多孔沥青混合料老化及水稳定性研究

通过对试件进行不同程度老化评估透水沥青混凝土路面在不同水侵害条件下的影响,并比较不同最大公称粒径的级配在工程性质上的差异。结果显示,PAC试件老化后的间接抗拉强度、稳定度、回弹模量等工程性质强度都呈现增加趋势,其中以高黏度改性沥青最佳,SBS改性沥青次之,70号直馏沥青最低。试验路现场钻芯试件的60℃黏度老化指数高于实验室4 d老化的结果,但呈现出相近趋势,显示现场PAC路面老化情形明显,且使用黏度较高的改性沥青不但有助于强度提升,更可以减缓其老化速度。     

沥青混合料理论经验介电公式研究

研究量测沥青混凝土介电常数并探讨影响沥青混凝土介电性质的因素。结果显示孔隙率每增加1%,沥青混凝土试件介电常数值降低0.07。在相同孔隙率范围,沥青含量增加,介电常数降低。若水存在于沥青混凝土孔隙中,受水分子极化机制影响,介电常数随含水率的提高而增加。在密度预测模型方面,以介电混合理论模型为基础,由沥青混凝土各组成成分及体积分率计算介电常数值,并与沥青混凝土整体介电常数实验量测值比较。最后利用沥青混凝土试件介电常数、孔隙率及沥青含量进行回归分析,建立密度预测模型,密度预测值与实验值的相关性R2为0.94,此模型将有助于发展非破坏性沥青混凝土密度检测。     

贫混凝土透水基层的排水能力

为研究路面内部排水能力的计算方法、基层渗透系数取值方法以及路面内部退水时间,采用较大尺寸的试验板进行了透水基层排水能力的模拟试验研究,并通过研究变水头时不同坡度、不同孔隙率下的路面退水时间,建立了退水时间、退水百分比、孔隙率和坡度之间的回归公式。研究结果表明:在恒水头条件下,当基层底面水平时,基层的排水能力为达西定律计算值的1/2;当基层底面坡度为s时,基层的排水能力q可近似为q=kh1s;试件的垂直渗透系数和基层渗透系数的概念及数值不同,可以通过修正试件室内垂直渗透系数来获得路面基层渗透系数。建立的回归公式为最终确定路面内部的排水时间标准提供了依据。     

OGFC-20沥青混合料最佳空隙率研究

OGFC沥青混合料常作为路面抗滑磨耗层使用,为确保OGFC路面具有良好的排水、降噪效果,延长路面的使用寿命,本文基于大量的级配设计结果对OGFC-20型混合料路用性能与透水性能进行研究,并对孔隙率分别为18%、21%、24%的3种OGFC-20型沥青混合料的路用性能与透水性能进行评价,最终通过大量试验研究确定OGFC-20型的最佳孔隙率为21%。     

橡胶沥青透水路面沥青膜厚度研究

为了研究橡胶沥青透水路面适宜的沥青膜厚度,选择特征因素模型法计算矿料比表面积。针对不同级配选择7种沥青膜厚度25~37μm(间隔2μm),根据每种油膜厚度及集料吸油率反算各混合料的油石比。通过反算得出不同级配不同油膜厚度的油石比制备马歇尔试件,对马氏试件进行稳定度试验、肯塔堡飞散试验及谢伦堡析漏试验。试验结果表明:沥青膜厚度在29~33μm之间时,橡胶沥青混合料具有良好的孔隙率与较好的强度性能,且混合料析漏与飞散损失均满足规范要求,建议在对橡胶沥青透水路面进行设计时,可以根据集料比表面积及吸油率初步设定沥青膜厚度为30μm。     

大孔隙沥青混合料试件及芯样孔隙率测定方法探讨

多孔隙沥青混合料降噪防滑面层或多孔隙排水基层作为提高道路使用性能正在逐步得到人们的认识。准确测出或芯样的孔隙率显得非常关键。本文分析比较了常用沥青混合料孔隙率测试方法后，提出用薄纸密贴蜡封法测芯样或室内沥青混合料试件的孔隙操作简单、准确也较好，尤其对破损严重芯样的密度，孔隙率的测试不失为一种好方法。本文通过室内沥青混合料试件的孔隙率不同方法测试比较，验证了薄纸密贴蜡封法测孔隙率的准确性相对较高。     

浇注式沥青混凝土介电特性研究

对铺筑于钢桥的浇注式沥青混凝土(Guss)进行钻芯试验,将会造成钢桥桥面损坏及留下侵害的弱面,须以无损检测方法,进行路面质量控制。以电磁波原理应用于无损检测过程中,介电常数为影响电磁波行为的重要参数,研究使用网络分析仪搭配终端开路同轴探棒,量测Guss胶浆,粒料,和Guss试件的介电常数,以2.55GHz频率的介电常数数值探讨孔隙率,密度,以及温度变化对于介电常数的影响。另发展Guss沥青混凝土介电混合模型与介电常数预测密度模型,并且使用无核密度仪Pave Tracker量测Guss沥青混凝土密度,并以校正后的Pave Tracker数值与实验室密度加以比较。试验结果显示孔隙率和密度与介电常数呈线性关系,R2约为0.6。在温度量测范围90℃至60℃的降温过程当中,Guss试件介电常数随温度下降而减少。另由本研究所发展的Guss试件介电混合模型,以胶浆,粒料,石粉和空气的介电常数及所占的体积百分比,可推测Guss试件的介电常数。并且由所建立的密度预测模型,以Guss试件介电常数预测密度,密度预测值与实验室密度的相关性R2为0.78。最后以校正无核密度仪Pave Tracker读数,校正后Pave Tracker读数与实验室密度的相关系数R2为0.89。     

PAC路面结构及其混合料配合比设计

为设计出既满足透水性能要求又满足相应承载力要求的路面,分别从路面结构组合形式和沥青混合料配合比两方面进行分析与探讨。从PAC路面结构形式方面,阐述排水型路面性能特点;从原材料选择要求上,说明PAC混合料对集料、沥青、矿粉的技术要求。在最佳沥青用量和空隙率已确定的条件下进行性能试验,结果表明:排水型路面结构组合形式适用于中型交通量道路;PAC-13混合料无论在透水性能还是在力学强度方面,均满足相应要求。     

乳化沥青冷再生混合料成型方法优化研究

为选择一种能够有效模拟实际工程压实方式且操作简单的乳化沥青冷再生混合料成型方法，分别按照马歇尔击实成型、旋转压实成型和振动成型3种方法制备混合料试件，对不同成型方法混合料试件的孔隙率、劈裂强度、冻融劈裂强度比和无侧限抗压强度进行试验测定，并通过CT扫描试验对不同成型方法混合料试件的高度方向孔隙特征、最可几孔径和乳化沥青砂浆特征进行对比。结果表明，采用旋转压实成型方法制备的混合料试件力学性能最优，相较其他两种成型方法具有更好的承载能力与水稳定性；同时采用旋转压实成型的试件内部空隙分布更加均匀，且试件内部沥青砂浆厚度最大，粗集料之间的接触和嵌挤程度最佳。因此最终确定旋转压实法作为冷再生混合料的最佳成型方法，由此得到的混合料试件与实际道路碾压相似，可以有效提高路面的高温性能和水稳性能。     

有机硅憎水剂对透水混凝土性能影响研究

选用3种有机硅憎水剂材料，分别将不同掺量(0、0.1%、0.3%、0.6%、1.0%,有效成分占水泥质量比)的憎水剂内掺到透水混凝土中，通过抗压强度、有效孔隙率、透水系数和吸水率试验，研究不同类型不同掺量有机硅憎水剂对透水混凝土性能的影响。结果表明：3种有机硅憎水剂均不同程度地降低了试件28 d龄期的抗压强度，且都存在最佳掺量；乳液型憎水剂较粉末型憎水剂对28 d龄期下试件的抗压强度影响更小，硅烷乳液在最佳掺量0.6%时，其抗压强度仅下降2.0%;内掺有机硅憎水剂均加大了试件有效孔隙率，最佳掺量下其透水系数显著增大，最大增长率为133.3%;憎水剂在透水混凝土孔隙中形成膜结构，对试件吸水率有较大影响，吸水率较对照组最大可降低50%。研究成果可以为有机硅憎水剂材料在透水混凝土领域的实际工程运用提供一定的技术参考。     

透水混凝土抗冻耐久性能影响因素研究

通过室内试验方法对透水混凝土的影响因素展开研究,对比分析了冻融作用下,不同工作性能、目标孔隙率、水灰比及增强剂掺量对透水混凝土质量损失率、相对动弹性模量的影响。结果表明:透水混凝土试件经25次冻融循环后其抗冻性能满足工程规范要求;随着冻融循环次数的增加,透水混凝土的抗冻性能会下降;透水混凝土工作性能的改善和增强剂掺量的增加可以在一定程度上提升透水混凝土的抗冻性能,但提升效果不大;目标孔隙率和水灰比的增大会导致透水混凝土的抗冻性能出现较大幅度的下降。研究成果可为路用透水混凝土提供理论参考与借鉴。     

大空隙沥青混合料空隙特征与渗透性评价

鉴于当前大空隙沥青混合料和排水路面设计过程中存在的渗透性评价不准确,无法有效控制设计孔隙率,导致路面由于孔隙率过大或过小而产生早期破坏等问题,研究结合排水路面实体工程设计了大空隙沥青混合料,借助工业CT对室内成型的试件和路面取芯的试件进行了断层扫描,对空隙和渗透系数分布特征等内容进行了研究。孔隙率的分布,以及横向和竖向渗透性评价结果表明,大空隙沥青混合料的横向渗透性大于竖向渗透性,与竖向渗透性是倍数关系。     

透水混凝土路面堵塞及其恢复效果研究

研究了堵塞物质类别和粒径对透水混凝土路面透水性能的影响,比较了几种恢复方法对堵塞的透水混凝土路面透水性能的恢复效果。结果表明:泥砂和含油污的泥砂对透水混凝土路面透水性能影响较大,砂砾和黏土次之。不同粒径砂粒堵塞透水混凝土时,0.3～0.6mm粒径范围的砂粒对透水混凝土路面透水性能影响最大。单一人工清扫、真空抽吸及强力气冲等措施对透水混凝土路面透水性能的恢复效果有限,高压水冲洗、人工清扫后高压水冲洗以及人工清扫后高压水冲洗再真空抽吸3种方法恢复效果较好。     

路用多孔水泥混凝土室内成型方法研究

孔隙率是多孔水泥混凝土的重要技术指标之一,保证混凝土试件成型后或路面铺筑后实测孔隙率与目标孔隙率一致,是多孔路面技术的关键。介绍多孔水泥混凝土不同孔隙率概念,提出室内成型方法应满足的条件。基于不同成型方法的对比试验,推荐振动压实法为多孔水泥混凝土理想的室内成型方法。其成型试件孔隙率离散性小,孔隙分布较均匀,成型固结能量孔隙率差稳定,无明显粗颗粒破碎现象,且能较好地模拟当前路面工程常用施工机械设备和固结方式。     

透水混凝土抗硫酸盐侵蚀性能研究

海绵城市建设热潮下,透水混凝土将扮演重要的角色。通过对透水混凝土砂率、水胶比、设计孔隙率以及增强剂掺量等四种因素四种水平进行正交试验,得到最优配比,并在最优配比基础下进行抗硫酸盐侵蚀性能的试验,结果发现:当砂率为6%、水胶比为0.3、设计孔隙率为14%、增强剂掺量为9%时,抗折强度与抗压强度存在共同的最优配合,当砂率为0%、水胶比为0.28、设计孔隙率为20%、增强剂掺量为5%时,透水系数最大,透水性能最好;通过功效系数法,对抗压、抗折强度和透水系数三者进行综合分析,确定出最优配合比:砂率为4%、水胶比为0.31、设计孔隙率为18%、增强剂掺量为7%;透水混凝土试件在硫酸盐溶液中进行干湿循环侵蚀,随着循环次数的增加,试件表面将出现石子脱落及裂缝变大的现象;其强度由于生成的钙矾石和石膏的影响将先增大,后减小。     

透水混凝土路面的透水、容水能力设计

在简介透水混凝土路面透水、容水能力设计原则的基础上,重点分析了面层坡度、基层坡度和土基渗透率对路面容水能力的影响,给出了不同坡度下有效容水能力的计算公式,得到透水混凝土路面设计中必须考虑的两个重要因素,提出长坡路段透水混凝土路面设计可以采取的相应措施。     

短切粗纤维增强多孔沥青砼关键技术研究

多孔沥青路面的透水性能主要依托其较大的孔隙率,但大孔隙率的存在使多孔沥青砼中沥青-孔隙界面胶结性能弱,严重影响沥青路面的强度及耐久性。与细纤维相比,粗纤维模量高、与基体界面粘结度高、分散性好,对土工建筑材料具有较好的抗裂、增强及增韧效果。文中通过粗合成纤维改性设计,研究短切粗纤维对大孔隙沥青砼的增强作用,改善多孔沥青砼路面孔隙率大、强度性能不足的现状。     

透水路面渗水系数测试方法比较研究

采用现场渗透仪、单环渗透仪与双环渗透仪3种设备对透水再生混凝土、天然级配碎石、钢渣再生粒料3组试件进行定水头与变水头的透水试验,以分析比较3种渗水系数试验方法的适用性与差异性。试验结果表明:透水再生混凝土的渗透性优于天然级配碎石及钢渣再生粒料;现场渗透仪法(对照组)与单环渗透仪试验法(控制组)所测渗水系数较为接近,可用于测定透水路面的渗水系数,但单环渗透仪试验法具有"尺寸效应",测定渗水系数时应给予足够重视。     

透水混凝土性能的影响因素分析

透水混凝土以其绿色环保、吸收噪音、多孔隙、轻质、透气性及透水性较好等优点成为一种绿色生态型混凝土。通过实验研究骨料粒径、水灰比、浆骨比、搅拌工艺等因素对透水混凝土的孔隙率、透水系数、抗压强度等性能的影响。得出以下结论:水灰比对透水混凝土的性能影响比较小;聚羧酸系高效减水剂可以有效改善透水混凝土的性能;采用集料表面包裹法搅拌工艺虽然对透水混凝土的透水系数影响不大,但可以减小透水混凝土的孔隙率,增大透水混凝土的抗压强度;骨料粒径、浆骨比是影响透水混凝土孔隙率、透水系数、抗压强度的关键因素。     

粉煤灰透水混凝土透水特性及强度试验研究

针对粉煤灰透水混凝土在交通及水利工程等领域应用研究,通过制备不同粉煤灰掺量(、15%、30%、45%)以及骨料粒径(3~5mm、5~10mm、10~15mm)原料配合比透水混凝土试件,并根据室内试验研究透水混凝土的透水性及强度特性,确定最佳原料配合比为30%粉煤灰掺量及10~15mm的骨料粒径,此时,透水混凝土孔隙率及透水系数分别为20.38%、8.59mm/s,抗压强度与抗折强度可达18.27MPa、4.85MPa。对透水混凝土及植被对河湖岸坡生态防护机制进行分析,可以为河湖岸坡生态防护设计与工程应用提供基础依据。