沥青混合料细观粘弹性参数获取方法及蠕变特性研究

针对细观状态下分析沥青混合料蠕变及粘弹性能时缺乏细观粘弹性参数的问题,给出了利用质量比与比表面积不变的原则,采用将沥青混合料的矿料及其粘附的沥青逐级去除成型等效沥青混合料试件的方法,并运用不同模型来得到粘弹性参数。把剩余材料设计成等效基体试件并与标准级配AC-13C混合料进行了不同温度、不同应力下的蠕变对比实验。用Burgers模型对实验数据进行了拟合,来获取沥青混合料细观粘弹特性参数并分析了其蠕变特性,结果表明随着材料最大公称粒径的逐渐减小各级等效基体所组成的沥青混合料蠕变变形呈逐步增加的趋势,且粘弹性方程中表征瞬时弹性的弹性参数呈逐步减小的趋势。油砂比越大,瞬时弹性及粘性参数越小。随着试验温度的升高,这类等效基体材料的4个粘弹性参数均有降低,砂浆材料变软,其模量呈现降低趋势。当其他条件保持不变时,仅考虑应力变化,蠕变柔量并不总是随应力增大而增大,蠕变柔量随应力变化而变化的规律不是很突出,这些特性与参数为进一步细观分析沥青混合材料提供了试验参数获取方法和理论依据。     

温拌沥青混合料在漕盈公路大修工程中的研究

温拌沥青混合料是近年来发展起来的一种沥青混凝土材料,具有污染物排放少、施工温度低、开放交通快等优点。结合漕盈公路大修工程,简要介绍了基于表面活性剂技术的温拌沥青混合料在工程中的应用特性,研究结论为温拌沥青混合料在道路工程项目中的应用提供重要的参考。     

沥青再生还原剂预养护封层技术的研究与应用

随着我国公路建设不断发展,高速公路和国、省干线公路网基本形成,沥青混凝土路面以其良好的路用性能得到了广泛的应用,所占比例达到90%以上。然而,由于气候条件、车辆荷载等因素的耦合作用,沥青材料的使用性能随时间逐渐劣化,引起多种路面病害的发生。沥青再生还原剂材料是一种合成树脂与轻油的混合材料,能够有效提高轻度、中度和重度老化沥青的性能指标,恢复沥青混凝土路面使用性能,延长道路使用寿命,节约养护成本,是一种科学、有效的预防性养护封层新技术。本论文对研发的三种沥青再生还原剂与不同老化程度沥青之间的适用性进行了深入的探讨,并通过室内试验量化分析了还原剂在不同掺量下对老化沥青的影响,再以预防性养护效果为判据,提出了沥青再生还原剂的开发和选择原则,对公路预防性养护工程的设计具有参考价值和实际意义。     

透水沥青混合料动态设计参数试验研究

透水沥青混凝土相比于传统沥青混合料具有较大的空隙率和良好的透水性。通过动态模量试验对此类材料黏弹性力学特性进行了研究,并通过非线性拟合确定了其动态模量主曲线的回归参数。通过室内试验比对3种透水沥青混合料的动态模量与相位角在不同温度、不同加载频率下的变化情况,发现相同厚度、采用同一高黏沥青的情况下,空隙率对动态模量具有决定性影响,而相位角受空隙率影响不明显。研究对透水沥青混凝土的设计和工程应用具有一定的指导意义。     

新型纤维沥青材料的结构与性能

与纯沥青混合材料相比，含石棉的沥青混合材料表现了优越的改性效果。文中述及由法国ＳＣＲＥＧ筑路公司研制的这些新型混合材料的结构及其在国外的最新使用效果；ＳＡＭＩ材料可防止路面龟裂，其沥青含量低，又多孔，行车舒适、安全。     

环氧沥青蠕变力学模型研究

环氧沥青具有与普通沥青和改性沥青不同的粘弹特性。通过-15、0、10、20、30、40℃下的压缩蠕变试验,分析了环氧沥青不同温度下的蠕变特征。根据蠕变力学模型,利用Origin6.0的Non-linear Curve Fit功能,分别对Kelvin模型、3单元模型、2阶广义Kelvin模型、3阶广义Kelvin模型以及修正的2阶广义Kelvin模型不同温度的蠕变行为进行解析。并通过不同温度的粘弹力学模型,分析材料弹性模量及松弛时间的变化特征。结果表明,采用修正的2阶广义Kelvin模型可以较为精确表述材料不同温度的蠕变行为;环氧沥青中沥青以颗粒状、片状等微观形式存在于固化的环氧树脂网络,其粘滞特性被环氧树脂弹性网络所掩盖。     

相变材料在沥青混凝土路面中的应用前景分析

相变材料虽在不同领域已得到广泛应用,但在公路交通领域尚处于探索研究阶段.相变材料具有相变潜热特性,应用于主动调控沥青混凝土路面与混合料的使用温度是可行的,可以减轻沥青混凝土路面与温度相关的病害,提高沥青混凝土路面的使用性能,延长沥青混凝土路面使用寿命.同时,可以减轻沥青混凝土路面的结霜结冰,提高抗滑性能和行车安全性,且减少道路融雪剂的使用,减轻融雪剂的危害,有利于环境保护,具有广阔的应用前景.为了实现相变材料在沥青混凝土路面中的应用,应该重点开展沥青混合料用相变材料的研发,掺相变材料的沥青混合料的调温效果与机理、路用性能、配合比设计方法与施工技术等方面的研究.     

高模量沥青混合料应用研究

沥青材料作为一种典型的黏弹性材料,其温度敏感性高,在重交通、高温的环境条件下,易出现早期损坏,影响道路的使用性能.因此,有必要对具有耐高稳、抗疲劳的高模量沥青混凝土进行研究.选用了AC- 20C型级配,通过测试马歇尔试件体积指标.确定了不同沥青混合料的最佳油石比,对比研究了高模量沥青混合料(简称HM)、SBS改性沥青混合料、基质沥青混合料的路用性能.结果表明高模量改性沥青具有较SBS改性沥青,基质沥青更优越的路用性能.     

环氧沥青混合料动态模量时温特性

为明确机场道面环氧沥青混合料动态模量的时温特性,对环氧沥青混合料EAC-13进行动态频率扫描试验,测试了6组不同温度、6组不同加载频率下的环氧沥青混合料动态模量,并建立了动态回弹模量时温方程,定义了粘性因子和弹性因子。结果表明:环氧沥青混合料的动态模量对加载频率的敏感性随着温度的升高而升高;动态模量由耗散模量和弹性模量共同构成,数值随着加载频率的变化而大幅波动。当温度升高时,环氧沥青混合料的粘弹性逐渐从弹性向粘性转变。在一定温度范围内,时温方程可以为环氧沥青混凝土道面的动态设计提供材料参数。     

沥青混合料永久变形黏弹性力学模型通用性研究

为了拓展沥青混合料永久变形黏弹性力学模型的适用宽度,满足不同温度区间和应力水平的要求,实现在全温域条件下沥青混合料永久变形预估,对6种典型沥青混合料进行了三轴重复荷载蠕变试验,研究不同温度和不同应力水平下的永久变形规律;构建了考虑行车荷载存在间隙期的重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型;建立了温度、偏应力与重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型参数关系方程并进行了修正。研究结果表明:沥青混合料在低温、中温、高温不同阶段表现出不同的永久变形特性,从全温域角度考虑沥青混合料永久变形发展规律更加符合实际状况;温度、轴载大小和荷载作用次数对沥青混合料的永久变形均有着较大的影响,且三者存在着等效关系;重复荷载作用下沥青混合料永久变形黏弹性力学模型参数拟合及参数与温度、偏应力的关系方程拟合的效果良好,均大于90%以上,提高了沥青混合料永久变形黏弹性力学模型的通用性。同时,确定了不同温度的平均修正系数,使永久应变计算结果更加准确。     

不同胶粉掺量的橡胶沥青黏弹性能评价

通过高速剪切方法制作橡胶沥青后采用DSR温度扫描试验得到橡胶沥青的黏弹性参数,通过频率扫描试验再拟合得到主曲线,对比不同温度,不同胶粉掺量条件下的橡胶沥青的黏弹性特性。通过研究得出:随着温度的升高,沥青弹性部分所占比例变小,可恢复变形变少,不可恢复变形变大;胶粉的加入可以增加沥青的黏性,同时提升沥青的弹性性能;通过对橡胶沥青的复数剪切模量G*和相位角δ的研究发现胶粉的加入可以提升橡胶沥青的G*,同时显著降低δ,从而提升沥青抵抗变形的能力;通过分析橡胶沥青的主曲线,在较高温度时,基质沥青与橡胶沥青以及不同掺量的橡胶沥青之间的区分度明显,胶粉的掺量越大,复数剪切模量越大,表明沥青的黏性越大,抵抗变形的能力越强。在较低试验温度时,差异较小,沥青的黏性变化不大;通过对比CA模型拟合参数,证明胶粉可以改善沥青的黏弹性性能,同时使沥青从弹性到稳态流动这个过程更加平缓,从而导致沥青在中等加载时间和温度的作用下弹性性能更好,不容易发生脆性破坏。     

Evotherm温拌沥青混合料压实特性研究

温拌沥青技术符合低碳公路理念,是今后路面材料的重要研究方向之一.针对Evotherm温拌沥青混合料,从体积设计角度,通过分析旋转压实密实曲线,研究压实过程中混合料的体积指标变化情况.采用密实能量指数概念评价Evotherm温拌沥青混合料的压实特性,推荐压实温度区间及合理的DAT掺量,可用于指导现场施工.     

沥青高温蠕变变形的粘弹性组成研究

选用8种沥青材料,根据AASHTO MP19所规定进行了多级应力重复蠕变恢复试验(MSCR),通过Burgers模型对沥青进行了粘弹性参数分析。沥青在46℃以上温度时弹性变形很小,基质沥青的变形以粘性变形为主导;聚合物改性沥青在相对较低温度时以变形延迟弹性变形为主,随温度进一步升高其粘性变形增大、弹性变形下降;聚合物改性沥青的延迟弹性变形比例可以在一定的温度区间内维持稳定,这个稳定区间的大小与加载应力相关。     

用于坑槽修补自流平沥青混合料路用性能研究

自流平沥青混合料是修补沥青路面坑槽的可靠材料。本文采用贯入度试验、车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验分别评价不同自流平沥青混合料的静态稳定性、高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性。结果表明：自流平沥青混合料由于由于矿粉含量高,沥青用量大,高温性能普遍较差,仅适合小面积的坑槽修补。高SBS掺量改性沥青,在沥青中形成了SBS网状结构,提高了沥青的劲度和弹性,因此具有良好的抗低温、水稳定性能。由于自流平沥青混合料工艺特性,拌合温度较高,因此应重点考察沥青耐老化性能。     

道路沥青及沥青混合料的气候分区及关键性技术指标

本文叙述道路沥青及沥青混合料路用性能气候区及新的指标体系，提出了以三个以上不同温度的针入度决定的针入度指数作温度敏感性指标，以当量软化点，当量脆点及１０℃延度分别评定沥青的高温及低温性能。沥青混合材料性能在单一的马歇尔试验的基础上，增加了车辙试验，弯曲里面弯试验，冻融试验。     

沥青燃烧特性的试验研究

由于沥青具有易燃缺陷,一旦引燃,会在短时间内释放出大量的热、烟和毒气,并快速蔓延,为逃生和救援带来困难。该文针对隧道沥青路面火灾的危害,研究两种形式存在的沥青,结合对比样,通过试验和分析,明确了沥青材料的燃烧特性,燃烧机理。论证了沥青及沥青混凝土火灾过程的危害因素。研究证实,沥青材料在火灾过程中放热及发烟剧烈,放热量及发烟量大,释放的烟尘会造成可见度低;而以混合料形式存在的沥青虽然一定程度上难以燃烧,但其燃烧依然剧烈并伴有大量烟尘和热量。该研究可为进一步研制无毒、抑烟以及低放热、低发烟速率的沥青阻燃材料,从而为火灾发生时的救援和逃生创造条件并争取时间,降低火灾损失提供理论依据,可改善和提高公路隧道沥青混凝土路面的运行安全。     

锥入度与球入度作为橡胶沥青性能评价指标的适用性研究

为了研究锥入度与球入度作为评价橡胶沥青性能指标的适用性及检测指标间的相关性,通过大量室内检测数据进行了系统分析。研究结果表明:采用针入度评价橡胶沥青温度敏感性易造成数据失真,而锥入度可作为室内评价橡胶沥青性能的检测指标;传统弹性恢复指标不能合理评价橡胶沥青弹性恢复特性,延度指标不适用于评价橡胶沥青低温抗裂特性;黏温指数可作为评价橡胶沥青感温特性指标,当胶粉掺量为20%,粉胶比为1. 0时,橡胶沥青胶浆黏温指数最大,其中HD2类型橡胶沥青胶浆黏温指数达2. 031 7;温度敏感性复数指数可量化评价橡胶沥青等胶结料的感温性指标;采用动态剪切流变仪温度扫描试验得出的存储模量对数和损耗模量对数分别与温度对数进行线性回归,拟合得出评价橡胶沥青胶结料温度敏感性复数指数方程;针入度和锥入度与不同温度布氏旋转黏度具较高的拟合程度,其中锥入度与180,165,135℃布氏黏度拟合相关系数分别为0. 908 6,0. 901和0. 915 9;针入度与锥入度二指标之间具有较好的线性相关性能,二者拟合相关系数达0. 905 9;弹性恢复和回弹恢复与不同温度布氏黏度间存在较好的相关性,其中回弹回复与180,165,135℃布氏黏度拟合相关系数分别为0. 943 1,0. 921 7,0. 940 7;弹性恢复和回弹回复二指标之间线性相关系数达0. 862 6;回弹恢复性能可有效反映橡胶沥青弹性恢复特性,球入度可作为一种橡胶沥青弹性恢复性能评价指标。     

基于DMA方法的沥青砂浆动态弯拉黏弹特性

为了研究沥青砂浆的动态弯拉黏弹特性及其影响因素,提出了一种基于动态力学分析方法(DMA)的沥青砂浆动态弯拉试验方法,并对7种沥青砂浆进行了不同条件下的动态应变和频率扫描试验,分析加载频率、温度、油石比、沥青种类和矿料级配对沥青砂浆线黏弹性应变范围及黏弹性能的影响。基于时温等效原理,采用非线性最小二乘法绘制参考温度为20℃的沥青砂浆动态弯拉模量和相位角主曲线。研究结果表明:基于DMA方法的动态弯拉扫描试验,是一种能够有效、可靠评价沥青砂浆的动态弯拉黏弹特性的测试方法;沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围与加载频率成正比,与温度成反比;增加油石比,会显著降低沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围和高温低频条件下的动态模量,增大相位角峰值及温度敏感性,而对低温高频条件下的动态模量与相位角影响较小。相比于普通基质沥青,采用SBS改性沥青和橡胶沥青,均能增加沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围与动态模量,减小其相位角峰值与温度敏感性,大幅改善沥青砂浆在高温低频条件下的动态弯拉黏弹特性。矿料级配是影响沥青砂浆体积参数与动态黏弹特性的重要因素,较粗的矿料级配会显著降低沥青砂浆的弯拉线黏弹性应变范围和动态模量,增大相位角峰值和温度敏感性。     

改良沥青——一种用聚烯烃改良的沥青结合料

沥青结合料的塑性通常取决于温度。当低于某一温度时它呈脆一弹性状态。也就是说它有很高的杨氏(弹性)模量,而破断张力较小。当高于某一温度时它类似于粘稠的牛顿流体,其粘滞度与剪力梯度(变化率)无关。当温度处于这两个温度界限之间时,它们呈塑性状态。由于沥青的塑性取决于温度,所以我们称沥青为一种热一塑性材料。 要改善沥青结合料上述特性,这已成为现在世界各地高度重视的问题。总的说来,     

加载速率对沥青混凝土强度和模量的影响

一、前言沥青是一种粘性材料,它的力学性能在很大程度上受到应力、温度和时间等因素的影响。因而,由沥青作为结合料的沥青路面混合料构成的具有弹性、粘性和塑性的材料,其力学性能也同样受到上述诸因素的影