基于东北季冻区气候下高黏改性沥青性能研究

基于东北季冻区气候条件下提出合理的高黏改性剂掺量。测试高黏改性沥青指标并计算针入度指数PI值评价改性沥青的感温性能,进行软化点试验和60℃动力黏度试验评价改性沥青的高温性能,进行低温延度(5℃延度)试验和BBR试验评价改性沥青的低温性能。改性剂掺量为12%～13%时各指标均满足要求。BBR试验表明改性剂掺量为13%时改性沥青抵抗永久变形的能力最好,掺量为12%时应力释放能力最强,抗低温开裂能力最好,同时对改性沥青进行PG分级低温分析。推荐东北季冻区高黏改性剂掺量为12%～13%。     

ATH阻燃改性沥青SMA路用性能研究

采用氢氧化铝(ATH)为阻燃剂,研究了ATH掺量对SBS改性沥青的阻燃性能及其SMA混合料路用性能的影响。结果表明:ATH明显提高了SBS改性沥青的阻燃性能,当ATH用量为沥青量的20%时,极限氧指数可达到23.7%。随着ATH用量的增加,SMA混合料的车辙动稳定度明显提高,马歇尔稳定度变化很小,水稳定性略有降低,在ATH掺量不大于沥青量的40%时,混合料的路用性能均可满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求。     

季冻区橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料工厂化生产工艺及性能研究

为了改善季冻区重载交通沥青路面病害突出的问题,通过对橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料性能的系统研究,确定了橡胶粉与SBS适宜的掺配比例,系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能,并将其与SBS改性沥青混合料进行了对比。试验研究结果表明:用于季冻区的橡胶粉与SBS复合改性沥青中,推荐的橡胶粉掺量为18%~22%,SBS适宜的掺量为2%~2.5%,掺加橡胶粉可减少SBS改性剂掺量,橡胶粉/SBS复合改性沥青可大幅改善沥青混合料的高低温性能,其抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料。试验段检测结果表明,橡胶粉与SBS复合改性沥青混合料对于解决季冻区重载交通的车辙和开裂等路面问题病害具有较高的应用价值,采用橡胶粉与SBS复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命。     

季冻区运营公路隧道冻害分析及对策研究

针对季冻区公路隧道在运营过程中发生的衬砌冻害问题,在以往新建隧道以"防"为主研究的基础上,结合季冻区隧道受极端低温、冻融循环作用的特点,提出"冻害原因分析是基础,冻害等级划分是条件,冻害处治措施是核心"的处治对策。研究成果对于指导季冻区隧道冻害处治的设计和施工、降低冻害处治的盲目性、提高冻害处治的精准度、确保冻害处治效果等方面具有重要意义。     

季冻区结构物混凝土耐久性评价分析

针对水泥混凝土结构物的服务环境、使用特点,系统总结了水泥混凝土的耐久性评价体系,对季冻区水泥混凝土耐久性环境进行分析,提出高纬度季冻区水泥混凝土抗冻性能评价方法及指标、抗盐冻指标与评价方法及耐久性综合评价体系。     

季冻区隧道冻害机理及整治研究分析

对于季节冻土区也可称为季冻区,此类区域具有较广的分布范围特征,并且体现为特殊的区域地质状况。在季冻区如果需要修建隧道结构,则应当做到充分关注隧道结构产生冻害的潜在安全风险。这是由于,季冻区本身具有较大的季节温差特征,进而导致存在较大的隧道冻害产生隐患。隧道冻害一旦发生,则会造成隧道内部的车辆通行受到明显的干扰,并且还可能造成车辆通行事故。在此前提下,目前针对季冻区的隧道结构需要明确产生隧道冻害的基本原理,结合隧道冻害成因来探索整治隧道冻害的实践举措。     

阻燃SBS改性沥青的制备及性能

研究了SBS对沥青的燃烧性能及复合阻燃剂对SBS改性沥青的阻燃性能与物理性能的影响,并通过动态剪切流变仪和DSC-TG试验对阻燃SBS改性沥青的流变性能和阻燃机理进行了分析。试验结果表明:SBS的加入使基质沥青的氧指数降低;复合阻燃剂可显著提高SBS改性沥青的阻燃性能,并可提高改性沥青的车辙因子和热储存稳定性;当添加的阻燃剂与基质沥青的质量比为10%时,改性沥青可成为自熄性材料,并具有较好的物理性能;复合阻燃剂的加入可提高改性沥青的热分解温度和开始燃烧温度。     

季冻区路基土的能量损伤演化模型研究

依托辽宁阜新某公路路基土样,进行冻融循环试验及三轴压缩试验,分析不同含水率、围压、冻融次数下的弹性能变化规律;基于能量衰减定律,建立能量损伤演化模型,探索季冻区路基土的损伤规律。结果表明：含水率较高时试件应变与弹性能正相关,弹性能随冻融次数和含水率的增加而平顺,含水率较小时弹性能迅速升高出现峰值,然后逐渐减小最后趋于平稳;在围压加持下,随着应变的增加弹性能整体呈现先增大至峰值点后减小并趋于稳定的变化趋势,曲线相同应变位置的弹性能值随围压的增大而增大;能量损伤演化模型曲线与试验曲线吻合度较高,为季冻区冻土路基灾害防治提供了理论依据。     

季冻区运营公路隧道冻害监测预警技术研究

以吉林省板石岭隧道为依托,考虑季冻区运营隧道冻害产生机理,全方位监测隧道衬砌、围岩、排水沟等冻害易产生部位水和温度的信息,将工业控制、物联网技术、检测技术与土木工程相结合,从硬件建设、数据采集、远程传输、数据管理等4个方面入手,建立季冻区运营公路隧道冻害监测预警系统,实现了远程实时监测隧道内水和温度信息.利用数据库将信...     

新型无卤阻燃沥青的开发与性能试验

通过向SBS改性沥青中添加无卤阻燃剂的方法开发了新型无卤阻燃沥青，并对SBS改性沥青和新型无卤阻燃沥青进行了胶结料和混合料的性能试验。对SBS改性沥青及阻燃沥青胶结料针入度试验、软化点试验、弹性恢复试验及氧指数试验进行了分析，结果表明阻燃沥青胶结料的针入度、软化点及弹性恢复性能与SBS改性沥青相比变化不大，而氧指数得到了较大的提高，较好地改进了阻燃性能。对SBS改性沥青及阻燃沥青混合料进行了车辙试验、小梁弯曲试验、水稳定性试验及疲劳试验，结果表明新型无卤阻燃沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性能和抗疲劳性能与SBS改性沥青混合料相比变化不大，仍然具有较好的路用性能。因此，该无卤阻燃沥青是一种比较理想的阻燃沥青。     

沥青路面使用性能综合评价指标研究

分析了在沥青路面使用性能综合评价中常用的向量指标形式和单一指标形式各自的特点和适应条件,针对规范中计算综合评价指标PQI时,对4大单项指标赋值方法的不足,利用加权最小二乘法,对4大单项指标进行百分赋值,然后直接加权计算PQI。使得路面使用性能综合评价指标PQI的计算更为科学和贴近路面本身实际状况。     

BRA与SBR复合改性沥青及其混合料技术性能研究

为了弥补BRA改性沥青低温抗裂性能方面的技术缺陷,提出采用SBR与BRA复配方案对其进行改善。通过对不同BRA掺量下的BRA与SBR复合改性沥青流变特性,以及复合改性沥青混合料路用性能研究,结果表明,BRA掺量在10%~15%时,复合改性沥青混合料综合路用性能最佳,BRA与SBR复合改性沥青混合料的各项路用性能可达到甚至超过了SBS改性沥青混合料。     

木质素与橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验分别研究了掺加木质素纤维前后橡胶粉改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,橡胶沥青混合料具有较好的高温稳定性,而水稳定性和低温抗裂性略有不足,通过木质素与橡胶粉复配可以提高橡胶沥青混合料的综合路用性能。最后结合工程的经济性和复合改性沥青混合料的综合路用性能,推荐了复合改性沥青混合料的最佳木质素掺量。     

SBS改性沥青及Bonifiber纤维对混合料性能影响的试验比较分析

运用试验对比分析SBS改性沥青及Bonifiber纤维对沥青混合料路用性能的影响。首先对SBS改性沥青、70~#普通沥青的性能进行对比检测,采用35、50、60℃下的动态剪切试验并以车辙因子G~*/sinδ评价沥青的抗永久变形能力。进行了70~#沥青混合料、SBS改性沥青混合料、掺加纤维的70~#沥青混合料和掺加纤维的SBS改性沥青混合料的路用性能对比试验。研究结果表明,SBS改性沥青的车辙因子远高于70~#沥青胶结料,应用SBS改性沥青和博尼维纤维,可以提高混合料的高温抗车辙能力、水稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和抗老化性能,SBS改性沥青的改善效果优于博尼维纤维,而综合改性的沥青混合料性能最好,从经济角度看,博尼维纤维具有良好的推广价值。     

硅藻土与橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

采用了APA汉堡车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验以及小梁疲劳试验,研究了硅藻土与橡胶粉复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,在18％橡胶粉掺量下,随着硅藻土掺量的增加,复合改性沥青混合料的高温稳定性增强,水稳定性、低温抗裂性以及疲劳性能提高,且18％橡胶粉＋1l％硅藻土复合后其综合路用性能与4．5％SBS改性沥青混合料相差不大。结合路用性能试验结果,最终推荐了橡胶粉与硅藻土的最佳掺配比例。     

橡胶沥青性能试验及影响因素分析

针对橡胶沥青的路用性能及其影响因素,通过室内试验研究了胶粉类型、胶粉掺量、基质沥青类型、拌和温度等对橡胶沥青高温、低温和抗老化性能等的影响。试验结果表明：添加胶粉后,沥青的高温、低温及抗疲劳性能均有不同程度的改善。其中,20目胶粉改性沥青的高温性能优于40目和360目胶粉改性沥青,三者低温以及抗疲劳性能比较接近;对于中海油（泰州）AH-70基质沥青而言,当采用20目货车轮胎胶粉改性时,最佳掺量为16％～18％．     

PVP修饰石墨烯复合SBS改性沥青及其混合料性能研究

针对传统石墨烯存在成本高、与基质沥青相容性和分散性差的问题,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对石墨烯进行处理,基于针入度分级体系、PG分级体系与黏度分级体系指标,评价研究PVP修饰石墨烯(PVP-G)复合SBS改性沥青的常规针入度指标性能、流变特性、黏度特性,优化了适宜的PVP-G掺配比例。在此基础上,采用3大路用性能试验、浸水APA试验、SCB弯拉疲劳试验与室内MMLS1/3试验,探讨了PVP-G/SBS复合改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与长期稳定性能。结果表明,添加PVP-G改善了SBS改性沥青高温、低温和抗老化特性,增强了沥青胶结料的弹性恢复性能与抗变形性能,改善了低温抗断裂性能与应力释放性能。1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗永久变形性能、抗疲劳性能和抗水损害性能。在高温长期荷载及高温浸水综合作用下,1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料比5%SBS改性沥青混合料表现出了更优异的抗永久变形能力与耐久性。     

硫磺改性沥青混合料性能及其应用研究

为改善沥青的高温性能,减小沥青路面车辙,提出了用SEAM改性沥青的新方法。为证明SEAM改性沥青混合料在车辆荷载和气候作用下的性能变化,通过室内试验,研究了SEAM改性沥青混合料的马歇尔性能指标、高温、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能及影响其性能的因素。现场验证了SEAM改性沥青混合料路面的性能、使用效果和经济性。室内试验结果表明,当SEAM掺量大于20％以后,SEAM改性沥青混合料具有较好的抗车辙性能和抗疲劳性能。与普通沥青混合料路面相比,SEAM改性沥青混合料路面施工工艺和程序与普通沥青混合料相同,但在性能上SEAM改性沥青混合料好于普通沥青混合料,并可以节约一定的工程费用。基于SEAM改性沥青混合料在高温条件下的良好路用技术性能,得出了SEAM改性沥青混合料可以作为气候炎热地区沥青路面设计的一个方案选择的结论。     

SBS改性和博尼维纤维加强沥青混合料路用性能试验研究

采用了SBS改性和博尼维纤维加强沥青混合料两种措施,制作了普通密级配沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土、普通沥青混凝土掺加纤维及SBS改性沥青混凝土掺加纤维等4种沥青混合料。通过室内对这4种沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、抗老化性及水稳定性的测定,对改性沥青及纤维加强的效果与路用性能指标进行了全面的试验研究,得出了SBS改性沥青及纤维加强的作用效果。