含泥量对沥青与粗集料黏附性的影响

为了研究泥土对集料与沥青之间黏附性的影响,选取了3种不同岩性的碎石和2种不同塑性指数的泥土,在室内进行水煮沥青与粗集料的黏附性试验。试验结果表明,碎石表面的含泥量大小与泥土的塑性指数对沥青与集料的黏附能力影响显著,且煮沸时间长短影响黏附性分级,而抗剥落剂的长期有效性也值得进一步研究。     

不同除冰盐类型对路面集料性能的影响研究

选用氯化钠、氯化钙和醋酸钾,测试不同除冰盐对沥青路面集料性能的影响。试验结果表明,冻融循环下除冰盐对集料的作用机理不同,对集料的影响具有较大差别。以醋酸钾为代表的环保型除冰盐对集料的压碎值和磨耗值影响最大,氯化钠次之,氯化钙因其吸潮性和低冰点的特性集料压碎值和磨耗值最小,但在与沥青的黏附性上,几种除冰盐中醋酸钾黏附性等级最高。     

不同集料与橡胶沥青水稳定性能综合研究

采用水煮法、水浸法和AASHTO T182法对不同集料与橡胶沥青的黏附性进行评价,并通过浸水马歇尔、冻融劈裂、AASHTO T283以及法国多列士方法评估橡胶沥青混合料的水稳定性能。试验结果表明:采用水浸法测定评价橡胶沥青与集料黏附性的区分度高;橡胶沥青与片麻岩和花岗岩的黏附性等级偏低,不宜同时应用于高速公路或一级公路上面层;T283和法国多列士试验方法变异性小,且更能够模拟工程实际情况,对水损害性能的评价更具有工程意义;对同一种集料,橡胶沥青混合料水稳定性能整体上高于SBS改性沥青混合料,适合应用于多雨地区。     

TLA和DCLR对沥青与集料黏附性的影响

为了研究煤直接液化残渣(direct coal liquefaction residue,DCLR)和特立尼达湖沥青(Trinidad lake asphalt,TLA)对沥青与集料黏附性的影响,基于表面自由能理论,以SK-90沥青为基质沥青,选用石灰岩和花岗岩为集料,采用躺滴法分别测量了DLCR、TLA掺量为0%、2%、4%、6%、8%、10%(与SK-90质量比)的改性沥青的表面自由能,计算了沥青的黏聚功,以及沥青-集料的黏附功、剥落功和水稳定性评价参数值。结果表明:随着DCLR、TLA的掺入且掺量的增加,沥青的表面自由能、黏聚功以及沥青-集料黏附功和水稳定性评价参数值均在不断增加,说明DCLR和TLA的掺入可以改善沥青-集料的黏附性、提高沥青混合料的水稳定性能;在相同掺量下,DCLR提高沥青表面自由能、沥青-集料黏附性和水稳定性能的效果要明显优于TLA。     

氯盐融雪剂对沥青结合料路用性能的影响

选取基质沥青和SBS改性沥青以及NaCl、CaCl2融雪剂,制备了沥青试样,采用软化点、针入度、延度、粘度和红外光谱等试验方法,分析了氯盐融雪剂浸泡后的沥青高温性能、低温性能、感温性能、抗老化性能及红外光谱,揭示了氯盐融雪剂对沥青结合料路用性能的影响及其作用机理。分析结果表明：融雪剂提高了基质沥青的高温性能,降低了SBS改性沥青的高温性能;融雪剂降低了基质沥青的感温性能,增强了SBS改性沥青的感温性能;融雪剂降低了沥青的低温性能,但提高了沥青的抗老化性能;CaCl2融雪剂对基质沥青路用性能的影响更明显,NaCl 融雪剂对SBS 改性沥青路用性能的影响更明显;融雪剂与沥青没有发生化学反应,融雪剂浸泡不会引起沥青分子结构或官能团的变化。     

水泥混凝土桥面沥青铺装防水材料合理选择研究

为更加合理地为水泥混凝土桥面柔性铺装结构选择防水黏结材料,选取4种代表性防水黏结材料进行黏附性、抗剪强度、渗水性和抗裂性能测试,对比荷载作用对不同防水黏结材料的黏附性、抗剪强度和渗水性能的影响,并评价了4种材料对柔性铺装层高温稳定性和抗裂性能的影响。研究认为:防水黏结材料与沥青混合料具有更好的黏附性;荷载作用会降低铺装层整体的黏附性,不会对防水卷材和富油沥青混合料的防水性能造成影响;防水卷材和封层材料将对沥青层的高温稳定性产生不利的影响,涂膜材料对沥青混合料的抗裂性能没有提高作用。     

融雪剂对沥青混合料性能的影响

研究了不同掺量CaCl2添加剂对沥青性能的影响.从混合料水稳定性能出发,采用NaCl溶液、CaCl2溶液、CH3COONa溶液和融雪剂溶液4种不同的腐蚀液,分别进行了短期腐蚀三循环和长期腐蚀二循环.采用冻融劈裂实验的冻融劈裂强度作为理论依据,研究了腐蚀溶液的种类、溶液浓度和腐蚀时间3种因素对混合料试件强度的影响,探讨了不同融雪剂对沥青混合料损坏的机理.研究结果表明:CaCl2具有吸水性,增加了沥青的温度敏感性,尤其是CaCl2对沥青延度的影响特别大;在短期腐蚀三循环中,纯水对混合料强度的影响最大,强度出现了最低值;在长期腐蚀二循环中,不同腐蚀液对劈裂强度的影响规律是不同的.     

融雪剂对沥青三大指标和微观老化性能的影响

选取了NaCl、CaCl_2和CH_3COOK三种融雪剂,分别以1%、2%、3%、4%的掺量加到基质沥青和SBS改性沥青中,制备成沥青试样,通过延度、软化点、针入度和傅里叶红外光谱试验,分析了加入三种融雪剂后两种沥青的高温性能、低温性能及红外光谱。结果表明:融雪剂对两种沥青的影响程度不同,基质沥青的高温性能有所提高,SBS改性沥青的高温性能有所降低;两种沥青在融雪剂的影响下低温性能都降低,但通过计算老化后的羰基指数,发现融雪剂提高了沥青的抗老化性能。     

环保型路用融雪剂制备及其功效研究

针对现有传统除雪技术的滞后性和低效性等问题,笔者研发了一种环保型融雪剂(ZRX),增强沥青路面在冬季降雪期间的融雪化冰性能,选取工业废渣钢渣、氯化钠、偶联剂溶液、疏水剂制备不同组分比例构成的融雪剂,通过马歇尔试验,确定了融雪剂添加到沥青混合料配合比,并采用电子盐度仪测试融雪沥青混合料的盐分长期析出性能,最后通过不同强度的降雪检验融雪沥青混合料的融雪性能。研究结果表明:自研ZRX代替了级配中全部0.075～0.15 mm集料后经马歇尔试验发现,融雪沥青混合料的稳定度降低,流值偏大,但依然能够满足规范要求; ZRX在混合料中前48 h的盐分析出速率最快,且在加速试验中能持续析出;在持续大雪条件下ZRX试件的融雪性能有待提升,但在中雪条件下融雪效果明显,建议融雪沥青混合料使用环境为小雪到中雪。     

基于表面能理论的石灰改性沥青黏附性研究

为从机理上研究石灰[Ca(OH)2]对沥青黏附性的改善作用,基于表面能理论,分析了石灰改性沥青与花岗岩之间黏附功变化,并研究了石灰掺量和细度对沥青黏附性的影响.为了进一步验证基于表面能理论的分析结果的正确性,进行拉拔试验,并与黏附功进行相关性分析.结果表明:石灰的加入能提高沥青极性,增加沥青表面能,进而提高沥青与集料的黏附功,改善黏附性;沥青的黏附性随石灰细度的提高而增大;当石灰掺量约为沥青质量的10％时,沥青与花岗岩具有最好的黏附性;拉拔试验结果与表面能理论试验结果的相关系数为0.900,具有较高的相关性,说明利用表面能理论评价石灰改性沥青效果是可行的.     

沥青混合料分子模拟技术综述

分析了沥青混合料分子模拟技术的基本原理、主要实现手段和模拟流程, 研究了沥青分子模型构建的2类主要方法, 总结了不同时期的沥青质结构模型与不同应用场合中的集料模型, 探讨了沥青扩散现象、外加剂对沥青性能的影响机理、沥青与再生剂的融合、沥青-集料的界面作用模拟影响因素以及水、沥青老化等因素对沥青-集料黏附性的影响等问题, 展望了沥青路面材料分子模拟技术的未来研究方向。研究结果表明: 分子模拟技术可以从微观角度探究道路工程材料的性能变化与内在机理, 为材料的精确设计和定量分析奠定基础; 分子组装法是目前沥青分子模型构建的重要思路, 能够有效表征沥青材料的物化和力学特性; 集料模型的构建思路主要是根据集料的化学成分来选择构建相关晶胞, 进而代表集料的宏观特性; 分子模拟技术动态展现了沥青的扩散过程, 体现了内部各组分的扩散速率; 利用分子模拟技术可以分析沥青自愈行为的过程, 并提出不同指标来表征了各个阶段的愈合速率; 借助分子模拟技术, 可以从微观角度解释和分析沥青内部组分和外加剂对沥青性能影响; 在沥青-再生剂融合研究中, 分子模拟技术可表征再生剂扩散深度、掺入时机与再生机理等问题; 在沥青-集料界面作用研究中, 分子模拟技术可表征材料的化学组成、加载模式、模型参数与界面接触等因素的影响; 水、温度与沥青的老化等因素将会对沥青-集料界面作用产生重要影响, 通过构建含水模型可将微观模拟与宏观试验联系起来。      

泡沫沥青材料强度形成机理及影响因素分析

对泡沫沥青冷再生混合料的强度形成机理进行分析,并研究发泡效果、旧料加热温度及养生时间对泡沫沥青的强度影响。沥青与细集料形成粘结团的粘结力及集料的嵌挤作用是泡沫沥青材料形成强度的主要因素;试验结果表明,通过提高泡沫沥青的膨胀率、提高拌合时集料温度、适当增加养生时间是提高泡沫沥青混合料强度的有效方法。     

冷再生用乳化沥青与水性环氧树脂的适用性研究

考察了自制水性环氧树脂与乳化沥青的相容性,研究了不同水性环氧树脂掺量对乳化沥青黏度、黏附性及力学性能的影响。结果表明:自制水性环氧树脂与冷再生用乳化沥青相容性好,适用期长,可大大提升乳化沥青与石料的黏附性及黏结强度,并赋予体系良好的抗变形能力和柔韧性,其性能完全优于市售产品,可应用于一、二级公路沥青面层的翻修改造。     

水对沥青混合料APA车辙的影响研究

采用2种沥青和3种级配,通过旋转压实制备了6种类型的沥青混合料试件,分别在干燥和浸水条件下进行了APA车辙试验,分析了温度和水对APA车辙深度的影响。研究结果表明:温度对车辙的发展影响非常大。水浴条件下的APA车辙试验过程中,集料与沥青黏附性的下降也导致沥青混合料结构稳定性的降低,较干燥条件下的APA车辙试验产生了更大的车辙。对比不同碾压次数车辙比,可以看出随着碾压次数的增加,干湿状态对应的车辙比增大,水的影响逐渐减小。     

集料形状对沥青混合料抗剪强度的影响

采用美国材料和试验协会（ASTM）中D 3398方法对集料颗粒形状和纹理进行测量和评定,对不同集料形状特征的沥青混合料进行性能试验,可分析研究集料形状对沥青混合料抗剪强度的影响。     

沥青搅拌站回收碱性废粉对沥青混合料水稳定性影响研究

采用沥青搅拌站回收的碱性废粉掺入沥青混合料,代替部分矿粉,会降低沥青与集料的黏附性,不利于沥青混合料的水稳定性。为了利用碱性废粉且不降低沥青混合料的水稳定性,试验研究在沥青混合料中分别加入一定比例的水泥、消石灰、PA-1型沥青抗剥落剂,通过浸水马歇尔稳定度试验、飞散试验、冻融劈裂试验,对比水泥、消石灰、PA-1型沥青抗剥落剂对沥青混合料水稳定性的影响规律。试验结果表明:水泥、消石灰、PA-1型沥青抗剥落剂加入有碱性回收废粉的沥青混合料,可以提高沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度比、减小飞散损失,可有效改善有碱性回收废粉的沥青混合料的水稳定性。相同含量的消石灰比水泥对于沥青混合料的水稳定的提高更有效。相比于水泥、消石灰,加有PA-1型抗剥落剂的沥青混合料的浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比是最大的,且飞散损失最小,表明PA-1型抗剥落剂对于掺有回收废粉的沥青混合料的水稳定性改善效果最佳。     

布敦沥青岩特性与技术标准研究

为揭示布敦沥青岩的材料特性和技术控制标准,分别采用不同试验方法和微观分析手段对长期应用的布敦沥青岩进行了级配、布敦沥青、岩矿料及其裹覆性和改性沥青的试验研究。结果表明:离心分离试验方法能够准确控制布敦沥青岩中的布敦沥青含量,干法筛分和离心分离后水洗筛分的试验方法分别适用于控制布敦沥青岩和布敦岩矿料的颗粒级配范围,阿布森试验方法可有效控制回收布敦沥青质量;从微观上揭示了岩矿料构造特性,分析论证得到了岩矿料为钙质硅酸盐矿物所形成,与布敦沥青有较强的黏附性;对4种沥青结合料材料的裹覆机理和黏附性进行了试验评价和分析,布敦沥青岩与粗集料拌和时间越长,裹覆面越大和黏附性越好,与微观分析结果具有一致性;基于此提出了布敦沥青岩及其复合改性沥青的技术指标与控制标准。     

集料含泥量对沥青混合料水稳定性影响分析

分析了集料表面的洁净程度对集料与沥青粘附性的影响,含泥量越高,使得沥青膜与集料之间越难形成粘结力,从而致使沥青混合料的水稳定性降低。总结了评价沥青混合料水稳性的方法,提出使用消石灰可以改善沥青混合料的水稳定性。     

粗集料表面纹理的分形评定及沥青混合料性能试验

采用激光轮廓仪测量了7种不同粗集料的表面纹理曲线,应用结构函数法分析了粗集料表面纹理的分形特性,采用特征粗糙度综合表征了粗集料表面纹理的粗糙度、形状和坡度特性,并考察了特征粗糙度对沥青混合料性能的影响。分析结果表明:粗集料表面纹理在一定范围内具有分形特性,其特征粗糙度与沥青混合料动稳定度和冻融劈裂强度比具有显著的线性相关性;随粗集料表面纹理特征粗糙度的增加,沥青混合料高温抗变形能力、抗水损害能力和低温抗裂性能逐渐增强。     

粗集料纹理对钢渣多孔沥青混合料的路用性能影响研究

为了研究粗集料表面纹理对钢渣多孔沥青混合料路用性能的影响,采用洛杉矶磨耗机对钢渣粗集料进行磨耗作用(0、500、1 500次),以生产不同表面粗糙度的集料,通过配合比设计制备了3种多孔沥青混合料,并分别对其进行了高温稳定性、低温抗裂性、渗水性、水稳定性、抗滑性以及抗松散性等性能测试研究。结果表明,集料表面纹理对多孔沥青混合料的相关路用性能影响显著,其高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性和抗松散性均表现良好,满足规范要求,且各性能指标均随着集料表面粗糙度的降低而下降,当粗糙度下降44.1%时,高温抗车辙性能和抗滑性能指标分别降低了19.25%和12%。多孔沥青混合料在保持良好渗水性的同时,受粗集料表面纹理粗糙度的影响较小,粗糙的表面纹理可有效减轻集料之间的滑动。选择具有足够表面纹理粗糙度的集料将是确保多孔沥青混合料具有所需性能的有效解决方案,建议在混合料中使用表面粗糙的集料。