玄武岩纤维沥青混合料疲劳特性试验研究

选用3种不同纤维长度及6种不同纤维掺量进行正交组合掺配方案设计,共18组,对Sup-20沥青混合料的路用性能及疲劳性能进行试验研究,并重点研究了混合料的疲劳性能特征并建立了疲劳寿命方程。结果表明:6 mm玄武岩纤维对高温稳定性和水稳定性增强效果最优,而9 mm玄武岩纤维对低温抗裂性和疲劳寿命增强效果更优;在低应变控制水平下（450 uε）,0.4 %掺量9 mm纤维长度的沥青混合料疲劳寿命最优。     

不同纤维对复合SMA路用性能的影响分析

针对沥青混合料SMA中纤维的类型进行分析,选用玄武岩纤维、路用矿物纤维和木质纤维素,分别从耐热性、吸油性能、纤维分散程度以及储存性能方面来比较其使用性能。通过马歇尔试验确定不同纤维掺量沥青混合料的最优油石比,并成型试件,开展低温弯拉试验。结果表明:应变能相较抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量,与纤维掺量的关系显著,能较好地反映沥青混合料的低温抗裂性能;得到回归应变能与纤维掺量的3次函数关系式,据此得到导函数为零时对应的纤维掺量为最优用量。     

玄武岩纤维对沥青混合料性能影响分析研究

为充分研究短切玄武岩掺量和长度对沥青混合料的性能影响,该文通过向混合料掺加0、0.2%、0.35%和0.5%(占混合料质量)的纤维进行马歇尔试验,分析纤维掺量对混合料马歇尔指标的影响及推荐纤维的最佳掺量;在最佳纤维掺量下,通过对掺加3、6、9 mm等不同长度纤维的混合料进行车辙试验、水稳定性试验和低温试验,分析纤维长度对混合料路用性能的影响。试验结果表明:沥青混合料的最佳油石比、稳定度和流值随纤维掺量的增加而先增加后降低,且在0.35%纤维掺量下数值达到最大;空隙率和毛体积密度随纤维掺量增大而分别增大和降低;在0.35%最佳纤维掺量下,纤维沥青混合料的各项性能均得到显著提高,其中掺加6mm纤维的混合料性能最优。     

纤维沥青混合料线收缩系数研究

采用应变片电测法对纤维沥青混合料在不同种类、不同长度、不同掺量、不同温度下的应变进行了测试,通过温差、应变差与线收缩系数间的关系,得出纤维沥青混合料的线收缩系数,并利用桥接阻裂原理和界面增强原理对试验结果进行了分析。结果表明:在沥青混合料中加入适量纤维后,可以改善沥青混合料的温缩性能;4种纤维沥青混合料中,聚酯纤维b对混合料的温缩性能改善效果最佳,木质素纤维改善效果最差;线收缩系数随着纤维长度和纤维掺量的增长呈现先减小后增大的趋势,适宜的纤维长度和纤维掺量有助于改善沥青混合料的温缩性能;在工程应用中,应将三者优化组合,并与纤维沥青混合料的路用性能相结合进行综合评估,为纤维沥青混合料的优化设计提供帮助。     

基质沥青标号对SBS改性沥青低温性能的影响

SBS改性沥青的低温性能受到基质沥青标号、油源和改性剂结构、掺量的共同影响。基质沥青的标号是一个重要的影响因素。为此,以动态剪切流变仪(DSR)实测的玻璃化转变温度(Tg)为评价指标,针对线型SBS改性沥青,分析了不同掺量下基质沥青的标号对SBS改性沥青低温性能的影响。结果表明,基质沥青的标号对低温性能有重要影响,这种影响受到改性剂掺量的限制,掺量越大,影响越大。     

木质素纤维对温拌高模量沥青及其混合料抗裂性能的影响机理

为改善温拌高模量沥青混合料的低温抗裂性和疲劳耐久性,采用BBR、拉伸试验、低温弯曲试验和3分点加载疲劳试验的试验方法,研究了木质素纤维掺量对温拌高模量沥青及其混合料抗裂性能的改善作用。试验结果表明:掺加木质素可显著改善温拌高模量沥青混合料的低温抗裂性,综合考虑木质素纤维掺量对温拌高模量沥青混合料低温抗裂性和抗疲劳开裂性能的影响,推荐适宜的木质素掺量为3‰~4‰,木质素纤维对温拌高模量沥青混合料的改善机理在于其吸附稳定作用、纤维界面增强作用、加筋阻裂作用。     

泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能研究

基于Overlay Tester试验研究RAP掺量及RAP料源性质、水泥掺量、矿料级配、基质沥青标号四因素对泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的影响规律,探讨泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的评价标准。结果表明：Overlay Tester试验的第一个加载周期内的最大拉力、最大荷载损失率、最大荷载加载次数、总断裂能可作为泡沫沥青冷再生混合料抗反射裂缝性能的评价指标。推荐面层用泡沫沥青冷再生混合料Overlay Tester试验第一个加载周期内的最大拉力不小于1 075 N、总断裂能不小于900 N·m,用于基层或底基层时,泡沫沥青冷再生混合料第一个加载周期内的最大拉力不小于700 N、总断裂能不小于900 N·m。     

碳纤维沥青胶浆路用性能试验研究

碳纤维是"外柔内刚"的新一代增强纤维。采用锥入度试验、低温延度试验和动态剪切流变试验,分析不同掺量和不同长度碳纤维条件下沥青胶浆的抗剪强度、低温性能和高温流变特性。结果表明:掺入碳纤维沥青胶浆抗剪切性能显著增强;随着纤维掺量增大、纤维长度增加,沥青胶浆抗剪强度提高,但其低温延度有所降低;碳纤维能显著提高沥青胶浆高温抗车辙性能,其对沥青的稳定与增强作用是主要原因。     

聚酯纤维改性沥青混合料试验及应用研究

将聚丙烯纤维掺入沥青混合料中配制聚酯纤维改性沥青混合料,通过室内试验分析该沥青混合料的路用性能。结果表明,聚酯纤维的掺入可显著提高沥青混合料的高温稳定性,其掺量由零增加到0.35%的过程中增强效果越来越明显;随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料的低温抗裂性能增强,掺量为0.3%时低温抗裂性能最佳;纤维掺量大于0.3%时,沥青混合料的最大弯拉应变不升反降;考虑经济性与路用性能,聚酯纤维的最佳掺量为0.25%~0.3%。工程应用结果表明,采用聚酯纤维改性沥青混合料作为路面面层,路面强度、抗裂与抗变形能力优异。     

抗车辙剂对沥青性能的影响及离析分析

通过试验,分析了抗车辙剂掺量对沥青软化点、针入度、低温延度和峰值拉力的影响,并对比同一抗车辙剂掺量上下层沥青各指标间的差异。试验结果表明:同一层沥青,随着抗车辙剂掺量的增大,软化点和峰值拉力逐渐增大,而针入度和低温延度逐渐减小;当抗车辙剂掺量相同时,上层沥青的软化点和峰值拉力大于下层沥青,针入度和低温延度小于下层沥青;抗车辙剂掺量越大,上下层沥青各指标差距越明显,沥青越容易发生离析。     

纤维改性沥青混合料性能研究进展

纤维作为一类沥青混合料添加剂和稳定剂,能有效改善沥青路面的各项性能指标,延长沥青路面的使用寿命。该文通过分析国内外相关文献,总结了纤维改性沥青及沥青混合料的作用机理、纤维掺量对性能的影响及不同类型纤维改性沥青的特点。纤维能有效改善沥青混合料的高温性能、低温性能和疲劳性能,尤其对沥青混合料的抵抗低温和疲劳开裂具有较大的优势。选择合适的纤维长度和掺量、改性纤维的表面结构都能提高纤维的改性效果。纤维复配改性沥青可改善单一改性沥青的部分性能不足的问题,进一步提升沥青混合料的综合性能。纤维改性沥青混合料可全面提升沥青路面的综合性能,为持久耐用的长寿命路面提供技术支持。最后,结合纤维增强作用机理对沥青混合料的性能影响进行分析,给出了后续的研究方向。     

玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及抗裂性能

为研究玄武岩纤维对沥青混合料路用性能和断裂性能的影响,基于马歇尔试验确定了不同玄武岩纤维掺量下的最佳油石比,并基于此分析纤维掺量对路用性能、老化性能、抗断裂性能的影响规律及其改善效果。结果表明：（1）玄武岩纤维掺量将影响最佳沥青用量,需同时考虑纤维掺量以确定最佳油石比;（2）纤维质量掺量为0.1%时,具有最佳的改善效果,最大可将高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提升31.5%~38.4%、24.4%~37.3%、1.2%~5.5%。纤维对老化沥青混合料的高温稳定性的改善程度最佳,尤其是动稳定度,改善程度是其他性能的1.28~15.0倍;其次是低温抗裂性;水稳定性的改善效果最弱。纤维可通过增加沥青混合料的延性,以提高峰值荷载对应的裂纹张开位移,且玄武岩纤维在中温情况下对沥青混合料的抗断裂性能改善效果要高于低温条件,最大可提升21.64%的断裂韧性。     

基于灰色关联理论的聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为研究聚酯纤维对沥青混合料的路用性能的影响,对聚酯纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的沥青混合料进行路用性能研究,分析纤维掺量对沥青混合料性能影响规律,并从细微观层面揭示聚酯纤维沥青混合料性能增强机制;同时引入灰色关联评价方法,对聚酯纤维沥青混合料进行多指标综合评价,并基于路用性能优选出最佳纤维掺量。结果表明:聚酯纤维在沥青混合料中形成三维网状结构,通过桥接、加筋、增韧等作用,使纤维混合料路用性能优于普通沥青混合料;聚酯纤维掺量为0.3%时沥青混合料路用性能最优;聚酯纤维对沥青混合料高温稳定性影响较大,其次为低温抗裂性。在最佳掺量下,动稳定度提高51.82%,低温弯曲破坏应变增大32.74%,冻融劈裂强度比增加11.8%。     

泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂性评价方法及影响机理分析

随着泡沫沥青冷再生混合料在国省干线和高速公路等高等级公路下面层中的大规模应用,其低温抗裂性需引起更多关注。采用低温弯曲试验和SCB试验研究了水泥掺量、泡沫沥青用量、RAP掺量对泡沫沥青冷再生混合料低温抗裂性的影响,基于SEM试验揭示了水泥和泡沫沥青对冷再生混合料低温抗裂性的影响机理。结果表明,增大水泥掺量和提高泡沫沥青用量均可改善泡沫沥青冷再生混合料的低温抗裂性,RAP掺量对泡沫沥青冷再生混合料低温性能影响不大,推荐采用低温SCB试验评价泡沫沥青冷再生混合料的低温抗裂性,以弯拉应变和破坏应变能作为评价指标,建议泡沫沥青冷再生破坏应变能不少于1 500 J/m2。水泥对泡沫沥青冷再生混合料的影响机理在于加筋、填充和减小了泡沫沥青冷再生混合料内部微孔数量。     

纤维沥青低温性能的试验研究

沥青具有抗拉强度低、温度敏感性差等本质缺陷,而纤维具有高抗拉强度、高模量等优点。在沥青混合料中掺入高抗拉强度的聚合物纤维成为提高沥青混合料使用性能的一种重要手段。鉴于纤维在沥青混合料中所起的作用很大程度通过沥青传递,为进一步评价纤维所起的作用,通过采用测力延度试验来评价纤维长度及掺量对纤维沥青低温性能影响,从而为纤维沥青混合料中纤维的选择提供依据和参考。     

碳纤维沥青混合料路用性能及作用机理研究

在沥青混合料中加入了不同长度和掺量的短切短纤维,研究了碳纤维长度和掺量对沥青混合料动稳定度、低温弯曲性能和冻融劈裂强度比的影响.试验结果表明,碳纤维的掺加都有助于沥青混合料的高温稳定性能的改善,掺加不同长度和掺量的碳纤维的沥青混合料试件的最大弯拉应变都要高于未添加碳纤维的试件;当碳纤维长度为3 mm、碳纤维掺量为1％时...     

纤维增强乳化沥青碎石封层抗裂性能研究

为了研究纤维增强乳化沥青碎石封层的抗裂特性,从纤维掺量、纤维长度、沥青用量等因素和不同类型的封层出发,基于改进车辙试验来分析纤维增强乳化沥青碎石封层对半刚性基层开裂导致的沥青面层开裂的延缓作用,通过正交试验设计,以车轮碾压疲劳作用次数为指标,评价纤维乳化沥青碎石封层在中荷载作用下的抗裂性能。结果表明:影响纤维乳化沥青碎石封层阻裂效果的因素依次为沥青用量、纤维掺量、纤维长度,三者之间最佳组合方案为纤维掺量120g/m~2,纤维长度6cm,乳化沥青用量1.6kg/m~2;通过对稀浆封层、乳化沥青碎石封层、纤维增强乳化沥青碎石封层的对比发现,纤维增强乳化沥青碎石封层在阻止裂缝初裂时的效果不如稀浆封层,但在整个过程中阻裂效果是最好的。     

回收料掺量对温拌再生SMA沥青混合料性能的影响

为了优化出最佳的回收沥青路面材料(RAP)掺量(质量分数),通过室内试验研究了RAP掺量对Sasobit、Evotherm、Aspha-min三种温拌再生SMA沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳耐久性的影响,并将其与普通SMA和热再生SMA沥青混凝土进行了对比。结果表明:基于表面活性剂的温拌技术可使热再生混合料的出料温度降低20~30℃,采用温拌技术可将RAP掺量提高到50%;3种温拌再生SMA沥青混合料的高温稳定性随RAP掺量的增加先升后降,且在RAP掺量为30%~40%时出现峰值,水稳定性、低温抗裂均随RAP掺量的增加而逐渐降低,增大RAP掺量对温再生沥青混合料低应变水平下的疲劳寿命影响不大,但会大幅度降低高应变水平下的疲劳寿命;温拌再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性较热拌再生沥青混合料差,高温稳定性和低应变水平下的疲劳性能优于热拌再生沥青混合料;在相同RAP掺量情况下,Evotherm温拌再生沥青混合料的综合路用性能最优,RAP掺量小于40%时温再生SMA混合料的各项路用性能均满足现行施工规范的要求,推荐用于温拌再生SMA混合料的最大RAP掺量为40%,工程实践中可根据道路所在气候分区特点综合考虑RAP掺量。     

聚酯纤维沥青混合料路用性能研究

为了改善沥青混合料的路用性能,解决沥青路面在服务期限内出现车辙、坑槽、裂缝等早期病害问题,采用掺加不同纤维长度和掺量的高聚合物聚酯纤维到沥青混合料中的方法,研究聚酯纤维对沥青混合料路用性能的影响。结果表明,加入聚酯纤维对沥青路面的高温稳定性、低温抗裂性和抗水害性等路用性能都得到了显著提高,掺量少、长度长和掺量多、长度短的纤维提升路用性能的效果相近。     

玄武岩纤维沥青混凝土优选及疲劳寿命预估

通过熵权法加权的灰靶理论,对6组不同长度、掺量的玄武岩纤维沥青混凝土路用性能进行综合评价分析,得到最优玄武岩纤维长度及掺量;对其最优组进行疲劳试验,以劲度模量及荷载作用次数为参数,建立BP神经网络模型。结果表明:经过玄武岩纤维改性的沥青混凝土其各项路用性能均得到提高,其中掺加0.3%的6 mm玄武岩纤维后,沥青混凝土路用性能综合评价最高;采用BP神经网络模型进行玄武岩纤维沥青混凝土疲劳寿命预测可得到较为准确的结果,最大误差小于1%,相比之下Levenberg-Marquardt训练算法收敛速度较快,泛化能力好,且误差平方和明显低于其他两种算法,最大相对误差为0.064%～0.485%。