氯盐融雪剂对沥青混合料低温抗裂性的影响

采用低温弯曲试验研究了AC-13型沥青混合料在浓度为3％、10％和20％的氯盐融雪剂溶液中冻融后的的低温稳定性能,评价指标为抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量和弯曲应变能密度临界值,分别研究了冻融循环龄期和氯盐浓度对弯曲试验结果的影响。并采用XRD和SEM微观测试技术,分析沥青混合料的内部产物和形貌,探讨氯盐和冻融对沥青混合料的破坏机理。结果表明：冻融循环和氯盐融雪剂溶液浓度是影响沥青混合料低温抗裂性的重要因素。随冻融循环龄期的增长,沥青混合料弯曲劲度模量增大,应变能密度临界值减小,且融雪剂溶液浓度越大,对沥青混合料低温稳定性影响越小。     

冻融循环条件下沥青混合料性能衰变规律研究

为分析冻融循环对沥青混合料性能的影响,本文对冻融循环作用后沥青混合料劈裂强度、空隙率、动态模量以及疲劳性能进行了试验分析。试验研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,沥青混合料劈裂强度、动态模量及疲劳寿命逐渐降低,且冻融循环初期衰减较快;沥青混合料空隙率随冻融循环次数的增加总体呈增加趋势,并且SMA沥青混合料空隙率增加程度大于普通密级配沥青混合料。     

多次冻融循环对沥青混合料的路用性能影响研究

为对比研究冻融循环对不同孔隙沥青混合料的路用性能影响,选取SMA-13和OGFC-13两种不同孔隙的沥青混合料分别进行不同次数(1、3、5、7、9次)的冻融循环试验,并分别对其进行路用性能试验,探究沥青混合料的路用性能(高温、低温、疲劳)的衰变趋势。试验结果表明:路用性能随冻融循环次数的逐渐增加而逐渐衰减,第7次冻融循环之前的路用性能衰减的幅度较大,第7次冻融循环之后,路用性能趋于稳定;沥青混合料SMA-13和OGFC-13相比,冻融循环后的性能也存在明显差别,OGFC-13受冻融循环影响较小。     

盐蚀对混合料油石界面及整体低温力学性能的影响

研究季冻区融雪剂对沥青路面材料的盐蚀作用效应,分析其对沥青混合料低温油石界面强度及混合料整体低温力学性能的影响效果。采用吉林省地区常用的道路融雪剂制备盐蚀溶液,通过盐蚀溶液的动水冲刷及冻融循环处理过程模拟路面材料实际受到的盐蚀作用。基于沥青混合料油石界面低温拉伸破坏强度及剪切破坏强度、沥青混合料低温劈裂强度、沥青混合料低温弯曲破坏强度及破坏应变分析盐蚀作用对沥青混合料油石界面及整体低温力学性能的影响效应。研究结果表明,融雪剂产生的盐蚀作用对上述混合料的力学强度指标均会产生不同程度的影响,对路面材料的路用性能产生危害,施工过程中对矿料进行的石灰水表面处理可以有效降低盐蚀作用的危害。研究成果对提升季冻区沥青混凝土路面的服役水平具有重要意义。     

融雪剂对沥青混合料路用性能的影响研究

首先进行原材料试验、沥青混合料配合比试验,确定沥青混合料级配和最佳油石比;然后选取常用的NaCl、CaCl_2融雪剂,通过车辙试验、小梁低温弯曲试验和马歇尔冻融劈裂试验对比分析原样沥青混合料、施加NaCl和CaCl_2溶液沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性、水稳定性,研究融雪剂对沥青混合料路用性能的影响。     

高原寒冷地区就地热再生沥青混合料耐久性试验研究

为了研究热再生沥青混合料在内蒙古寒冷地区应用出现的耐久性问题,选择就地再生沥青混合料,旧沥青混合料和新沥青混合料进行了不同冻融循环次数和长期老化前后的劈裂试验和小梁低温弯曲试验。试验结果表明:随着冻融循环次数的增多,再生沥青混合料、旧沥青混合料和新沥青混合料的劈裂抗拉强度都逐渐减小,冻融循环次数超过15次后,劈裂强度迅速降低。再生沥青混合料和新沥青混合料抗弯拉强度都随着循环次数增加而减小并逐渐趋于稳定。2种沥青混合料的劲度模量都随着冻融循环次数的增加逐渐减小,变化速率逐渐减小。2种材料的破坏劲度模量都随着冻融循环次数的增加逐渐减小,变化速率逐渐减小,在相同冻融循环次数时再生沥青混合料的破坏劲度模量比新沥青混合料小。经过长期老化,再生沥青混合料、旧沥青混合料和新沥青混合料的劈裂抗拉强度都有所增加,破坏拉伸应变均降低,劲度模量均增加。     

盐冻循环对沥青黏附性的影响研究

主要研究融雪盐对路面材料的影响。首先进行普通沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青材料室内冻融循环试验,对冻融循环后的各种沥青进行改进的黏附性试验,分析沥青与粗骨料黏附量随冰冻温度、融雪剂浓度和冻融循环次数等因素的变化规律。结果表明：融雪盐环境对沥青的黏附性会产生较大影响,其中冻融循环次数是最大影响因素。     

多年冻土区冻融循环作用对沥青混合料弯拉性能的影响

为准确评价冻融循环作用对高原寒冷地区沥青混合料弯拉性能和细微观结构的损伤机理,针对北方寒冷地区沥青路面在荷载、低温、水冻融循环作用下剩余弯拉强度和疲劳寿命进行研究,制定了适宜的冻融循环试验方案,建立了不同沥青结合料沥青混合料的空隙率、弯拉强度(弯拉应变)、劈裂强度和疲劳寿命在不同冻融循环作用次数下的衰变规律,基于工业CT无损检测分析技术,获得了不同冻融循环次数下四种沥青混合料细观空隙结构变化特征,研究了冻融循环作用对沥青混合料平均空隙直径、空隙轮廓分维数的影响规律,分析给出了冻融循环作用下沥青混合料弯拉性能的损失率计算模型。结果表明:沥青混合料的弯拉强度、最大弯拉应变、劈裂强度、疲劳寿命随冻融循环次数的增加呈减小趋势,经历25次冻融循环后弯拉性能和疲劳寿命衰减趋于平缓。沥青混合料受冻融循环作用后弯拉强度和抗疲劳性能衰变规律符合logistics曲线模型;随着冻融循环次数增大,沥青混合料内部平均空隙直径增大,空隙轮廓分维数减小,平均空隙直径与沥青混合料弯拉性能之间的线性拟合关系良好;使用改性沥青具有维持冻融循环作用下沥青混合料内部空隙直径、空隙轮廓分维数变化不大的作用,在高原寒冷地区建议优先选用SBS或SBR改性沥青。     

冻融循环对泡沫沥青冷再生混合料宏细观结构性能的影响

为了研究冻融循环作用对泡沫沥青冷再生混合料强度特性、疲劳性能及微观结构性能的影响情况,采用劈裂强度试验、贯入剪切试验及间接拉伸疲劳试验研究了冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料强度特性和疲劳性能的衰减规律,基于X-ray CT断层无损扫描技术和VG软件的三维重构功能,分析了冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料空隙级配、平均空隙直径、最可几空隙直径的变化规律,进而建立了泡沫沥青冷再生混合料宏观性能与微观空隙结构特性之间的关系。结果表明,冻融循环作用对泡沫沥青冷再生混合料贯入剪切强度、劈裂强度、疲劳寿命有显著影响,随着冻融循环次数增大,泡沫沥青冷再生混合料内部0.1mm~3的空隙比例增大,0.1mm~3空隙比例减小,平均空隙直径与最可几空隙直径随冻融循环次数增加而增大。结合不同冻融循环作用下泡沫沥青冷再生混合料的空隙结构特征,将泡沫沥青冷再生混合料内部V≤0.1mm~3空隙划分为无害孔,0.1V≤0.5mm~3空隙划分为少害孔,V0.5mm~3空隙划分为有害孔。各应力水平下的疲劳寿命随平均空隙直径和最可几空隙直径增大而降低,二者之间负线性相关性良好。冻融循环作用使得泡沫沥青冷再生混合料中的微孔数量减少、大孔数量增多,这是冻融作用导致冷再生混合料力学强度和疲劳性能降低的主要原因之一。     

沥青马蹄脂碎石混合料抗裂性能研究

以间接拉伸试验为评价方法,研究纤维、沥青以及冻融循环次数对沥青混合料抗裂性的影响。试验结果表明:掺加聚丙烯腈纤维的沥青混合料的抗裂性能优于掺加玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料;采用橡胶沥青的沥青混合料的抗裂性能优于采用SBS改性沥青和基质沥青的沥青混合料;不论冻融循环次数多少,破坏荷载和破坏应变随沥青类型的变化规律大致表现为:橡胶沥青SBS改性沥青基质沥青。     

SBS改性沥青在盐冻循环条件下的正交试验研究

考虑冰冻温度、融雪剂浓度、冻融循环次数,并选取相应的因素水平,利用正交试验分析方法,对SBS改性沥青在盐冻循环前后的感温性能、高低温性能指标进行了测试。结果表明,冰冻温度、融雪剂浓度、冻融循环次数对温度敏感性的影响程度为:融雪剂浓度冻融循环次数冰冻温度;对高低温性能的影响程度为:冻融循环次数融雪剂浓度冰冻温度;融雪剂浓度的变化对SBS改性沥青的感温性能、高低温性能影响较显著,融雪剂对SBS改性沥青中某些成分(改性剂)有破坏作用。     

融雪剂对沥青及其混合料性能的影响

为系统的评价融雪剂对沥青及其混合料性能的影响,选择了氯化钠、氯化钙、醋酸钠三种融雪剂和SK70#基质沥青、SBS改性沥青,开展了两种沥青的针入度、软化点和延度试验及SBS改性沥青混合料的车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验。结果表明,氯化钠、氯化钙和醋酸钠三种融雪剂能改善SK70#基质沥青的温度敏感性和高温性能,但对SBS改性沥青的温度敏感性和高、低温性能不利;SBS改性沥青混合料的水稳定性受融雪剂的不利影响最为严峻,而高、低温性能有一定幅度的下降;建议SBS改性沥青路面在融雪化冰时优先选用氯化钙类融雪剂。     

沥青混合料抗冻融循环性能的试验研究

沥青混凝土路面的冻融破坏是寒区路面早期破坏的主要形式之一。本文以冻融劈裂试验为基础,研究了沥青混合料劈裂抗拉强度随冻融循环次数的变化情况。结果表明,在最初的冻融循环中,沥青混合料的劈裂抗拉强度随着冻融次数增加而明显减小,当达到7次冻融循环之后,混合料的强度趋于稳定。     

冻融腐蚀作用下沥青混合料耐久性影响因素的灰熵分析

针对国内外对冻融腐蚀作用下沥青混合料耐久性能鲜有研究的现状,采用真空饱水冻融劈裂试验,以冻融腐蚀因子评价经不同浓度(2.5％、5％和10％)Na2SO4溶液加速劣化后的沥青混合料性能变化规律;运用灰熵法分析了影响冻融腐蚀作用下沥青混合料耐久性影响因素——冻融次数、Na2SO4溶液浓度、集料级配、沥青用量和空隙率的显著性.研究结果表明:硫酸盐腐蚀加剧了冻融循环对沥青混合料的破坏作用;集料级配、沥青用量和空隙率对沥青混合料耐久性有较显著影响,可为盐类富集地区沥青混合料的设计和施工提供有益参考.     

盐冻融条件下热再生混合料水稳定性及细观特性研究

对热再生混合料进行不同浓度盐溶液10次冻融循环试验,并采用4%盐溶液进行重复冻融循环试验,分析溶液浓度及冻融次数对热再生混合料空隙率和TSR(冻融劈裂强度比)的影响;同时,采用CT扫描手段分析冻融循环作用对混合料内部孔隙分布的影响。结果表明:经过10次盐冻融循环后,0、2%、4%及6%浓度盐溶液条件下空隙率增加程度分别为2.9%、7.5%、13.0%和12.6%;冻融7次以后空隙率增大幅度明显变大,其TSR不断下降,这说明随着冻融循环次数的继续增加混合料内部沥青与集料的黏结作用受到破坏;固液交替产生的膨胀应力、温度应力及盐溶液对集料-沥青界面的共同破坏作用导致混合料内部孔隙发生变化,体积在0~20mm3范围内孔隙数目明显减少,而体积在20~40mm^3范围内的空隙明显增加。     

融雪剂对排水沥青混合料路用性能的影响

采用融雪剂除雪化冰是排水沥青路面常见的冬季养护措施。为了分析氯盐溶液对排水沥青混合料路用性能的影响,该文首先观察了PAC-13和SMA-13试件表面撒布融雪剂后雪样的融化情况,然后研究分析了不同冻融循环次数之后PAC-13沥青混合料的路用性能。结果表明:采用融雪剂除雪时,排水沥青路面的除雪效果要稍差于密级配路面,这是排水沥青路面的骨架-空隙结构决定的;经历多次冻融循环之后,排水沥青混合料的各项路用性能指标仍能满足相关的技术要求,表现出良好的抗冻融能力和对氯盐溶液的适应性。以每年降雪3～4次推算,排水沥青路面能够经受7～10个冬季的降雪而不发生严重的性能衰减。     

盐冻循环对SBS改性沥青混合料低温弯曲蠕变性能的影响

在室内盐冻循环基础上,通过低温小梁弯曲蠕变试验分析了不同盐冻环境对沥青混合料低温弯曲蠕变性能的影响;同时采用灰色关联熵分析法对不同盐冻环境下小梁弯曲蠕变差异进行比较;引入扫描电子显微镜从微观层面分析冻融前后混合料试样的微观结构变化。通过宏微观相结合的手段发现:低温下沥青混合料变形性能受冻融循环影响显著,其中破坏程度以水冻融最为严重。盐冻循环各组对于沥青混合料的破坏程度由于受多个因素影响各有差异但在冰冻温度为-20℃、盐溶液浓度为4%和冻融循环次数为15次环境下沥青混合料的低温变形能力相对较好。     

融雪剂对沥青路面水稳定性的影响

为了探究不同路面状态下,融雪剂类型、融雪剂溶液浓度、冻融循环次数对沥青路面水稳定性的影响情况,通过设置静态与动态条件模拟路面良好以及路面出现裂缝2种情况。结果表明:在静态条件下,路面的水稳性能与融雪剂的冰点、冻融循环次数关系较大,冰点越高、循环次数越多,水稳定性下降越明显;在动态条件下,溶液浓度是主要影响因素,融雪剂通过对裂缝中的集料产生作用,进而影响路面水稳定性,建议使用醋酸盐型融雪剂。     

盐化物沥青混合料抗冻融循环性能及灰色预测

通过反复冻融循环试验对盐化物沥青混合料空隙率和劈裂强度变化规律进行分析,并运用灰色理论建立冻融循环次数对空隙率以及劈裂强度的GM(1,N)预测模型.试验结果表明:随冻融循环次数的增加,盐化物沥青混合料的空隙率呈现出先增加后逐渐稳定的规律,而劈裂强度衰减显著,且相比普通沥青混合料,盐化物沥青混合料的变化幅度更大.建立的GM(1,N)灰色预测模型,能够较好地预测冻融循环条件下盐化物沥青混合料的空隙率和劈裂抗拉强度,且计算结果与试验数据吻合较好.     

硫酸盐侵蚀作用对橡胶沥青混合料路用性能影响的试验研究

通过试验测定不同浓度的硫酸盐溶液侵蚀后橡胶沥青混合料的各项路用性能指标,研究硫酸盐侵蚀作用对橡胶沥青混合料路用性能的影响。试验结果显示,硫酸盐侵蚀作用引起的橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性的衰减较严重,且硫酸盐溶液浓度不同,高温稳定性和水稳定性的衰减程度不同;硫酸盐溶液侵蚀对橡胶沥青混合料低温抗裂性的影响较小,当硫酸盐溶液浓度由0%增大至12%时,最大弯拉应变只降低2.5%。