生物沥青-岩沥青复合改性沥青混合料的使用性能

为了研究复合改性剂的掺入对改性沥青混合料使用性能的影响,以70~#石油沥青作为基质沥青、蓖麻油植物沥青和岩沥青为改性剂,制备了复合改性剂掺量为0～60%的生物沥青-岩沥青复合改性沥青混合料,设计了级配为AC-20C的沥青混合料,采用车辙试验、Marshall稳定度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁低温弯曲试验的方法,分析了不同掺量复合改性沥青混合料的Marshall试验稳定度、车辙试验动稳定度、浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验残留强度比以及弯曲试验破坏应变。结果表明,复合改性剂掺量不超过最不利掺量时,其掺入将会降低沥青混合料的高温稳定性,随着复合改性剂掺量的继续增加,沥青混合料的高温稳定性逐渐得到提高;掺入复合改性剂后,沥青混合料的水稳定性迅速下降,采用1%消石灰代替部分矿粉后,水稳定性得到明显增强,复合改性剂掺量超过25%时,符合沥青混合料施工技术规范中关于水稳定性的规定;复合改性剂的掺量在最佳掺量范围内,沥青混合料的低温抗裂性得到改善,反之,复合改性剂的掺入对沥青混合料的低温抗裂性产生不利影响,掺量不超过40%时满足冬温区的相应技术要求;路用沥青混合料推荐的复合改性剂掺量范围为25%～40%。     

泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂性评价方法及影响机理分析

随着泡沫沥青冷再生混合料在国省干线和高速公路等高等级公路下面层中的大规模应用,其低温抗裂性需引起更多关注。采用低温弯曲试验和SCB试验研究了水泥掺量、泡沫沥青用量、RAP掺量对泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂性的影响,基于SEM试验揭示了水泥和泡沫沥青对冷再生混合料低温抗裂性的影响机理。结果表明,增大水泥掺量和提高泡沫沥青用量均可改善泡沫沥青冷再生混合料的低温抗裂性,RAP掺量对泡沫沥青冷再生混合料低温性能影响不大,推荐采用低温SCB试验评价泡沫沥青冷再生混合料的低温抗裂性,以弯拉应变和破坏应变能作为评价指标,建议泡沫沥青冷再生破坏应变能不少于1 500 J/m2。水泥对泡沫沥青冷再生混合料的影响机理在于加筋、填充和减小了泡沫沥青冷再生混合料内部微孔数量。     

钢纤维掺量对钢渣沥青混合料路用性能影响研究

为研究钢纤维对钢渣沥青混合料路用性能的影响,通过采用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验方法,分别针对不同纤维掺量的钢渣沥青混合料和普通沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性以及水稳定性展开对比分析。研究表明:不同钢渣及钢纤维掺量沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性均要优于普通沥青混合料;钢渣掺量为25%～50%时沥青混合混合料路用性能较优;钢纤维掺量为1%～2%时,沥青混合料的高温稳定性能较优,而低温稳定性和水稳定性在钢纤维掺量为1%时较优。研究结果可为钢渣沥青混合料性能研究提供理论参考与借鉴。     

水泥掺量对冷再生混合料路用性能影响

以水泥作为改性添加剂,应用于乳化沥青冷再生混合料中,变化水泥在再生混合料中的添加量,以最大干密度即最佳含水率原则确定再生混合料中的最佳水泥掺量,并对再生混合料的路用性能进行相关试验。试验结果表明:随着水泥掺量的增加,最佳含水率、劈裂强度、动稳定度、低温抗裂性、水稳定性都随之增加,而弯拉应变逐渐降低,在乳化沥青掺量7%的情况下,建议水泥掺量为3%。     

GXN型聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为了评估GXN型聚酯纤维材料的路用性能,采用室内车辙试验、低温弯曲破坏试验、冻融劈裂试验,对GXN聚酯纤维0掺量和0. 25%掺量下的沥青混合料的高低温性能及水稳定性能进行了试验研究。结果表明:1)掺加GXN型聚酯纤维能显著提高沥青混合料的高低温性能及水稳定性能,尤其对水稳定性能提升更加显著; 2)与不掺加纤维相比,在GXN聚酯纤维掺量为0. 25%时其沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提高了40. 9%、43. 1%和9. 6%; 3)掺加GXN型聚酯纤维能显著改善混合料内部的受力状况,起到内部加筋的作用。     

水泥对乳化沥青混合料路用性能的影响

采用加速加载试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验和三分点加载疲劳试验分别研究了不同水泥掺量下乳化沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和疲劳性能。研究结果表明随着水泥用量增加乳化沥青混合料的高温稳定性和水稳定性提高,而混合料低温抗裂性能和疲劳性能随水泥掺量的增加呈先增加后减小的趋势,结合路用性能研究结果,本文推荐了乳化沥青混合料合理的水泥用量范围。     

RAP冷再生混合料抗裂性能研究

为研究RAP冷再生混合料抗裂性能,采用劈裂强度和最大弯拉应变为评价指标,进行冷再生混合料劈裂和低温小梁弯曲室内试验,分析RAP用量、水泥和乳化沥青对冷再生混合料抗裂性能影响规律。研究结果表明:合理RAP用量有利于提高冷再生混合料抗裂性能,超过80%RAP用量后,混合料低温最大弯拉应变逐渐减小,劈裂强度降幅增大;低水泥剂量的冷再生混合料劈裂强度和低温变形能力较优,推荐水泥用量为2%;掺加水泥后,RAP冷再生混合料具有较高早期强度,有利于提前开放交通,缩短工期;随着乳化沥青用量的增加,冷再生混合料抗裂性能先提高后降低,最优乳液用量为7.5%,且改性沥青效果优于基质沥青。     

RAP掺量对再生沥青混合料的性能影响研究

高RAP掺量再生沥青混合料在我国沥青路面养护中得到越来越多的应用,厂拌热再生中RAP掺量可达到30%～50%,就地热再生中RAP掺量更是达到80%以上。在室内设计RAP掺量为0%、30%、50%、85%和100%的5种AC-13级配沥青混合料,依托UTM试验机分别采用动态蠕变试验、半圆弯曲试验和多重冻融劈裂试验对混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和抗水损害性能进行评价,结果表明:相比新沥青,RAP沥青胶结料高温性能增强而低温性能衰退;随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温抗车辙性能增强,低温抗裂性能和抗水损害性能降低,100%RAP混合料受到级配细化的影响,抗车辙性能不及新沥青混合料;多重冻融劈裂相比单次冻融劈裂能够更好地评价再生混合料的水稳定性。     

不同新沥青混合料掺配比例现场热再生沥青混合料路用性能分析

为研究现场热再生沥青混合料新沥青混合料的掺配比例,对比分析了0%、5%、15%和25%新沥青混合料掺量下再生沥青混合料的路用性能。试验结果表明,随着新沥青混合料掺量的增加,再生沥青混合料的高温性能逐渐下降;低温性能在新沥青混合料加入5%时大幅上升,然后随着掺量的增加,再生沥青混合料的低温性能改变不明显。冻融劈裂强度比随着新沥青混合料掺配比例增加而增大,浸水马歇尔残留稳定度和新沥青混合料掺量的关联性较小。以5%新沥青混合料掺量在广惠高速公路进行了试验段摊铺,并取得了良好效果。     

石棉纤维热阻式沥青路面性能研究

为减缓高温地区沥青路面车辙病害,文中研究提出向沥青混合料中掺加石棉纤维的方法。对不同掺量,包括0.2%、0.3%、0.4%和0.5%掺量的石棉纤维沥青混合料和AC-13沥青混合料,进行热阻性能试验、车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和小梁弯曲试验,研究石棉纤维掺量对沥青混合料热阻性能、高温性能、水稳性能及低温性能的影响。结果表明:石棉纤维能有效改善沥青混合料的热阻性能,试件最大温差较AC-13混合料低4.3℃;同时,石棉提高了沥青混合料的动稳定度和低温抗变形能力,改善了沥青的高、低温性能。最后综合考虑对沥青混合料热阻性能及路用性能的影响,推荐采用石棉纤维的剂量为0.4%。     

玻璃纤维对沥青混合料路用性能的影响

通过单轴拉伸试验、半圆弯拉试验和冻融劈裂试验等,考察了纤维类型和埋深与沥青的黏结作用,并分析了玻璃纤维掺量对基质沥青/改性沥青混合料高温稳定性、低温性能、中温抗裂性能和水稳定性的影响。结果表明,玻璃纤维与基质沥青/改性沥青的黏结强度高于玄武岩纤维和钢纤维,且改性沥青与纤维的黏结效果优于基质沥青。相同玻璃纤维掺量时,改性沥青混合料的稳定度、马歇尔模数、破坏拉伸应变、劈裂抗拉强度、断裂能、层底抗拉强度和层底抗拉应变都要高于基质沥青混合料,流值和破坏劲度模量都小于基质沥青混合料;改性沥青混合料有相较基质沥青混合料更好的高温稳定性、低温抵抗变形能力和中温抗裂性能。适量玻璃纤维的掺加有利于提高基质沥青/改性沥青混合料的劈裂强度,玻璃纤维-改性沥青混合料的水稳定性高于玻璃纤维-基质沥青混合料。玻璃纤维掺量为0.30%的改性沥青混合料具有最佳的路用性能。     

水泥对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响分析

为了研究水泥用量对冷拌SMA-5沥青混合料路用性能的影响,通过可拌和时间试验、粘聚力试验、马歇尔强度试验、无侧限抗压强度试验及劈裂试验,分别探讨了水泥对冷拌SMA-5沥青混合料的可拌和时间、成型速度、水稳定性及高低温性能的影响规律。研究结果得出水泥掺量不大于2%时,冷拌SMA-5能满足拌和时间要求;当水泥用量达到2. 0%时,混合料30 min和60 min的粘结力分别为1. 3 N·m和2. 1 N·m,养生期为7 d、水泥掺量为2%时,冷拌SMA-5沥青混合料冻融劈裂强度比大于75%,满足规范要求;就高温性能而言,当水泥掺量为1%时,动稳定度超过2 000次/mm,能够满足路面使用需求,冷拌SMA-5沥青混合料的弯拉应变随着水泥掺量的增加出现先增大后降低的趋势,但掺量为2%时,低温劲度模量最大,因此,水泥用量不宜超过2%时SMA-5路用性能最佳。     

钢纤维对沥青混合料的增强作用研究

通过室内试验,分析了钢纤维掺量对混合料动稳定度、劈裂强度、劲度模量、残留稳定度和冻融劈裂强度比等路用性能指标的影响。结果表明:在沥青混合料中添加钢纤维可以提高混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,尤其低温抗裂性最为突出;但钢纤维掺量并不是越大越好,当钢纤维掺量为2.0%时沥青混合料的路用性能最优。     

花岗岩机制砂对沥青混合料水稳定性影响试验研究

酸性花岗岩机制砂影响沥青混合料的水稳定性,因此在沥青路面中应用较少。该文通过分析掺加不同水泥剂量的花岗岩机制砂沥青混合料水稳定性差异和冻融劈裂试验后试件的开裂情况,确定花岗岩机制砂沥青混合料的最佳水泥掺量。同时,进行花岗岩机制砂和石灰岩机制砂沥青混合料(延长时间)浸水马歇尔试验和2次冻融循环试验对比,得出掺1.0%～2.0%水泥的花岗岩机制砂与未掺水泥的石灰岩机制砂对沥青混合料水稳定性影响效果相当。     

Study on Performance of Modified Emulsified Asphalt Cold Recycled Mixtures Considering Cement Effect

为了分析水泥对改性乳化沥青冷再生混合料力学性能的影响,以AC - 25沥青混合料级配为基准,通过室内对比试验,对不同水泥掺量的改性乳化沥青冷再生混合料的疲劳耐久性、低温稳定性、高温稳定性及水稳定性等力学性能进行系统研究.研究结果表明,一定掺量的水泥有利于改善改性乳化沥青冷再生混合料的疲劳耐久性,但水泥增加至3.0％时,其进一步的改善效果并不显著;以破坏应变评价混合料低温性能时,指标具有较高的灵敏性,当水泥用量为2.0％时低温性能最佳;水泥的掺加显著地提高了改性乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性和水稳定性,其在改性乳化沥青冷再生混合料中发挥着重要的作用.     

基于灰色关联理论的聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为研究聚酯纤维对沥青混合料的路用性能的影响,对聚酯纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的沥青混合料进行路用性能研究,分析纤维掺量对沥青混合料性能影响规律,并从细微观层面揭示聚酯纤维沥青混合料性能增强机制;同时引入灰色关联评价方法,对聚酯纤维沥青混合料进行多指标综合评价,并基于路用性能优选出最佳纤维掺量。结果表明:聚酯纤维在沥青混合料中形成三维网状结构,通过桥接、加筋、增韧等作用,使纤维混合料路用性能优于普通沥青混合料;聚酯纤维掺量为0.3%时沥青混合料路用性能最优;聚酯纤维对沥青混合料高温稳定性影响较大,其次为低温抗裂性。在最佳掺量下,动稳定度提高51.82%,低温弯曲破坏应变增大32.74%,冻融劈裂强度比增加11.8%。     

考虑冻融循环的聚酯纤维沥青混合料性能研究

为研究聚酯纤维掺量对沥青混合料路用性能和冻融损伤劣化规律的影响,通过高温车辙试验、低温劈裂试验、水稳定性试验和冻融循环条件下小梁弯曲试验,对比分析聚酯纤维掺量为0.0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%时沥青混合料动稳定度、极限弯拉强度、弯拉应变、残留稳定度、冻融劈裂强度比和冻融弯曲应变的变化。结果表明,随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料路用性能指标和冻融损伤性能呈现先增大后减小的趋势,聚酯纤维掺量为0.2%左右时,沥青混合料动稳定度出现峰值(3 512次/mm),抗弯拉强度提高12.4%,极限弯曲应变增加7.6%,弯曲劲度模量超过2 670 MPa,马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比分别提高2.2%、3.2%;聚酯纤维掺量为0.2%左右、冻融循环次数为12次时,弯曲破坏应变出现峰值,抗冻融性能最佳;聚酯纤维沥青混合料的弯曲破坏应变与冻融循环周期呈负相关关系,冻融循环次数超过12次时,弯曲应变下降速率减小并逐渐趋于稳定。     

水性环氧乳化沥青冷再生混合料路用性能研究

为提高乳化沥青冷再生混合料路用性能,制备70%RAP(废旧沥青路面回收材料)掺量的水性环氧乳化沥青冷再生混合料进行研究。通过击实试验及劈裂试验确定水性环氧乳化沥青冷再生混合料的最佳含水量和最佳乳化沥青用量分别为4.0%、4.3%;采用沥青混合料车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验及四轮加载磨耗试验评价水性环氧乳化沥青冷再生混合料的性能。试验结果表明：水性环氧乳化沥青冷再生混合料具有更好的高温稳定性、水稳定性和耐久性;低温抗裂性略有降低,但仍满足规范要求;推荐水性环氧树脂掺量为10%。     

路可比改性剂掺量对沥青混合料路用性能影响规律研究

采用70#普通沥青配制AC-13C和SMA-13型沥青混合料,并在混合料中以直投式分别加入5%、7%、9%(与沥青质量比)路可比改性剂,分别进行车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、单轴压缩试验、劈裂试验、单轴静载蠕变试验,将试验结果与采用SBS改性沥青配制的沥青混合料进行对比,以研究路可比改性剂及其掺量对沥青混合料路用性能的影响。结果表明:路可比改性剂对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗压强度指标具有显著的提升作用,对水稳定性改善作用有限。     

泡沫沥青和水泥用量对冷再生沥青混合料路用性能的影响

为明确泡沫(乳化)沥青和水泥掺两种粘结材料对冷再生混合料路用性能和耐久性的影响,通过车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、加速加载试验、四分点加载疲劳试验、研究了泡沫(乳化)沥青和水泥两种粘结材料对沥青路面冷再生混合料高低温性能、长期高温抗变形能力以及抗疲劳耐久性性能的影响。试验结果表明,泡沫(乳化)沥青冷再生混合料车辙变形量主要是压密变形所致,水泥掺量越大泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗高温性能和高温剪切疲劳性能越好;随着水泥、沥青粘结料掺量增大,冷再生混合料低温抗裂性能呈先增大后减小的变化趋势,对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料低温抗裂性能而言,存在一个最佳的泡沫(乳化)沥青和水泥用量,在2.0%~4.0%泡沫沥青和2.5%~4.5%乳化沥青用量下适宜的沥青粘结料与水泥掺量比例为1.5∶1~2.7∶1;对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗疲劳性能而言,存在一个最佳的沥青粘结料和水泥掺量,为确保冷再生混合料具有最优的抗疲劳性能需达到沥青结合料和水泥掺量的相对平衡,用于冷再生混合料适宜的水泥掺量为1.0%~2.0%。为完善泡沫(乳化)沥青冷再生混合料的材料组成设计方法以及性能评价体系提供了参考。