砂岩粗集料在SMA中适应性研究

SMA由粗集料骨架和沥青胶浆组成,高含量粗集料形成的骨架使混合料具有较高的抗车辙性能,大量的结合料提供给路面较好的耐久性。使用SMA混合料,主要目的是希望其提供较高的抗车辙性能,资料表明,沥青混合料的高温性能主要受集料类型影响。针对于此,选择西部分布广泛的砂岩粗集料,进行室内试验,并与使用石灰岩集料的SMA进行适当对比,以期确定砂岩在SMA中的适应性。试验结果表明,与使用石灰岩的混合料相比,使用砂岩集料的SMA混合料抗车辙性能、低温抗裂性、疲劳性能都大大提高。     

纤维对沥青结合料性能改善的研究和分析

首先介绍了利用动态剪切流变仪(DSR)对添加纤维后的沥青结合料进行试验分析的成果,这些成果证实了纤维对沥青胶浆的影响。接着在实验室获得的不同的纤维用量对沥青胶浆软化点的影响结果的基础上,应用传统经验公式法对沥青结合料的其他几大指标进行了综合分析,定量地分析了添加纤维对沥青结合料的性能的改变,从而可以通过改变纤维用量调整沥青胶浆的路用性能。     

具有长期使用性能的沥青砂浆配合比设计方法

由沥青与矿粉组成沥青胶浆,沥青胶浆与细集料组成沥青砂浆,为了研究沥青混合料中沥青与矿粉比例、细集料级配、沥青砂浆的配比对混合料路用性能的影响,以路用性能(抗开裂、水稳定性、抗车辙)为指标,在单因素试验的基础上,采用正交试验方法确定了沥青砂浆材料组成的多水平试验方案,并应用极差分析法和方差分析法进行数据分析。结果表明,矿粉与沥青的比例对指标作用高度显著,沥青胶浆与细集料的配比对指标作用显著,而细集料的配比对指标作用不显著。     

基于Ⅰ法的沥青砂浆组成设计方法

随着交通的不断发展,沥青路面早期破坏显现日趋严重,提升沥青混合料性能刻不容缓。沥青混合料可以分为沥青砂浆和粗集料两部分,其中沥青砂浆主要起填充、粘结作用,为了提高沥青混合料的性能,有效防止沥青路面的早期破坏,通过动态剪切流变试验、旋转粘度试验、低温弯曲试验、车辙试验和冻融试验,对沥青砂浆进行配合比设计。结果表明:当粉胶比为1.4,用I法确定细集料级配I值取0.65,沥青胶浆与细集料质量比为3∶2时,得到的沥青砂浆抗车辙性能最优,水稳定性最好。     

SMA路面抗水损害研究

水损害是沥青混凝土路面主要破坏形式之一.以西安咸阳国际机场专用高速公路为依托,通过试验验证了SMA混合料良好的抗水损害性能,并对混合料中粗、细集料以及沥青用量对水稳定性的影响进行了分析.最后,结合SMA混合料骨架结构和脉动水压力理论,分析说明了SMA路面良好的抗水损害性能.     

经济型SMA沥青混合料级配优化与路用性能研究

对石灰岩集料的经济型SMA沥青混合料开展矿料级配优化工作,首先根据逐级填充理论和粒子干涉理论确定粗集料最佳组成,以等体积替代方法试验得出细集料各含量最佳组成;然后通过分析粗、细集料含量与路用性能的关系,确定经济型SMA沥青混合料的最佳矿料级配;最后对经济型SMA路用性能与不同集料、级配混合料做了对比分析。结果表明:石灰岩集料级配优化后的经济型SMA混合料的高温性能与玄武岩集料SMA沥青混合料相当,低温性能与水稳定性优于玄武岩集料SMA沥青混合料。     

Superpave沥青结合料性能等级评价的试验研究

运用Superpave沥青结合料规范的有关试验评价体系,分别对两种国产沥青的路用性能进行试验分析,确定了两种沥青的性能等级,同时结合沥青粘度和粘温曲线确定了有关施工指标,对我国沥青混合料的设计与施工具有一定的理论指导意义。     

沥青混合料胶砂填充设计法

采用弯曲梁流变试验(BBR)进行沥青胶浆黏弹性设计,用界限VCA对粗集料骨架进行沥青胶砂填充设计、胶砂填充设计法合成混合料级配,美国工程兵团旋转压实仪(GTM)对混合料进行抗剪切性能设计,建立混合料骨架结构行为和路面黏弹性能直接相关的矿料级配合成方法及沥青用量确定方法。     

添加剂对沥青胶浆高温性能的影响

沥青胶浆是沥青混合料的重要组成部分,主要成分为沥青、矿粉和添加剂,但关于添加剂能否有效提高沥青胶浆的性能的研究并不多。选取3种不同的添加剂,包括矿物纤维、法国PR plast module添加剂、德国duroflex添加剂,采用新型的研究型动态剪切流变仪Advanced Rheometer(AR),根据superpave的沥青结合料规范来对沥青、沥青胶浆以及掺加添加剂的沥青胶浆进行评价,并探讨了不同添加剂的改性机理。试验结果表明:所采用的几种添加剂均能明显改善沥青胶浆的性能,但是由于不同添加剂的改性机理不同,其改性效果也不同,在相同的掺量下,德国添加剂和法国添加剂的改性效果明显优于矿物纤维。     

沥青混合料旋转压实密实曲线信息及其应用

为了在配合比设计阶段预测沥青混合料的可施工特性和路用性能,采用高性能沥青路面(Superpave)旋转压实仪SGC对美国战略公路研究计划(SHRP)中推荐的粗、细沥青混合料进行了旋转压实,对密实曲线作了深入分析,提出了密实曲线斜率和密实能量指数概念以反映沥青混合料的内在信息。采用该方法对两种级配沥青混合料施工可压实特性和抵抗交通荷载抗变形能力进行了分析并结合车辙试验和试验路对指标的合理性进行了验证,研究表明:粗型级配沥青混合料的抗变形能力未必优于细型级配沥青混合料。     

沥青胶浆高温粘弹性能评价方法比较

利用动态时间扫描试验、频率扫描试验、稳态流动试验以及静态蠕变恢复试验对4种不同矿物填料(矿粉、消石灰、水泥、粉煤灰)沥青胶浆的高温性能评价方法进行比较,同时对矿物填料对沥青高温性能的影响进行了评价。研究表明:沥青胶浆的高温性能优劣依次为消石灰沥青胶浆、粉煤灰沥青胶浆、水泥沥青胶浆、矿粉沥青胶浆、基质沥青;采用车辙因子、动粘度和复合模量主曲线3种评价方法得到的试验结果基本上是一致,零剪切粘度和静态蠕变试验结果一致,静态蠕变恢复方法能区分延迟弹性变形、粘性和弹性,且操作简单,是一种有效评价沥青胶浆高温性能的方法。     

新疆地区常用沥青胶结料PG分级研究

本文选用新疆常用的2种普通基质沥青和2种改性沥青,采用美国Superpave沥青结合料评价方法,确定4种沥青的PG性能等级,分析了4种沥青PG分级指标的差异性。并结合Superpave沥青胶结料规范及新疆地区路面设计中高低温要求,对新疆常用石油沥青进行PG分级,并提出了新疆地区沥青材料选择的依据。     

TLA改性沥青胶浆老化特性研究

为了研究TLA改性沥青胶浆老化性能的特性,采用薄膜烘箱试验模拟了胶浆的老化,分析测试了TLA掺量及沥青胶浆粉胶质量比对TLA改性沥青胶浆老化性能的影响,同时与未经老化的沥青胶浆性能进行对比。结果表明,经过TLA改性对沥青胶浆有重要的影响,且老化后,其对沥青胶浆的影响更为显著,TLA掺量以20%为分界点,低于20%时,对沥青胶浆的性能影响显著,但掺量超过20%,其影响作用减弱;粉较比的变化同样存在明显的分界点,当其低于0.8时,变化对沥青胶浆的性能影响显著,超过0.8时,影响作用减缓,粉胶比的变化对相位角的影响较弱。试验同时发现,老化后,沥青胶浆的高温性能有增强作用,但却减弱了其低温性能。     

纤维沥青胶浆及沥青混合料路用性能试验研究

对木质素纤维和玄武岩纤维的沥青胶浆以及沥青混合料的高温、低温性能进行试验,对比分析不同纤维的性能。采用动态剪切流变试验和锥入度试验评价纤维沥青胶浆的高温性能,延度试验评价低温性能;选取SMA-13沥青混合料,通过车辙试验研究两种纤维对沥青混合料高温稳定性的增强作用,劈裂试验评价低温抗裂性的改善效果。研究结果表明：玄武岩纤维沥青胶浆的高温性能优于木质素纤维沥青胶浆;玄武岩纤维沥青混合料动稳定度和劈裂强度均要较木质素纤维高,且当玄武岩纤维掺量为0.3%~0.4%时其改善效果最佳。研究结果可为纤维在沥青混合料中的应用提供参考。     

水泥乳化沥青胶浆及混合料性能研究

为了研究水泥乳化沥青胶浆及混合料的性能,研究首先对水泥与乳化沥青的微观反应机理展开研究,其次对不同水泥用量与乳化沥青用量的水泥乳化沥青胶浆的粘度性能进行试验,最终对水泥乳化沥青混合料的路用性能进行验证。试验表明,水泥加入乳化沥青,在破乳之后水泥及水化物与沥青膜形成了网状的结构体系,克服了单纯乳化沥青破乳后的分散。水泥乳化沥青胶浆的粘度较强,混合料的强度性能和路用性能随着乳化沥青用量增大而降低,随着水泥用量增大而提高。     

沥青结合料物理硬化现象研究

现行Superpave结合料低温试验的温度条件导致沥青产生显的物理硬化现象。本在大量试验数据的基础上,对沥青结合料物理硬化的规律进行了研究,并讨论了这一现象对结合料低温试验结果的影响。     

脱硫橡胶沥青胶浆试验研究

为了探明脱硫橡胶沥青胶浆的性能,研究制备脱硫橡胶沥青胶浆,借助脱硫橡胶溶胀模型,采用锥入度试验对脱硫橡胶沥青胶浆的高温性能展开研究,同时利用拉拔仪对其粘结性能进行研究,研究过程中采用40目橡胶沥青胶浆进行对比性试验;研究结果表明:脱硫橡胶沥青大幅度的降低了橡胶沥青的高温粘度,有利于施工和易性;脱硫橡胶沥青胶浆的抗剪强度远远大于相同胶粉掺量下的40目普通橡胶沥青胶浆,且其抗剪强度随胶粉掺量及粉胶比的增加而增大;脱硫橡胶沥青胶浆的拉拔强度略低于相同胶粉产量下的40目橡胶沥青胶浆,但两者最佳胶粉掺量下沥青胶浆拉拔强度,前者远远大于后者.     

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%。     

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。     

面向沥青混凝土矿料全替代的钢-铁渣梯级利用

钢渣和铁渣是伴随炼钢产生的2种典型固废。目前部分钢渣已被再生用于替代沥青混凝土中的粗骨料。为进一步提高钢渣和铁渣的再利用效率，探讨了采用不同粒径的钢渣和铁渣100%替代沥青混凝土矿料的可行性。首先基于材料微观分析技术以及集料技术指标测试方法，揭示不同粒径钢渣和铁渣的材料特征，确定适合其100%替代沥青混凝土矿料的粒径搭配方案；然后验证方案的可行性，采用Superpave方法设计沥青混凝土，优化拌和工艺，检验沥青混凝土的主要工程性能。结果表明：钢渣细集料受自身矿物胶凝活性的影响易固结成块，铁渣粗集料的技术指标不佳，因而两者不宜直接替代沥青混凝土矿料使用。采用钢渣粗集料、铁渣细集料和钢渣粉100%替代常用的石灰石矿料，结合使用高黏度的SBS改性沥青和改进型混合料拌和工艺，可制备出性能优良的沥青混凝土，且部分性能指标优势显著：其高温下的流动次数（F_n）以及低温下的断裂能分别提高了18%和23%。可见，将不同粒径的钢渣和铁渣搭配使用可实现两者在沥青混凝土中的梯级全利用。