胶粉复合改性沥青混合料嵌挤级配计算方法与应用

利用废旧轮胎进行沥青改性不但具有可观的环保效益,而且其路用性能优良,尤其与再生PE进行复合改性后,高温性能明显改善。由于胶粉复合改性沥青中胶粉有回弹性,若沥青混合料的级配不合理,将会造成沥青混合料难以压实,采用骨架嵌挤密实型结构,可增大矿料的内摩擦角,提高混合料的抗车辙性能。在研究过程中总结了嵌挤级配的计算方法并加以了应用,效果明显,值得推广。     

宣曲高速直投式胶粉与SBS复合改性沥青混合料级配设计

基于直投式干法橡胶沥青技术,将直投胶粉与SBS改性沥青复合,使其具有了湿法改性沥青的优点,而且现场施工方便。在级配方面,于AC-13C的基础上,通过设计粗细不同的4种级配,对比各级配混合料的性能,优化了AC-13C级配范围,提出了适用于胶粉与SBS复合改性沥青混合料的AC-13G的级配类型,并与间断级配AR-SMA13混合料进行性能对比。试验证明,AC-13G能形成较好的嵌挤结构,但不如AR-SMA13密实;在高温稳定性方面,AC-13G优于间断级配AR-SMA13;在低温性能方面稍差一些,但是也满足规范的使用要求;在水稳定性方面,两种沥青混合料水稳定性能较为接近。     

沥青种类对SMA-13级配的影响

为了研究不同沥青种类对SMA-13级配的影响,进行了武云高速复合改性橡胶沥青AR-SMA-13和中州大道整治工程SBS-SMA-13的级配、油石比、粗集料的骨架分界筛孔、粉胶比、沥青膜厚度及混合料路用性能等的对比研究。研究过程中采用贝雷法对两种沥青混合料的级配嵌挤效果进行了分析。由于复合改性橡胶沥青和SBS改性沥青的化学成分差异较大,其运动黏度和延度均差异较大。试验得出,AR-SMA-13中2.36~4.75 mm之间的碎石含量接近12%,是传统间断级配的2倍,路用性能仍然较好;AR-SMA-13中0.075 mm筛孔的通过率仅为6%,与SBS-SMA-13中0.075 mm通过率8%~12%形成显著区别;SMA-13骨架分界筛孔选择4.75 mm还是2.36 mm,对混合料的骨架嵌挤的判断是不同的,结果表明,传统间断级配理论关于SMA-13级配中2.36~4.75 mm间断是不必要的;SMA-13骨架分界筛孔建议选择2.36 mm。虽然复合改性橡胶沥青5℃延度远小于SBS I-D,但AR-SMA-13也具有较好的抗低温变形能力,低温弯曲应变与SBS-SMA-13混合料相比,差异不大;复合改性橡胶沥青运动黏度与SBS I-D改性沥青相比差异非常大,但两种级配的混合料都具有较好的抗车辙性能,SBSSMA-13比AR-SMA-13的动稳定度仅低12%,其混合料高温性能的差异远没有沥青运动黏度之间的差异大。当沥青性能差异较大时,沥青混合料的设计指标应做出适当调整,以保证沥青混合料能够具有良好的路用性能。     

胶粉粒径与级配类型对橡胶沥青及其混合料性能影响研究

胶粉粒径以及级配类型与橡胶沥青及其混合料的性能之间有着密切的联系,该文测定了经40目、60目以及80目粒径胶粉改性后橡胶沥青的"三大指标",并选用常见的SMA-13(粗、中、细)级配进行橡胶改性沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能的研究。研究表明:相对于基质沥青,橡胶沥青的"三大指标"均有明显提高;较粗级配使用胶粉粒径较大的混合料具有更好的高温性能;胶粉粒径越小,级配越细,混合料的低温性能越好;胶粉粒径越粗,级配越细,混合料的水稳定性越好。     

活化橡胶改性沥青混合料路用性能研究

基于橡胶改性沥青理论,利用微波对废胶粉进行处理,探究了微波活化时间对胶粉的影响、活化废胶粉与沥青的相容性。对基质沥青、普通胶粉改性沥青、微波活化胶粉改性沥青的三大指标、弹性恢复能力、高温稳定性进行测试,并研究了微波活化胶粉改性沥青混合料的路用性能。结果表明:微波活化改性胶粉沥青的低温延展性、相容稳定性、高温稳定性、弹性恢复能力更好,微波活化胶粉沥青的离析软化点差为1.5℃,弹性恢复率为72%;活化废胶粉改性沥青混合料的路用性能优于普通基质沥青混合料,其高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力均得到改善;就集料级配而言,间断级配AR-AC13的高温稳定性、低温抗裂性优于连续级配AR-AC13,抗水损害能力与连续级配AR-AC13相当。微波活化废胶粉有助于提升沥青混合料的路用性能。     

基于改进粗集料空隙填充法的密断级配沥青混合料设计

为准确评价密断级配沥青混合料中粗集料的嵌挤特性,提出了粗集料骨架间隙率最小值的测定方法和密断级配混合料骨架嵌挤的新标准;据此,改进了粗集料空隙填充法,应用于密断级配沥青混合料的设计;并通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验等检测了所设计混合料的路用性能.发现所设计的密断级配沥青混合料中粗集料间隙率比...     

SBS-橡胶粉复合改性沥青混合料应用研究

利用废旧橡胶粉和SBS对沥青进行复合改性,不仅体现出良好的经济效益,而且复合改性沥青的路用性能良好。结合武汉市南三环线试验段工程,采用骨架密实型间断嵌挤级配进行混合料配合比设计,严格控制施工质量,经过1年多的运营观测,没有发现裂缝和车辙。     

基于高温性能的高模量沥青混合料设计研究

采用不同掺量的岩沥青与SBS改性沥青进行复合改性制备高模量沥青,提高沥青混合料的抗变形能力,并通过性能评价确定岩沥青的最佳掺量;以粒子干涉理论为基础,采用逐级填充理论和干捣实密度试验,结合贝雷法和Superpave级配范围对级配进行优化设计,确定具有良好骨架嵌挤力的级配结构;最后,通过路用性能试验,验证沥青混合料路用性能。通过试验发现随着岩沥青的掺入,沥青混合料的劈裂强度比、残留稳定度、动稳定度及抗剪应力得到大幅度提升;随着岩沥青的掺入,沥青混合料的抗弯拉强度和弯曲劲度模量均有所升高,而破坏时的最大弯拉应变有所降低,但仍能满足技术性能要求。     

大粒径透水性沥青混合料配合比设计研究

本文以沥青混合料设计孔隙率和粒子干涉理论为设计依据,采用多级嵌挤的级配设计方法,提出了具有骨架嵌挤结构得大粒径透水性沥青混合料级配参考范围;建立以沥青膜厚度、设计孔隙率、析漏试验与飞散试验为控制指标、并通过透水性试验和水稳定性试验进行性能验证的大粒径透水性沥青混合料设计方法。     

基于多级嵌锁抗剪级配设计的沥青混合料路用性能研究

针对常规AC型沥青混合料高温抗车辙性能不足的问题,采用一种新的级配设计方法-多级嵌挤抗剪级配设计法进行MAS-20沥青混合料的级配设计,并对其路用性能进行了验证。结果表明,MAS-20沥青混合料的高、低温性能较常规AC-20沥青混合料均具有显著提升;水稳定性与常规AC-20沥青混合料相当。     

嵌挤密实型粗级配沥青混合料压实特性探讨

嵌挤密实型粗级配沥青混合料与细级配沥青混合料相比，其压实要求高，压实难度大。提高和保证压实密度是成功铺筑嵌挤密实型沥青混合料的关键因素。从嵌挤密实型沥青混合料的特点、压实空间（层厚与集料粒径大小关系）、压实工艺和压实温度几个方面探讨了嵌挤密实型沥青混合料的压实特性。     

基于Superpave与贝雷法的ORHA改性沥青混合料配合比设计研究

随着我国道路里程的不断增加,各种新型沥青混合料改性工艺层出不穷,其中高模量沥青混合料以其优异的高温性能在道路领域应用越来越广,传统的马歇尔设计方法在骨料嵌挤能力的选择上略有欠缺,为了提高混凝土的整体模量,选择合适的沥青混合料设计方法,是提升混凝土整体性能的关键。本文主要介绍一种基于Superpave设计方法,并采用贝雷法进行级配验证的可用于道路面层的高模量沥青混合料Sup-16级配方案。     

一种用于抑制反射裂缝的新型GSOG-20沥青混合料的效益分析

用于旧水泥路面加铺沥青层的抑制反射裂缝技术——GSOG抑制反射裂缝技术,目前已在上海地区得到广泛应用。2015年进行了新型胶粉——高粘度改性剂复合改性GSOG沥青混合料的开发,经试验段验证,该种新型沥青混合料具有优良的抑制反射裂缝性能;首次在高粘度间断级配沥青混合料中采用石灰石作为粗集料,并引入废旧胶粉是该试验的创新点。从经济效益和社会效益两方面,探讨该种新型沥青混合料的应用价值和市场前景。     

不同因素对高黏复合改性橡胶沥青技术性能的影响

研究了石油树脂、脱硫剂、不同脱硫胶粉等添加剂和胶粉、SBS改性剂对高黏复合改性橡胶沥青性能的影响,最后拟定高黏复合改性橡胶沥青的不同掺配方案,分析了不同方案下高黏复合改性橡胶沥青的综合性能。结果表明,制备脱硫胶粉时石油树脂最佳掺量为10%,脱硫剂掺量宜为0.3%;2%SBS+15%胶粉的复配方案可用于AC类连续级配,3%SBS+15%胶粉的复配方案可用于SMA类间断级配,4%SBS+20%胶粉的复配方案可用于OGFC类开级配。     

抗车辙沥青路面的设计及应用研究

在对沥青路面车辙病害及成因分析的基础上,提出按照长寿命沥青路面结构设计理论加大抗车辙沥青路面的厚度,并通过采取多级嵌挤密级配设计法进行沥青混合料级配优化设计和掺加抗车辙剂的方法对胶结料进行改性,从而综合提升沥青混合料的抗车辙性能。绥牡高速公路长大纵坡的工程应用实践表明,在加大沥青层厚度和优化沥青混合料性能的基础上,可以使路面获得良好的抗车辙性能和使用性能。     

废旧橡胶粉干法微表处混合料微观形貌结构表征

为表征废旧橡胶粉干法微表处混合料微观形貌和结构特征,采用正交试验方法分别制作9组不同胶粉掺量、胶粉目数、油石比和级配的废橡胶粉微表处混合料试件,通过扫描电镜测试了试件顶面和切面形貌,分析了掺加水泥和废橡胶粉填料的微表处混合料沥青与集料界面黏附性以及结构特征、橡胶粉和水泥水化产物及沥青胶浆等在微表处混合料结构中分布。结果表明:水泥水化产物与沥青胶浆、废胶粉等相互交织,形成了一种立体网状结构,裹覆在集料周围,将集料紧密地结合在一起,使微表处混合料整体性能得到显著改善。油石比影响废胶粉微表处混合料沥青膜厚度、空间网络结构和黏聚力等;胶粉掺量及细度影响混合料施工和易性及结构密实稳定性;级配影响混合料空间结构、嵌挤密实性和耐久性等;2%掺量40目废旧橡胶粉掺加于油石比8%的MS-3中级配微表处混合料时,空间网络微观结构最优,界面黏结力强,混合料结构致密稳定。     

复合增强剂沥青混合料性能影响因素分析

为改善沥青混合料的高低温性能,选用复合增强剂对沥青混合料进行改性。通过高温车辙试验和低温弯曲试验对复合增强剂改性沥青混合料的高低温性能进行研究,并分析矿料粒径、制备方法以及级配类型3个因素对复合增强剂改性效果的影响。试验结果表明:复合增强剂可有效改善沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性;复合增强剂沥青混合料的高低温性能随粒径的增大呈先增长后减小的趋势,当混合料的最大公称粒径为16mm时,改善效果最佳;相比于湿拌法,干拌法制备的复合增强剂改性沥青混合料拥有更好的高低温性能;级配类型会影响复合增强剂的改性效果,复合增强剂对SMA型沥青混合料高低温性能的改善效果要明显优于AC型沥青混合料。     

基于GTM法钢渣沥青混合料矿料级配与性能研究

在分析钢渣集料工程特性的基础上,对不同级配的AC-13细粒式钢渣沥青混合料分别采用GTM法确定其最佳油石比与体积参数,并对其性能进行对比分析,优化得出骨架嵌挤密实型钢渣沥青混合料的矿料级配组成,然后对优化的混合料性能开展系统研究。试验结果表明,与石灰岩沥青混合料相比,骨架嵌挤密实型钢渣沥青混合料膨胀性、高温稳定性及水稳定性更优,具有良好的工程应用前景。     

沥青混合料矿料级配分形特性研究

该文以嵌挤密实型沥青混合料级配分形分析思路对比分析了连续级配和间断级配的分形特性,结果表明:连续级配、嵌挤密实型沥青混合料级配和间断级配具有二度域分形特征,可以按照二度域分形级配来研究。在此基础上,结合二度域级配分形特征图,引入参数K、ΔD、tana和∠a详细阐述了连续级配、嵌挤密实型沥青混合料级配和间断级配三者之间的内在关系;探讨了参数K的几何、物理意义及其与沥青混合料性能指标的相关性。研究结果表明:参数K、ΔD、tan a和∠a可定量反映连续级配、嵌挤密实性沥青混合料级配和间断级配三者之间的转化关系;其中参数K物理意义是粗细集料的相对粗细比,几何意义是二度域分形级配直角坐标系中级配坐标点与坐标原点连线的斜率;参数K可定量反映粗细集料的相互作用情况,可作为沥青混合料级配的分形评价指标,结合矿料级配分形参数,建立了沥青混合料级配分形指标体系。     

纤维对嵌挤骨架密实沥青混合料疲劳性能的影响

通过室内试验研究了纤维对嵌挤骨架密实沥青混合料(SISG)疲劳性能的影响,应用威布尔分布建立疲劳方程,并与规范级配沥青混合料(GF)疲劳性能进行了对比。研究结果表明,与规范级配沥青混合料相比,SISG沥青混合料疲劳寿命最少提升17%;与不掺纤维SISG级配沥青混合料相比,在最佳掺量下掺木质素纤维、矿物纤维和聚酯纤维的SISG沥青混合料的疲劳寿命最少分别可提升2%、32%、48%。