南疆沙漠地区沥青结合料老化规律及力学性能衰变规律研究

结合南疆沙漠地区特殊的气候特征,进行该地区沥青结合料特殊的老化规律及沥青结合料力学性能衰变规律的研究工作.基于南疆沙漠地区不同服役阶段旧沥青混合料,通过混合料抽提试验回收该地区不同服役阶段沥青结合料中的旧沥青,采用沥青4组分测试技术对不同服役阶段的沥青进行组分分离测试,确定南疆沙漠地区沥青老化规律.采用差示扫描量热法(...     

沙漠地区橡胶沥青混合料应力吸收层施工技术研究

结合营盘水至双塔高速公路建设实例,通过室内试验和现场施工监测,对高海拔中冻沙漠地区公路路面早期出现的裂缝、水损坏及层间剪切变形破坏等病害问题进行了研究;提出了病害的防治措施——橡胶沥青应力吸收层法,并对高海拔中冻沙漠区橡胶沥青应力吸收层的施工技术进行了论证。     

基于动态模量试验的沥青混合料老化性能研究

为研究沥青混合料老化过程中的动态特性,对在不同温度条件下经受不同频率的动荷载的沥青混合料在不同老化期的动态模量进行试验,分析温度和荷载频率对动态模量及相位角的影响,采用车辙因子对沥青混合料的高温稳定性进行评价,并根据时间温度等效原理建立了不同老化程度的动态模量主曲线。研究结果表明：老化沥青混合料的动态模量和相位角具有明显的温度和频率依赖性,老化使沥青混合料动态模量增大,相位角减小。动态模量主曲线研究结果表明老化使沥青混合料的动态模量在整个温度（或频率）范围内变化幅度减小。     

紫外老化对沥青混合料低温性能及力学性能的影响研究

为研究紫外老化对沥青混合料低温及力学性能的影响,首先通过人工模拟沥青混合料紫外老化试验、弯曲试验评价老化后混合料低温抗拉伸性;然后用单轴压缩试验得到不同紫外辐照时间下沥青混合料弹性模量和泊松比。结果表明:沥青混合料的抗拉伸性能随老化时间逐渐降低,在紫外老化110小时后抗拉伸性能无明显变化;沥青混合料的弯曲劲度模量不适合用来评价混合料的弯曲性能;沥青混合料的弹性模量呈现逐渐变大的规律,而泊松比并没有出现明显的规律性变化。     

基于间接拉伸的老化沥青混合料残余寿命评价

为评价老化沥青混合料残余寿命,通过室内模拟老化条件制作试件和现场取芯试件,采用一次性间接拉伸试验探讨不同老化时间水平下试件的弹性模量、破坏模量以及劈裂强度演化规律,提出了以弹性模量为基础的老化系数评价指标;采用应力控制模式下的间接拉伸疲劳试验,研究了老化系数、残余疲劳寿命以及累计耗散能的关系。结果表明：在不同老化时间水平下,各评价指标的变化幅度存在显著差异,在老化初期弹性模量和破坏模量的变化幅度高于劈裂强度,弹性模量敏感性强、区分度高以及变异系数小能可靠和合理地评价老化沥青混合料力学性能;在短期老化时,老化系数增量显著,随着老化程度增加,老化系数增量趋于平稳;老化系数与残余疲劳寿命、累计耗散能存在良好的相关性,残余疲劳寿命和累计耗散能随着老化系数的增加而增加。     

基于动荷载作用下的沥青混合料老化性能研究

利用英国多功能气动沥青材料试验机Cooper NU-14测定了4种沥青混合料老化前、短期老化和长期老化后试件的动态间接拉伸劲度模量试验参数,分析了影响沥青混合料抗老化性能的相关因素.结果表明,短期老化是沥青混合料老化的主要阶段,空隙率、粗集料含量和沥青膜厚度对沥青混合料的老化性能有重要影响.     

基于固相萃取法结合顶空GC-MS技术的沥青老化机理研究

沥青老化是影响沥青路面使用寿命的重要因素之一,探究沥青的老化机理对于老化沥青再生和沥青材料的循环利用至关重要。当前中国对于沥青老化机理的研究主要集中于化学组分变迁和物理性能变化的阐述方面,对于老化沥青化学成分变化的研究较少。开发了一种沥青四组分分离方法-固相萃取法,其中软沥青和沥青质的分离借助了超声、高速离心和氮吹浓缩的方法,软沥青中的三组分分离则使用商品化的固相萃取柱进行分离,利用不同极性的溶剂对饱和分、芳香分和胶质进行依次洗脱分离,分离后的组分溶液经浓缩干燥后进行含量变化分析。组分含量分析结果表明,老化沥青的饱和分和芳香分含量减少而胶质和沥青质含量升高。为证明该方法的可行性,将其与传统四组分分离方法进行比较,发现该方法可以将有毒溶剂的使用量减少1个数量级,方法重现性好,且非常适合用作质谱等分析技术中沥青样本的前处理方法。在建立了固相萃取方法后,将其与顶空气相色谱质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry,GC-MS)技术结合,对固相萃取法分离得到的饱和分和芳香分中挥发性化合物进行了定性分析。结果表明：沥青老化前后饱和分中化合物类型变化并不明显,而芳香分中化合物类型变化较为显著,通过谱图比对共发现了14种差异化合物,其中萘、甲基萘、苯酚和甲基苯等化合物在老化沥青中未检测到,而含有羧基的化合物在老化沥青中明显增多。最后,借助红外色谱对质谱分析方法得到的试验结果进行了辅助验证,发现红外光谱得到的官能团总量变化结果与顶空气相色谱质谱得到的分析结果相一致。     

基于改进型浸水马歇尔试验方法的沥青混合料抗水损坏性能评价

分析了现行规范中浸水马歇尔试验方法评价沥青混合料抗水损坏性能的不足,提出了改进型浸水马歇尔试验方法,研究了水、沥青老化等因素对马歇尔试验方法试验结果的影响,并基于改进型浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验与肯塔堡浸水分散试验对兴华高速公路上面层沥青混合料的抗水损坏性能进行对比分析与评价。结果表明,改进型浸水马歇尔试验方法可行、操作简便、结果准确,能够准确评价沥青混合料的抗水损害性能,对提升施工质量起到了重要作用。     

基于分形理论的矿料级配对紫外光老化沥青混合料性能研究

为了研究不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响,采用分型级配理论,分别选取AC—13和AC—16各5种级配进行室内试验,分析不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律。试验结果表明:紫外光老化沥青混合料高低温性能与粒径分布分形维数D具有较好的相关性,粒径分布分形维数D越大,沥青混合料的动稳定度降幅越显著;粒径分布分形维数D越小,沥青混合料的低温劈裂强度降幅越小;其中AC—13S5型、AC—16S4型级配具有较好的高温抗紫外光老化性能,AC—13S1型、AC—16S2型级配具有较好的低温抗紫外光老化性能。     

基于低温性能的沥青及沥青混合料选择、应用与评价

高寒地区修筑的道路在冬季因常常发生路面结构的温缩开裂破坏，这种低温开裂破坏带来对路面质量、行驶舒适性与路面美观的不利影响，而实践证明沥青材料自身性能对于防治破坏的发生至关重要。为解决低温开裂造成的路面破坏，通过BBR（弯曲梁流变）试验和TSRST（约束应变温度应力试验）对不同沥青材料进行评价分析，并结合施工、经济方面因素，力图找出在高寒地区最为适用的沥青材料。     

关于南方湿热地区沥青性能综合技术评价方法的探讨

以沥青及沥青混合料、改性沥青及改性沥青混合料实测数据为基础．提出了基于所建公路气候特点和沥青、改性沥青与矿料相容性的沥青及改性沥青的综合技术评价方法。对了解我国沥青目前的现状．如何进一步提高我国沥青和沥青混合料的路用性能。以及对业主及施工单位沥青及改性沥青的选择有一定的指导意义。     

新疆地区沥青混合料动稳定度标准研究

针对新疆地区独特的自然环境和交通特性,以该地区普遍采用的AC型沥青混合料为对象,通过分析车辙影响因素,充分考虑路面温度、交通轴次、结构层剪应力等综合作用,借助室内车辙试验、ABAQUS有限元分析和ALF(Accelerated Load Facility)加速加载试验构建了沥青混合料车辙预估模型。在此基础上,根据新疆地区环境特点和交通特性,确定了新疆地区车辙预估模型参数,实现了新疆地区不同分区的车辙预估,进而结合车辙深度与动稳定度关系模型,提出了用以评价新疆地区沥青混合料高温稳定性的动稳定度标准。该标准可供新疆地区沥青路面设计与施工参考。     

沥青混合料抗剥落添加剂的抗老化性能研究

以长期老化后的冻融循环试验强度比(L-TCSRn)为指标.对掺加消石灰与抗剥落剂两种添加剂的基质沥青混合料和改性沥青混合料水稳定性进行对比试验,通过分析指出抗剥落剂与改性沥青对沥青混合料水稳定性长期性能并没有显著的提高作用,而消石灰添加剂具有较好的使用效果,结论对沥青混合料添加剂的选择提供了参考.     

泡沫沥青混合料抗剪性能研究

当前,高等级公路的交通特点已逐渐向多轴次、重轴载、高轮压发展,致使路面结构较易产生剪切破坏。泡沫沥青混合料作为一种新型环保的柔性基层材料,其抗剪性能方面的研究目前甚少。通过单轴贯入试验,着重研究集料级配、水泥含量、沥青含量、养护条件、温度变化5个因素对泡沫沥青混合料抗剪强度的影响。研究发现,不同级配对泡沫沥青混合料抗剪强度有不同影响;水泥可提高泡沫沥青混合料早期强度,但亦会增加基层刚度;沥青含量在合适范围内时,沥青越少其抗剪强度越大;养生过程是泡沫沥青混合料强度快速增长的过程;泡沫沥青混合料温度敏感性较高,随温度上升其抗剪强度显著下降。     

紫外线吸收抗老化剂在沥青混合料中的应用

以纳米TiO2粉体作为紫外线吸收抗老化剂,研究TiO2对沥青及沥青混合料性能的改善。采用旋转薄膜加热试验模拟沥青短期热老化性能,用自行研发的紫外线老化环境箱,加速模拟沥青在自然环境下受紫外线照射老化的过程,对比分析了老化前后沥青及沥青混合料的性能。结果表明：老化后改性沥青的针人度、软化点和低温延度比基质沥青有较大的提高;浸水马歇尔试验得出改性沥青混合料的残留稳定度比基质沥青混合料提高了8％;紫外线老化后改性沥青混合料的稳定度比基质沥青提高了32％,马歇尔模数提高了31％,所以说明纳米TiO2对紫外线具有强吸收作用,能够有效地增强沥青抗紫外线光老化的能力。     

泡沫沥青混合料抗剪性能研究

当前,高等级公路的交通特点已逐渐向多轴次、重轴载、高轮压发展,致使路面结构较易产生剪切破坏。泡沫沥青混合料作为一种新型环保的柔性基层材料,其抗剪性能方面的研究目前甚少。通过单轴贯人试验,着重研究集料级配、水泥含量、沥青含量、养护条件、温度变化5个因素对泡沫沥青混合料抗剪强度的影响。研究发现,不同级配对泡沫沥青混合料抗剪强度有不同影响;水泥可提高泡沫沥青混合料早期强度,但亦会增加基层刚度;沥青含量在合适范围内时,沥青越少其抗剪强度越大;养生过程是泡沫沥青混合料强度快速增长的过程;泡沫沥青混合料温度敏感性较高,随温度上升其抗剪强度显著下降。     

Sasobit改性沥青混合料的性能评价

Sasobit是目前较为广泛使用的一种新型改性剂。通过添加Sasobit前后沥青技术指标的对比测试发现,沥青在添加改性剂Sasobit后,软化点明显提高,针人度和低温延度有所下降且不同温度下的粘度均明显降低,从而可降低20～30℃的拌合成型温度,实现类似温拌的效果,使改性沥青混合料在保持热拌沥青混合料优良路用性能的同时,能有效降低施工过程中能源的大量消耗和有害气体的排放。在混合料性能方面,相比于普通热拌沥青混合料,Sasobit能大幅提高混合料的高温稳定性,但会略微降低低温抗裂性,且会明显降低其抗疲劳性能。     

沙漠地区沥青路面裂缝的防治技术

沙漠地区的沥青路面由于路面结构层偏薄、风积沙级配不良、日温差较大、材料不良等各种原因易导致路面开裂。在试验工程中,使用了土工格栅、土工布、土工格室和聚酯纤维,有效地减少了路面裂缝的数量,减轻了开裂程度,获得了较好的效果。     

乳化沥青混合料技术性能评价方法研究

采用水稳定性试验、初始无侧限抗压强度试验和可拌和时间试验,探索乳化沥青混合料的一些路用性能,并检验自行研制的复合乳化剂的性能。试验结果表明:60℃水浴浸水马歇尔试验能够评价乳化沥青混合料的水稳定性;初始无侧限抗压强度试验能够反映乳化沥青混合料的工作性,并确定混合料的最佳用水量;拌和时间试验表明拌和总用水量是影响可拌和时间的主要因素,该乳化沥青混合料具有较长的可拌和时间。同时表明所研制的复合乳化剂性能良好。     

硬质沥青混合料抗老化性能研究

为进一步了解硬质沥青混合料的抗老化性能,采用美国SHRP的沥青混合料老化试验方法,对采用硬质沥青AH-30、SBS改性、一般重交沥青AH-70为粘结料的沥青混合料分别进行了试验室模拟老化。分析采用不同粘结料的沥青混合料老化前后高稳定性、水稳定性、劈裂强度的变化情况。试验结果表明,AH-30硬质沥青混合料老化后的高温稳定性、劈裂强度、水稳定性都最好,且性能稳定。