沥青混凝土路面老化作用机理

沥青的老化因素沥青老化是一个逐渐发生的过程,它的速率直接影响路面的使用寿命,因而是影响沥青路面耐久性的主要因素。沥青老化过程的实质是沥青中各组分化合物化学结构的变化,引起沥青     

沥青混凝土路面结构层界面力学特性研究现状

层间接触条件影响界面强度,改变了路面结构应力、应变,影响路面标明弯沉.总结了层间界面力学特性的影响因素和试验方法,并评述各因素和试验方法的优缺点.同时,归纳了表征层间界面力学特性的技术指标和模型,这些为进一步研究层间界面力学与路用性能的关系、研究表征层间界面动态技术指标及其与路面结构设计提供了文献基础.     

老化沥青胶结料的疲劳特性研究

采用动态剪切流变仪(DSR)研究了短期老化与长期老化的沥青胶结料在应变模式,应力模式下的抗疲劳性能.实验中,采用了旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)及压力老化(PAV)来模拟沥青胶结料的短期及长期老化.沥青胶结料的应变疲劳实验中选取1.0％,1.5％,2.0％以及2.5％四个应变值,应力疲劳实验中选取了0.25,0.35,0.45,0.55 MPa 4个应力值.实验结果表明,采用应变疲劳实验能够区别老化对沥青抗疲劳性能的影响,而应力疲劳并不能很好的显示老化对沥青抗疲劳性能的影响.因此,应变模式下的疲劳实验更适合用来评价老化沥青胶结料的抗疲劳性能.     

沥青混凝土路面加铺层力学分析

利用有限元方法对沥青混凝土路面加铺层进行了力学计算,分析了车辆荷载和温度应力对加铺层受力状况的不同影响,根据计算结果对控制加铺层内力提出了一些建议.     

沥青混合料裂缝扩展过程细观力学模拟

采用离散元方法构建了沥青混合料马歇尔数字试件,模拟了间接拉伸试验,研究了粘结强度比、颗粒摩擦因数和加载速率对微裂缝扩展过程的影响,分析了试件内部颗粒的细观响应。模拟结果表明：粘结强度比越大,沥青的粘结特性越明显,使得微裂缝的类型由法向渐变为切向,当粘结强度比由0．500增大到4．000时,接触力减小了78．05％,位移...     

施工工艺对沥青混合料物理力学性质的影响

根据施工生产实际在三段组合式级配曲线的基础上,提出施工工艺对沥青混合料物理力学性质的影响。     

基于量子化学的沥青热老化与紫外老化机理

为从原子层面揭示沥青热老化与紫外老化的底层机制,基于从头算分子动力学和密度泛函理论分析了沥青质在多种温度及紫外辐射条件下的老化反应路径与反应势能参数;基于傅里叶变换红外光谱试验,分析了原样沥青、热老化沥青和紫外老化沥青试样表面化学官能团的变化规律,比较了它们的老化程度。研究结果表明：沥青质老化涉及的亚反应包括由氧气或自由基攫氢所触发的环烷芳构化与含氧基团形成,以及直接的侧链均裂;沥青质老化机理可归纳为沥青质在氧气分子或自由基的侵袭下不断失去氢原子并转化为具有高反应性的不稳定结构,因而经由分子异构化或吸附氧原子等后续反应来降低自身能量,由此引发了沥青质老化行为的持续进展;温度提升不仅加快老化反应速率,还使更多类型的老化反应得以发生;芳构化反应的能垒最低,因此,在较低温度下即可发生,含氧基团的形成次之,而侧链均裂反应的能垒最高,只能在较高温度下才发生;在紫外线辐射下,沥青质分子跃迁至激发态,其反应能垒相比基态显著降低,能大幅加快老化反应;傅里叶变换红外光谱测试结果表明紫外老化沥青试样的老化程度远高于热老化沥青试样,验证了理论计算结果。     

多因素作用下橡胶沥青老化特性研究

基于兰州市太阳辐射强度,确定了室外紫外线辐射时间与室内紫外箱加速老化试验时间的对应关系,试验过程中考虑了紫外光、氧、水、热等因素对橡胶沥青老化特性的影响.通过红外光谱、沥青四组分试验和GPC试验探究了橡胶老化过程中沥青组分含量以及分子结构变化.研究结果表明:经红外光谱分析,橡胶沥青在老化过程中羰基和亚砜基含量增多,丁二烯含量减少;组分试验表明随着老化时间的延长,沥青中的饱和分含量、芳香分、胶质逐渐减少,沥青质含量增加;橡胶沥青老化凝胶渗透色谱(GPC)分析显示,老化后橡胶沥青的数均分子量、重均分子量以及分散度都发生变化,随着老化程度的深入,沥青中的大分子量逐渐增大.     

CAP沥青还原剂处治沥青老化路面研究

CAP沥青还原剂封层技术作为一种预防性养护技术,可以有效提高原有沥青的抗剥落能力,延缓其老化的时间。通过一系列室内试验研究,分析讨论了CAP沥青还原剂对沥青老化路面的改善效果及作用机理,并进一步确定了不同沥青不同要求下所需CAP沥青还原剂的最适掺量。通过试验路段证明,CAP能有效地封闭路面的微裂缝与路面孔隙,使路面完全不渗水,路面水损害能得到有效控制,其封水效果良好。     

基于沥青老化对橡胶沥青性能的影响分析

橡胶沥青在制备及路面长期使用过程中会发生老化而影响路面的使用性能。通过TFOT老化试验研究了基质沥青老化对橡胶沥青性能的影响。结果显示:基质沥青的老化会导致由其制备的橡胶沥青的针入度和延度降低,软化点升高,弹性恢复降低,黏度升高,导致橡胶沥青塑性变差,这种负面影响会随着基质沥青老化程度的增加而不断增加。     

不同层位格栅加筋的沥青混凝土力学性能

为了分析格栅层位对加筋沥青混凝土力学性能影响的内在规律, 分别制作不同层位格栅加筋的沥青混凝土轮碾成型试件和马歇尔成型试件, 进行了混凝土层间剪切与层间拉拔试验, 同时研究了格栅层位对加筋沥青混凝土强度性能的影响, 并引入无量纲的韧性指数对劈裂强度试验进行评价。结果表明: 设格栅的沥青混凝土试件的力学性能都优于不设格栅的试件; 在25℃和60℃的不同层位格栅加筋的沥青混凝土的层间抗剪能力相似; 当格栅设于混凝土试件中间时, 加筋沥青混凝土层间粘结能力最好, 其抗压强度、抗压回弹模量及韧性最大; 当格栅远离混凝土中间时, 加筋混凝土的劈裂强度最大。     

排水性沥青混合料耐久性

通过对相同空隙率的两种级配、四种不同沥青结合料的排水性沥青混合料进行了高温稳定性、水稳定性和低温稳定性试验, 研究了沥青性质、集料级配对排水性沥青混合料耐久性的影响。通过试验发现随着沥青60℃粘度的提高, 排水性沥青混合料的动稳定度、水稳定性和低温性能显著提高; 对于同种沥青结合料, 良好的集料级配可以极大地改善排水性沥青混合料的耐久性; 选用高粘度的改性沥青, 选取合理的集料级配可以保证排水性沥青混合料具有良好的耐久性。     

温拌橡胶沥青宽路用温度域流变特性

为了研究温拌橡胶沥青的流变特性, 制备了符合《公路工程    废胎胶粉橡胶沥青》(JT/T 798―2011)技术要求的橡胶沥青, 进行了粘温关系试验与基本技术指标试验, 从降温效果与技术指标影响两方面确定了Sasobit温拌剂的最佳掺量, 评价了Sasobit温拌橡胶沥青的高温(60、70 ℃)、中温(25 ℃)、低温(5 ℃~-24 ℃)宽路用温度域的流变特性。分析结果表明: 3%的Sasobit为温拌橡胶沥青的最佳温拌剂掺量; 温拌剂Sasobit提高了橡胶沥青的高温稳定性, 70 ℃车辙因子提高了79%, 但对橡胶沥青粘韧性没有明显影响; 3%掺量的Sasobit降低了橡胶沥青的疲劳性能, 25 ℃疲劳因子提高了22%, 但是其温拌橡胶沥青疲劳性能依然优于SBS改性沥青; 在中国沥青路面使用性能气候分区标准的冬温区温度以下, 随着温度的降低Sasobit温拌橡胶沥青的低温性能逐渐优于SBS改性沥青, -24 ℃的蠕变劲度为SBS改性沥青的45%, 同时3%的Sasobit掺量不会过度影响橡胶沥青的低温性能, -24 ℃时橡胶沥青蠕变劲度提高了10%。     

聚氨酯改性沥青改性机理和性能

为了解决聚合物改性沥青储存稳定性差、易离析、易老化等问题, 利用聚氨酯(PU) 对沥青进行化学改性; 制备了PU改性沥青, 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA) 和差示扫描量热法(DSC) 试验研究了PU改性沥青的改性机理, 采用Brookfield旋转黏度试验、动态剪切流变(DSR) 试验、低温弯曲梁流变(BBR) 试验、旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT) 和紫外老化试验等评价了PU改性沥青、SBS改性沥青和70^#基质沥青的性能。研究结果表明: 圆盘锯齿式搅拌器可以很好地暴露沥青中的活性基团, 使PU达到较好的改性效果; PU改性沥青中主要存在2种反应, 一是异氰酸酯与多元醇之间反应生成氨基甲酸酯, 二是异氰酸酯与沥青质中的芳香族化合物之间发生加成反应; PU改性沥青的高温布氏黏度高于同温度下的SBS改性沥青, 且64℃时的抗车辙因子是SBS改性沥青的6倍左右, 说明其高温性能非常优异; PU改性沥青RTFOT前后针入度比达到了85%, 软化点变化幅度为0.5℃, 说明其抗热氧老化性能非常优异; 在紫外老化试验中, PU改性沥青软化点和针入度变化范围分别为1℃~4℃和0.1~0.3 mm, 说明其抗紫外老化性能非常优异。     

沥青含量对混合料疲劳极限特性的影响

利用马歇尔试验确定了沥青混合料的最佳沥青含量, 采用控制应变的小梁疲劳试验, 研究了最佳沥青含量和富沥青含量混合料弯拉劲度模量随应变水平的变化规律, 得到了应变水平与荷载作用次数模型, 并分析了2种混合料在不同应变水平和轴次下的疲劳特性。分析结果表明: 不同应变水平下, 2种混合料弯拉劲度模量随荷载作用次数变化规律基本一致, 高应变水平下弯拉劲度模量迅速衰减, 低应变水平下初始阶段模量明显降低, 随后趋于平缓; 以弯拉劲度模量降为初始值的一半作为破坏标准, 2种混合料疲劳寿命和应变的关系都呈非线性特征, 且低应变水平下曲线呈现典型的渐近线趋势, 表明2种沥青混合料具有类似的疲劳极限特性; 富沥青含量混合料在高应变水平下对疲劳极限特性影响有限, 只有当应变水平小于100με时才对疲劳寿命有明显改善; 在进行永久性沥青路面沥青层设计时, 不能简单通过增加沥青含量减薄沥青层厚度。     

沥青混合料抗剪性能的三轴剪切试验

借助三轴剪切试验研究了沥青混合料的抗剪性能, 采用简单性能试验考察了剪切疲劳作用的影响以及抗剪强度参数与车辙之间的相关性。研究发现: 级配类型、沥青用量、沥青性质及试验温度对混合料抗剪强度有显著影响, 抗剪强度随着荷载作用次数的增加呈幂函数递减, 抗剪强度参数与抗车辙性能之间呈良好的对数关系。结果表明剪切疲劳产生的流动变形是车辙产生的主要原因。     

多聚磷酸改性沥青流变性能

为研究多聚磷酸(PPA)对沥青性能的影响规律与作用机理, 采用四组分分析试验和沥青三大指标试验研究了PPA对不同基质沥青化学组分的影响, 基于动态剪切流变仪(DSR)开展了沥青温度扫描试验与频率扫描试验, 分析了不同配比的PPA改性沥青、PPA/SBS改性沥青与PPA/橡胶粉改性沥青在不同温度、不同动态频率加载条件下的流变性能变化趋势。分析结果表明: 随着PPA含量(质量分数, 后同)的增加, 沥青质含量逐渐提高, 油分(饱和分与芳香分)含量减小, 沥青逐渐由溶胶结构转变成溶-凝胶结构, 沥青高温性能逐渐增强; PPA改性沥青的高温性能与基质沥青的沥青质含量相关, 沥青质含量大的基质沥青经PPA改性后其沥青质含量提升最大, 针入度降低最多, 具备更好的高温性能; 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青掺入PPA后, 其抗车辙因子分别提高了1.0~8.2、0.8~13.9与2.9~19.7 kPa, 表明PPA可有效改善基质沥青、SBS改性沥青和橡胶粉改性沥青的高温、感温及流变性能, 增强沥青的弹性特征, 提高其抵抗剪切变形能力; 与单一改性沥青相比, PPA复合改性沥青的流变性能改善效果更为明显, PPA与聚合物改性沥青之间存在良好的相容性; 随着PPA含量的增加, 沥青10℃延度逐渐降低, 当PPA含量为1.5%时, 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青10℃延度分别下降77%、64%与39%, 表明PPA对沥青的低温性能存在一定负面作用, 建议PPA含量不宜超过1.0%;PPA/SBS改性沥青最佳复配比为1.0%PPA复配3%SBS, PPA/橡胶粉改性沥青最佳复配比为0.75%PPA复配15%橡胶粉。     

基于沥青路面结构力学行为的车辙深度控制标准

为了进一步规范沥青路面车辙深度的控制标准, 研究了车辙深度对路面结构的影响; 考虑车辙断面特征, 建立了车辆跨越车辙时的动荷载计算模型, 并以冲击系数量化了车辆对路面结构的冲击效应; 通过数值仿真研究了车辆荷载作用下路面结构的内部损伤, 探索了不同车辙深度下路面使用性能的衰减规律。研究结果表明: 车辙深度对路面结构的冲击效应不可忽视, 冲击系数随着车辙加深线性增加, 基于冲击效应的车辙深度应不大于11 mm; 沥青混合料层的最大拉应变位于上面层层底, 与车辙深度正相关, 中面层和下面层的拉应变与车辙深度负相关, 但应变水平显著低于上面层, 基于面层弯拉破坏的车辙深度应不大于15 mm; 最大剪应力出现在上面层层底, 随着车辙深度的增加缓慢增大; 车辙深度处于5~10 mm, 各面层的剪应力整体变化较小, 当其从10 mm增加到25 mm时, 上面层0~1 cm深度处的剪应力增加了14.5%, 增速明显超过中面层和下面层剪应力的减小速度, 基于面层剪切破坏的车辙深度应不大于10 mm; 车辙深度对无机结合料稳定层拉应力的影响不大; 车辙深度超过15 mm后应关注路基顶面压应变的变化, 防止路基出现大的变形。     

开槽法修补破损沥青路面技术分析

针对沥青砼路面的破损,从工艺、材料和机械设备三个方面对开槽法修补破损沥青路面进行分析,提出了获得理想维修效果的具体要求.     

开槽法修补破损沥青路面技术分析

针对沥青砼路面的破损，从工艺、材料和机械设备三个方面对开槽法修补破损沥青路面进行分析，提出了获得理想维修效果的具体要求．