温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响

为研究温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响,以生物沥青结合料和温拌剂为研究对象,对掺加了温拌剂的生物沥青结合料分别进行动态剪切流变试验(DSR)和多应力重复蠕变恢复试验(MSCR),以复数模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sinδ、恢复率R和不可恢复蠕变柔量Jnr为评价指标,研究了2种温拌剂类型(质量比为2%的Sasobit和质量比为0.35%Rediset)、3种生物质重油掺量(质量比分别为5%,15%,25%)对生物沥青结合料高温流变性能的影响。研究结果表明,未老化的生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而降低,黏性成分亦随着生物质重油掺量增加而减小,短期老化后生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而增大,弹性成分比例明显增大。Sasobit温拌剂的加入能够降低生物沥青结合料的黏性行为,增强延迟弹性,提高生物沥青结合料的高温抗车辙性能。加入Sasobit使得生物沥青的复数模量G*和车辙因子G*/sinδ值提高超过100%,不可恢复蠕变柔量Jnr值降低大于60%。Rediset温拌剂可以降低生物沥青结合料的高温老化速度,对生物沥青结合料的老化有较强的抑制作用。具有抗老化的优势,其温度敏感性比Sasobit温拌剂要低。Sasobit和Rediset温拌剂均可以提高生物沥青应力敏感性,使生物沥青在高应力水平下的黏弹性更加显著。     

道路沥青老化评价方法研究进展

沥青是路面工程中常用的筑路材料之一,被广泛应用于中国高速公路和城镇道路中。在路面服役过程中,沥青材料会出现硬化变脆等老化现象,显著影响了路面的运营品质及服役寿命。为了进一步促进道路沥青老化评价方法研究的发展,以宏观性能测试、微观结构探测和数值模拟技术等老化评价方法为脉络,比较了各类评价方法的所属尺度和应用优劣。研究结果表明:现行的沥青热氧老化室内研究方法并不能很好地反映沥青的长期服役耐久性,而紫外老化的室内研究方法更加亟需标准化和规范化;紫外老化和热氧老化的差异在于化学键断裂机制不同,热氧老化主要是由于高温热分解导致化学键断裂,而紫外老化的引发是由于分子内所含的基团吸收了具有能量的紫外线,导致化学键发生断裂;宏观性能测试是构建沥青老化与性能衰退联系的直接研究途径,2类老化类型的宏观性能测试方法和评价指标不能完成等同和替换;荧光显微镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱等微观探测技术能够定性或者定量分析沥青的老化过程和改性剂的老化响应;采用分子动力学模拟和细观力学模型既能继承利用微观研究的精确结论,又可与宏观力学试验建立关联性,对沥青的老化过程进行数值表征,其研究结果能够为其微观演化规律和宏观性能特性提供参考;在实际沥青路面使用中,紫外老化和热氧老化是并行存在的,基于室外沥青路面老化监测的多因素复合老化应是沥青室内老化模拟研究的重点;融合多层次老化评价指标和数值模拟技术,建立多尺度沥青老化动态仿真模拟是沥青材料与数值模拟交叉应用的主要研究方向。     

SGC方法与马歇尔方法确定不同级配最佳沥青用量的比较研究

采用美国Superpave中SGC旋转压实方法和传统的马歇尔击实方法对AC、SM A、OGFC等3种不同级配进行最佳沥青用量的确定。结果表明:用SGC确定的3种不同级配最佳沥青用量都显著低于马歇尔方法确定的最佳沥青用量,但降低幅度各不相同。其主要是由于采用SGC旋转压实100次成型混合料试件时,其压实功远大于马歇尔方法的双面击实50次或75次。因此建议用SGC方法进行不同级配的混合料设计时应适当减少旋转压实次数,以适应我国实际的施工条件。     

高原寒冷地区沥青混合料冻融循环作用下劈裂性能分析

通过沥青混合料冻融循环劈裂试验,分析了冻融循环次数以及油石比对混合料劈裂性能的影响．试验得出：随着冻融循环次数的增多,沥青混合料的劈裂抗拉强度、破坏劲度模量均呈减小趋势,最初的几次冻融循环混合料性能衰减较快,经历9～15次冻融循环后性能衰减趋于平缓;冻融作用后混合料的破坏拉伸应变反而增大;油石比对沥青混合料的劈裂性能有明显影响,随着油石比的增大,冻融循环作用对劈裂性能的影响减小．结果表明,在青藏高原寒冷地区对于AC-13沥青混合料,最佳油石比为5．5％或适当增加油石比可以提高沥青混合料冻融循环作用下的劈裂性能．     

沥青混合料抗拉性能试验研究及力学特性分析

沥青混合料的抗拉性能是表征其低温与疲劳性能的重要指标。本文针对半圆弯曲试验(SCB)与劈裂试验(IDT)建立三维非线性有限元模型,对两种试验方法的受力特点与破坏模式进行数值模拟,并利用室内试验进行验证。结果表明:两试验中试件的力学响应规律明显不同;半圆弯曲试验试件主要承受拉应力,劈裂试验试件内出现压缩、拉伸、剪切多种受力模式交织现象;非轴对称受力时,劈裂试件的应力响应更为复杂,不能充分体现间接拉伸的目的。相比较而言,半圆弯曲试验更能模拟沥青混凝土路面的层底受拉状况。     

粗集料形态特征研究与应用

集料形状、棱角与纹理等形态特征对沥青混合料路用性能有着重要影响.简要介绍了国际上相关的测试手段与方法.同时,基于数字图像处理技术.自行研制了粗集料形态特征研究系统(MASCA),对粗集料的形态特征进行探索研究.利用M.ASCA系统对4.75 mm的玄武岩颗粒轴向系数的变异性进行研究.研究表明:该档集料颗粒的轴向系数较小,针状性较弱,具有较好的形状特征.     

冲湖积软弱土地基挤密碎石桩加固技术

结合银川绕城高速公路西北段工程,采用挤密碎石桩技术对软弱土地基进行综合处理.文中从挤密碎石桩的加固原理、设计参数及施工工艺等方面,对挤密碎石桩加固技术进行了阐述.后期地基沉降观测资料表明,所采用的"挤密碎石桩、砂砾垫层加土工织物"加固措施具有良好效果.     

基于X-Ray CT技术的沥青混合料扫描影响因素及其优化研究

通过225 KV工业CT设备,研究沥青混合料试件尺寸、集料岩性、成型方式对扫描成像质量的影响,对常用的沥青混合料马歇尔试件扫描参数进行优化.研究结果表明:试件尺寸越大,图像质量越差;花岗岩混合料最适合于后期图像处理分析;不同的成型方式对图像质量会产生一定影响.最后为马歇尔沥青混合料试件推荐了最佳的扫描参数组合,既能够提高扫描精度,也可以提高扫描效率.     

钢丝网加筋水泥稳定碎石梁加筋试验分析

冻土地基和路基的不均匀变形导致半刚性基层沥青路面开裂严重.通过钢丝网加筋水泥稳定碎石梁弯曲试验,分析了钢丝网加筋位置、成网方式、直径、类型、间距等因素影响.试验得出,采用搭接成型的钢丝网,布设在距梁底面2.5 cm位置时,可以有效提高加筋梁的弯拉强度与挠度变形;与未加筋基件相比,设置加筋钢丝网后,水泥稳定碎石梁的性能得到大幅度提升,加筋效果明显;随着直径的增加,高碳钢丝网与镀锌低碳钢丝网的弯拉强度均增大;镀锌低碳钢丝网对弯拉强度的提升效果优于高碳钢丝网;不同直径钢丝分别对应最佳的钢丝网间距,在最佳间距时弯拉强度最优.结果表明,加筋钢丝网可以起到荷载扩散作用,提高水泥稳定碎石的整体承载能力.     

温拌沥青CO2减排效果的室内试验研究

采用室内试验方法研究温拌沥青Sasobit掺量、沥青含量和施工温度对CO2排放量的影响效果,同时还研究了Sasobit掺量本身对CO2排放量的影响。研究表明:施工温度是影响CO2排放量的主要因素,温拌沥青技术不仅能直接通过降低施工温度来减少CO2排放量,也可从减少燃料消耗角度来减少CO2排放量。与热拌沥青混合料相比,添加Sasobit的温拌沥青混合料CO2排放量可减少40%。