木质素纤维对温拌高模量沥青及其混合料抗裂性能的影响机理

为改善温拌高模量沥青混合料的低温抗裂性和疲劳耐久性,采用BBR、拉伸试验、低温弯曲试验和3分点加载疲劳试验的试验方法,研究了木质素纤维掺量对温拌高模量沥青及其混合料抗裂性能的改善作用。试验结果表明:掺加木质素可显著改善温拌高模量沥青混合料的低温抗裂性,综合考虑木质素纤维掺量对温拌高模量沥青混合料低温抗裂性和抗疲劳开裂性能的影响,推荐适宜的木质素掺量为3‰~4‰,木质素纤维对温拌高模量沥青混合料的改善机理在于其吸附稳定作用、纤维界面增强作用、加筋阻裂作用。     

玄武岩纤维与布顿岩沥青复合改性沥青混合料性能及改性机理

提高单一纤维和天然沥青改性沥青混合料的综合路用性能一直是工程界和学术界关注的热点。基于板带拉伸试验、BBR和DSR试验优化出了适宜的BRA与BF掺量范围,采用室内马歇尔、车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂、及四分点加载疲劳试验研究了BF/BRA复合改性沥青混合料的路用性能和抗疲劳性能。结果表明,将BRA与玄武岩纤维复配后可实现二者对BRA/BF复合改性沥青高温性能改善效果的叠加作用,BRA对玄武岩改性沥青低温性能有不利影响;掺加BF/BRA复合改性剂极大提高了沥青混合料的高温抗车辙性能,0.2%BF+25%BRA、0.3%BF+20%BRA、0.4%BF+15%BRA三种复合改性混合料的弯曲应变可达到3 000με以上,BRA/BF复合改性沥青混合料抗水损害性能优良。BRA/BF复合改性沥青混合料疲劳优于SBS改性沥青混合料,且疲劳寿命对应变水平的敏感性小于SBS改性沥青混合料。玄武岩纤维对沥青混合料疲劳性能的改善机理在于其"加筋阻裂作用"、"吸附稳定作用"、"界面增强作用"、"传力、消散力作用"及"加箍锁作用",有效延缓了加载过程中微裂缝的发生和发展,BRA对沥青混合料的改性机理在于其提高了沥青胶浆与集料之间的粘附性与沥青沥青混合料的劲度模量     

高模量再生沥青混合料性能研究

为了研究热再生高模量沥青混合料的路用性能,通过将普通沥青和不同掺量的布墩岩沥青(BRA)配制成改性沥青,分析了BRA掺量对改性沥青性能的影响规律,并以改性沥青混合料的动态模量为指标确定了BRA的合理掺量。通过测试不同旧料掺量下的再生混合料的动态模量、高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,提出热再生高模量沥青混合料的旧料合理掺量。结果表明:随着BRA掺量的提高,改性沥青的高温稳定性有所提升,BRA的合理掺量为40%。旧料掺量的提升对于再生混合料的模量提高影响不大;旧料掺量的提升有益于改善再生混合料的抗车辙性,但会影响其低温稳定性;在旧料掺量小于60%时,对高模量再生混合料水稳定性影响不大;旧料掺量过高不利于高模量再生混合料的疲劳性能。     

辛烯聚合物橡胶反应剂(TOR)对湿法橡胶沥青混合料的性能及改性机理

为改善橡胶沥青施工难度大,对沥青混合料高温性能改善有限等问题,采用DSR、BBR、软化点、177℃黏度、储存稳定性试验研究了TOR和橡胶粉掺量对橡胶沥青性沥青针入度的体系指标和PG分级的影响,确定了适宜的TOR掺量,基于车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验系统评价了TOR橡胶沥青混合料的路用性能。试验结果表明,掺加TOR可以有效提高橡胶沥青的高温和低温性能,而且可以改善橡胶沥青的相容性,提高施工和易性;掺加TOR后橡胶沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力和抗疲劳性能均有较大提高。实体工程和试验段检测结果表明,掺加TOR可改善橡胶改性沥青混凝土的综合路用性能,延长了道路的使用寿命,推荐最佳橡胶粉掺量为20%~22%,TOR掺量为橡胶粉掺量的4%~5%。TOR对橡胶改性沥青的改性机理在于,TOR与橡胶粉改性沥青,TOR双键结构可以与橡胶粉发生交联反应和接枝反应,形成环状和链状聚合物组成的网状结构。     

聚酯纤维对TPS改性沥青及其混合料抗裂性能研究

为了提高TPS改性沥青排水性混合料低温和疲劳性抗裂性能,通过拉伸试验、BBR、和SCB疲劳试验分析了2%~5%聚酯纤维掺量对TPS改性沥青及其排水性混合料性能的改善作用。试验结果表明:聚酯纤维的加入显著改善了TPS改性沥青及排水性沥青混合料的低温和疲劳抗裂性,且随着聚酯纤维掺量的增加,普通TPS改性沥青混合料的抗裂性呈先增大后减小的变化趋势,在4%聚酯纤维掺量时,TPS改性混合料的抗裂性出现峰值,并基于复合改性沥青胶浆和SCB试件破坏界面扫描电镜试验,揭示了聚酯纤维对TPS改性沥青混合料的影响机理。     

掺活化剂的胶粉改性沥青及其混合料性能与评价指标研究

采用湿法工艺制备了不同目数、不同掺量的胶粉改性沥青,利用常规指标、SHRP流变指标分析了胶粉改性沥青的高温、低温及疲劳性能的变化规律;在最佳胶粉掺量下,探讨了活化剂掺量对胶粉改性沥青混合料性能的影响,并将胶粉改性沥青与其对应混合料的高温、低温、疲劳性能的相关性进行回归分析。结果表明:综合考虑胶粉改性沥青的性能及经济性,3种目数的胶粉最佳掺量为18%;在沥青中掺加胶粉可以改善沥青及其混合料的高温、低温及疲劳性能,掺加活化剂后改善效果更为明显,且在4%活化剂掺量下混合料各项性能最优;推荐AR型车辙因子、延度、疲劳因子分别作为胶粉改性沥青高温、低温、疲劳性能评价指标,推荐DS、破坏应变、K值分别作为胶粉改性沥青混合料高温、低温、疲劳性能评价指标。     

聚酯纤维改性沥青混合料路用性能研究

基于MMLS3加速加载试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、小梁弯曲试验、APA疲劳试验分别研究了聚酯纤维掺量对沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性以及疲劳性能,并将其与SBS改性沥青混合料进行了对比。试验结果表明,聚酯纤维的添加可显著改善沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性,聚酯纤维的加入虽能改善沥青混合料的水稳定性和疲劳性能,但和SBS改性沥青混合料相比其改善效果并不明显,综合考虑聚酯纤维改性沥青混合料的路用性能和工程的经济性,最终推荐了聚酯纤维的合理掺量范围。     

聚酯纤维对TPS改性沥青及其混合料抗裂性能的影响

为了提高TPS改性沥青排水性混合料低温和疲劳性抗裂性,通过拉伸试验、BBR、和SCB疲劳试验分析了2%~5%聚酯纤维掺量对TPS改性沥青及其排水性混合料性能的改善作用。试验结果表明:聚酯纤维的加入显著改善了TPS改性沥青及排水性沥青混合料的低温和疲劳抗裂性,且随着聚酯纤维掺量的增加,普通TPS改性沥青混合料的抗裂性呈先增大后减小的变化趋势,在4%聚酯纤维掺量时,TPS改性混合料的抗裂性出现峰值,并基于复合改性沥青胶浆和SCB试件破坏界面扫描电镜试验,揭示了聚酯纤维对TPS改性沥青混合料的影响机理。     

橡胶沥青增强排水沥青路面性能研究

选用不同掺量的橡胶粉分别制备橡胶沥青及其混合料,对改性沥青的主要技术指标和混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及渗水系数进行测试,总结橡胶沥青对排水沥青路面路用性能的影响变化规律。研究表明:橡胶粉掺量的增加可以显著降低沥青针入度,提升软化点、黏度指标;排水沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、渗水系数随橡胶粉掺量的增加不断提升,水稳定性能呈先上升后下降的趋势;橡胶粉与沥青有效融合后,可以提升材料的黏聚性和混合料的骨架嵌挤作用;综合各相关性能的变化趋势,建议橡胶粉掺量宜为20 %～25 %。     

岩沥青+SBS复合改性沥青及混合料性能研究

基于岩沥青+SBS复合改性沥青及混合料的路用性能,通过室内试验分别对复合改性工艺、岩沥青掺量、复合改性沥青性能指标,复合改性沥青混合料高温、低温和水稳定性能等进行研究.试验结果表明添加岩沥青后,沥青混合料的高温、水稳定性能均有改善,其中,5％的岩沥青掺量能使混合料的高温性能获得较大提高,水稳定能力得到改善,同时低温性能也得到保证.     

RET复配胶粉改性沥青混合料路用性能与耐久性研究

针对橡胶改性沥青热稳定性差、易离析,对沥青路面综合路用性能的改善效果不太明显的问题,提出将反应型三元共聚物(RET)与橡胶粉进行复配,参考橡胶沥青评价指标、SHRP沥青BBR低温评价指标RET复配胶粉改性沥青高低温性能,并基于车辙试验和低温弯曲试验、间接拉伸疲劳试验和MMLS1/3试验验证RET复配胶粉改性沥青路用性能和耐久性能。研究结果表明:增加橡胶粉和RET掺量都能提高复合改性沥青的高温性能; RET与橡胶粉进行复配,可有效弥补RET对沥青低温性能的不足;掺加RET可显著改性橡胶沥青对沥青的高温性能。在1. 2%～1. 6%RET与12%～16%橡胶粉复配方案下,复合改性沥青的软化点、弹性恢复性能优于5%SBS改性沥青。RET和橡胶粉对沥青混合料高温性能的改善效果是一种非线性的增强效果。1. 2%RET+16%胶粉、1. 6%RET+12%胶粉2种RET复配胶粉改性沥青混合料的高低温性能、水稳定性均优于SBS改性沥青混合料。将RET与橡胶粉进行复配可一定程度改善沥青路面的抗疲劳耐久性,减少服役期间沥青路面车辙损害,RET复配胶粉改性沥青具有一定的研究意义和良好的应用前景。     

DOMIX改性沥青混合料特性试验研究

对Domix沥青混合料及SBS改性沥青混合料的高温、低温、疲劳性能进行对比试验,探讨2种混合料在极端温度、重载下不发生车辙时的动稳定度控制标准,分析2种混合料对其动稳定度控制标准的适应性。试验结果表明:沥青路面上面层的抗车辙性能对沥青路面整体的抗车辙性能影响最明显;Domix沥青混合料低温性能及疲劳性能低于SBS改性沥青混合料。为平衡Domix沥青混合料低温及疲劳性能,基于其高温性能,提出Domix复掺改性的建议。     

石墨烯-玄武岩纤维沥青混合料路用性能试验研究

为了适应季冻区自然气候条件对沥青路面使用性能的特殊要求，克服单一外掺剂对沥青混合料性能改善的不足，选用石墨烯和玄武岩纤维对沥青混合料进行复合改性。在混合料配合比设计的基础上，通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验等对基质沥青混合料、石墨烯改性沥青混合料、玄武岩纤维沥青混合料及石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料的路用性能进行了对比试验研究。结果表明，石墨烯和玄武岩纤维的同时加入极大地改善了沥青混合料的路用性能，在4种沥青混合料中，石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性表现最佳，低温抗裂性仅次于玄武岩纤维沥青混合料。石墨烯-玄武岩纤维复合改性沥青混合料具有优异的路用性能，可用于季冻区沥青路面工程。     

木质素与橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验分别研究了掺加木质素纤维前后橡胶粉改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,橡胶沥青混合料具有较好的高温稳定性,而水稳定性和低温抗裂性略有不足,通过木质素与橡胶粉复配可以提高橡胶沥青混合料的综合路用性能。最后结合工程的经济性和复合改性沥青混合料的综合路用性能,推荐了复合改性沥青混合料的最佳木质素掺量。     

废胶粉改性沥青混合料路用性能研究

废胶粉改性沥青能够有效改善沥青路面的路用性能,并且能够解决废旧轮胎所带来的环境问题.文中对基质沥青和一定胶粉掺量的橡胶改性沥青的高温性能和低温性能进行试验分析,并且选取Sup20和AR-AC20两种混合料类型对基质沥青混合料和橡胶沥青混合料的高温性能、低温性能以及水稳定性进行对比分析.研究结果表明橡胶沥青胶结料的高、低温性能均优于基质沥青;橡胶沥青混合料的高、低温性能相比于基质沥青混合料均有一定程度的提高;橡胶沥青的水稳定性能与基质沥青相比没有明显提高.     

胶粉及PE复合改性沥青混合料路用性能试验研究

为改善沥青混合料的路用性能,采用胶粉、聚乙烯(PE)对沥青混合料进行改性,对比分析了胶粉改性沥青混合料与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料高、低温性能、水稳定性能,并研究了PE掺量对胶粉复合改性沥青混合料性能的影响,并将此技术应用到河南省机西高速公路二期路面工程中。研究表明:随着胶粉掺量的增加,改性沥青混合料动稳定度不断增大,胶粉掺量为20%时改性沥青混合料与SBS掺量为4.5%的改性沥青混合料高温性能相当,而低温性能、水稳定性能均优于SBS改性沥青混合料;随着PE掺量增加,复合改性沥青混合料的高温抗车辙性能及水稳定性能不断提高,低温性能有所降低,但仍高于基质沥青混合料。     

基于半圆弯拉试验的多聚磷酸改性沥青混合料低温性能改善研究

基于改善多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料低温抗裂性能,室内采用半圆弯拉试验(SCB试验)探讨复合改性沥青或混合料中添加纤维方式的改善效果;并针对纤维改善方案,分析了纤维类型和纤维掺量对PPA改性沥青混合料低温性能的影响及显著性。结果表明:PPA改性沥青混合料中使用复合改性沥青或添加纤维均可改善其低温抗裂性能,相应方案的改善效果优劣依次为PPA/SBR复合改性沥青、PPA/SBS复合改性沥青和PPA/玄武岩纤维,但对于采用Shell-70沥青制备的PPA改性沥青混合料而言,PPA/SBS复合改性沥青和玄武岩纤维两种方案对应的改善效果差异不大;纤维改善PPA改性沥青混合料低温性能的效果与纤维类型和纤维掺量密切相关,其中纤维掺量的影响相对较大;玄武岩纤维、聚酯纤维和木质素纤维以复合方式添加,基本能够达到与玄武岩纤维相同的改善效果。使用复合纤维达到了改善低温性能和降低成本的双重目的,从而为改善PPA改性沥青混合料的低温性能提供一种新的尝试。     

多聚磷酸以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

采用加速加载试验、三分小梁弯曲试验、冻融劈裂试验、APA疲劳试验分别研究了多聚磷酸（PPA）以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能,结果表明PPA的加入可以改善沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能,随着PPA掺量的沥青增加混合料的低温抗裂性和水稳定性变差。SBS的加入可以改善PPA改性沥青混合料的路用性能,在3%SBS＋1%PPA掺量下复合改性沥青的路用性能可达到5%SBS掺量的SBS改性沥青路用性能。     

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%。     

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。