纳米膨润土改性沥青混合料路用性能试验研究

采用纳米级膨润土作为改性剂,通过室内试验研究了纳米级膨润土改性沥青混合料的高温抗变形性能,低温抗裂性能和水稳定性能。试验结果表明:纳米级膨润土改性沥青具有比基质沥青更好的抗车辙变形能力,显著提高了其高温稳定性,改性剂在最佳掺量情况下,动稳定度可以提高72%;与基质沥青相比,纳米级膨润土改性沥青的低温抗裂性能略有下降,但并不明显,仍满足规范要求;水稳定性试验表明:纳米级膨润土改性沥青明显提高了混合料的抗水损能力,在最佳掺量下可以提高10%左右;同时得到纳米级膨润土改性剂的最佳掺量在4%~5%之间。     

纤维沥青混凝土动态模量与路用性能研究

采用动态模量试验、间接拉伸疲劳试验和车辙试验研究了掺加木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩矿物纤维的沥青混合料的路用性能。结果表明,各种纤维掺入后能增大纤维沥青混合料的动态模量,其中聚酯纤维的增强作用最为显著;同时,掺加各种纤维后沥青混合料的疲劳性能和高温抗车辙性能也得到明显改善。     

热老化后的纤维沥青混合料性能试验

通过使用强制通风烘箱使纤维沥青混合料试件高温热老化来模拟纤维沥青混合料在施工中受到的热老化,进一步通过间接拉伸试验、冻融循环试验和疲劳试验测试热老化后试件的间接拉伸强度、冻融间接拉伸强度比、动态劲度模量和疲劳寿命。试验结果表明：热老化后,纤维沥青混合料间接拉伸强度稍增大,水稳定性变差,动态劲度模量增大,疲劳寿命降低。     

辣木油改性沥青及混合料性能研究

为掌握辣木油对沥青及混合料性能的影响,利用DSR试验系统评价辣木油沥青流变性能,并对沥青混合料进行了间接拉伸强度、回弹模量等测试,发现掺入0.5%～1.0%辣木油能在不降低沥青PG等级前提下降低沥青高温黏度,并能有效改善沥青抗老化性能,在特定温度下能改善沥青黏弹性能;辣木油改性剂能改善沥青混合料马歇尔稳定度、拉伸强度与刚度,提高其疲劳寿命,但随着掺量增加,其飞散损失也将增大;综合技术经济考虑,建议沥青混合料中辣木油适宜掺量为0.5%。     

硅改沥青及沥青混合料

通过扫描电镜、红外光谱、差示扫描量热分析,探寻硅藻精土与沥青的微观结合机制。以0、9%、11%、13%、15%掺配量的硅藻精土改性沥青进行马歇尔试验,分析得出13%掺量的硅藻精土改性沥青效果最佳。以13%掺量的硅藻精土改性沥青进行相关路用性能的室内试验,试验结果表明:硅藻精土改性沥青混合料的劈裂强度较70号沥青混合料的劈裂强度提高了近16.8%;硅藻精土改性沥青混合料的动稳定度是70号沥青混合料的动稳定度的2.07倍。综合得出,13%掺量的硅藻精土改性沥青混合料的路面性能可得到显著的提高。     

泡沫沥青冷再生混合料力学特性试验

采用间接拉伸强度、无侧限抗压强度及抗压回弹模量试验,分析了沥青路面旧料掺量及水泥用量对泡沫沥青冷再生混合料力学特性的影响.研究表明:随旧料掺量的增大或其中旧沥青含量的增多,泡沫沥青冷再生混合料设计最佳沥青用量减少,冷再生混合料抗拉、抗压、抗剪性能呈下降趋势,而抗压回弹模量逐渐增大;水泥用量的增大有助于提高冷再生混合料的...     

Sasobit在温拌沥青混合料中的应用评估

为了对Sasobit在温拌沥青混合料中的应用进行评价,该文对掺加了Sasobit的改性沥青的老化程度和粘度进行试验,对未掺加Sasobit的路用等级为PG64-22的沥青所形成的混合料与掺加了2.5%的Sasobit形成等级相当于PG64-22的改性沥青所形成的混合料进行了振动压实试验、回弹模量试验、APA车辙试验、间接拉伸强度试验和水敏感性试验,分析Sasobit在温拌沥青混合料中的应用性能。结果表明:掺加了Sasobit后,沥青粘结料的高温稳定性、耐久性和水稳性得到提高;回弹模量与没有掺加Sasobit的对照物相比基本不变,说明Sasobit的添加并不影响混合料的硬度;抗弯拉强度和最大弯拉应变变化不大,说明Sasobit对沥青混合料的低温抗裂性改善不大;但Sasobit的添加使沥青混合料的疲劳寿命减少,则表明Sasobit会降低混合料的寿命。     

SBR/PP复合聚合物及SBS改性沥青混合料疲劳特性研究

为提高沥青路面的承载能力与耐久性,通过复合聚合物改性改善沥青混合料的强度及抗疲劳性能。采用丁苯橡胶(SBR)与聚丙烯(PP)比例为75∶25、50∶50、25∶75的复合聚合物和SBS聚合物,分别以4%、5%、6%的掺量对70^#基质沥青进行改性,通过强度试验确定聚合物最佳掺量,开展最佳掺量下聚合物改性沥青混合料间接拉伸疲劳试验和直接拉伸疲劳试验,对复合聚合物与SBS改性沥青混合料的疲劳特性进行对比分析。结果表明,复合聚合物与SBS的最佳掺量均为5%;复合聚合物中SBR与PP掺配比例为75∶25、50∶50时,复合聚合物改性沥青混合料的强度高于同掺量下SBS改性沥青混合料;最佳掺量下,SBR与PP掺配比例为75∶25的复合聚合物改性沥青混合料的疲劳性能最佳,与SBS改性沥青混合料相比提高约40%。     

高模量沥青混合料力学性能试验研究

为了研究高模量剂掺量对沥青混合料力学性能的影响,通过劈裂强度、静态回弹模量和动态模量等试验,分析了高模量剂在不同掺量、不同温度条件下对沥青混合料劈裂强度、抗压强度、静态回弹模量、动态模量和相位角等指标的影响。结果表明:高模量剂的加入能明显提高劈裂强度,但其掺量不宜超过0.6%;随着高模量剂掺量的增大,抗压强度和静态回弹模量逐渐增大,当掺量由0%增至0.7%时,抗压强度和静态回弹模量分别提高30.8%和49.4%;高模量剂掺量对动态模量的影响小于静态回弹模量;高模量剂的加入对相位角的影响很小,表明高模量剂对沥青混合料的黏弹特性影响较小。     

再生沥青混合料路用性能研究

针对AC-25型再生沥青混合料和新拌沥青混合料,通过劈裂强度试验、间接拉伸试验和三轴重复荷载试验对比分析了掺加30%旧料的再生沥青混合料与新拌沥青混合料的路用性能。研究结果表明:在相同温度时,再生沥青混合料的劈裂强度和劲度模量均比新拌沥青混合料要大,水平变形略低。依据间接拉伸疲劳试验,新拌AC-25型沥青混合料的疲劳性能要优于再生AC-25型沥青混合料。建立了新拌和再生AC-25型沥青混合料的应力疲劳方程和应变疲劳方程,其拟合相关系数之平方均大于0.91,相关性较好。在温度60℃、相同应力水平下,再生AC-25沥青混合料的永久应变小于新拌AC-25型沥青混合料,再生沥青混合料的抗永久变形性能优于新拌沥青混合料。建立了新拌和再生AC-25型沥青混合料在重复荷载作用下的黏弹性力学模型,相关系数达0.99。     

聚合物纤维和玻璃对沥青混合料力学性能的影响

废旧玻璃代替部分集料在减少道路建设对自然资源消耗的同时,还影响沥青混合料的力学性能。为提高掺有玻璃集料的沥青混合料的力学性能,在沥青混合料中添加聚丙烯纤维,通过标准马歇尔试验、间接拉伸刚度模量试验和动态蠕变试验研究了聚丙烯纤维和玻璃对沥青混合料力学性能的影响。结果表明:在一定掺量范围内聚丙烯纤维或玻璃单独掺加均可提升沥青混合料稳定度,二者对沥青混合料的稳定度最大提升效果分别为11.29%和12.10%。沥青混合料间接拉伸刚度模量与玻璃掺量正相关,但随聚丙烯纤维掺量的增加而先增加后降低,0.2%为聚丙烯纤维最佳掺量;在聚丙烯纤维掺量为0.2%时,玻璃最佳掺量为6%。     

掺生物沥青的乳化沥青冷再生混合料强度特性及路用性能研究

为部分替代石油沥青产品,同时增大生物质重油的掺配比例,提出采用生物沥青与石油沥青共混生产乳化沥青,并将其用于乳化沥青冷再生混合料。选用两种乳化剂研究了不同生物重油掺量下乳化沥青的常规性能指标,进而研究了不同生物质重油掺配比例下乳化沥青冷再生混合料的劈裂强度、无侧限抗压强度和抗压回弹模量变化规律;基于室内加速加载模拟试验、低温SCB试验和间接拉伸疲劳试验研究了生物质重油对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响。试验结果表明,生物质重油与石油沥青共混后所生产的乳化沥青其各项性能指标均满足现行再生技术规范技术要求,采用生物质重油部分替代石油产品是合理可行的,推荐用于乳化沥青冷再生混合料的适宜生物重油掺配比例为30%~40%。     

粗橡胶粒沥青玛蹄脂混合料SMA-R路面性能研究

针对粗橡胶粒SMA沥青混凝土的力学性能进行了室内的试验研究,分别对混合料的疲劳性能、回弹模量和变形性能进行了不同橡胶粒掺量的影响分析,并据此提出了具有良好路用性能的橡胶粒掺量。同时还发现,掺加一定量的岩沥青,可以有效提高混合料的性能,建议在橡胶粒沥青混合料中掺加适量的岩沥青。     

基于拉压模量同步测试的岩沥青改性沥青混合料疲劳损伤特性

为了揭示岩沥青作为改性剂对沥青混合料疲劳性能的影响,利用MTS材料试验系统对岩沥青改性沥青混合料进行了四点弯曲疲劳试验,并对比了其与SBS改性沥青混合料的疲劳性能,分析了岩沥青对基质沥青混合疲劳性能的改善效果;定义模量衰减为损伤变量,基于四点弯曲拉、压弯模量同步测试法同时得到沥青混合料拉、压和弯曲回弹模量,建立了沥青混合料不同模量衰变方程。研究结果表明:岩沥青加入基质沥青混合料能显著改善其疲劳性能,与SBS改性沥青混合料疲劳性能相当;从拉、压、弯模量衰减斜率绝对值大小来看,拉伸模量斜率最大,其次是弯拉模量,压缩模量斜率最小;临界破坏时拉伸模量的衰减比大于压缩模量的衰减比,即试件发生开裂破坏并非是压缩模量的衰减所导致,而是由拉伸模量衰减过快引起的,导致中性面以下受拉区域损伤累积加剧,最先发生开裂,为试件的破坏源;在弯拉疲劳应力状态下,沥青混合料的拉、压模量衰变规律具有较大的差异性,拉伸模量衰变速率大于压缩模量衰变速率,因此在受拉区将产生较大的损伤,说明了模量衰变曲线稳定阶段拉伸模量衰减速率的过快及衰减末期压缩模量破坏点的滞后性,同时也间接反映出拉伸模量衰变速率的快慢是决定沥青混合料疲劳性能是否优越的关键因素。     

厂拌温再生沥青混合料中新旧沥青的融合性研究

新旧沥青的融合性是温再生沥青混合料技术性能的关键所在,通过性能试验分析了该类混合料中新旧沥青的融合性。采用劈裂强度、浸水劈裂强度、冻融前后的劈裂强度比以及间接拉伸模量等作为评价指标,分别测试了不同旧料掺量(30%,40%,50%)的常规温再生和沥青完全融合温再生这两种情况下沥青混合料试件的性能。结果表明:温再生沥青混合料试件的上述各指标总体上都随着回收旧料比例的增加而上升,并且比沥青完全融合时的温再生混合料试件指标都相应有所提高。在旧料掺量比例小于50%情况下,厂拌温再生混合料中新旧沥青的融合性良好。     

沥青混合料疲劳响应模型试验研究

首先总结分析了沥青混合料不同疲劳试验方法的特点、两种疲劳试验控制模式的适用范围,建议采用应力控制模式的间接拉伸疲劳试验方法。然后分析了不同试验因素的影响,选定了加载波型,确定了疲劳试验的应力比水平、频率及温度等试验参数的范围。采用旋转压实成型方法,对3种沥青混合料进行试件成型。分别考虑3种空隙率水平,应用均匀试验设计方法,进行了不同温度、频率、应力比水平下的间接拉伸疲劳试验,对试验结果进行了显著性分析,并应用多元线性回归方法,得到了适用于不同荷载条件下基于温度、频率、沥青饱和度、初始应变及初始劲度模量的沥青混合料疲劳模型。与国外疲劳模型进行了对比分析,表明得到的疲劳模型具有较好的比对性,可用于沥青混合料疲劳寿命的预估。     

煤矸石粉填料在沥青混凝土中的应用

该文的研究目的是探究煤矸石粉作为填料对沥青混凝土路用性能的影响规律。从洗煤厂取煤矸石样品后,将其破碎加工成天然煤矸石粉填料;将天然煤矸石粉在750℃下充分燃烧,制成煤矸石灰填料。X射线衍射试验结果表明:煤矸石粉和煤矸石灰中的火山灰成分使其可以作为活性填料应用于沥青混凝土中。主要进行了以下室内试验:干燥和饱水条件下马歇尔稳定度试验、间接拉伸强度和回弹模量试验。试验结果表明:与掺传统石灰石粉填料的沥青混合料对比,煤矸石粉和煤矸石灰沥青混合料具有更高的高温稳定性和回弹模量;煤矸石粉和石灰石粉作为填料等比例掺配应用于沥青混合料中,可以使其获得更高的水稳定性,而且煤矸石灰比煤矸石粉对混合料水稳定性的改善效果更为显著;由间接拉伸强度试验中的应力应变曲线可以得到混合料的韧性指标,该指标可以表征材料的能量吸收力或柔韧性,煤矸石粉沥青混合料的韧性比石灰石粉沥青混合料更好。     

水泥和乳化沥青含量对水泥乳化沥青混合料性能的影响

为了研究水泥和乳化沥青含量对水泥乳化沥青混合料的性能影响,对不同水泥和乳化沥青掺量的混合料进行了宏观试验和微观观测,包括间接拉伸强度、抗压强度、回弹模量、拉伸强度比、动态稳定性、最大弯曲应变和Cantabro损失。此外,使用扫描电子显微镜(SEM)和计算机断层扫描(CT)获得了具有不同材料成分的水泥乳化沥青混合物的细观图像和空隙特征。结果表明:(1)当水泥含量恒定为3%,乳化沥青含量从6%增加到9%时,间接拉伸强度、抗压强度和弹性模量先增加后减小。在恒定的乳化沥青含量为8%,水泥含量从0增加到4%时,间接拉伸强度先增大后减小,当水泥含量为3%时,抗压强度和回弹模量均达到最大值。水泥的加入可显著提高沥青混合料的高温稳定性和水分稳定性,但不利于其低温性能。当水泥含量在2%和3%之间时,观察到最小的Cantabro磨耗。在水泥乳化沥青混合物中,水泥与沥青破乳后的水分进行反应,AFt与沥青薄膜交织形成网格结构,提高了混合物的水分敏感性和高温稳定性,另外,在不同水泥和乳化沥青含量的混合料中形成细观空隙结构也将影响机械性能和混合物性能。     

再生沥青混合料疲劳性能试验研究

为了评价掺有再生沥青路面(RAP)材料的沥青混合料的疲劳性能,以及不同RAP材料用量对沥青混合料疲劳性能的影响,进行了室内再生沥青混合料疲劳试验研究。疲劳试验中采用了沥青路面表面层沥青混合料,选用了间接拉伸(IDT)强度试验和半圆弯曲(SCB)疲劳试验方法,进行了RAP材料质量分数分别为0%、10%、20%和30%的疲劳试验。试验结果表明:沥青混合料中RAP材料质量分数小于20%时,对沥青混合料疲劳性能影响不大,而RAP材料质量分数为30%时,疲劳性能明显下降。初步建议了表层沥青混合料合适的RAP材料质量分数不宜超过20%。     

掺RAP的水泥乳化沥青混合料抗压回弹模量试验研究

采用顶面法测试了掺RAP的水泥乳化沥青混合料中不同油石比、RAP掺量、水泥掺量、压实度和温度5个因素对其抗压回弹模量的影响。研究结果表明:掺RAP的水泥乳化沥青混合料抗压回弹模量随乳化沥青油石比的增大而降低;抗压回弹模量随温度升高呈线性降低;抗压回弹模量随水泥用量的增大而增大,推荐水泥掺量为3%;混合料抗压回弹模量随着RAP掺量的增大而增大,建议RAP掺量控制在50%范围以内;压实度对添加RAP的水泥乳化沥青混合料抗压回弹模量的影响显著。