钢渣在SMA-13沥青混合料中的应用研究

沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)以间断级配的集料为骨架,其力学强度主要由矿物颗粒之间的摩擦与嵌挤作用形成。粗集料作为SMA混合料骨架的重要部分,对混合料路用性能有着重要的影响,文中在同一级配和纤维掺量下选取了辉绿岩与钢渣两种不同类型的材料作为SMA-13混合料的粗集料,并通过浸水马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验来验证两种不同性质的粗集料对SMA-13混合料路用性能的影响。结果表明:钢渣可以代替辉绿岩作为SMA-13混合料的粗集料,其性能不但满足规范要求并且更具有经济环保性。     

掺加玄武岩纤维的SMA-13沥青混合料路用性能评价

选取间断级配SMA-13,掺入4‰的玄武岩纤维进行沥青混合料配合比设计,并将其与掺入同掺量木质素纤维的普通SMA-13沥青混合料进行路用性能对比,以研究玄武岩纤维的使用对SMA-13沥青混合料路用性能的影响。试验结果表明:与普通SMA-13沥青混合料相比,掺加玄武岩纤维的SMA-13沥青混合料,其油石比得到降低,高温稳定性与低温抗裂性能有所提高,但水稳定性提高幅度有限。     

钢渣骨料沥青混合料路用性能研究

为了探究钢渣骨料沥青混合料的路用性能,对AC-13与SMA-13两种级配的钢渣沥青混合料和碎石沥青混合料的高温稳定性、水稳定性进行了研究,并对其低温抗裂性及膨胀特性进行评价。结果表明:钢渣沥青混合料具有良好的颗粒间嵌挤作用与较高的摩擦力,钢渣颗粒间形成类纤维结构,可有效分散应力作用,使得钢渣沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能均优于碎石沥青混合料,同时钢渣沥青混合料的膨胀率满足规范要求。     

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。     

不同纤维掺量下SMA-13路用性能横向对比研究

在原材料和配合比设计基础上,进行SMA-13沥青混合料的马歇尔试验、高温车辙试验、低温弯曲试验、水稳定性试验及析漏飞散试验,对木质纤维和3种矿质纤维在不同掺量下SMA-13路用性能进行了横向对比。研究结果表明:掺加木质纤维的SMA-13沥青混合料吸油效果和路用性能最好;针对文中选用的矿质2号、矿质3号和矿质4号3种矿质纤维,3号矿质纤维的吸油性和路用性能较好。     

掺钢渣再生沥青混凝土的制备及路用性能研究

再生沥青混凝土制备过程中仍需耗费大量的天然石材,天然石材的开采对环境造成了一定的破坏。该文采用钢渣与回收沥青路面材料RAP作为集料加入新沥青制备掺钢渣再生沥青混凝土,制备RAP掺量分别为25%、30%、35%的AC-13掺钢渣再生沥青混凝土,通过试验研究不同RAP掺量下的AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的高温稳定性、水稳定性以及力学性能、低温性能规律,并制备RAP掺量为11%的SMA-13掺钢渣再生沥青混凝土,评价SMA-13掺钢渣再生沥青混凝土的路用性能。试验结果表明:AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的动稳定度均大于2 300次/mm,且随着RAP掺量增加而降低;AC-13掺钢渣再生沥青混凝土的浸水残留稳定度均大于80%,满足规范要求; AC-13混合料的劈裂强度可达2 MPa以上,高于普通沥青混凝土;AC-13混合料的低温弯曲应变均为2 400以上,且随着RAP掺量增加而降低。SMA-13混合料各项性能指标也均达到规范要求。     

高粘薄层SMA-13沥青混合料路用性能试验研究

为探讨高粘改性沥青SMA-13混合料用于道路薄层加铺层养护的使用效果,通过室内试验对高粘改性沥青SMA-13混合料和SBS改性沥青SMA-13混合料的路用性能进行对比分析。结果表明,高粘改性沥青SMA-13混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和抗滑性能均优于SBS改性沥青SMA-13混合料,而水稳定性两者基本持平;高粘改性沥青SMA-13混合料是作为道路薄层加铺层养护的理想材料。     

钢渣SMA-13油石比及路用性能研究

将普通SMA-13中2.36~13.2mm集料全部采用钢渣替换,制作钢渣SMA-13沥青混合料,并与普通SMA-13沥青混合料对比,分析钢渣SMA-13的最佳油石比及路用性能。结果表明,与普通SMA-13相比,钢渣SMA-13的最佳油石比增加0.4%,动稳定度增加约12.1%,抗弯拉强度、低温弯曲应变及断裂能分别增加约7.6%、21.7%、27%,劲度模量降低但降低幅度较小,残留强度比及残留稳定度均增加约1.5%且残留强度比及残留稳定度均大于80%,构造深度及摆值增幅分别为46.9%、4.8%,钢渣的掺入可在很大程度上提升SMA-13的路用性能。     

钢纤维掺量对钢渣沥青混合料路用性能影响研究

为研究钢纤维对钢渣沥青混合料路用性能的影响,通过采用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验方法,分别针对不同纤维掺量的钢渣沥青混合料和普通沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性以及水稳定性展开对比分析。研究表明:不同钢渣及钢纤维掺量沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性及水稳定性均要优于普通沥青混合料;钢渣掺量为25%～50%时沥青混合混合料路用性能较优;钢纤维掺量为1%～2%时,沥青混合料的高温稳定性能较优,而低温稳定性和水稳定性在钢纤维掺量为1%时较优。研究结果可为钢渣沥青混合料性能研究提供理论参考与借鉴。     

玄武岩纤维增强BRA改性SMA-13沥青混合料路用性能研究

布敦岩沥青(BRA)和玄武岩纤维具有较好的路用性能,能改善沥青混合料的性能。文中综合利用两者的优势,开展玄武岩纤维增强BRA改性SMA-13矿料级配设计及路用性能试验研究,确定BRA及玄武岩纤维的最佳掺量分别为3%、0.3%;试验结果表明,与SBS-SMA-13沥青混合料相比,在BRA及玄武岩纤维最佳掺量下,BRA-MA-13混合料的高温抗车辙、水稳定性、抗渗及抗滑能力均得到改善,但低温抗开裂能力略有下降,BRA与玄武岩纤维的掺入能增强SMA-13的路用性能。     

高模量剂对沥青及其混合料性能的影响研究

为了讨论高模量剂对沥青及不同类型沥青混合料性能的改善作用,该文通过试验研究了高模量剂掺量对沥青粘温性能和高温性能,以及对AC-13和SMA-13两种混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能的影响。结果表明:增大高模量剂掺量使沥青粘度和G*/sinδ大幅提高,当掺量大于6%时G*/sinδ提高不明显;加入高模量剂大幅提高了两种沥青混合料的高温稳定性,将两种沥青混合料的DS和G*/sinδ之间进行线性回归,其中AC-13的回归斜率值大于SMA-13,说明高模量剂对AC-13高温稳定性的改善效果大于SMA-13;在一定范围内增大高模量剂掺量能提高两种混合料的低温抗裂性和水稳定性,其中当掺量为4%和6%时,AC-13的低温抗裂性和水稳定性分别达到最佳值,而当掺量为6%时,SMA-13的低温抗裂性和水稳定性同时到达最佳值,当掺量相同时AC-13的低温抗裂性优于SMA-13。综合考虑,AC-13的最佳高模量剂掺量为4%,而SMA-13的最佳高模量剂掺量为6%。     

新型木质素纤维及抗车辙剂对SMA沥青混合料的性能影响评价

为了比较新型木质素纤维和抗车辙剂对SMA沥青混合料路用性能的影响,在SMA-13中分别掺加普通木质素纤维、新型木质素纤维及普通木质素纤维+抗车辙剂,通过高温车辙、浸水马歇尔、冻融劈裂和低温小梁试验,对比评价以上3种SMA的路用性能。研究发现,与普通木质素纤维SMA相比,普通木质素纤维+抗车辙剂能够明显提高SMA沥青混合料的高温、低温与水稳定性,而新型木质素纤维能显著提高混合料的高温与低温性能,且提高幅度与普通木质素纤维+抗车辙剂接近。     

温拌玄武岩纤维SMA性能试验研究

研究了温拌玄武岩纤维SMA-13的使用性能,结果表明,玄武岩纤维SMA-13的油石比比木质素纤维SMA-13降低0.8%;温拌玄武岩木质素纤维SMA-13混合料成型温度可较热拌沥青混合料降低20℃左右。温拌玄武岩纤维SMA-13与热拌木质素纤维SMA-13相比,高温性能有所提高,水稳性能和低温性能相差不大。     

高RAP掺量下热再生混合料路用性能与加热工艺研究

为研究热再生混合料相关性能和就地热再生加热工艺,该文选取级配类型为SMA-13和AC-13两种废旧沥青混合料(RAP),分别掺加90%SMA-13型RAP和85%AC-13型RAP进行热再生混合料设计。对两种热再生混合料进行车辙试验、低温小梁弯曲破坏试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及渗水系数测试。结果表明:两种热再生混合料高温性能良好,低温性能也满足规范要求,但SMA-13热再生混合料低温性能改善并不明显;在水稳定性和防渗水性能方面,两种热再生混合料均能较好地达到规范要求,且SMA-13热再生混合料的防渗水性能非常好。此外,通过设计正交试验研究混合料再生过程中各环节加热温度,确定两种热再生混合料中旧沥青混合料、新沥青混合料及再生剂最佳加热温度分别为165、165和145℃。     

纤维沥青胶浆及沥青混合料路用性能试验研究

对木质素纤维和玄武岩纤维的沥青胶浆以及沥青混合料的高温、低温性能进行试验,对比分析不同纤维的性能。采用动态剪切流变试验和锥入度试验评价纤维沥青胶浆的高温性能,延度试验评价低温性能;选取SMA-13沥青混合料,通过车辙试验研究两种纤维对沥青混合料高温稳定性的增强作用,劈裂试验评价低温抗裂性的改善效果。研究结果表明：玄武岩纤维沥青胶浆的高温性能优于木质素纤维沥青胶浆;玄武岩纤维沥青混合料动稳定度和劈裂强度均要较木质素纤维高,且当玄武岩纤维掺量为0.3%~0.4%时其改善效果最佳。研究结果可为纤维在沥青混合料中的应用提供参考。     

复掺纤维再生沥青混合料性能试验研究

选用木质素纤维和玄武岩纤维对SMA-13级配再生沥青混合料进行改良,对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行试验研究。结果表明:玄武岩纤维对再生沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性能的改善效果较为显著,而木质素纤维对混合料的水稳定性的增强效果更为明显;按指标控制要求,单掺木质素纤维或玄武岩纤维沥青混合料对应的铣刨料最大掺量均低于30.0 %,采用0.2 %木质素纤维和0.4 %玄武岩纤维进行复掺改善再生沥青混合料,铣刨料的掺量最大可达到50.0 %,有利于提高铣刨料的再生利用率。     

风淬钢渣砂替代细集料在沥青混合料中的应用研究

利用风淬钢渣替代沥青混合料中玄武岩细集料,制备沥青混合料研究其对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等性能的影响,并通过SEM及X-CT等材料检测技术对试验结果进行分析。试验结果表明风淬钢渣替代细集料极大地降低了油石比,显著改善了低温性能及水稳性能,从而表明风淬钢渣可以替代细集料生产沥青混合料,为钢渣的处理提供了一条有效的途径,同时极大地降低了沥青混合料的生产成本。     

基于约束试件温度应力试验评价几种沥青混合料的低温性能

为了准确评价沥青混合料低温性能,利用自行开发的约束试件温度应力试验设备对AC-16、AC-20、SMA-13和SMA-16沥青混合料的低温抗裂性能进行了评价分析。试验结果表明:沥青品种与混合料类型对沥青混合料的低温抗裂性能有着显著的影响;成品SBS改性沥青有着较好的低温性能;SMA类沥青混合料低温性能优于AC类沥青混合料。     

玄武岩纤维在重载SBS沥青玛蹄脂碎石混合料路面中的应用

为探讨玄武岩纤维在重载路面中的路用性能及其路面结构的力学响应，对不同掺量玄武岩纤维沥青混合料与路面结构进行研究，通过高温稳定性、低温抗裂性、浸水马歇尔和冻融劈裂试验对玄武岩纤维SMA-13沥青混合料的高低温及水稳性能进行评价，并基于ABAQUS有限元程序对路面结构在累计荷载作用下的力学响应进行分析。结果表明：玄武岩纤维沥青混合料高温、低温、水稳性能要明显优于木质素纤维沥青混合料，最佳掺量为0.3%;玄武岩纤维沥青路面上面层变形量最大，且纤维对集中于中面层的车辙变形影响尤为显著。室内试验和有限元模拟结果表明，玄武岩纤维对SBS沥青路面的改善效果显著，且ABAQUS有限元程序在研究玄武岩纤维路面结构力学性能时能够起到良好的作用。     

重载交通下SMA高温稳定性影响因素研究

通过汉堡车辙仪对环境、级配(粗细)、木质素纤维掺量、温度进行均匀正交试验及方差分析,检验沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)高温稳定性影响因素。结果表明,不同因素对混合料高温性能的影响差异明显,环境级配(粗细)温度木质素纤维掺量;在不同环境中,高温性能影响强弱为水浴空气浴;不同级配混合料中,高温性能优劣依次为粗中细;在高温重载条件下,不论是在空气中还是水浴中,SMA-13均具备较好的高温稳定性;使用60℃作为评价控制温度,在空气或水浴环境下均能较好地评价SMA-13沥青混合料的高温性能。