配、油石比、粗集料的骨架分界筛孔、粉胶比、沥青膜厚度及混合料路用性能等的对比研究。研究过程中采用贝雷法对两种沥青混合料的级配嵌挤效果进行了分析。由于复合改性橡胶沥青和SBS改性沥青的化学成分差异较大,其运动黏度和延度均差异较大。试验得出,AR-SMA-13中2.36~4.75 mm之间的碎石含量接近12%,是传统间断级配的2倍,路用性能仍然较好;AR-SMA-13中0.075 mm筛孔的通过率仅为6%,与SBS-SMA-13中0.075 mm通过率8%~12%形成显著区别;SMA-13骨架分界筛孔选择4.75 mm还是2.36 mm,对混合料的骨架嵌挤的判断是不同的,结果表明,传统间断级配理论关于SMA-13级配中2.36~4.75 mm间断是不必要的;SMA-13骨架分界筛孔建议选择2.36 mm。虽然复合改性橡胶沥青5℃延度远小于SBS I-D,但AR-SMA-13也具有较好的抗低温变形能力,低温弯曲应变与SBS-SMA-13混合料相比,差异不大;复合改性橡胶沥青运动黏度与SBS I-D改性沥青相比差异非常大,但两种级配的混合料都具有较好的抗车辙性能,SBSSMA-13比AR-SMA-13的动稳定度仅低12%,其混合料高温性能的差异远没有沥青运动黏度之间的差异大。当沥青性能差异较大时,沥青混合料的设计指标应做出适当调整,以保证沥青混合料能够具有良好的路用性能。     

温拌橡胶沥青混合料性能研究

该文通过对比分析两种生产工艺的温拌橡胶沥青混合料与AC-25(基质沥青)、AC-20(SBS改性沥青)、SMA-13在高温性能、低温性能、抗疲劳性能、抗水损害性能和抗老化性能方面的差异,研究两种生产工艺的温拌橡胶沥青混合料路用性能的优良性。     

天然湖沥青复配SBS改性沥青混合料性能研究

采用AC-20和SMA-13两种级配,对湖沥青复配SBS改性沥青混合料的各项性能指标进行了研究,并与相同级配的湖沥青改性沥青混合料进行对比分析。结果表明,湖沥青复配SBS改性沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性能都呈现不同幅度增长,水稳定性增长幅度不大。     

基于约束试件温度应力试验评价几种沥青混合料的低温性能

为了准确评价沥青混合料低温性能,利用自行开发的约束试件温度应力试验设备对AC-16、AC-20、SMA-13和SMA-16沥青混合料的低温抗裂性能进行了评价分析。试验结果表明:沥青品种与混合料类型对沥青混合料的低温抗裂性能有着显著的影响;成品SBS改性沥青有着较好的低温性能;SMA类沥青混合料低温性能优于AC类沥青混合料。     

沥青混合料的渗透性试验研究

为探讨高速公路路面结构中沥青混合料的渗透性能,采用变水头柔性侧壁渗透仪分别测定了不同空隙率水平下SMA-13,AC-16,AC-20三种沥青混合料的渗透系数,同时结合相关研究成果,将空隙率影响沥青混合料渗透系数的变化关系进行对比分析,结果表明:①三种级配类型沥青混合料的渗透系数均随空隙率的增大而增大,渗透系数的拐点位置在空隙率8%~9%之间;②空隙率8%时,连续级配AC-16和AC-20的渗水系数低于间断级配SMA-13;空隙率8%时,SMA-13的渗透系数则小于AC-20;③相同空隙率的条件下,AC-16的渗透系数明显小于AC-20。     

不同级配玄武岩纤维沥青混合料的IDEAL抗裂性能

采用IDEAL中温开裂试验，对10种不同级配沥青混合料中温开裂机理进行分析，以开裂指标CT_index来评价沥青混合料在掺加玄武岩纤维后的中温开裂性能。研究表明：在混合料中掺入玄武岩纤维后，其抗开裂性能提升9.3%～19.6%,抗裂缝扩展性能提升21.9%～65.2%;在中温（25℃）条件下，Superpave-13级配的沥青混合料抗裂性能劣于SMA-13级配38.1%～42.3%;玄武岩纤维对混合料抗裂性能的增强效果在Superpave-13级配中优于SMA-13级配20.6%,与SBS改性沥青的结合效果比基质沥青强108.4%,随着集料最大公称粒径的增大而减小。     

四类橡胶沥青混合料细观空隙特征分析

设计AC-13C、SMA-13、SAC-13和AR-AC-13S等4种常用级配的橡胶沥青混合料,通过Xray CT技术和图像处理技术获取橡胶沥青混合料内部结构中的空隙分布数值参数,分析4种级配的混合料细观特征,结果表明:四类级配的空隙分布各有特点,连续级配的内部空隙比间断级配更少,内部密实度更好,应能用于橡胶沥青混合料;在混合料内部空隙特征方面,表现最为良好的是SAC-13,其次是AC-13C,SMA-13和AR-AC-13S的表现相似。     

胶粉粒径与级配类型对橡胶沥青及其混合料性能影响研究

胶粉粒径以及级配类型与橡胶沥青及其混合料的性能之间有着密切的联系,该文测定了经40目、60目以及80目粒径胶粉改性后橡胶沥青的"三大指标",并选用常见的SMA-13(粗、中、细)级配进行橡胶改性沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能的研究。研究表明:相对于基质沥青,橡胶沥青的"三大指标"均有明显提高;较粗级配使用胶粉粒径较大的混合料具有更好的高温性能;胶粉粒径越小,级配越细,混合料的低温性能越好;胶粉粒径越粗,级配越细,混合料的水稳定性越好。     

SAC沥青路面在高原多年冻土区适应性试验研究

针对高原多年冻土区公路对沥青混合料性能的高要求，从矿料级配角度出发，试验选取多碎石沥青混合料（SAC）和沥青玛蹄脂混合料（SMA）作为高原多年冻土区沥青路面的路用性能试验用料，用密级配AC-13进行对比。试验结果表明:SAC-13与AC-13破坏弯拉应变差异并不明显，而SMA-13的破坏弯拉应变较AC-13降低20.7%。三种级配沥青混合料动稳定度由高到底依次为SAC-13，SMA-13和AC-13，选用的两种抗滑表层较密级配AC-13动稳定度提高了一倍左右；三种级配沥青混合料的水稳定性基本相当。高原多年冻土区沥青路面病害主要以低温病害为主，因此SAC-13级配沥青混合料在高原多年冻土区公路沥青路面应用更具合理性。     

广西宜河高速橡胶沥青路面和SBS改性沥青路面性能对比研究

依托广西宜河高速公路开展橡胶沥青路面结构形式的试验路铺筑（7 cmARAC-20C下面层+5 cmARAC-13C上面层），与正常路段的SBS改性沥青路面结构形式（8 cm 70号道路石油沥青AC-25C下面层+6 cm SBS改性沥青AC-20C中面层+4 cm SBS改性沥青AC-13 C上面层）进行对比，并开展沥青胶结料、成品混合料室内性能、现场抗滑指标试验以及长期路用性能观测评价对比研究。结果表明:两种路面结构的使用性能相当。     

复合阻燃剂对花岗岩沥青混合料路用性能的影响

探究阻燃剂种类、掺量对SBS改性沥青性能的影响,并着重研究自制复合阻燃剂对以花岗岩为集料的AC-13C和SMA-13沥青混合料路用性能的影响。试验结果表明：复合阻燃剂具有阻燃、抑烟的双重作用,掺量为10%时,阻燃沥青的氧指数达到25.8%,阻燃效果较为明显;复合阻燃剂可以小幅提高以花岗岩为集料的AC-13C和SMA-13的车辙动稳定度,但降低了它们的残留稳定度比和冻融劈裂强度比,其中冻融劈裂强度比分别降低到70.1%和70.7%,降幅分别达到17.1%和16.7%。在冻害严重、地下水位偏高的隧道地段不宜采用此两种以花岗岩为集料的阻燃沥青混合料。     

掺加玄武岩纤维的沥青路面结构层选取对比研究

借鉴纤维提高沥青混合料路用性能这一优点,选用新型的路用玄武岩纤维,以常见密级配、间断级配沥青混合料AC—30、AC—20以及SMA—13为依托,对基质沥青纤维胶浆和改性沥青纤维胶浆及其相应的沥青混合料的高温稳定性能进行了研究。研究结果表明：玄武岩纤维对基质沥青和改性沥青胶浆抗车辙因子均有显著提高,抗剪切能力明显增强;玄武岩纤维沥青混合料的动稳定度和残留稳定度均得到提高,不同的沥青混合料玄武岩纤维最佳掺量不同,且对AC—20混合料的改善效果最为明显。研究成果可为玄武岩纤维在道路工程中的应用提供参考。     

高模量重载交通沥青混合料路用性能试验研究

采用AC-13,SMA-13,Sup-13三种不同级配,制备高模量剂掺量为0 %,0.2 %,0.4 %,0.6 %,0.8 %不等的高模量沥青混合料,进行高温车辙、浸水马歇尔、冻融疲劳、低温小梁、四点弯曲试验,分别研究不同高模量剂掺量及级配组合方案下混合料的高温性能、水稳性能、低温抗裂性能及抗疲劳性能。研究表明:高模量剂能够显著提升混合料的路用性能,对高温性能和抗疲劳性能的提升效果最为显著,而SMA-13级配更适用于重载交通路段。实际工程应用也进一步验证了0.6 %高模量剂掺量下SMA-13沥青混合料的服役水平较好。     

SBS改性沥青混合料路用性能及施工质量控制分析

通过室内试验和现场试验,对SBS改性沥青混合料路用性能和施工工艺进行分析,得出改性沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性变化规律。试验结果表明：添加SBS改性剂可极大改善基质沥青的高温性能;初压温度在施工中具有重要作用。实际工程应用表明,采用SBS改性沥青混合料可显著提高沥青路面使用品质。     

光热耦合作用对SBS改性沥青及其混合料的性能影响研究

对3种沥青（基质沥青、橡胶粉改性沥青以及SBS改性沥青）及其混合料在不同光热耦合条件下的性能进行试验研究,评价SBS改性沥青混合料的抗光热老化性能。结果表明:SBS改性沥青的抗光热耦合老化的性能优于橡胶沥青以及基质沥青;3种沥青混合料的性能随着耦合老化时间的增长而降低,尤其是在5天老化后,沥青混合料的性能出现急剧下降;综合沥青混合料路用性能试验结果发现,SBS改性沥青混合料的抗老化性能明显优于橡胶沥青以及基质沥青。     

间断级配橡胶沥青混合料的性能研究

采用矿料主骨料空隙体积填充法对沥青混合料间断级配进行了设计,并采用橡胶沥青拌制了间断级配橡胶沥青混合料。通过室内试验分别测定了间断级配和密级配混合料的动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度比和低温破坏应变,对间断级配橡胶沥青混合料的路用性能进行了分析;通过四点加载试验对混合料的疲劳性能进行了试验,对间断级配橡胶沥青混合料的疲劳性能进行了分析。研究结果表明:设计的间断级配沥青混合料具有更好的低温性能和抗疲劳性能,且高温性能和水稳定性能也优于密级配混合料。