几种矿粉指标与沥青胶浆的关联分析

由矿粉和沥青组成的沥青胶浆是沥青混合料最重要的一种组成部分。虽然矿粉的用量在沥青混合料中所占的比重并不大,但在工程实践中经常会因为矿粉种类的改变而导致沥青混合料的路用性能产生很大的变化。本文采用灰色关联分析的方法,针对沥青胶浆的高、低温宏观性能与矿粉几种不同指标的关联度进行分析,得出这几种不同指标对沥青胶浆影响程度的大小关系。在评价沥青胶浆宏观路用性能时,用车辙因子表征胶浆的高温性能,粘度来表征低温性能。从而得出:在矿粉的这几种不同指标中,平均粒径对沥青胶浆的路用性能影响最大,密度其次,随后是0 02mm以下的颗粒含量和矿物组成,影响程度最小的是比表面积。这对于研究和改善沥青胶浆乃至沥青混合料的路用性能具有重要的指导作用。     

集料粉尘对环氧沥青混合料强度及疲劳性能影响研究

为评价集料所含粉尘对环氧沥青混合料强度及疲劳性能的影响,选取辉绿岩、玄武岩、花岗岩3种集料所含粉尘,与两种矿粉对比,测试矿粉和粉尘的粒度及微观形貌;试验评价不同填料对环氧沥青胶浆拉伸强度的影响,以及填料对环氧沥青混合料强度及疲劳性能的影响;并利用SEM观察刻蚀前后环氧沥青胶浆断面的微观形貌,分析其影响机理。不同填料试验结果表明,3种粉尘粒径较小、颗粒形状不规则;填料岩性对环氧沥青胶浆拉伸强度影响不显著;粉料胶浆比矿粉胶浆拉伸强度平均提高20%;较细粉料比矿粉填料的环氧沥青混合料马歇尔稳定度平均提高约70%;更小粒径的粉料能增强环氧沥青胶浆拉伸强度,并显著提高环氧沥青混合料强度和疲劳性能。     

纤维沥青胶浆的性能研究

针对纤维、纤维种类及纤维与矿粉的交互作用对纤维沥青胶浆性能的复杂影响,采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对纤维、矿粉和沥青三者组成的纤维沥青胶浆的高、低温性能进行研究,分析粉胶比和纤维用量变化对纤维沥青胶浆性能的影响.结果表明,提高粉胶比、增加纤维用量使沥青胶浆的高温性能改善,但会使低温性能有所降低;不同种类的纤维对纤维沥青胶浆的高‘、低温性能的影响不同;矿粉和纤维两种材料具有不同的作用机理,采用纤维取代部分矿粉或选取合适的纤维可取得沥青混合料高、低温性能均改善的效果,是解决沥青混合料高、低温性能难以兼顾的有效途径;综合考虑高低温性能,提出沥青混合料中合理地粉胶比,为沥青混合料设计提供理论依据.     

半柔性路面路用性能的试验及机理分析

半柔性路面是一种在开级配沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的一种路面结构,它兼具有沥青混凝土路面与水泥混凝土路面的特点.其材料结构属于骨架一密实结构,作为其基体的沥青混合料则属于骨架一空隙结构.结合半柔性混合料粘结界面上的SEM扫描电镜和傅立叶红外光谱图的分析,对半柔性路面优良的路用性能进行试验和机理的分析.研究结果表明:半柔性路面具有优良的高温稳定性和水稳定性,以及较好的低温抗裂性;母体沥青混合料设计空隙率为25%时路用性能最优;水泥胶浆的加入只是增强了沥青胶浆与级配骨料间粘结界面的特性,并没有改变沥青的性质;半柔性路面是一种综合性能良好、值得推广应用的新型高等级路面,研究所得结果对道路工程具有重要指导意义.     

基于灰熵法分析研究矿粉指标对沥青胶浆高温性能的影响

由矿粉和沥青组成的沥青胶浆是沥青混合料的重要组成部分,在工程实践中经常会因为矿粉的改变而导致沥青混合料的路用性能产生很大的变化.该文基于灰熵法,分析了矿粉的几种指标对沥青胶浆高温性能的影响程度,分析结果表明:矿粉密度、细度、CaCO3含量影响显著,亚甲蓝值次之,亲水系数影响较小,这对于研究和改善沥青胶浆高温性能乃至为有耐高温要求的沥青混凝土设计具有重要的指导作用.     

沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响

为了研究沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响,采用简单性能试验(SPT)对矿粉、添加剂和沥青三者组成的沥青胶浆进行研究,分析了粉胶比、纤维和水泥用量变化对沥青混合料粘弹性的影响。结果表明,粉胶比、纤维和水泥对沥青混合料粘弹性的影响程度不同,但沥青胶浆中添加适量的纤维、水泥后均可以提高混合料的抗高温变形性能。随着加入纤维量的增加,沥青混合料动态模量减小,而粘性增大;在胶浆中加入水泥对提高混合料粘弹性的效果不明显。另外,混合料动态模量随粉胶比的减少,先增大后减小,相位角逐渐增大。因此,在混合料设计时应注意对胶浆构成的比例,以达到改善沥青混合料粘弹性的目的。     

基于摩擦学的表面活性剂类温拌沥青作用机理研究

从沥青在沥青混合料中的实际薄膜状态为研究依据,引入润滑特性作为研究沥青的一个新属性,采用摩擦学理论及相应试验方法,研究沥青在沥青混合料中实际状态下的流变特性。采用球-三板和球-板摩擦试验方法,研究90℃～135℃温度区间下沥青和沥青胶浆的摩擦特征。研究结果表明:球-三板摩擦试验和球-板摩擦试验可以通过摩擦系数的差异,区分温拌沥青和基质沥青特征;温拌沥青和基质沥青摩擦曲线均呈现摩擦系数快速上升、达到峰值、缓慢衰减和快速失稳4个阶段,但是,温拌沥青具有显著的平台期;温度对摩擦试验有一定影响,随着温度增加,摩擦系数逐渐增大;沥青胶浆摩擦系数比沥青摩擦系数偏大50%以上,温拌沥青胶浆与基质沥青胶浆摩擦性能差异10%左右,胶浆差异性比纯沥青差异性低。与传统沥青的黏度一个参数评定沥青混合料压实机理不同,表面活性剂类温拌沥青作用机理由高温时裹附性和低温时摩擦性两个参数组成,而温拌剂的润滑效应随着作用时间更为显著。     

灰熵法分析矿粉指标对沥青胶浆低温性能影响

由矿粉和沥青组成的沥青胶浆是沥青混合料重要组成部分,沥青混合料的路用性能在很大程度上受矿粉各技术参数的影响。文章采用灰熵法对相关试验结果进行分析,研究了矿粉各技术参数对沥青胶浆低温性能的影响程度。结果表明,矿粉密度、CaC03含量、矿粉细度对沥青胶浆的低温性能影响显著,亚甲蓝值次之,亲水系数影响最小。研究结果对改善沥青胶浆低温性能乃至为耐低温抗裂沥青混合料配合比设计具有指导作用。     

贝尔法赤泥对沥青胶浆及沥青混合料路用性能影响研究

文章主要研究利用废弃物贝尔法赤泥替代传统矿粉做填料对沥青及沥青混合料路用性能的影响。结果表明:贝尔法赤泥与传统矿粉混合做填料的沥青胶浆高温性能均好于传统矿粉的效果,最佳替代量为75%;沥青胶浆的低温性能和施工性能要求粉胶比不能过高,要满足相应范围。贝尔法赤泥做填料的沥青混合料温度稳定性较好,明显优于传统矿粉沥青混合料;但贝尔法赤泥沥青混合料的水稳定性较低,当与矿粉共混做填料时,沥青混合料的水稳定性可显著提高,并且当赤泥替代量为50%时沥青混合料水稳定性最高。     

炼钢除尘灰对沥青胶浆高温性能的影响

为研究炼钢除尘灰加入沥青胶浆后对胶浆高温性能的影响,比较了2种除尘灰与矿粉的基本性质,并采用动态剪切流变仪(DSR)对掺有普通矿粉和除尘灰的沥青胶浆进行DSR试验,以及多应力蠕变恢复试验(MSCR),以2种指标对胶浆的高温性能进行评价。结果表明,除尘灰在某些性质上与矿粉有一定差别,胶浆的2种高温性能评价方式得到了一致的结果,除尘灰的加入可以改善沥青胶浆的高温性能,不同除尘灰对胶浆性能改善的效果有所差别。     

基于灰熵关联的沥青胶浆高低温性能研究

为探究矿粉物理指标对沥青胶浆的流变性能的影响规律，基于灰熵关联法，采用动态剪切流变仪(DSR)和低温弯曲梁流变仪(BBR)分别对4种矿粉组成的沥青胶浆进行了高低温流变试验，探讨了沥青胶浆高低温流变特性参数和矿粉指标的关联程度。研究结果推断：4种矿粉中，在64℃高温及-12℃低温下推荐BAM、DAM与LAM的合理粉胶比为1.2,GAM合理粉胶比为0.8;矿粉指标中其密度及亚甲蓝系数对沥青胶浆高低温性能的影响度较大；此研究分析成果为沥青混合料中矿粉的指标控制提供了理论数据支持。     

生活垃圾焚烧炉渣底泥对沥青胶浆性能的影响

炉渣底泥是生活垃圾焚烧炉渣经湿法工艺选矿后得到的粉料。试验分析了炉渣底泥与石灰岩矿粉的基本性能及形貌特征;采用重复蠕变恢复试验(MSCR)、弯曲梁流变试验(BBR)分析了炉渣底泥以不同质量替代矿粉时对沥青胶浆高温、低温性能的影响;采用车辙试验、低温弯曲试验,测试分析了炉渣底泥替代矿粉对沥青混合料高温、低温性能的影响。结果表明,与天然石灰岩矿粉相比,炉渣底泥的平均粒径略粗、pH值高、亲水系数小、表面孔隙构造发达;随着炉渣底泥对矿粉的替代率增加,沥青胶浆的高温性能提升,低温性能略有下降;沥青混合料的高温、低温试验结果与沥青胶浆的试验结果具有一致性。     

几种矿粉指标对沥青胶浆的影响分析

通过对矿粉的几种不同指标以及矿粉组成的沥青胶浆路用性能的研究,得出不同矿粉以及矿粉的不同指标对它组成的沥青胶浆路用性能的影响关系。通过研究表明,颗粒细、平均粒径小、矿物组成中粘土类物质含量少以及比表面积较大的矿粉组成的胶浆具有良好的路用性能,矿粉的差异显著影响着沥青胶浆的宏观路用性能。这对于研究和改善沥青胶浆乃至混合料的路用性能具有一定的指导作用。     

填料不同指标对沥青胶浆和沥青混合料性能影响

采用灰色关联分析的方法,针对沥青胶浆的高、低温性能、疲劳性能以及混合料高温性能与水稳定性能与矿粉几种不同指标的关联度进行分析,得出这几种不同指标对沥青胶浆、混合料影响程度的大小关系。     

高灰分岩沥青改性沥青混合料路用性能及其作用机理研究

为研究高灰分岩沥青(BRA)改性沥青混合料的路用性能,考虑到BRA中灰分对矿粉的替代作用,在粉胶比1. 2的条件下,制备了不同BRA替换比例的AC-25型沥青混合料进行路用性能试验。结果表明,随BRA替换比例的增大,混合料的高温性能、水稳性能显著提高,低温抗裂性能提升幅度较小,BRA的最佳替换比例为75%。采用扫描电镜(SEM)和荧光显微镜分析BRA改性机理。结果表明,BRA对沥青胶浆的界面起到修饰作用,改善沥青胶浆的热储存稳定性,增加沥青胶浆与集料之间的粘附性。     

矿粉对温拌再生沥青混合料的性能影响研究

温拌再生沥青混合料是一种较新的路面回收料处理技术,它具有热再生技术不可比拟的便捷性和环保性。该文首先通过对比不同沥青用量下的矿粉用量与沥青膜厚度的关系,通过沥青膜厚度确定室内试验的级配与沥青用量范围,即以级配A、D为基准级配和2.7%、3.3%、3.9%为基准沥青用量,再进行沥青混合料的粘结性、抗损害性能和疲劳性能试验,研究发现:随着矿粉的加入,沥青膜厚度减小,但矿粉的加入对于沥青飞散试验的粘附性不存在较大的影响;通过合理的级配设计与沥青用量的调整可使温拌再生沥青混合料TSR值均大于80%,满足规范要求,并以矿粉少为优;随着矿粉的加入,温拌再生沥青混合料的疲劳性能会有一定程度的降低,尤其在沥青用量较高的时候。     

基于高温性能的沥青胶浆中消石灰掺量确定方法

沥青胶浆中消石灰掺量显著影响沥青混合料路用性能。该研究利用不同掺量的消石灰替换矿粉后配制沥青胶浆,进行软化点、动态剪切流变试验及粘度试验,研究消石灰对沥青胶浆高温性能,抗老化性能和施工和易性的影响,进而确定生产过程中消石灰掺配比例。结果表明,消石灰替换矿粉后,沥青胶浆高温性能有明显改善,但过量的消石灰会影响沥青混合料综合路用性能,故建议消石灰掺量不超过30%。     

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。     

基于综合性能的沥青混合料组成结构优化

为了基于性能进行沥青混合料组成设计,对沥青混合料的综合性能优化进行了研究。根据胶浆理论,将沥青混合料的性能分为分散相主导型和分散介质主导型两类。选择4.75 mm筛孔通过率、0.075 mm筛孔通过率(矿粉用量)、粉胶比、空隙率作为沥青混合料性能优化决策参数。采用BP神经网络和遗传算法相结合的方法,对沥青混合料组成结构参数进行了优化。研究结果表明,随着疲劳性能的权重减小和高温稳定性权重的增大,4.75 mm筛孔通过率应逐渐减小;无论对疲劳性能还是高温稳定性,都需要5%~7%的矿粉用量和足够的沥青用量;粉胶比越小,沥青用量越大,疲劳性能越好;3%~4.5%空隙率的沥青混合料综合性能较好。     

厂拌热再生沥青混合料目标配合比设计

厂拌热再生沥青混合料是一种由新旧集料、新旧沥青、矿粉及外加剂组成的多相混合物,材料组成的差异导致再生沥青混合料在配合比设计与新拌沥青混合料有较大区别。为了改善再生沥青混合料性能,基于马歇尔试验方法和美国沥青协会维姆混合料设计方法,结合工程实践经验,以体积参数和马歇尔试验参数为配合比设计的主要指标,并通过劈裂试验、冻融劈裂试验以及浸水马歇尔试验验证目标配合比低温抗裂性和水稳定性。