钢渣沥青混合料体积参数测定与水稳定性影响机理

通过浸渍试验测定了不同粒径钢渣集料的有效相对密度, 提出了钢渣沥青混合料体积参数的确定方法, 采用残留稳定度、冻融劈裂强度比与沥青膜厚度对不同钢渣掺量的沥青混合料水稳定性进行评价, 借助X射线荧光光谱分析、扫描电镜试验和压汞试验, 从钢渣化学组成与微观结构方面分析了钢渣对沥青混合料水稳定性的影响机理。分析结果表明: 对于钢渣等吸水性较大集料, 采用浸渍试验实测的有效相对密度较计算法得到的有效相对密度增大了1.5%, 更接近集料的实际有效相对密度, 因此, 采用浸渍试验确定的钢渣沥青混合料体积参数更加合理; 随着钢渣掺量增大, 钢渣沥青混合料水稳定性逐渐提升, 当钢渣掺量为70%时, 钢渣沥青混合料的残留稳定度提高了12%, 冻融劈裂强度比提高了13%;钢渣沥青混合料沥青膜厚度随钢渣掺量增大而增大, 当钢渣掺量为70%时, 沥青混合料的沥青膜厚度增大了13%, 较厚的沥青膜可有效防止水分入侵, 并增大集料表面“结构沥青”含量, 从而提高钢渣沥青混合料的水稳定性; 钢渣沥青混合料沥青膜厚度计算值为67μm, 由于其水稳定性与沥青膜厚度正相关, 故推荐基于水稳定性的钢渣沥青混合料的沥青膜厚度为7μm; 钢渣呈超碱性, 表面多孔隙, 孔隙内部结构复杂, 增大了钢渣集料与沥青间有效接触面积, 并形成较好的机械咬合力, 提高了钢渣集料与沥青之间的黏结性, 可显著改善沥青混合料的水稳定性。      

钢渣沥青混凝土水稳定性能研究

为研究沥青混合料类型对钢渣沥青混凝土水稳定性的影响,对改性沥青SMA-13和AC-13C两种钢渣沥青混合料进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。结果表明:两种钢渣沥青混凝土的冻融劈裂强度比和残留稳定度均有较大提升。AC-13C钢渣沥青混凝土的水稳定性显著优于玄武岩集料配制的SMA-13沥青混凝土;而SUP-13钢渣沥青混凝土的水稳定性略高于玄武岩集料配制的SUP-13沥青混凝土的水稳定性能。因此,钢渣沥青混凝土较玄武岩沥青混凝土在水稳定性方面更具优势。     

沥青混合料抗车辙剂最佳掺量研究

为了确定沥青混合料抗车辙剂的掺量,室内成型0.2%~0.8%不同掺量抗车辙剂的沥青混合料试件,并与未掺加抗车辙剂的沥青混合料对比高温性能、低温性能和水稳定性,试验结果表明:以路用性能为评价指标,沥青混合料抗车辙剂的最佳掺量为0.4%;在最佳掺量下,掺入抗车辙剂的沥青混合料的稳定度提高40%,动稳定度提高110%,弯拉强度提高30%,弯拉应变提高15%,水稳定性提高了6%,劈裂强度提高了27%。     

车辙王抗车辙剂改性沥青混合料路用性能分析

为提高沥青路面的抗车辙能力,对掺车辙王抗车辙剂的AC-20C沥青混合料进行了研究。通过室内车辙试验、低温弯曲试验及浸水马歇尔试验研究了五种掺量(分别占混凝料质量的0%,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)抗车辙剂对改性AC-20C沥青混合料的高温性能、低温性能及水稳定性的影响规律,分析了其作用机理,确定了最佳车辙剂掺量。结果发现:随车辙剂掺量的增加,混合料的高温性能显著提高,当掺量为0.3%时,混合料的动稳定度即可达到基质混合料的1.5倍;沥青混合料的残留稳定度和冻融劈裂强度比均随车辙剂掺量的增加呈先增加后减小的趋势,并在0.3%掺量时达到最佳低温性能和水稳定性能状态;综合高、低温性能试验和水稳定性试验推荐车辙王抗车辙剂用于AC-20C沥青混合料抗车辙设计时最佳掺量为0.3%。     

硫磺改性沥青混合料路用性能研究

为充分掌握硫磺改性沥青混合料的路用性能,合理确定硫磺改性剂的掺量,通过室内马歇尔试验方法,进行了动稳定度试验、低温弯曲试验、水稳定性试验和疲劳性能试验,研究了不同硫磺改性剂掺量对沥青混合料高温性能、低温性能、水稳定性和劈裂疲劳性能的影响。研究表明,硫磺改性剂可以提高沥青混合料的高温性能和疲劳寿命,但是对沥青混合料低温性能和水稳定性有不同程度的影响。硫磺改性剂掺量控制在20%~30%,硫磺改性沥青混合料的各项性能达到最佳。     

LB-10型冷补沥青混合料的制备及性能

为研究沥青冷补液各组分变化对冷补沥青混合料性能的影响,制备了冷补液组分设计不同的LB-10型冷补沥青混合料,研究了不同抗剥落剂掺量、沥青与柴油比例、冷补剂掺量对其施工和易性、马歇尔性能与水稳定性的影响规律.研究发现,随着抗剥落剂掺量的增加,混合料的贯入强度与马歇尔稳定度逐渐增大,柴油挥发率逐渐减小;而浸水残留稳定度呈先增加再减小的规律,在抗剥落剂掺量为0.36％时达到最高,为89.2％.随着沥青与柴油比例的增大,混合料贯入强度与浸水残留稳定度逐渐增大,且当沥青与柴油比例大于80:14后,混合料马歇尔稳定度明显增强,高于7 kN,但施工和易性下降.随着冷补剂掺量的增加,混合料贯入强度逐渐增大,而柴油挥发率、马歇尔稳定度与浸水残留稳定度随掺量的增加呈先减小再增加的规律,在掺量为1.7％时浸水残留稳定度达到最高,为89.6％.综合考虑冷补沥青混合料的施工和易性,马歇尔性能及水稳定性,应控制冷补液中沥青与柴油比例为78:20,冷补剂掺量为1.7％,抗剥落剂掺量为0.36％.     

环氧沥青混合料在高速公路养护工程中的应用研究

针对当前高速公路沥青路面的车辙问题,提出采用环氧沥青混合料提升沥青路面抗车辙性能的方法。设计不同养护时间下的环氧沥青混合料劈裂试验,验证其劈裂强度随养护时间变化的规律,对比SMA-13沥青混合料,分别评价环氧沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性,并依据镇溧(镇江—溧阳)高速公路的预防性养护工程对环氧沥青路面的性能进行验证,结果表明:环氧沥青混合料的马歇尔稳定度和劈裂强度与养护时间呈正相关关系;环氧沥青混合料的高温稳定性明显优于SMA-13沥青混合料,水稳定性较SMA-13沥青混合料稍优;利用环氧沥青混合料处置后的沥青路面的动稳定度可提高一倍,且通车7个月后车辙深度仍小于3mm。     

环氧沥青混合料性能影响因素研究

通过对不同条件下环氧沥青混合料技术性能指标的测试,分析了不同影响因素对混合料性能的影响规律。结果表明:采用体积设计法设计的级配与美国推荐级配相比,可显著降低沥青用量,且性能指标满足各项要求;环氧树脂掺量增加可显著提高混合料的马歇尔稳定度和劈裂强度,同一环氧树脂掺量,油石比增大时,马歇尔稳定度先增大后减小,且在6.5%油石比时出现峰值;养护模式的不同对环氧沥青混合料的马歇尔体积性能指标、稳定度和劈裂强度有较明显的影响;环氧树脂混合料在60℃条件下养护7d后具有优良的高温稳定性能。     

温拌透水沥青混合料高温稳定性及水稳定性研究

以20%作为目标空隙率设计透水沥青混合料配合比，通过马歇尔试验确定5.1%为最佳油石比。通过车辙试验探讨温拌透水沥青混合料的高温稳定性，通过冻融循环试验探讨其水稳定性。从结果上看：温拌沥青混合料在170℃的温度下有12269的动稳定度，相比于原样沥青混合料在170°温度下的动稳定度约上升了10.5%，即温拌剂的加入可以使混合料的高温性能有所增强；在原样混合料中，170℃温度下的冻融劈裂试验强度比为92.3%，在加入0.5%的表面活性温拌剂之后，混合料的冻融劈裂强度减小为90.6%, 0.6%和0.7%掺量下的冻融劈裂试验强度比分别为90.4%和88.3%，即温拌剂的加入可以使水稳定性有所降低。     

不同级配橡胶沥青混合料水稳定性能试验研究

为研究橡胶沥青混合料的水稳定性能,分别对密级配AC—13和间断级配SMA—13橡胶沥青混合料进行马歇尔稳定度试验和冻融劈裂试验,通过测定其残留稳定度和冻融劈裂残留强度比来评价其水稳定性能,并与采用SBS改性沥青和A—70普通沥青的对照组相对比。结果表明:密级配AC—13和间断级配SMA—13橡胶沥青混合料最佳沥青用量分别为4.64%和6.28%;橡胶沥青混合料水稳定性能优于SBS改性沥青混合料与普通沥青混合料,不同级配橡胶沥青混合料的残留马歇尔稳定度与冻融劈裂强度比均高于对照组。     

裂化生活废旧塑料与SBS改性沥青及其混合料性能对比

对比研究了裂化生活废旧塑料(CRP)改性沥青与SBS改性沥青的软化点、针入度、延度及黏度指标,及相应沥青混合料的马歇尔试验指标、高温与低温稳定性、水稳定性及疲劳特性等;研究了两种改性剂掺加工艺——干法、湿法——CRP改性沥青混合料性能及施工工艺,并与湿法SBS改性沥青混合料性能进行了对比。结果表明:5%CRP改性沥青与4%SBS改性沥青性能相近,两种改性沥青的软化点都得到了提高;两种改性沥青混合料的动稳定度均大于4 000次/mm,可以用CRP改性沥青拌制与SBS改性沥青性能相近的AC级配沥青混合料;在CRP掺量5%、SBS掺量4%的条件下,干法CRP改性沥青混合料的动稳定度、冻融劈裂强度比和疲劳寿命与SBS改性沥青混合料的相近,但干法施工工艺更为简单。     

温拌环氧沥青混合料配合比设计与路用性能研究

为研究温拌环氧沥青混合料工程应用可行性,从原材料、制备工艺、最佳油石比等方面系统阐述了温拌环氧沥青混合料配合比设计,并通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验综合评价了温拌环氧沥青混合料的路用性能。结果表明：温拌环氧沥青混合料EA-13马歇尔稳定度约是SBS改性沥青混合料的2倍左右,最佳油石比高出SBS改性沥青混合料约0.5%。EA-13的60℃车辙动稳定度超过30 000次/mm,-10℃下小梁弯曲破坏应变为2 775με,残留马歇尔稳定度与冻融劈裂强度比均在90%以上,温拌环氧沥青混合料具有优异的高温稳定性、水稳定性及良好的低温抗裂性能,将其应用于长大纵坡、桥面铺装等路段可充分发挥其性能优势。     

透水性沥青混合料水稳定性能试验研究

为研究透水性沥青混合料的水稳定性能,采用短期老化试验及冻融劈裂试验对透水性沥青混合料水稳定性能进行了研究。通过对比试验结果分析得出TPS改性剂对沥青混合料水稳定性能起到很好的改善作用。透水性沥青混合料劈裂强度随TPs改性剂的掺量增加而增加,混合料的短期老化过程可以增强试件的抗变形能力。最后得出了透水性沥青混合料中TPS的合适掺量及冻融劈裂抗拉强度比。     

钢渣微粉特性及其用于沥青混合料的试验研究

首先选用多种分析方法对钢渣微粉的化学成分、相成分和微观形貌等进行分析;然后在沥青混合料中掺加钢渣微粉,研究用钢渣微粉部分或全部替代矿粉对沥青混合料性能的影响。结果表明:掺加钢渣微粉明显提高沥青混合料的水稳定性和高温稳定性,而对沥青混合料的抗裂性影响不大;钢渣微粉的适宜掺量为沥青混合料总质量的4.5%。     

硅烷偶联剂对半柔性路面材料性能增强机理研究

为研究掺加硅烷偶联剂对半柔性路面材料的性能影响规律及作用机理,采用马歇尔稳定度、车辙、低温弯曲、冻融劈裂等试验,测试了添加不同掺量硅烷偶联剂的半柔性路面材料的力学性能与路用性能,并确定硅烷偶联剂的最佳掺量,采用高拍仪等仪器观察硅烷偶联剂基于界面改性原理的微观改性机理。结果表明：随着硅烷偶联剂掺量的增加,半柔性路面的高温性能、低温性能和水稳定性能均发生了不同程度的提高,同时其掺量对性能的影响存在峰值,马歇尔稳定度、动稳定度、弯拉应变与冻融劈裂强度比均在掺量为0.5%左右处达到峰值,超过峰值后性能随掺量增加而下降,最终确定硅烷偶联剂的最佳掺量为0.5%。通过测定连通空隙率和灌注率的变化定量反映界面紧密度,通过对比观察普通半柔性路面材料与硅烷偶联剂最佳掺量下的半柔性路面材料的水泥-沥青界面可明显发现,硅烷偶联剂能够在水泥基灌浆材料与沥青混合料之间发生一系列化学反应,从而通过改变水泥-沥青界面的形态,有效改善水泥-沥青界面稳定度并减少水泥-沥青界面裂缝,结合性能试验,硅烷偶联剂可通过界面优化改善半柔性路面的力学及路用性能。     

钢渣沥青混合料的路用性能及体积稳定性研究

为探究钢渣粗集料对沥青混合料的路用性能和体积稳定性的影响,分别用石灰岩和不同膨胀性的两种钢渣为粗集料,设计配合比为AC-13C型的沥青混合料。通过浸水马歇尔、动稳定性、冻融劈裂、间接拉伸和体积稳定性试验,研究钢渣对沥青混合料性能的影响,并采用X-射线衍射、扫描电子显微镜分析其机理。研究结果表明:两种钢渣沥青混合料的路用性能均好于石灰岩沥青混合料的;两种钢渣的沥青混合料的间接拉伸疲劳性能分别为石灰岩沥青混合料的1.36倍和2.16倍,用钢渣2为粗集料的沥青混合料比用钢渣1为粗集料的沥青混合料更稳定。虽然钢渣沥青混合料的体积稳定性降低,但是两种钢渣沥青混合料的72 h浸水马歇尔稳定度分别是石灰岩沥青混合料的1.25倍和1.52倍。     

温拌阻燃SMA混合料水稳定性研究

为了得到温拌剂及阻燃剂对SMA沥青混合料水稳定性的影响,通过冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验研究了温拌剂掺量、阻燃剂掺量、掺加方式、降温效果等因素对温拌阻燃SMA混合料水稳定性的影响规律,并通过分析温拌剂和阻燃剂的作用机理,验证了试验结果的可靠性。结果表明：SMA混合料水稳定性随着EC130温拌剂掺量的增加先增大后减小,在掺量为0.3%时达到最大值;随着FRMAX^TM阻燃剂掺量逐渐增大,在掺量为0.6%时,冻融劈裂强度比(TSR)和残留稳定度(MS₀)相比于不掺加阻燃剂的情况下分别提高了8.0%和3.6%;选择干法温拌剂加干法阻燃剂的掺加方式在保证水稳定性的同时具有操作方便,便于施工的特点;降温效果对水稳定性影响较大,在温拌剂掺量为0.3%的情况下,试验温度下降30℃以上时不满足规范要求。     

OGFC-13玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为了研究掺加玄武岩纤维低噪声沥青混合料的路用性能,根据原材料的性质,在进行混合料配合比设计的基础上,确定了最佳油石比和玄武岩纤维的掺量,并通过室内试验测试了其高低温性能和水稳定性。结果表明:玄武岩纤维低噪声沥青混合料的最佳油石比为5.0%,纤维掺量为0.3%;掺加0.3%玄武岩纤维混合料的动稳定度提高了14.8%;掺加玄武岩纤维后混合料的抗弯拉强度和最大弯拉应变分别提高了12.4%、25.2%;掺加纤维的混合料劈裂强度增加了0.11MPa,提高了12%,掺加纤维的冻融劈裂强度比稍大。     

TLA改性沥青混合料路用性能研究

为研究不同比例的特立尼达湖沥青(内掺)对沥青混合料路用性能的影响,采用马歇尔试验测试了沥青混合料的密度、稳定度和流值等参数,利用车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂强度试验对其高温、低温和水稳定性等性能进行了测试,并将试验结果与基质沥青和SBS改性沥青相比较。试验结果表明,TLA可一定程度上改善沥青混合料的高温抗永久变形能力、低温性能和水稳定性,但与SBS相比,低温和水稳定性稍弱。     

对掺加PR.S添加剂沥青混合料水稳定性能的改善措施

掺加PR．S添加剂在大幅提高沥青混合料高温性能的同时,造成了其水稳定性能一定程度的下降,为此,采用水泥作为填料对其高温及水稳定性能进行研究．试验结果表明,采用水泥替代矿粉作为填料后,对掺加PR．S添加剂沥青混合料的高温性能几乎没有影响,其稳定度和劈裂强度也没有明显提高;而其残留稳定度和劈裂强度比却得到了很大的提高,甚至已经超过了未掺加PR．S添加剂时沥青混合料的对应数值．这说明采用水泥替代矿粉以提高普通沥青混合料水稳定性能的方法,同样适合于掺加PR．S添加剂沥青混合料的情况．同时,掺加PR．S添加剂并采用水泥替代矿粉作为填料的复合改性沥青混合料,适合于重载高温且降水量较大的地区采用．