蓖麻油基聚氨酯胶结料与混合料性能研究

以不同官能度蓖麻油多元醇为软段，制备了相同硬段含量与异氰酸酯指数的聚氨酯胶结料，并进一步与玄武岩集料混合得到聚氨酯混合料，研究了胶结料的表干时间、实干时间、接触角和吸水率以及混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度和肯塔堡飞散损失率。结果表明：在硬段含量为45%、异氰酸酯指数为1.05、聚氨酯胶结料含量为6%的条件下，软段蓖麻油多元醇官能度较高时，所得聚氨酯胶结料和混合料的性能更优；当软段蓖麻油多元醇官能度为3.5时，聚氨酯胶结料水接触角为105.8°,平衡吸水率为0.57%,聚氨酯混合料固化60 min时的马歇尔稳定度为12.1 kN,冻融前劈裂强度为4.23 MPa,冻融后劈裂强度为1.98 MPa,标准飞散损失率为2.4%,浸水飞散损失率为4.4%。     

大粒径透水性沥青混合料最佳沥青用量的确定

大粒径透水性沥青混合料(LSPM)不同于传统沥青混合料,它由较大粒径的集料形成骨架和一定量细料进行填充,形成的单粒径骨架嵌挤连通空隙结构,空隙率较高,难以完全使用常规的马歇尔试验方法确定其沥青含量。笔者参考国内外排水性大粒径沥青混合料沥青用量确定方法,考虑沥青被集料吸收的比例,通过沥青膜有效厚度和集料比表面积初步确定沥青用量,提出了其计算方法,并结合设计空隙率、析漏试验与飞散试验综合确定LSPM最佳沥青用量。     

橡胶沥青透水路面沥青膜厚度研究

为了研究橡胶沥青透水路面适宜的沥青膜厚度,选择特征因素模型法计算矿料比表面积。针对不同级配选择7种沥青膜厚度25~37μm(间隔2μm),根据每种油膜厚度及集料吸油率反算各混合料的油石比。通过反算得出不同级配不同油膜厚度的油石比制备马歇尔试件,对马氏试件进行稳定度试验、肯塔堡飞散试验及谢伦堡析漏试验。试验结果表明:沥青膜厚度在29~33μm之间时,橡胶沥青混合料具有良好的孔隙率与较好的强度性能,且混合料析漏与飞散损失均满足规范要求,建议在对橡胶沥青透水路面进行设计时,可以根据集料比表面积及吸油率初步设定沥青膜厚度为30μm。     

用于生态化路面铺装的大孔隙透水沥青混合料配合比设计研究

介绍了生态化路面和大孔隙透水性沥青混合料的特点,探讨了大孔隙透水性沥青混合料的配合比设计方法,将强度理论运用于透水沥青混合料铺装结构设计中,通过对设计区域汇水量的计算,确定沥青混合料的目标空隙率;利用主骨架空隙体积填充法进行集料级配设计;再通过混合料析漏试验和马歇尔试件肯塔堡飞散试验确定最佳沥青用量并进行相关的强度检测.试验表明:混合料在确保空隙率的同时满足路面的强度要求,具有较好的使用性能,对研究应用大孔隙透水沥青路面具有参考价值.     

集料与沥青混合料密度不同测定法的研讨

沥青混合料的组成设计，集料与沥青混合料的密度正确与否，对技术指标的分析结果有重大影响。本文认为，在理论密度计算中，对吸水率大的集料应采取沥青浸渍密度，对一般集料采用视密度和毛体积密度的平均值。对沥青混合料密度，都指毛体积密度，一般用表干法。当表干法测定有困难时，可用蜡封法。对有大孔隙的沥青混合料试件可用改进蜡封法。对此，文中作了全面分析和示例。     

温拌橡胶沥青混合料性能研究与级配优化

通过车辙与冻融劈裂试验,分析了DAT-H5温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,提出以集料及其级配为研究对象的级配优化方法.分析了粗集料类型对橡胶沥青混合料可压实性、高温稳定性和水稳定性的影响;结合温拌橡胶沥青混合料的特异性,对ARAC-13级配进行调整优化.研究结果表明,提高温拌橡胶沥青混合料的高温稳定性和水稳定性措施有:根据集料与胶结料配伍性,合理选择粗集料类型;适当提高9.5 mm及以上大粒径集料用量,并以橡胶沥青与矿粉组成的沥青胶浆填充集料空隙,可降低油石质量比和VMA,有效控制空隙率.     

高速公路集料散失路面沥青混凝土抗飞散性能研究

由于目前国内外缺乏量化评价高速公路沥青路面集料散失病害程度的方法,根据其表面层剥落掉粒的病害特点,该文采用肯塔堡标准飞散试验,对浙江省黄衢南高速公路（G3）集料散失病害路段混凝土进行取样试验,分析不同病害严重程度部位的混合料飞散冲击破坏模式,以质量损失率及吸水率指标评价混凝土的抗飞散性能。结果表明,集料散失病害会降低表面层混凝土结构密实性,病害路段抗飞散性能低于正常路面,外观散失程度越严重,吸水率也越高,混凝土抗飞散性能越低,飞散冲击产生的破碎试件也越多。最后,基于试验结论,对集料散失病害处理方法提出相关建议。     

沥青混合料空隙率影响因素的灰关联分析

基于几种不同沥青材料及级配类型的沥青混合料马歇尔试验数据,利用灰关联分析法分析了矿料级配、沥青原材料的性质、沥青质量分数、毛体积密度、吸水率等指标对沥青混合料空隙率的影响程度,并得出各相关因素对沥青混合料空隙率影响程度的排序结果。研究结果表明:灰关联分析法用于分析诸因素对空隙率的影响能获得较好的结果。基于灰关联理论的排序结果表明:沥青质量分数是影响空隙率最主要的因素,粒径小于0.075 mm细集料颗粒尽管在沥青混合料中所占的分量很少,但其影响程度却很高,因此,级配中应注意粒径小于0.075 mm颗粒质量分数的重要作用;吸水率值的大小既反映试件的密实程度又反映对有效沥青含量计算的准确性,也是影响空隙率的重要因素。     

利用多孔玄武岩集料生产沥青混合料的探讨

多孔玄武岩集料，因其吸水率大，一般认为不宜用作高速公路沥青路面面层集料。该文针对海南省西线高速公路海口连接段使用多孔玄武岩集料铺筑的沥青路面使用情况提出了不同的看法，并从理论上分析了集料孔隙中的水不至于对沥青混合料造成过大危害的原因。     

基于级配理论的沥青混合料骨架结构研究

沥青混合料由集料、沥青胶结料和空隙组成.沥青混合料体积90％由集料构成,集料所形成的结构主要取决于集料的粒径分布及其形状.该文提出了基于集料级配理论的沥青混合料骨架结构,并以此来表征沥青混合料的路用性能.研究提出了一个基于球体填充理论的计算方法.参数包括:一级结构下的空隙率、一级结构的破坏因子和沥青胶结料在骨架结构的分布情况,它们可用于评价骨架结构的承载能力.采用骨架结构模型对几种不同级配的沥青混合料高温抗车辙能力和水稳性进行了预测,预测结果和室内外试验结果具有很好的相关性,建立的骨架结构模型可很好地用于判别沥青混合料的抗车辙性能.     

集料吸入沥青数量评价方法的研究

由于组成沥青混合料的矿质集料均有不同数量的孔隙，这些孔隙在沥青混合料拦和、摊铺和使用过程中均会吸收一定量的沥青结合料，沥青被矿料吸收后，其实际有效的沥青含量才真正起到形成强度的作用，因此如何评价集料吸入沥青数量就显发尤为重要，本文深入研究了集料吸入沥青数量评价方法，以便在沥青混合料配合比设计中得出正确的空隙率，骨架间隙率和沥青饱和度，从而满足路面性能的要求，研究结果表明，采用实测沥青混合料在150℃，老化4h最大理论工的方法可以决定集料吸入沥青数量的多少。     

基于微观力学的泡沫沥青混合料成型机理研究

探讨了泡沫沥青混合料的养生成型机理。经过强度和刚度测试发现,无论加入泡沫沥青或水泥,不同养生条件对混合料的影响均不可忽视。硅酸盐水泥通过加强养生阶段矿物填料的效果,改善了泡沫沥青混合料的特性,处理机理与典型的水泥胶结材料类似。泡沫沥青胶浆的成型与水的蒸发密切相关,沥青胶浆与集料颗粒之间能否紧密结合,取决于停留在界面的大部分水分能否全部蒸发,即使粘结紧密,一旦有水进入就会破坏已经成型的粘结面。通过长期养生成型机理研究以及对试件断裂面的观察,证明了该文提出的成型机理的可靠性。同时提出了用于项目级混合料设计与评估的标准养生成型步骤。     

集料分布状态及其与沥青混合料性能研究进展

通过分析集料分布状态及其与沥青混合料性能研究现状,评述基于集料分布状态进行沥青混合料性能数值模拟研究进展,展望集料分布状态及其与沥青混合料性能研究趋势,对集料分布状态及其与沥青混合料性能关系进行深入研究。研究表明:沥青混合料三维虚拟试件几何重构,集料三维分布状态指标建立,集料-沥青界面接触效应分析等,将是未来集料分布状态及其与沥青混合料性能研究的3个重点。     

CT技术在沥青胶结颗粒材料内部结构分析中的应用

沥青胶结颗粒材料是由沥青、集料和孔隙组成的特殊复合颗粒材料,被广泛地应用于交通基础设施建设中。其性能既受沥青、集料和孔隙的体积含量影响,也受这些因素的空间分布影响,具有结构性、各向异性及不连续性等特点。本文提出了利用CT技术定量评价沥青胶结颗粒材料内部结构性的方法,通过不同扫描参数下的CT扫描,从CT数和CT图像两方面分析了试件内部的初始结构,着重对比了试件内部不同层面孔隙的分布,为评价沥青胶结颗粒材料初始损伤奠定了基础。     

冻融循环对沥青混合料内水气扩散的影响

水气是沥青混合料水损害的重要来源之一,沥青混合料内部的水气运动不容忽视。大部分沥青路面常年经受冻融循环作用,为探究冻融循环前后沥青混合料内水气运动的变化规律,设计以相对湿度梯度为驱动力的水气扩散试验装置,以密级配沥青混合料AC-20C和开级配沥青混合料OGFC-13为研究对象,测量冻融循环前后沥青混合料水气穿透量随时间的变化情况,并采用菲克第一定律计算水气扩散系数。试验结果表明：5 cm厚OGFC-13试件在常压、20℃、100%~60%湿度差下的水气穿透量与时间呈线性正相关,可获得其扩散系数,而相同条件下的AC-20试件内水气较难穿透,水气穿透量与时间呈不规则变化,无法计算得到扩散系数,OGFC试件水气扩散速率明显大于AC试件,说明空隙结构对混合料水气扩散影响较大,但经历1个冻融循环后2类试件相同时间段内水气穿透量均有显著提高;负压环境下（13.325 kPa）进行试验可以增大AC-20试件的水气扩散速率,使水气穿透量与时间呈线性正相关,从而测量得到冻融循环前后AC试件的扩散系数;经冻融循环作用后,相同时间内2种沥青混合料水气扩散系数均显著增长,OGFC试件连通空隙率明显增大,说明冻融循环作用使沥青混合料内部结构发生变化,水气在沥青混合料内部的运动路径增多,更易进入沥青内部及沥青与集料界面,进一步加速沥青混合料水损害进程。     

不同添加剂排水性沥青混合料的飞散损失

为了选择更好的排水性沥青混合料耐久性改善措施,文章对使用高粘度沥青、PG76-22SBS改性沥青、PG70-22SBS改性沥青、消石灰、纤维的排水性沥青混合料进行不同条件的飞散试验,从而评价添加剂对排水性沥青混合料飞散损失的影响。试验结果表明:沥青60℃动力粘度越高,排水性沥青混合料飞散损失越小;消石灰降低了排水性沥青混合料的耐久性;聚酯纤维和矿物纤维可以明显减少排水性沥青混合料的飞散损失;木质素纤维并不能减少排水性沥青混合料的飞散损失。     

集料清洁度对沥青混合料水稳定性的影响研究

对受到泥土污染的集料进行了水稳定性的试验研究,试验分析了粗、细集料在泥土含量相同的情况下对混合料水稳定性的影响程度,以及在保证集料清洁对沥青用量的影响情况。在此基础上,综合分析了粗、细集料清洁度和沥青用量对沥青混合料水稳定性的影响及分析。研究结果表明：不洁净矿料组成的沥青混合料的水敏感性大于洁净矿料组成的沥青混合料的水敏感性;沥青混合料的水稳定性随着集料含泥量的增加而降低,且细集料的洁净程度影响更为明显;在达到相同的水稳定性指标值情况下,含泥量降低1％左右,可以节省沥青约为0．2％。     

建筑废弃混凝土再生集料在沥青混合料中的应用

该文采用室内试验将建筑废弃混凝土再生集料替代部分细集料配制成再生沥青混合料,采用Superpave沥青混合料设计方法成型试件,对再生沥青混合料的矿料间隙率、空隙率和沥青饱和度进行试验,同时对混合料的回弹模量、水稳定性及高温性能进行试验研究。结果显示:随着再生集料用量的增多,矿料间隙率和沥青饱和度呈现出降低的趋势,而沥青混合料的空隙率呈现增大趋势;同时其回弹模量和水稳定性有所衰减,而高温性能得到明显的提高。     

沥青混合料回收粉的利用研究

通过系统地研究矿粉和回收粉的基本性质以及对沥青胶结料高、低温和疲劳性能以及沥青混合料高、低温和水稳定性能的影响,并对掺有矿粉和回收粉的沥青混合料路用性能做了一定研究。结果表明,在工程应用中根据实际情况适当采用经严格质量控制回收粉,既能保证沥青混合料的质量,又能节约建设资金,对于提高沥青混合料性能也有一定意义。     

沥青混合料临界矿料间隙率试验分析研究

JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中VMA的大小是根据集料的最大公称粒径和空隙率规定的。理论上讲,规范规定的最小VMA应该是此种混合料的临界VMA。笔者采用动态三轴蠕变试验对表面层AC-13型3种级配沥青混合料进行试验研究,确定AC-13型沥青混合料的临界矿料间隙率值。沥青混合料在相同的沥青用量下,其耐久性与裹覆在集料表面的沥青膜厚度相关,沥青膜厚度越大,其耐久性越强;否则,反之。将确定的临界矿料间隙率值转化为设计空隙率下的矿料间隙率,并通过计算沥青膜厚度验证该矿料间隙率的合理性。