基于表面能评价沥青-石料界面黏结性能的研究

沥青-石料的界面黏结性能直接决定了沥青混合料的强度、耐久性、稳定性等路用性能.根据表面能理论建立沥青-集料界面的黏附模型,通过黏附性模型计算了3种沥青与3种石料的黏附功,并以此为指标评价沥青-石料的界面黏结性能;然后通过室内石板材抗剪强度试验验证了表面能理论分析的正确性;最后利用灰关联理论分析黏附功、黏度、酸值、碱值等因素与抗剪强度的关联程度.结果表明:抗剪强度试验与表面能理论分析结果相一致;在众多影响因素中表面能理论指标黏附功与抗剪强度的关联性最好;进一步说明了表面能理论作为一种定量评价沥青-集料界面黏结性能的方法和标准是可行的.     

表面能理论评价沥青与石料抗水毁性能的研究

目前关于评价沥青与石料粘附性的理论大多数计算麻烦,仅适用于做定性分析。本文根据表面能理论建立有水条件下沥青与集料粘附模型,通过粘附模型计算了2种沥青与3种石料有水条件下的粘附功、内聚功并以此来评价沥青与集料界面的抗水毁性能;并通过水煮3 min质量剥落率试验来验证用表面能理论来评价沥青与石料抗水毁性能的可行性。结果表明：水煮3 min质量剥落率与表面能理论计算的粘附功、内聚功等指标保持很好的规律性;说明将表面能理论作为一种定量评价沥青与石料抗水毁性能的标准和方法是可行的。     

桥面水泥混凝土含水率对防水层粘结性能的影响

依据表面能理论,采用柱状灯芯技术和躺滴法分别测定不同含水率时水泥混凝土与SBS沥青的表面能参数,并通过计算粘附功,分析了不同含水率时水泥混凝土与SBS沥青的粘附性.在此基础上,对水泥混凝土处于不同含水率时的层间粘结性能进行了验证.结果表明:在含水率为0％时粘附功最大;随着含水率增大,粘附功逐渐变小;随着含水率降低,防水粘结层抗剥离性能提高,当含水率降至0.5％后,层间粘结性能对含水率已不敏感;随着含水率的降低,抗剪强度增大,但当含水率降至1.0％后增加的幅度并不显著.     

刚柔复合式路面层间抗剪性能研究

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土,其关键因素是层间抗剪性能。本文借助MTS设备,自行设计直剪试验。对刚柔复合式路面在不同界面和不同粘结材料下的层间抗剪性能进行研究.结果表明,界面类型对层间抗剪强度有显著影响,界面越粗糙,抗剪能力越强;其次,粘结剂的类型对层间抗剪强度亦有影响。改性沥青层间抗剪强度最高,橡胶沥青相对最低。     

水泥混凝土桥面防水粘结层剪切性能研究

为了研究水泥混凝土桥面防水粘结层的粘结性能,采用层间直接剪切试验测定防水粘结层的抗剪强度,并对防水材料类型、试验条件、水泥混凝土界面处理和沥青混合料类型等因素对粘结性能的影响进行分析.结果表明:温度的变化对层间粘结性能的影响最为显著,其他依次为防水材料类型、水泥混凝土界面处理和沥青混合料类型;溶剂型粘结剂比水性沥青基涂...     

组成材料对防滑表处系统性能的影响分析

涂料型防滑表面处治系统是高等级道路路面防滑的一项新技术,其性能主要通过抗滑性和粘结性评价。通过摩擦系数试验和拉拔试验,研究该系统的抗滑性和粘结性,分析组成材料对摩擦系数和界面强度的影响。试验结果表明：摩擦系数主要受石料类型的影响,石英砂的摩擦系数最大。界面强度受基面类型和粘结料类型的影响,使用A粘结料时,水泥基面的界面强度高于沥青基面,使用B粘结料时,沥青基面的界面强度高于水泥基面;在沥青基面上,A粘结料的界面强度远小于B粘结料的界面强度,而水泥基面上使用2种粘结料的界面强度相当。     

水泥混凝土路面加铺Novachip薄层罩面的表层处治技术与粘层材料研究

采用粘结强度试验和抗剪试验研究了抛丸处治技术和Novabond改性乳化沥青对水泥混凝土路面表面加铺Novachip薄层罩面的层间粘结性能影响。结果表明:采用抛丸技术处治的水泥混凝土面层与Novachip超薄罩面之间具有更高的粘结强度和抗剪强度;使用Novabond改性乳化沥青作为粘层的Novachip超薄罩面相比使用普通改性乳化沥青、基质沥青、橡胶改性沥青、SBS改性沥青等材料具有更高的层间粘结强度和抗剪切破坏能力;Novabond改性乳化沥青的洒布量、罩面孔隙率和罩面铺筑温度的增大均可有效增强层间粘结抗剪强度。     

基于高温条件的集料与沥青粘附性评价试验

在比较常见的石料粘附性实验方法的基础上,开发了新的石料粘附性试验装置,给出了试验方法,依据粘弹试验理论,通过提高试验温度达到120℃,以降低沥青粘度和沥青与石料粘附界面的破坏能,进而达到加速加载试验的效果。选择三种石料、两种沥青以及考虑抗剥落剂等因素,开展试验研究,验证了该高温水煮粘附性试验方法的可行性,并获得了有益的结论。     

混凝土桥面防水粘层材料最佳用量与层间抗剪强度分析

为研究混凝土桥面板防水粘结材料最佳用量和层间抗剪强度,选取3种典型的桥面板表面纹理及3种防水粘层材料,通过直接剪切试验分别确定不同防水粘层材料与不同纹理混凝土桥面板组合时的防水粘层材料最佳用量及层间抗剪强度.试验结果表明,防水粘层材料最佳用量随桥面板表面纹理的丰富程度而提高,露石界面的防水粘层材料的最佳用量较大;对于3种类型表面纹理,常温下丙烯酸酯类防水粘层材料的层间抗剪强度大于SBS改性沥青和SBR改性乳化沥青的;对于同种防水粘层材料,露石界面的层间抗剪强度最大;温度对层间抗.剪强度影响显著,当试验温度由25℃上升到60℃时,3种界面的层间抗剪强度均有大幅下降,但露石界面的层间抗剪强度随温度变化的敏感性较小.     

界面污染对半刚性基层与沥青面层层间粘结性能影响的试验研究

利用MTS试验机及自制的直剪和拉拔模具,进行了不同水、温度状态下界面污染对半刚性基层与沥青面层层间粘结性能影响的试验研究,揭示了层间抗剪强度和拉拔强度随界面污染量变化的规律.研究结果表明:保持半刚性基层与沥青面层层间界面的洁净与干燥,对提高其层间粘结性能、确保基层面层的整体性具有十分重要的意义.     

钢桥面与环氧沥青铺装界面剪切特性

为了给钢桥面铺装设计提供参考,针对钢桥面铺装工程中普遍采用的环氧沥青混凝土铺装结构,考虑了温度、法向应力等影响因素,进行了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面剪切特性的试验研究。采用钢-混凝土界面剪切试验装置(Steel-Concrete Interface Shear,SCIS),在25℃、60℃两种温度和0,0.2,0.5,0.7 MPa四级法向应力水平下测试了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面的剪切性能,获得了界面剪切破坏形态、抗剪强度、残余抗剪强度、剪应力-剪切变形曲线等试验结果,分析了温度、法向应力对界面抗剪强度的影响规律以及界面的黏结-滑移机理。基于摩尔-库仑强度理论建立了钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面在25℃和60℃两种温度条件下的抗剪强度包络线。研究结果表明:在仅考虑温度和压、剪应力的条件下,钢桥面与环氧沥青混凝土铺装界面破坏产生于防腐涂装与防水黏结层的界面区;界面抗剪强度随温度降低和法向应力水平增加而增大;残余抗剪强度受温度影响较小,主要随法向应力增加而增大;界面剪应力-剪切变形曲线具有韧性破坏特征且呈四阶段发展规律;钢桥面与铺装界面的抗剪强度包络线可采用摩尔-库仑强度理论进行建立。     

沥青-石料界面冲击疲劳性能研究

随着交通量的日益增加、重轴载车辆的增多及交通荷载严重渠化,沥青路面在运营中呈现许多不容忽视的病害。沥青-石料界面粘附性能是沥青路面产生水损坏的关键原因,水、车辆荷载及温度等因素是诱导沥青路面产生水损坏的外在原因。文中通过试验分析天然沥青种类和掺量、水、石料表面构造等因素对沥青-石料界面间沥青膜流变性能的影响,结果表明,沥青-石料界面抗冲击疲劳强度随ARA、TLA掺量的増大先升高后降低,经过浸水处理后其抗冲击疲劳性能急剧下降。     

粘层材料在白加黑路面结构中的力学行为研究

粘结层对白加黑路面结构的整体性起到很好的过渡作用,使沥青面层很好的与水泥混凝土粘结,同时提高白加黑路面的抗剪性能。拟通过层间剪切试验、层间拉拔试验及沥青涂层浸水后试验,研究铺装结构层层间抗剪强度的变化规律、不同防水层拉拔强度的变化规律及水对改性乳化沥青的抗剪强度和粘结强度的影响情况。     

粘结滑移理论在桥面铺装层间受力分析中的应用

采用气动饲服沥青材料试验机进行45°斜剪试验,分析桥面铺装层间界面的抗剪强度,研究温度、界面构造深度的影响.同时利用界面力学中的粘结滑移理论,对层间界面荷载--滑移曲线展开分析,将其分为四个受力阶段并给出了各阶段的拟合曲线.分析了层间粘结强度的形成机理.     

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。     

UHPC-沥青面层粘结性能试验研究

轻型组合桥面铺装多采用"UHPC-沥青面层"组合结构,UHPC层与沥青面层均为薄层结构,需关注UHPC与沥青面层界面粘结问题,重点研究UHPC与沥青混合料界面粘结性能。影响层间粘结性能的因素有下承层表面纹理提供的层间摩阻力、粘层油自身的粘结力、环境温度等。本文通过室内试验,研究UHPC表面糙化方式、粘层油类型和环境温度对UHPC-沥青面层层间粘结性能的影响。研究结果表明:环境温度对层间粘结性能有较大影响;嵌石比抛丸在层间粘结强度方面具有优势;高粘高弹沥青和环氧沥青粘结性能优于改性乳化沥青。     

桥面铺装防水粘结层材料抗剪切性能试验研究

依托南昌市南外环高速公路桥面铺装防水粘结层工程,致力于解决桥面铺装防水粘结层抗剪性能及其研究方面的不足。利用UTM试验系统开发了剪切试验夹具,采用旋转压实的方式分别制作了ES-2稀浆封层、AC-5沥青砂以及SBS改性沥青同步碎石防水粘结层材料复合试件,通过对不同防水粘结层材料进行直接剪切试验,对其抗剪切性能进行研究。结果表明:AC-5沥青砂的抗剪强度明显高于ES-2稀浆封层以及SBS改性沥青同步碎石封层,其层间粘结效果更好;直剪试验的结果可以用作评价防水粘结层材料抗剪性能优劣或划分材料抗剪强度等级,但不能用来确定层间抗剪强度容许值;温度对防水粘结层材料的抗剪强度影响很大,温度升高,材料的抗剪性能会急剧降低;层间抗剪强度容许值的试验温度宜结合当地的路面设计温度和极端高温共同确定。     

水泥砼桥面与沥青铺装层间界面特性研究

水泥砼桥面与沥青铺装层的层间结合性能直接影响桥面沥青铺装层的使用寿命。文中采用室内剪切试验和拉拔试验分析桥面粘结层材料的性能,结果显示抗剪强度与粘结强度随温度变化而改变,温度升高时抗剪强度和粘结强度降低。     

CRC+AC复合式沥青路面层间界面粘结层抗剪强度试验研究

对于连续配筋混凝土(CRC) 沥青混凝土(AC)复合式沥青路面,层间界面抗剪切是一项重要的设计指标,它对于减少路面的车辙、滑移、拥包等具有十分重要的意义。通过便携式岩土剪切仪进行CRC AC层间界面粘结层材料的剪切试验,分析层间结合材料及防裂土工布等因素对界面粘结材料抗剪强度的影响,并对层间粘结层的结构与材料提出建议。     

薄层加铺层间抗剪强度理论及影响因素分析

薄层加铺是重要的预防性养护措施之一,加铺层与原有路面的粘结状况是决定其路用性能的关键。选择层间抗剪强度作为评价层间粘结状况的指标,借鉴国内外层间状况试验方法,选取斜剪试验作为测定层间抗剪强度的试验方法。并通过理论及试验分析,给出了试验参数的控制方法。通过室内斜剪试验,测试了31种工况下加铺层层间抗剪强度与滑动面法向压应力之间的关系。结果表明:层间抗剪强度与法向压应力呈线性关系。据此给出了适用于薄层加铺的层间抗剪强度理论、并讨论了温度、湿度变化对层间抗剪强度理论的影响。