基于外掺法的布敦岩沥青改性沥青微表处室内试验研究

针对微表处等薄层罩面用混合料黏结强度低、在阳光直射下易产生高温变形、耐久性差等问题,该文利用布敦岩沥青作为改性剂,其具有黏度大、抗高温变形能力强等特性,采用外掺法将其加入到微表处混合料中,计算不同布敦岩沥青掺量下的乳化沥青外掺量,通过拌和试验、黏聚力试验、湿轮磨耗试验、负荷轮黏砂试验、车辙变形试验探索布敦岩沥青掺量对混合料施工性能的影响,综合确定布敦岩沥青的最佳掺量,最后采用适合于微表处的抗车辙性能试验和低温抗裂性能试验验证布敦岩沥青改性沥青微表处的路用性能。试验结果表明:相同油石比条件下随着布敦岩沥青掺量的增加,混合料所需乳化沥青外掺量不断减小,外掺最佳用水量不断增加,最佳用水量情况下,混合料的可拌和时间不断减小,但变化幅度不大,黏聚力和耐磨性能随布敦岩沥青的增加先增大后减小,抗变形能力不断增强;添加布敦岩沥青后微表处的车辙深度大幅减小,但低温弯曲变形至少降低12.5%,对低温抗裂性能造成一定负面影响;综合确定外掺法的布敦岩沥青最佳掺量为4%,该研究可在节省乳化沥青成本的基础上提升微表处混合料路用性能。     

微表处沥青混合料斜剪试验研究

采用新型45°斜剪试验研究在不同加载速率、不同界面状态、不同温度和水的影响下SBR改性乳化沥青微表处混合料的抗剪性能,阐释不同温度下微表处的剪切破坏形式,分析黏层油、泥土和水对微表处抗剪强度的影响效果。结果表明：微表处加载速率越快,抗剪强度越高;微表处在常温环境下的剪切破坏形式主要为层间剪切破坏,在高温环境下的破坏形式主要为自身剪切破坏;当原路面表面粗糙时,洒布黏层油对层间抗剪强度的增加贡献不大,泥水会降低微表处的层间抗剪强度;水的浸泡会损害微表处的层间抗剪强度,洒布黏层油能有效提高微表处与原路面界面的抗水损害性能。     

水性环氧树脂改性微表处性能影响及评价研究

为了提高微表处的路用性能,研究利用水性环氧树脂对微表处混合料进行改性,并对其性能影响规律和内在因素进行了研究分析。设计了黏聚力增长试验和冻融湿轮磨耗试验,分别研究水性环氧树脂对微表处混合料强度的发展进程和耐久性的影响,结果表明:微表处混合料的黏聚力发展趋势随水性环氧树脂改性剂用量的变化呈现了不同的特征,并且随着水性环氧树脂用量的增加,微表处混合料的冻融湿轮磨耗比逐渐提高,说明水性环氧树脂对微表处混合料的强度和耐久性具有显著改善作用。     

聚酯纤维-橡胶颗粒微表处混合料路用性能与降噪特性

为了研究橡胶颗粒和聚酯纤维对微表处混合料路用性能与降噪特性的改善效果,通过常规拌和试验、黏聚力试验、负荷轮车辙试验综合优化聚酯纤维和橡胶颗粒的掺量,进而采用低温SCB试验、剪切疲劳试验研究纤维橡胶微表处混合料的低温性能与耐久性,并选取轮胎振动衰减与室内轨道下滑试验来研究和评价纤维橡胶颗粒微表处混合料的减振与降噪特性,结合实体工程应用情况,验证了聚酯纤维与橡胶颗粒复合添加剂对微表处混合料的抗滑、降噪性能的改善效果。试验结果表明,掺加橡胶颗粒能够延长微表处混合料拌和时间,但橡胶颗粒会对微表处混合料抗磨耗性能、低温抗裂性和抗车辙性能有负面影响,当掺加0.2%聚酯纤维后,微表处混合料各项路用性能与抗疲劳性能明显得到改善,最终推荐复合添加剂的最佳聚酯纤维掺量为0.2%、橡胶颗粒掺量为2%～3.0%;聚酯纤维-橡胶颗粒微表处混合料比普通微表处混合料有更好的路用性能和减振、降低路面的噪声性能,具有较好的性价比。实体工程现场行车噪音实测结果表明,在60、80、100km/h行车速度下纤维-橡胶颗粒微表处路面的行车噪音比普通微表处混合料减小了5.1、4.7、3.6dB,研究成果为改善微表处混合料路用性能和微表处罩面材料降噪技术提供了一种新的选择。     

高黏复合改性橡胶沥青技术性能研究

采用弯曲梁蠕变试验、线性振幅扫描试验分析高黏复合改性橡胶沥青的流变性能,并对其与SBS、高黏沥青进行了黏度试验和储存稳定性试验分析,研究了3种沥青的抗紫外线老化性能,最后采用显微镜分析了3种沥青的微观结构。结果表明:相较于SBS改性沥青和高黏沥青,高黏复合改性橡胶沥青的弹性恢复性能、低温抗开裂性能、疲劳性能和抗紫外线老化性能更优;高黏复合改性橡胶沥青具有高温黏度小、低温黏度大的特点,比高黏沥青更易于施工;另外,高黏复合改性沥青的储存稳定性显著提高,可实现橡胶沥青的工厂化生产。     

聚丙烯纤维微表处路用性能室内试验研究

介绍了影响聚丙烯纤维微表处性能的各种因素,通过拌和、粘聚力、湿轮磨耗、负荷轮和低温劈裂试验得到聚丙烯纤维微表处和普通微表处的最佳油石比,然后进行肯塔堡飞散试验和车辙试验来检验两者的路用性能,通过比较发现:聚丙烯纤维微表处稳定性更高,抗车辙变形能力更强,具有良好的路用性能.     

基于加速加载试验的湖沥青微表处路用性能研究

为研究湖沥青(TLA)对微表处路用性能的影响,本文采用拌和试验、黏聚力试验以及室内加速加载试验,研究不同TLA掺配比例下微表处混合料的拌和时间、30min与60min黏聚力、抗滑性能以及抗剥落性能等。试验结果表明,随着TLA掺配比例的提高,微表处的拌和时间、黏聚力、抗滑性能以及抗剥落性能均得到有效提高;但过多的TLA掺量不利于交通的快速开放,同时TLA掺配比例的增加对黏聚力、抗滑性能以及抗剥落性能的提高具有边际递减效应。综合试验分析结果并考虑造价因素,推荐微表处混合料的TLA适宜掺配比例为改性乳化沥青质量的2%~3%。     

基于室内试验的不同材料改善微表处性能的研究

针对普通微表处抗裂性能和抗车辙能力等的不足,室内采用微表处常规试验和混合料低温弯曲试验及汉堡车辙试验(HWTD),对比分析水性环氧乳化沥青、SBS改性乳化沥青和纤维改善微表处性能效果的优劣;并探讨纤维掺量变化对微表处路用性能的影响。结果表明:改变结合料类型或添加纤维稳定剂均能提升微表处的相关性能,其中纤维的整体改善效果相对最好,尤其是低温性能,且能够兼顾改善微表处的各项性能。玄武岩纤维微表处在抗车辙性能和成本造价方面具有明显的优势,而耐磨性、水稳定性和低温抗裂性等略差于聚丙烯纤维微表处,通过剂量优化玄武岩纤维微表处的整体性能仍优于水性环氧乳化沥青微表处和SBS改性乳化沥青微表处。根据微表处性能变化和经济因素,推荐微表处中纤维的掺量为0.10%～0.20%。     

高模量与高黏沥青老化前后动态力学性能研究

为研究高模量、高黏沥青老化前后动态力学流变特性,优化性能评价指标,利用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对原样、RTFOT和PAV沥青进行了黏弹性能、抗车辙性能、抗疲劳性能及抗裂性能测试.结果表明:储能模量G'、损耗因子tanδ以及延迟弹性恢复指标εp/εL能够准确评价不同类型沥青老化前后力学性能,其中高模量沥青抗车辙能力和延迟恢复抗变形能力最佳,而高黏沥青抗疲劳和低温抗裂能力最优;但沥青抗老化能力基于不同力学流变指标的分析结果而异,对低温指标,高黏沥青优于高模量沥青,中、高温指标则相反.总之,对高模量、高黏等特征性显著的沥青建议选择合理试验参数,增加PAV或延长老化等作用条件,结合主导因素指标进行综合评价.     

水性环氧乳化沥青的制备及混合料路用性能研究

为了提高乳化沥青胶结料的黏附性,改善微表处混合料的各项路用性能,该文研发了一款新型水性环氧树脂乳化剂,制成水性环氧树脂改性乳化沥青。通过斜剪试验对改性乳化沥青胶结料层间抗剪性能进行分析,采用湿轮磨耗试验、轮辙变形试验、冻融劈裂试验和低温劈裂试验对不同水性环氧树脂掺量下微表处混合料路用性能进行测定,并与3%SBR改性乳化沥青进行对比。结果表明:该文研制的水性环氧树脂能有效提高乳化沥青胶结料的黏附性,相比单纯乳化沥青,掺入6%水性环氧树脂使浸水1h和6d湿轮磨耗值分别降低56%和55%,轮辙宽度变形率达到1.1%,冻融劈裂强度比达到76.2%,与SBR改性剂配合使用能够提高微表处的低温抗裂性能。     

聚酯纤维-橡胶颗粒微表处混合料路用性能与降噪特性

为了研究橡胶颗粒和聚酯纤维复合添加剂对微表处混合料路用性能与降噪特性的改善效果,通过拌合试验、粘聚力试验、负荷轮车辙试验综合优化聚酯纤维和橡胶颗粒的掺量,进而采用低温SCB试验、剪切疲劳试验研究纤维橡胶微表处混合料的低温性能与耐久性,并选取轮胎振动衰减与室内轨道下滑试验来研究和评价纤维橡胶颗粒微表处混合料的减振与降噪特性,结合实体工程应用情况,验证了聚酯纤维与橡胶颗粒复合添加剂对微表处混合料的抗滑、降噪性能的改善效果。试验结果表明,掺加橡胶颗粒能够延长微表处混合料拌和时间,但橡胶颗粒会对微表处混合料抗磨耗性能、低温抗裂性和抗车辙性能有负面影响,当掺加0.2%聚酯纤维后,微表处混合料各项路用性能与抗疲劳性能明显得到改善,最终推荐复合添加剂的最佳聚酯纤维掺量为0.2%、橡胶颗粒掺量为2%～3.0%;聚酯纤维-橡胶颗粒微表处混合料比普通微表处混合料有更好的路用性能和减振、降低路面的噪声性能,具有较好的性价比。实体工程现场行车噪音实测结果表明,在60、80、100 km/h行车速度下纤维-橡胶颗粒微表处路面的行车噪音比普通微表处混合料减小了5.1、4.7、3.6 dB。     

干湿法结合开级配沥青混合料试验性能研究

使用高黏复合改性沥青(湿法型)、70号A级沥青+高黏改性剂(干湿法Ⅰ型)和SBS改性沥青(I-D)+高黏改性剂(干湿法Ⅱ型)经拌和获得3种高黏开级配沥青混合料，为研究3种高黏沥青混合料的性能分别进行了马歇尔稳定度试验、车辙试验、谢伦堡析漏试验、肯塔堡飞散试验、浸水肯塔堡飞散试验、劈裂试验和低温弯曲试验。结果表明：SBS改性剂的加入能够使得高黏沥青混合料的马歇尔常规力学性能、高温抗车辙能力、黏附性和低温性能显著提升；干湿法结合的拌和工艺能够获得与传统湿法的高黏沥青混合料基本一致的性能，甚至在高温抗车辙和低温抗水损害性能上优于传统湿法工艺。     

改性乳化沥青对微表处稀浆混合料性能的影响

通过对掺加了低温改性剂的SBR改性沥青进行乳化,制备了改性乳化沥青.采用抗折试验、摆锤式冲击试验和动态抗开裂性试验研究了改性乳化沥青对微表处稀浆混合料力学性能、低温抗裂性能的影响.结果表明:随着低温改性剂掺量的增大,SBR改性沥青的低温延度大幅度提高,低温柔韧性得到很好的改善,以改性乳化沥青制备的微表处稀浆混合料的抗折强度和冲击强度显著增大,裂缝最大宽度和裂缝数t明显减小,混合料的力学性能和低温抗裂性能得到很好的改善.     

干湿复合橡胶添加对微表处材料的影响

橡胶粉及橡胶颗粒一般是由废旧橡胶轮胎加工而成。该文通过干湿复合方法制备得到干湿复合橡胶乳化沥青,通过测定改性乳化沥青蒸发残留物的针入度、软化点、延度等,分析橡胶粉对乳化沥青指标的影响。结果表明:随着橡胶粉掺量的增加,乳化沥青蒸发残留物的软化点升高、针入度下降、延度呈现出先升高后降低的趋势;通过对微表处混合料的黏聚力、湿轮磨耗值、负荷轮碾压试验,研究对橡胶粉及橡胶颗粒对微表处混合料的性能影响。结果表明:橡胶粉的加入能显著改善微表处混合料的黏聚力及湿轮磨耗值,但橡胶颗粒的作用则与之相反,随着橡胶颗粒掺量的增大,混合料的黏聚力、湿轮磨耗值先增加后降低;通过对微表处混合料的摩擦系数、构造深度、噪声值测试,研究干湿复合橡胶对微表处混合料长期表面功能的影响。结果表明:橡胶的掺入能一定程度改善微表处材料的表面功能,特别是可以显著降低行车噪声,且长期性能稳定。因此,橡胶粉与橡胶颗粒的掺入不仅可以改善微表处材料的性能,还能降低材料成本,充分利用废旧材料,具有良好的经济效益及环保效益。     

橡胶改性乳化沥青微表处混合料降噪特性与耐久性能

为了探讨橡胶粉改性乳化沥青用于微表处混合料的可行性,基于室内试验和铺筑试验路研究了橡胶粉改性乳化沥青微表处混合料的施工性能、耐磨耗性能、抗车辙性能、水稳定性、低温抗裂性、降噪性及长期使用性能。试验结果表明:橡胶粉改性乳化沥青微表处混合料具有良好的工作性能,耐磨耗性能和低温抗裂性能均优于SBS改性微表处混合料,并且具有优良的降噪功能。     

废橡胶粉细度对胶粉干法微表处混合料性能的影响

针对废橡胶粉颗粒大小会对胶粉干法微表处性能产生的影响,通过分别掺加40、60、80目废旧胶粉进行微表处室内试验,研究胶粉细度对稀浆混合料的可拌和时间、黏聚力、湿轮磨耗、轮辙变形试验的宽度变化率等的影响。结果表明:添加的橡胶粉越细,微表处稀浆混合料的可拌和时间越短,早期强度越低;达到相同性能时,80目胶粉比40目胶粉干法微表处稀浆混合料的油石比约提高1%~2%;橡胶粉细度为40~60目时,微表处混合料水稳定性、耐磨耗性和抗轮辙变形性最优。     

用于微表处的集料性能研究

针对微表处技术的特点,通过室内试验分析了不同级配的集料及不同砂当量对微表处混合料性能的影响。结果表明,合理的集料级配对混合料的高低温性能、耐磨性能、抗车辙能力等改善效果显著;集料的砂当量越高,微表处混合料的抗湿轮磨耗和抗车辙能力越好。试验结果可为同类工程提供参考。     

不同纤维掺量对岩沥青微表处应用技术分析

通过对稀浆混合料的拌合试验、粘聚力试验、湿轮磨耗试验、负荷轮粘砂试验,分析了不同纤维掺量对岩沥青微表处混合料路用性能的影响。同时铺筑了试验路段,并对其经济效益以及社会效益进行了分析。结果表明:适量的纤维掺量显著增强了岩沥青微表处混合料的粘聚力和粘稠度,并且纤维对岩沥青微表处混合料的粘附性、抗滑性能、抗变形能力、疲劳寿命等有明显改善作用。     

高黏改性沥青的低温性能及黏附特性研究

高黏沥青的低温与黏附特性是保证透水沥青路面服役功能的关键性能。为准确表征高黏改性沥青的低温抗裂与黏附性能,采用劲度模量、m^-值、综合柔量参数J_c对比评价了高黏沥青的低温松弛与黏弹特性。基于表面能(SFE)理论开展了高黏沥青、集料的接触角试验,以黏附功、剥落功、能量比为指标评价了高黏沥青-集料体系的黏附特性与水稳定性。从微观尺度进行原子力显微镜(AFM)试验,分析高黏沥青的形貌特征及粗糙状况,结合微观黏附力描述其黏附特征。结果表明：大掺量高黏改性剂导致沥青的黏性成分减小,松弛能力降低,低温性能大幅降低,J_c值、劲度模量和m^-值表现出一致性规律;SBS与HVA-U的复合改性作用大幅改善了沥青的黏附性能,但相对降低了沥青-集料体系的水稳定性;高黏沥青的AFM高度图呈现数量多、尺寸小、高度差小的蜂状结构,其微观黏附力与黏附功具有强相关性。     

低噪微表处混合料矿料级配优化设计

微表处养护技术在广泛应用的同时仍然存在着噪声过大、抗松散性能不足、耐久性差的缺点,制约着微表处养护技术更好地应用.针对微表处噪声过大,配合比设计不够完善的问题,提出了低噪微表处的矿料级配以及矿料级配优化设计方法——堆积密度法.室内试验表明,矿料在振实状态下的堆积密度越大,低噪微表处的湿轮磨耗值越小,负荷轮黏附砂量越大,即微表处混合料的技术性能越好.研究成果在广西坛(洛)—百(色)高速公路2012年养护工程中得到了应用,现场测试结果表明,该项目所采用的低噪微表处具有低噪、平整密实、抗滑性能优越、使用性能优良等优点.