硅藻土与纤维复合添加剂对高比例RAP掺量热再生混合料耐久性能的增强作用

依托"特殊气候条件高RAP掺量热再生混合料耐久性研究"项目,基于室内路用性能试验、APA、MMLS1/3、四点弯曲试验系统研究了纤维硅藻土热再生混合料的长期使用性能。研究结果表明,掺加纤维可显著改善热再生混合料的低温抗裂性能和抗疲劳性能,以硅藻土为原材料的纤维硅藻土复合改性剂能够提高热再生混合料的冻融劈裂试验强度比,减小混合料受到冻融循环水损害之后劈裂抗拉强度的降低幅度。在水-高温-荷载耦合作用下的综合路用性能排序依次是:玄武岩纤维+13% 硅藻土SBS热拌沥青混合料聚酯纤维+13% 硅藻土木质素纤维+13% 硅藻土SBS热再生混合料,纤维硅藻土复合改性热再生混合料在水-高温-荷载耦合作用下有更强的适用能力。确定了最佳的纤维和硅藻土掺配比例为0.35% 纤维+13% 硅藻土,建议在高温高湿环境优先选用0.35% 玄武岩纤维+13% 硅藻土复合改性方案来改善高RAP掺量热再生混合料的抗车辙和水损害性能。     

抗剥落剂和纤维对热(温)再生沥青混合料水稳定性及抗裂性能的影响

为了改善高RAP掺量热再生和温再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳耐久性,基于沥青表面能测试和黏附功计算,研究了老化沥青、温拌剂、纤维、抗剥落剂对沥青-集料黏结强度的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融循环试验和四分点加载疲劳试验研究了纤维和抗剥落剂对热再生混合料路用性能和抗疲劳耐久性的影响,并揭示了纤维和抗剥落剂对热再生混合料水稳定性和低温抗裂性能的影响机理。研究结果表明,导致热再生和温拌再生水稳定性较低的原因是沥青老化后表面能的降低,掺加温拌剂降低了沥青的表面能,降低了沥青-集料界面的黏结强度;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂可显著改善沥青表面能、增大沥青与集料之间的粘附功,提高沥青与集料之间的粘附性;将抗剥落剂与纤维复配可显著改善热(温)再生沥青混合料的低温性能,纤维与抗剥落剂不仅显著提高了热(温)再生混合料的劈裂强度和水稳定性,也延缓了冻融循环作用下热(温)再生混合料劈裂强度的衰变历程;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂均可显著改善热(温)再生混合料的弯曲劲度模量和抗疲劳寿命,,纤维与抗剥落剂复合改性热再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,建议优先采用玄武岩与抗剥落剂复配方案来改善高RAP掺量热(温)再生混合料的耐候性。     

盐-湿-热循环作用下沥青混合料路用性能研究

建立沥青混合料室内盐-湿-热作用体系,分析盐-湿-热作用次数、作用周期、盐分浓度等外界因素对沥青混合料路用性能的影响。结果表明,在盐分侵蚀作用下,沥青混合料的动稳定度、低温抗开裂性能、水稳定性能都不同程度降低;随着盐-湿-热作用次数及作用周期的增大,沥青混合料的间接拉伸强度、抗压强度、抗疲劳性能下降,动态模量升高,相位角降低。     

沥青混合料中掺加消石灰的抗水损害性能研究

消石灰通常以替代矿粉的形式加入到沥青混合料中来提供混合料的抗剥落性能 ,文中对消石灰替代矿粉的最佳替代量进行了研究 ,结果表明从水稳定性角度来看消石灰替代矿粉的合适比例为 16 .7% (即消石灰占矿料总重量的 1% )时的抗剥落性能较好。同时对掺加消石灰的沥青混合料的路用性能进行了试验研究 ,结果表明掺加消石灰后沥青混合料的低温抗裂性、高温稳定性和疲劳性能都有不同程度的提高和改善。     

钢桥面环氧沥青混合料铺装技术研究

环氧沥青混合料作为典型的桥面铺装材料被广泛应用于钢桥面建设中,但长期的重载交通及温度荷载会降低其耐久性和疲劳寿命。研究采用外掺玄武岩纤维的方式来提升环氧沥青混合料性能,通过对不同掺量(0%、0.2%、~1%)玄武岩纤维环氧沥青混合料路用性能试验分析,研究表明：玄武岩纤维以三维网状结构分散在沥青混合料中,能够有效增强混合料内部骨料及胶浆的嵌挤效果,0.6%玄武岩纤维能够显著提升沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性能。     

玄武岩纤维对高模量沥青混合料路用性能影响研究

通过室内性能试验对6组沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能进行综合评价,分析玄武岩纤维对高模量沥青混合料的改善机理和对高模量沥青混合料路用性能的影响.结果表明,高模量沥青混合料具有良好的高温稳定性、抗水损害和抗疲劳性能,但低温性能不佳;掺入玄武岩纤维能提高高模量沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂能力...     

硅藻土/岩沥青复合改性沥青路用性能研究

为研究硅藻土与岩沥青复合掺配对沥青混合料路用性能的影响,通过路用性能试验、小梁疲劳试验及MMLS3试验,得到不同掺量岩沥青下沥青混合料性能,运用方差分析方法对各项性能指标进行了分析。结果表明:在硅藻土含量不变的条件下,岩沥青的加入对沥青混合料高温稳定性及水稳定性改性效果明显,对低温抗裂性有所影响,但影响效果不明显,同时沥青混合料的抗疲劳性能得到了显著改善。     

改善花岗岩沥青混合料性能措施试验研究

采取掺入抗剥落剂、掺入消石灰、用石灰岩石屑代替花岗岩石屑等单一或综合的措施,进行了各种措施下沥青混合料性能指标的室内试验,研究了不同措施对花岗岩沥青混合料路用性能的改善效果。试验结果表明:(1)不同措施的改善效果不同,抗剥落剂对提高水稳定性、低温抗裂性较为有利,而消石灰对提高强度特性、高温稳定性较为有利。当同时掺抗剥落剂与消石灰时,花岗岩混合料的以上4种性能均会得到更明显的改善。(2)用石灰岩石屑代替花岗岩石屑再掺入外加剂的措施会进一步提高花岗岩沥青混合料的强度特性、水稳定性、高温稳定性与低温抗荷载破坏能力,但对低温抗收缩性能的改善不及同时掺入消石灰与抗剥落剂的效果好。     

高RAP掺量热再生混合料抗裂性能研究

采用低温蠕变、低温弯曲、约束试件温度应力和三分点加载疲劳试验从不同角度揭示了RAP掺量对热再生混合料低温抗裂性和抗疲劳开裂性能的影响,通过抗裂性能试验分析了木质素纤维、玄武岩纤维、橡胶粉、BRA岩沥青、SBR、硅藻土6种添加剂对高RAP掺量热再生混合料抗裂性能的改善作用。试验结果表明,随着RAP掺量增大,热再生混合料低温抗裂性和抗疲劳开裂性能均下降,低温抗裂性不足是制约厂拌热再生混合料增大RAP掺量的主要技术瓶颈,掺加6种添加剂后热再生混合料低温抗裂性能均有一定程度提高,抗疲劳性能显著增大,玄武岩和木质素纤维对热再生混合料低温性能和抗疲劳性能贡献最大,而BRA岩沥青效果最差,建议优先选择玄武岩纤维来改善高RAP掺量热再生混合料的抗裂性能。     

玄武岩纤维对高速公路沥青混凝土抗疲劳性能改善的研究

为探讨玄武岩纤维对于增强高速公路沥青混凝土抗疲劳性能的适用性,采用四点弯曲小梁试验机分别在300×10-6,400×10-6,500×10-6,600×10-64种应变水平下进行实验,比较分析了不添加玄武岩纤维、添加(质量分数)0.05%、0.3%正常玄武纤维,以及添加0.3%废渣玄武岩纤维4种沥青混合料的疲劳性能。研究表明,玄武岩纤维能显著改善高速公路沥青混凝土的抗疲劳性能,而且添加0.3%玄武纤维的沥青混合料的疲劳寿命要好于0.05%,但是即便是很少量的玄武纤维(0.05%掺量)在改善沥青混合料疲劳性能方面仍然有很大的优势。而对于废渣纤维而言,在低应变下(300×10~(-6),400×10~(-6))对于沥青混合料的疲劳性能改善明显,若能剔除其中的球状颗粒,也可以一定程度改善沥青混合料的抗疲劳性能。     

沥青混合料水稳定性试验研究

沥青混合料水稳定性不足是沥青路面发生水损害的主要原因,而沥青混合料水稳性不足的根本原因在于沥青从集料表面发生了剥落.试验表明,用消石灰取代部分矿粉,可以有效地增强沥青抗剥落性能,同时还可以改善沥青混合料的抗车辙、抗疲劳以及抗老化能力.     

硅藻土改性沥青混合料路用性能研究

对硅藻土改性沥青及其混合料进行了一系列室内试验研究，包括沥青的技术性能试验，沥青混合料的高温车辙试验，低温弯曲劈裂试验，残留稳定度和冻融劈裂试验以及弯曲疲劳试验。研究结果表明硅藻土能改善沥青的高温、低温和抗老化性能；且硅藻土改性沥青混合料能显著提高混合料的水稳定性、低温性能，高温稳定性和抗疲劳性能，具有良好的路用性能，是一种值得推广的改性沥青混合料。     

硅藻土改性沥青混合料疲劳性能的试验研究

利用美国MTS-810测试仪对硅藻土改性沥青混合料的疲劳性能进行了测试.测试结果表明:经过硅藻土改性的沥青混合料,k值提高22.61％～31.29％,说明抗疲劳性能提高,路面使用寿命延长,与SBS改性沥青混合料相似;但n值也增大7.8％～35.6％,说明对应力水平的敏感度也增大.其中用高品位硅藻土制得的改性沥青混合料,会大幅度提高混合料的高温稳定性,同时牺牲了混合料的疲劳性能.     

木质素纤维与橡胶沥青复合改性高RAP掺量温拌再生混合料路用性能与耐久性研究

为了解决传统温再生混合料RAP掺量低、低温和水稳定性不满足工程要求的行业性难题,对不同类型纤维橡胶温拌再生混合料进行了常规路用性能试验、四点弯曲疲劳和加速加载试验(MMLS1/3),分析了胶粉掺量和木质素纤维对高RAP掺量Sasobit纤维橡胶温拌再生混合料路用性能和疲劳性能的改善效果,结果表明,掺加Sasobit温拌可使橡胶温拌再生混合料拌和温度可降低30℃~35℃,节能减排效果显著;通过掺加木质素纤维和橡胶沥青是改善高RAP掺量温再生沥青混合料高低温性能和抗疲劳耐久性能的有效技术途径;相对于SBS改性温再生混合料,纤维橡胶沥青温拌再生混合料具有较好的水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能;纤维橡胶沥青温再生混合料疲劳寿命、自愈合性能均随着橡胶沥青中胶粉掺量增大呈先增大后减小的变化趋势,在14%胶粉掺量时疲劳寿命和自愈合性能出现峰值,纤维橡胶温再生混合料抗剪切疲劳次数为基质沥青和SBS温再生混合料的1.23~1.85倍、1.15~1.47倍。推荐用于纤维橡胶沥青温再生混合料适宜的木质素纤维掺量为0.35%,适宜的橡胶沥青胶粉掺量14%~16%。     

基于室内试验的玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

通过室内试验对掺加玄武岩纤维和不掺纤维的两组沥青混合料的力学特性、水稳定性、高温稳定性及低温抗裂性等路用性能进行了对比分析,结果表明玄武岩纤维沥青混合料具有优良的路用性能。并从界面化学和复合材料理论角度简单分析了玄武岩纤维改善沥青混合料路用性能的作用机理。     

三种纤维沥青混合料路用性能的对比研究

为探究不同纤维沥青混合料路用性能的差异性,开展在沥青混合料中掺加普通PAN、高强PAN纤维和玄武岩纤维的室内路用性能试验研究,采用马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验来评价各种纤维对沥青混合料路用性能改善和增强效果。试验结果表明,3种纤维对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和弯曲疲劳寿命有提升作用,其中,高强PAN纤维的改善和增强效果较优。     

聚酯纤维复合改性沥青混合料路用性能研究

为了研究聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配下沥青混合料的路用性能,分析了聚酯纤维掺量变化对沥青混合料路用性能的影响,从而确定出聚酯纤维的最佳掺量,且优化了硅藻土的掺量。通过与基质沥青、SBS改性沥青混合料路用性能的对比得出:聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配,其各项路用性能相较于基质沥青混合料均有大幅度提高;相比于SBS改性沥青混合料,其高温稳定性、水稳定性以及抗疲劳性改善效果明显,但两者的低温抗裂性能差异性不大。     

玄武岩纤维AC-13C沥青混合料路用性能研究

为研究玄武岩纤维沥青混合料在干旱荒漠区的路用性能,对AC-13C型沥青混合料配合比进行设计,通过车辙试验、冻融劈裂试验分析掺入0.4%玄武岩纤维对沥青混合料高温性能和水稳定性的影响,通过对试验路技术状况的检测评价玄武岩纤维沥青路面的使用性能。结果表明,掺入0.4%玄武岩纤维能显著提升沥青混合料的高温稳定性,动稳定度是普通沥青混合料的2.7倍,同时可改善沥青混合料的水稳定性;玄武岩纤维沥青路面的破损状况、防滑性能与抗渗性能均优于普通沥青路面。     

玄武岩纤维沥青混合料水损伤衰变规律分析

为分析高温—水浴耦合作用下,玄武岩纤维对沥青混合料抗车辙形变能力和抗水损伤衰变性能的影响。采用PMW汉堡车辙试验,改变水浴温度和车轮行驶速度等试验条件对掺加和不掺玄武岩纤维的沥青混合料板块试件在浸水环境下的水稳定性和抗车辙性能进行评价。试验结果表明,玄武岩纤维可以提高沥青混合料在高温—水浴耦合作用下的水稳定性能和抗车辙性能。通过灵敏度分析得到随着水浴温度的波动,玄武岩纤维沥青混合料的抗车辙变形能力衰减最大。     

消石灰与液体抗剥落剂对沥青混合料作用的研究

当前减小水损害的主要措施是使用液体抗剥落剂与消石灰。本文通过试验对比研究液体抗剥落剂与消石灰对沥青混合料性能的作用。试验表明．消石灰在抗剥落性能、抗车辙性能和抗疲劳性能方面。要比液体抗剥落剂的效果明显,值得推广使用。