特稿

<正>水泥灌浆沥青路面由于其优越的抵抗变型及漏油污染能力,一直被作为一种特种路面。通常水泥灌浆沥青路面是由单一空隙率(25%～35%)的沥青混合料骨架(通常厚度为60mm)灌注高流动性的水泥胶浆而成。这种路面将水泥与沥青路面的优异性能相结合(如柔性、抗车辙能力),体现沥青特征的同时具有较高的承载性及水泥混凝土的耐磨性。相对于传     

灌注式水泥-沥青混合料设计与路用性能

灌注式水泥-沥青混合料是一种在开级配的沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的,兼具沥青路面和水泥混凝土路面特点的复合材料.采用体积法设计高空隙率的基体沥青混合料并通过马歇尔试验确定其最佳沥青用量;通过不同水灰比和不同灌浆量的水泥浆灌注的水泥-沥青混合料的马歇尔稳定度和低温劈裂强度,确定水泥浆的合理水灰比和单位面积合理的灌浆量.利用车辙试验动稳定度评价水泥-沥青混合料的高温稳定性,用残留稳定度和冻融劈裂强度比评价水泥-沥青混合料的水稳定性.结果表明所选择的水泥-沥青混合料具有优良的高温稳定性和良好的水稳定性,在普通水泥浆中掺加一定量的粉煤灰,水泥-粉煤灰-沥青混合料同样具有较好的路用性能.     

彩色水泥灌浆沥青混合料的路用性能

<正>0引言彩色水泥灌浆沥青路面是将经特殊设计的彩色水泥胶浆灌入到多孔开级配沥青混合料空隙之中而形成的路面。彩色水泥灌浆沥青混合料作为彩色路面用材料的一种,除具有多彩的外观外,其路用性能也很重要。本文主要研究该复合材料的路用性能。1原材料沥青采用埃索70~#沥青,集料采用石灰岩。水泥选用425普通硅酸盐白色水泥,测定结果见表1。     

灌注式水泥-沥青混合料设计与路用性能

灌注式水泥-沥青混合料是一种在开级配的沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的，兼具沥青路面和水泥混凝土路面特点的复合材料。采用体积法设计高空隙率的基体沥青混合料并通过马歇尔试验确定其最佳沥青用量；通过不同水灰比和不同灌浆量的水泥浆灌注的水泥-沥青混合料的马歇尔稳定度和低温劈裂强度，确定水泥浆的合理水灰比和单位面积合理的灌浆量。利用车辙试验动稳定度评价水泥-沥青混合料的高温稳定性，用残留稳定度和冻融劈裂强度比评价水泥-沥青混合料的水稳定性。结果表明所选择的水泥-沥青混合料具有优良的高温稳定性和良好的水稳定性，在普通水泥浆中掺加一定量的粉煤灰，水泥-粉煤灰一沥青混合料同样具有较好的路用性能。     

水泥和乳化沥青含量对水泥乳化沥青混合料性能的影响

为了研究水泥和乳化沥青含量对水泥乳化沥青混合料的性能影响,对不同水泥和乳化沥青掺量的混合料进行了宏观试验和微观观测,包括间接拉伸强度、抗压强度、回弹模量、拉伸强度比、动态稳定性、最大弯曲应变和Cantabro损失。此外,使用扫描电子显微镜(SEM)和计算机断层扫描(CT)获得了具有不同材料成分的水泥乳化沥青混合物的细观图像和空隙特征。结果表明:(1)当水泥含量恒定为3%,乳化沥青含量从6%增加到9%时,间接拉伸强度、抗压强度和弹性模量先增加后减小。在恒定的乳化沥青含量为8%,水泥含量从0增加到4%时,间接拉伸强度先增大后减小,当水泥含量为3%时,抗压强度和回弹模量均达到最大值。水泥的加入可显著提高沥青混合料的高温稳定性和水分稳定性,但不利于其低温性能。当水泥含量在2%和3%之间时,观察到最小的Cantabro磨耗。在水泥乳化沥青混合物中,水泥与沥青破乳后的水分进行反应,AFt与沥青薄膜交织形成网格结构,提高了混合物的水分敏感性和高温稳定性,另外,在不同水泥和乳化沥青含量的混合料中形成细观空隙结构也将影响机械性能和混合物性能。     

灌注式彩色水泥-沥青混合料路用性能评价

灌注式彩色水泥-沥青混合料是在开级配的沥青混合料空隙内,灌注添加颜料的水泥净浆或有色水泥浆而形成的一种彩色复合材料。本文采用体积法设计了一种高空隙率的沥青混合料,通过添加彩色颜料的方法调节水泥浆的色彩,对大空隙沥青混合料灌注彩色浆体材料而形成彩色水泥-沥青混合料。对彩色水泥-沥青混合料进行了马歇尔试验、高温车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验和老化试验,来评价混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性和耐久性。试验结果表明,这类彩色水泥-沥青混合料具有优良的高温稳定性、较好的水稳定性、较好的低温抗裂性以及良好的耐久性。与普通沥青混合料相比,这种混合料的力学性质和路用性能均有明显改善,特别是具有很高的抗变形能力、较低的温度敏感性及良好的耐久性能。彩色水泥-沥青混合料可广泛用于公路、景观道路、城市公交车道、危险路口、桥梁等铺面面层。     

冷再生沥青混合料水稳定性试验研究

通过实验室试验,探讨乳化沥青冷再生沥青混合料的水稳定性以及水泥对其的改善效果。试验与分析显示,乳化沥青冷再生沥青混合料的冻融劈裂试验残留强度比TSR随旧沥青混凝土路面RAP材料含量的增加略有减小,约在60%左右,远低于现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)要求。水泥作为常用的辅助再生剂,还可以显著改善冷再生沥青混合料的水稳定性;添加1%水泥可以使100%RAP混合料的TSR由57%提高到77%,绝对增加20%或相对增加34%,满足规范对普通热拌沥青混合料在年降雨量>1000 mm潮湿区TSR≥75%的要求;但是,水泥剂量的再增加并不能进一步提高TSR。     

花岗岩机制砂对沥青混合料水稳定性影响试验研究

酸性花岗岩机制砂影响沥青混合料的水稳定性,因此在沥青路面中应用较少。该文通过分析掺加不同水泥剂量的花岗岩机制砂沥青混合料水稳定性差异和冻融劈裂试验后试件的开裂情况,确定花岗岩机制砂沥青混合料的最佳水泥掺量。同时,进行花岗岩机制砂和石灰岩机制砂沥青混合料(延长时间)浸水马歇尔试验和2次冻融循环试验对比,得出掺1.0%～2.0%水泥的花岗岩机制砂与未掺水泥的石灰岩机制砂对沥青混合料水稳定性影响效果相当。     

半柔性路面复合材料路用性能研究

半柔性路面是在大空隙基体沥青混合料(空隙率高达20%~35%)路面中灌入以水泥为主要成分的水泥胶浆而形成的路面,该产品兼具了水泥混凝土路面的刚性和沥青混凝土路面的柔性。本文仍采用传统的沥青混合料的评价方法对半柔性材料的路用性能进行了评价。     

不同空隙结构沥青混合料生态效能的研究

多孔沥青混合料具有改善生态、热环境、光环境、防洪、吸声降噪和提高行车安全等优势,但不同空隙结构沥青混合料对径流污染控制和温度的调节功能还不明确.因此,重点研究不同空隙结构沥青混合料的热物参数,并通过室内模拟太阳辐射试验系统,研究不同空隙结构沥青路面内部温度变化规律,得出增大沥青混合料的空隙率,能够降低其导热系数,从而降低沥青路面内部的温度;同时在明确径流污染主要评价指标的基础上,研究了不同空隙结构沥青混合料控制径流污染的效果,进而明确了不同空隙结构沥青混合料的热阻和控制径流污染效能.最后,从透水、承载、耐久和生态效能综合考虑,建议多孔沥青混合料的有效空隙率应为15％～20％,为今后设计出生态环保型透水路面提供依据.     

水泥沥青混凝土CAC-20C路用性能研究

水泥沥青混凝土(Cement asphalt concrete pavement,CAC)是在空隙率15%~20%左右的"骨架-空隙"母体沥青混合料结构中,灌注掺有适量外加剂的聚合物水泥乳浆,经适当时间养生硬化而形成的新型路面材料。本文采用体积法设计大孔隙、开级配沥青混合料作为"骨架-空隙"母体沥青混合料CAC-20C,通过调整水、水泥及水泥沥青外加剂CACa的配比组成较为适宜的水泥乳浆,将其灌注到母体沥青混合料成型的试件中,经养生形成水泥沥青混凝土CAC-20C。通过对养生3d后的水泥沥青混凝土CAC-20C和沥青混合料AC-20C进行高温稳定性、水稳定性及力学性能试验,分析水泥沥青混凝土CAC-20C的路用性能。试验结果表明,水泥沥青混凝土CAC-20C的高温稳定性、水稳定性及力学性能均优于改性沥青混合料AC-20C,路用性能显著。     

泡沫沥青和水泥用量对冷再生沥青混合料路用性能的影响

为明确泡沫(乳化)沥青和水泥掺两种粘结材料对冷再生混合料路用性能和耐久性的影响,通过车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、加速加载试验、四分点加载疲劳试验、研究了泡沫(乳化)沥青和水泥两种粘结材料对沥青路面冷再生混合料高低温性能、长期高温抗变形能力以及抗疲劳耐久性性能的影响。试验结果表明,泡沫(乳化)沥青冷再生混合料车辙变形量主要是压密变形所致,水泥掺量越大泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗高温性能和高温剪切疲劳性能越好;随着水泥、沥青粘结料掺量增大,冷再生混合料低温抗裂性能呈先增大后减小的变化趋势,对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料低温抗裂性能而言,存在一个最佳的泡沫(乳化)沥青和水泥用量,在2.0%~4.0%泡沫沥青和2.5%~4.5%乳化沥青用量下适宜的沥青粘结料与水泥掺量比例为1.5∶1~2.7∶1;对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗疲劳性能而言,存在一个最佳的沥青粘结料和水泥掺量,为确保冷再生混合料具有最优的抗疲劳性能需达到沥青结合料和水泥掺量的相对平衡,用于冷再生混合料适宜的水泥掺量为1.0%~2.0%。为完善泡沫(乳化)沥青冷再生混合料的材料组成设计方法以及性能评价体系提供了参考。     

水泥灌浆半柔性沥青路面研究综述

水泥灌浆半柔性沥青路面是指在大孔隙沥青混凝土中灌入一定量的水泥砂浆从而形成的一种刚度介于沥青路面和水泥路面之间的路面.总结了半柔性路面的结构设计理论、参数和结构组合设计以及半柔性路面的重要组成部分母体沥青混合料和水泥灌浆的材料设计,分析了半柔性路面的路用性能,重点总结了近年来对于半柔性路面低温开裂问题研究所取得的进展和有待解决的问题.     

旧沥青路面冷再生混合料性能研究

以回收沥青路面材料(RAP)和回收水泥稳定碎石层材料(RAC)为主要集料,选取适宜级配的碎石作为新集料,设计出级配接近规范规定级配范围中值的泡沫沥青、乳化沥青和水泥稳定冷再生混合料,并确定了各冷再生混合料的适宜配比。RAP与RAC占冷再生混合料的80%。在得到各冷再生混合料抗压回弹模量的基础上,进一步给出了泡沫沥青、乳化沥青冷再生混合料的动态模量,为其推广应用提供了试验基础。     

基于CAVF法设计水泥稳定碎石的抗裂性能研究

因水泥稳定碎石材料作为沥青路面的半刚性基层存在抗裂性不足的缺陷,为控制水泥稳定碎石的裂缝,文中采用主骨料空隙填充(CAVF)法设计水泥稳定碎石,并与骨架密实型水稳碎石进行对比。试验结果表明,采用CAVF法设计水泥稳定碎石的最大干密度和最佳含水率与设计空隙绝对值成正相关关系,其抵抗变形的能力远优于骨架密实型混合料。CAVF法设计水泥稳定碎石混合料的最大干缩应变值和总干缩系数分别为骨架密实型混合料的58.5%、70.3%;不同温度梯度下的温缩系数均小于骨架密实型水泥稳定碎石混合料,前者的平均温缩系数为后者的61.6%。     

沥青混合料智能碾压分析系统研究

为了研究沥青混合料智能碾压技术,在室内外开展了大量试验工作,并开发了相关硬件。通过研究,提出了碾轮喷水条件下现场沥青混合料高温预估模型,得到了高温(90℃～170℃)、大空隙(6%～20%)多态下沥青混合料的模量预估方程,结合高低温沥青混合料密度的温度换算关系,最终开发了多参数的智能碾压多参数非线性分析系统。通过在工程上应用,开发的沥青混合料智能碾压系统能够实时显示碾压过程中沥青路面的压实度,与钻芯测定的压实度相关性较高。     

水泥替代矿粉对沥青混合料性能的影响

沥青混合料中常掺入部分活性矿粉提高沥青与集料的粘结力,为了节约矿石材料,用水泥替代沥青混合料中部分矿粉,通过室内试验研究不同水泥替代量下沥青混合料的性能。试验结果表明,水泥替代20%~40%矿粉时,沥青胶浆的软化点和延度较高;水泥掺量为2%时沥青混合料的马歇尔稳定度达到最大值17.1kN;水泥掺量为4%时劈裂强度最大为0.64MPa,当水泥替代量大于2%时,其动稳定度增长缓慢,因此,为了保证沥青混合料的性能,同时节约矿物材料,建议水泥含量为2%~4%。     

基于空隙率的水泥乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法研究

通过研究JTG F41-2008《公路沥青路面再生技术规范》中提出的乳化沥青冷再生混合料配合比设计方法,针对其提出的二次击实的试件成型方法对于水泥乳化沥青冷再生混合料的不适用性,认为试件二次击实时间和击实次数的确定应基于混合料的空隙率。该文通过大量的室内试验,通过变换二次击实时间、击实次数和养生温度,应用混合料的空隙率,同时兼顾劈裂强度综合评价修正后的再生混合料的性能,采用L9(34)正交表在3因素3水平下进行正交试验设计。最后,依据试验结果给出修正后合理的试件二次击实时间、击实次数和混合料的空隙率。     

沥青混合料基灌注式半刚性路面材料设计与性能试验研究

沥青混合料基灌注式半刚性路面是由基体沥青混合料和灌注复合水泥胶浆两部分组成,基体沥青混合料的材料组成是影响沥青混合料基灌注式半刚性路面各项性能变化的主要因素,通过对A1~A5等5种不同矿料级配组合配制空隙率为28%的基体沥青混合料性能测试、沥青混合料基灌注式半刚性路面材料的试件制备和不同矿料级配组合配制的基体沥青混合料灌注复合水泥胶浆形成的沥青混合料基灌注式半刚性路面的性能测定,试验结果表明:室内制备马歇尔试验试件时,水泥砂浆的灌入量为(500±10)g为宜,基体沥青混合料不同矿料级配组合对沥青混合料基灌注式半刚性路面各项性能影响较大,A4矿料级配组合配制的沥青混合料基灌注式半刚性路面综合性能最佳。该结果为沥青混合料基灌注式半刚性路面室内试验和工程施工应用提供依据。     

纤维改善水泥乳化沥青混合料性能及结构层受力特性分析

基于水泥乳化沥青混合料强度和疲劳性能与其结构层受力特性不相适应的问题，提出采用纤维稳定剂改善水泥乳化沥青混合料的柔韧性；通过低温弯曲试验和弯曲疲劳试验评价玄武岩纤维对水泥乳化沥青混合料柔韧性能的影响及影响显著性，对比掺有玄武岩纤维、聚酯纤维、聚丙烯纤维的水泥乳化沥青混合料力学强度与路用性能差异；并采用Bisar3.0软件分析了铺有水泥乳化沥青混合料、纤维水泥乳化沥青混合料的路面结构力学响应。结果表明：玄武岩纤维有效改善了AC-25型水泥乳化沥青混合料的柔韧性，基于性价比较优的考虑，推荐玄武岩纤维掺量为0.2%～0.3%、纤维长度为9 mm;玄武岩纤维对水泥乳化沥青混合料柔韧性、劈裂强度的改善效果劣于聚酯纤维，但掺有玄武岩纤维的混合料具有更高的抗压强度、抗压回弹模量、抗车辙性能和抗松散性能，整体性能更好；该混合料铺筑在高等级沥青路面下面层中，可有效降低沥青混合料层的拉应变和剪应力值，分别降低约16.0%和4.8%,路面发生疲劳开裂和车辙病害的概率减小。研究成果可为水泥乳化沥青混合料在路面结构中应用及病害控制提供参考依据。