大尺寸纤维沥青拉伸断裂与抗裂性能研究

设计了纤维沥青的大尺寸试件低温拉伸断裂试验,实测了纤维沥青低温拉伸断裂时纤维的桥联应力。采用混合料低温弯曲断裂试验研究了纤维沥青混合料的低温抗裂性能,并通过对各种因素和混合料抗裂性能的灰熵关联度分析,发现了拉伸断裂试验结果与混合料低温抗裂性能有很好的相关性。     

聚酯纤维改性沥青混合料试验及应用研究

将聚丙烯纤维掺入沥青混合料中配制聚酯纤维改性沥青混合料,通过室内试验分析该沥青混合料的路用性能。结果表明,聚酯纤维的掺入可显著提高沥青混合料的高温稳定性,其掺量由零增加到0.35%的过程中增强效果越来越明显;随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料的低温抗裂性能增强,掺量为0.3%时低温抗裂性能最佳;纤维掺量大于0.3%时,沥青混合料的最大弯拉应变不升反降;考虑经济性与路用性能,聚酯纤维的最佳掺量为0.25%~0.3%。工程应用结果表明,采用聚酯纤维改性沥青混合料作为路面面层,路面强度、抗裂与抗变形能力优异。     

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。     

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。     

不同热再生拌和工艺对混合料再生效果的影响研究

为分析再生拌和工艺对沥青混合料再生效果的影响,设计了3种热再生拌和工艺(再生剂同步添加工艺、再生剂异步添加工艺、再生剂-新沥青预混合工艺),并通过车辙试验、低温弯曲试验、间接拉伸开裂试验、动态模量试验等方法对再生混合料的性能进行试验分析。研究表明:不同热再生拌和工艺对再生沥青混合料的性能具有明显影响,由于再生剂-新沥青预混合工艺能够有效提高再生剂与老化沥青的融合程度,进而提高再生效果,因此,采用该工艺的再生混合料具有较好的抗车辙性能以及动态力学性能,低温抗裂以及综合抗裂性能也有一定程度的改善。     

聚酯纤维沥青混合料路用性能研究及改善机理分析

为了研究聚酯纤维沥青混合料的性能,引入木质素纤维作对比,对两种纤维的技术指标进行检测;通过车辙试验、低温弯曲小梁试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验对两种纤维沥青混合料及不掺加纤维沥青混合料的路用性能进行研究,并分析其改善机理。研究结果表明掺加纤维能显著地改善沥青混合料的路用性能,且聚酯纤维沥青混合料比木质素纤维混合料具有更优良的路用性能。     

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。     

纤维沥青混合料低温评价指标研究

文章通过对纤维在沥青混合料中抗裂作用的分析,总结出纤维沥青混合料的三大抗裂方式,并通过纤维沥青混合料的三点低温弯曲试验,分析了最大破坏应变对纤维沥青混合料低温性能评价的不适用性,最后提出较为有效的评价纤维沥青混合料底温性能的评价指标。     

基于钻芯取样的厂拌热再生沥青路面性能试验研究

为跟踪检验福银(福州—银川)高速公路温沙段厂拌热再生沥青路面的路用性能,对厂拌热再生沥青路面及同期施工的普通热拌路面钻取芯样,对比分析再生沥青路面的材料组成和体积参数,结合局部三轴试验、低温劈裂试验、冻融劈裂强度试验、间接拉伸疲劳试验及半圆弯曲试验评价沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳和抗裂性能。结果表明,厂拌热再生沥青混合料的高温稳定性显著优于传统新拌沥青混合料,但低温抗裂性和水稳定性比新拌沥青混合料有所下降;30%RAP掺量的厂拌热再生沥青混合料可获得比普通热拌沥青混合料更好的抗疲劳性能;沥青含量较大的厂拌热再生沥青混合料在常温条件下的抗断裂能力更强。     

纤维对AC-13C和SMA-13路用性能的影响研究

为了研究纤维对AC-13C和SMA-13路用性能的影响,采用车辙试验、劈裂强度试验、冻融劈裂试验和构造深度试验,研究了木质素纤维、玄武岩纤维和聚酯纤维对AC-13C及SMA-13沥青混合料高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能和抗滑性能的影响,并基于试验结果分析了纤维对沥青混合料的作用机理。试验结果表明:与不添加纤维相比,3种纤维均可以有效改善AC-13C和SMA-13的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和水稳定性能,但削弱了其抗滑性能,提出了在高温多雨山区,宜采用添加聚酯纤维的SMA-13沥青混合料作为上面层,以提高沥青路面整体性能的结论。     

基于弯曲应变能的纤维沥青混凝土抗裂性能评价方法

沥青混合料常采用低温小梁弯曲试验来评价其低温抗裂性,其中抗弯拉强度、弯拉应变和弯曲劲度模量被用作表征沥青混合料低温性能的重要指标。通过室内试验揭示,以上三个指标并不能单独准确地反映沥青混合料的低温抗裂性能。借用弯曲应变能密度临界值这一概念,采用能量法对不同掺量下的纤维沥青混合料的低温抗裂性能进行重新分析、评价,能较好地反映纤维沥青混凝土的抗裂性能,同时也对这一指标进行了验证分析。研究结论认为,采用弯曲应变能密度临界值作为纤维沥青混凝土的低温抗裂性能评价指标是合理、可行的。     

基于长期老化作用的再生混合料路用性能试验研究

高RAP掺量的再生沥青混合料的长期路用性能成为当前沥青路面再生技术关注的焦点。在室内设计85%RAP掺量的再生沥青混合料,采用长期烘箱加热法在85℃烘箱加热5 d和10 d对其进行模拟老化,然后采用动态蠕变试验、半圆弯曲试验和冻融劈裂试验对再生混合料的路用性能进行评价,结果表明:长期老化作用下,再生混合料的抗车辙性能增强,低温抗裂性能和抗水损害性能下降;与新沥青混合料相比,再生混合料在长期老化作用下具有较大幅度的抗车辙性能提升和低温抗裂性能下降,其抗老化能力较差。如何进一步提升再生混合料的长期路用性能还需要更多的研究和探索。     

再生胶/SBS复合改性沥青再生混凝土抗裂性能研究

为提高再生沥青混合料的抗裂特性,提出采用抗裂性能优良的新型SBS/橡胶复合改性沥青进行RAP料的再生。基于低温弯曲小梁蠕变、约束温度应力及四点弯曲疲劳试验对复合改性沥青、SBS改性沥青的再生混合料进行低温抗裂及疲劳开裂性能研究。结果表明：橡胶的加入可提高再生沥青混凝土的低温及中温抗裂性能,这可能与混合料开裂初期形成的微裂纹扩展至聚合物网络被吸收断裂能量,抑制微裂纹进一步发展有关。进一步分析断裂温度可知,复合改性沥青再生沥青混合料较普通SBS改性沥青的再生混合料可延伸路面的服役温度范围6℃左右,有利于再生沥青混合料在西北寒冷地区的推广应用。     

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。     

聚酯纤维沥青混合料低温性能研究

聚酯纤维沥青混合料具有良好的低温性能,文章对不同聚酯纤维的掺量下的混合料进行了低温试验,说明了聚酯纤维对沥青混合料低温性能的影响,同时还对其低温抗裂机理进行了说明。     

基于博纳帝再生设备的上面层再生混合料性能研究

该文目的是研究基于博纳帝再生设备生产的上面层再生混合料的抗裂性能。以30%RAP掺量的AC-16型沥青混合料为主要研究对象,采用低温小梁试验、半圆弯曲试验、间接拉伸疲劳试验分别对再生混合料抵抗低温裂缝、反射裂缝及疲劳裂缝的能力进行了研究,并与新拌混合料进行了对比。结果表明:博纳帝再生设备生产的上面层再生混合料的低温抗裂性能相对较差;相比新拌混合料,抗反射裂缝能力有小幅下降,但随着路龄的增加,其抗裂性能衰减较快;其疲劳裂缝敏感度增大,疲劳寿命降低,但变化并不明显。采用博纳帝再生设备生产的上面层再生混合料抗裂能力有所保障,但对低温环境比较敏感。     

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。     

聚酯玻纤布复合沥青混合料路用性能试验研究

聚酯玻纤防裂布由聚脂纤维和玻璃纤维复合而成,它结合了聚酯纤维的韧性和玻璃纤维的强度,铺设在道路结构中起到防裂隔水的效果。本文通过一系列室内试验(小梁弯曲试验、低温弯曲试验、疲劳试验),分别评价了聚酯玻纤布复合沥青混合料弯曲性能、低温抗裂性能、疲劳性能,为聚酯玻纤布的工程应用提供依据。     

聚合物改性天然沥青温拌再生混合料设计方法及其混合料性能

针对高RAP温拌再生沥青混凝土RAP掺量低,在使用过程中容易出现松散、开裂的问题,提出采用杂化纤维与聚合物改性天然沥青复配方案来确保高RAP掺量温再生混合料高低温性能与耐久性能的平衡。基于室内配合比的试验、路用性能试验、浸水汉堡车辙试验、四点弯曲疲劳试验研究了复合纤维与聚合物改性天然沥青温再生混合料室内配合比设计方法、路用性能及耐久性能。试验结果表明,以"等目标空隙率法"确定高RAP掺量温拌再生混合料的拌和压实温度是合理可行的。掺加BRA岩沥青、TLA湖沥青、青川岩沥青后,温再生混合料高温性能随天然沥青掺量增大而增大,疲劳性能和低温抗裂性能在3种天然沥青掺量达到8%~10%时出现峰值,天然沥青与杂化纤维复合添加剂可显著改善温再生混合料浸水后的抗剥落速率并显著降低车辙深度。室内试验和试验路铺筑结果表明,杂化纤维与聚合物改性天然沥青能够改善温再生沥青混凝土路面抗车辙性能、提高路面水损害及抗裂性能,对温再生混合料综合路用性能的改善效果优于SBS改性沥青,复合纤维与聚合物改性天然沥青对温再生混合料能够改善沥青混凝土路面的综合性能,可适用于高温多雨区重载沥青混凝土路面,具有推广应用价值。     

聚酯纤维掺量对环氧沥青桥面铺装混合料技术性能的影响

为了提高环氧沥青混合料的低温抗裂性和抗疲劳性能,通过黏度、BBR、马歇尔、低温弯曲和三分点加载疲劳试验分析了1%~5%聚酯纤维掺量对环氧沥青及其混合料性能的改善作用。试验结果表明:掺聚酯纤维后,改性环氧沥青的容留时间缩短,且聚酯纤维掺量越大,改性环氧沥青黏度增长越快,容留时间越短;聚酯纤维的加入改善了环氧沥青及其混合料的低温抗裂性,且2%~3%纤维掺量条件下改性环氧沥青的抗疲劳性能最佳。综合考虑聚酯纤维改性环氧沥青混合料的路用性能和施工和易性,推荐最佳聚酯纤维掺量为2%~3%。