集料粉尘对环氧沥青混合料强度及疲劳性能影响研究

为评价集料所含粉尘对环氧沥青混合料强度及疲劳性能的影响,选取辉绿岩、玄武岩、花岗岩3种集料所含粉尘,与两种矿粉对比,测试矿粉和粉尘的粒度及微观形貌;试验评价不同填料对环氧沥青胶浆拉伸强度的影响,以及填料对环氧沥青混合料强度及疲劳性能的影响;并利用SEM观察刻蚀前后环氧沥青胶浆断面的微观形貌,分析其影响机理。不同填料试验结果表明,3种粉尘粒径较小、颗粒形状不规则;填料岩性对环氧沥青胶浆拉伸强度影响不显著;粉料胶浆比矿粉胶浆拉伸强度平均提高20%;较细粉料比矿粉填料的环氧沥青混合料马歇尔稳定度平均提高约70%;更小粒径的粉料能增强环氧沥青胶浆拉伸强度,并显著提高环氧沥青混合料强度和疲劳性能。     

再生剂对乳化沥青重复冷再生混合料特性的影响

为研究乳化沥青重复老化冷再生混合料结构特性,掌握沥青老化程度对路用性能的影响规律,利用基本性能试验、劈裂强度试验、动态加载疲劳试验及水稳定性试验对掺加不同再生剂的混合料体积参数和性能指标进行分析。结果显示,再生剂能显著改善混合料的力学性能、抗水损害能力和抗疲劳特性,提高重复老化再生混合料的劈裂强度和劈裂最大荷载,降低混合料的空隙率和RAP料重复老化对混合料劈裂强度的劣化作用;随着应力比的增加,再生混合料的荷载呈线性增加趋势,疲劳作用次数呈指数函数下降趋势,且再生剂对混合料疲劳作用次数的改善效果逐渐降低,对疲劳破坏荷载的改善效果无显著变化。     

矿粉掺量对紫外光老化后沥青物理性能和化学组成的影响

为了研究矿粉掺量对沥青抗紫外光老化性能的影响,对不同粉胶比下的基质沥青与改性沥青胶浆进行紫外光老化前后相关性能研究。结果表明:适量矿粉的掺入可以提高沥青的抗紫外光老化能力,改性沥青胶浆抗紫外光老化能力优于基质沥青胶浆;通过饱和分含量的变化可以评价改性沥青胶浆中SBS改性剂的裂解程度;强紫外光地区基质沥青胶浆的合理粉胶比为1.0~1.2,改性沥青胶浆的合理粉胶比为0.8~1.0。     

沥青稳定基层混合料正交试验研究

针对路面基层竖向受压、层底受拉的特点,采用正交试验方法,综合考虑矿料的骨架作用、沥青用量、矿粉用量,以抗压强度（２０℃）、劈裂强度（０℃）、劈裂模量（０℃）作为评价指标,进行沥青稳定基层混合料设计研究。研究结果表明：通过调整沥青混合料内部组、细集料的比例,采用合适的矿粉用量,选取适当的粉胶比等措施,可以使混合料的力学性能更优。     

基于真三轴试验的沥青混合料强度影响因素分析

真三轴试验能比较真实地模拟沥青混合料在路面内部所处的实际受力状态。该文对不同沥青混合料开展了低温真三轴抗压强度试验,对比了不同沥青胶结料类型、级配、矿粉类型和粉胶比下沥青混合料的真三轴强度。研究结果表明:SBS改性沥青对混合料强度的增强作用不明显,却能增加其抗变形能力;级配对沥青混合料强度有显著影响:随着级配变粗,沥青混合料破坏应力增大,破坏应变减小;矿粉对混合料强度影响较大,加入适当性质的矿粉能显著提高沥青混合料的强度;沥青混合料三轴抗压强度随粉胶比的增大而增大。     

纤维沥青胶浆的性能研究

针对纤维、纤维种类及纤维与矿粉的交互作用对纤维沥青胶浆性能的复杂影响,采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对纤维、矿粉和沥青三者组成的纤维沥青胶浆的高、低温性能进行研究,分析粉胶比和纤维用量变化对纤维沥青胶浆性能的影响.结果表明,提高粉胶比、增加纤维用量使沥青胶浆的高温性能改善,但会使低温性能有所降低;不同种类的纤维对纤维沥青胶浆的高‘、低温性能的影响不同;矿粉和纤维两种材料具有不同的作用机理,采用纤维取代部分矿粉或选取合适的纤维可取得沥青混合料高、低温性能均改善的效果,是解决沥青混合料高、低温性能难以兼顾的有效途径;综合考虑高低温性能,提出沥青混合料中合理地粉胶比,为沥青混合料设计提供理论依据.     

沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响

为了研究沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响,采用简单性能试验(SPT)对矿粉、添加剂和沥青三者组成的沥青胶浆进行研究,分析了粉胶比、纤维和水泥用量变化对沥青混合料粘弹性的影响。结果表明,粉胶比、纤维和水泥对沥青混合料粘弹性的影响程度不同,但沥青胶浆中添加适量的纤维、水泥后均可以提高混合料的抗高温变形性能。随着加入纤维量的增加,沥青混合料动态模量减小,而粘性增大;在胶浆中加入水泥对提高混合料粘弹性的效果不明显。另外,混合料动态模量随粉胶比的减少,先增大后减小,相位角逐渐增大。因此,在混合料设计时应注意对胶浆构成的比例,以达到改善沥青混合料粘弹性的目的。     

海鲜贝壳粉对沥青及其混合料路用性能的影响

目前海鲜贝壳类材料总量逐年增长,将其应用于沥青路面,可减少其堆积量。通过等体积替代矿粉,对比研究花甲壳粉、生蚝壳粉(粒径小于0.075 mm)对沥青及沥青混合料路用性能的影响规律。试验结果表明：海鲜贝壳粉替代矿粉应用于沥青路面工程是可行的,但由于化学组成不同,不同海鲜贝壳粉对沥青及沥青混合料性能的影响均存在差异。与矿粉相比,花甲壳粉、生蚝壳粉的掺入均会导致沥青胶浆的软化点升高、针入度降低,花甲壳粉沥青胶浆的温度敏感性明显高于生蚝壳粉沥青胶浆;生蚝壳粉沥青混合料的高温性能和水稳定性优于花甲壳粉沥青混合料,但低温性能较差。     

具有长期使用性能的沥青砂浆配合比设计方法

由沥青与矿粉组成沥青胶浆,沥青胶浆与细集料组成沥青砂浆,为了研究沥青混合料中沥青与矿粉比例、细集料级配、沥青砂浆的配比对混合料路用性能的影响,以路用性能(抗开裂、水稳定性、抗车辙)为指标,在单因素试验的基础上,采用正交试验方法确定了沥青砂浆材料组成的多水平试验方案,并应用极差分析法和方差分析法进行数据分析。结果表明,矿粉与沥青的比例对指标作用高度显著,沥青胶浆与细集料的配比对指标作用显著,而细集料的配比对指标作用不显著。     

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%。     

木焦油基再生沥青混合料耐久性能研究

为探究木焦油基再生沥青混合料的耐久性能,采用老化试验、四点弯曲疲劳试验和冻融劈裂试验对基质沥青混合料、木焦油基再生沥青混合料和RA-102再生沥青混合料的疲劳耐久性、冻融循环耐久性和老化耐久性进行试验研究。研究结果表明:木焦油基再生剂有利于减缓疲劳应力、冻融循环和老化作用对沥青混合料性能的劣化作用;木焦油基再生沥青混合料具有良好的疲劳耐久性、冻融循环耐久性和老化耐久性,其水稳定性能优越,可有效延长道路使用寿命;木焦油与生物质纤维的协同作用可有效缓和沥青与集料间的黏附失效,提高混合料的力学强度和抗渗性能,从而提高混合料的耐久性。     

水泥乳化沥青再生水泥稳定碎石基层材料研究

采用水泥和乳化沥青再生水泥稳定碎石回收材料,通过马歇尔击实法确定了再生混合料的最佳外加水量和最佳乳化沥青用量,测试了不同水泥用量下再生混合料高温养生后的劈裂强度、浸水劈裂强度比、冻融劈裂强度比,以及混合料不同龄期的劈裂强度和抗压强度.试验结果表明,水泥和沥青同时影响再生混合料的强度,随着水泥用量增大,再生混合料的最终劈裂强度增加,水稳定性增强,7d劈裂强度和抗压强度增长速度加快.再生混合料中的最优水泥用量需要综合考虑乳化沥青再生混合料设计标准和无机胶凝材料再生混合料设计标准来确定,本文推荐最佳水泥用量取2.5％左右.     

基于沥青胶浆试验研究低标号沥青混合料设计原则

采用流变学试验方法研究低标号沥青胶浆试验的路用性能指标变化规律,然后结合沥青混合料的路用性能试验的验证,得出低标号沥青配合比设计的指导原则.研究表明,沥青胶浆的高温性能试验中,粉油比增大,车辙因子不断提高,沥青标号降低,车辙因子增大,这一试验规律可映射到沥青混合料试验中.但对于低温性能而言,沥青胶浆试验中的粉油比映射的是沥青混合料中石油比(集料与沥青的比例)的概念,粉油比越大,沥青用量越少,沥青胶浆的低温性能越差.因此,低标号沥青混合料的设计原则是:在保持较高的粉油比不变的条件下,提高混合料中的沥青及其沥青胶浆的用量,单纯强调减少沥青用量抵抗高温车辙的做法是不足取的,建议在低标号沥青混合料配合比设计中限定最小沥青用量.     

沥青胶浆路用性能研究

通过沥青胶浆试验,研究不同粉胶比、不同基质沥青制作的沥青胶浆的高低温性能变化规律。通过研究得出:在沥青混合料设计时,提高粉胶比可以显著提高沥青混合料的高温稳定性,降低粉胶比可以提高沥青混合料的低温抗裂性,采用合理的粉胶比,则可以保证沥青混合料高温性能与低温性能的平衡。随着沥青标号的增大,沥青的高低温性能受粉胶比的影响越大。     

几种矿粉指标与沥青胶浆的关联分析

由矿粉和沥青组成的沥青胶浆是沥青混合料最重要的一种组成部分。虽然矿粉的用量在沥青混合料中所占的比重并不大,但在工程实践中经常会因为矿粉种类的改变而导致沥青混合料的路用性能产生很大的变化。本文采用灰色关联分析的方法,针对沥青胶浆的高、低温宏观性能与矿粉几种不同指标的关联度进行分析,得出这几种不同指标对沥青胶浆影响程度的大小关系。在评价沥青胶浆宏观路用性能时,用车辙因子表征胶浆的高温性能,粘度来表征低温性能。从而得出:在矿粉的这几种不同指标中,平均粒径对沥青胶浆的路用性能影响最大,密度其次,随后是0 02mm以下的颗粒含量和矿物组成,影响程度最小的是比表面积。这对于研究和改善沥青胶浆乃至沥青混合料的路用性能具有重要的指导作用。     

抗车辙剂对含再生粗集料沥青混合料性能影响研究

采用再生集料替代沥青混合料中的天然集料具有巨大的经济潜力和环保优势,但其中的低强度水泥砂浆和砖块成分较天然集料更易在荷载作用下出现破坏,导致沥青混合料性能出现衰减,因此亟需探究改善含有再生集料沥青混合料性能的方法及其对沥青混合料性能的影响规律。该文选用富含聚乙烯PE的抗车辙剂,通过马歇尔配合比试验,分析不同抗车辙剂用量对再生集料沥青混合料的马歇尔力学指标、体积参数和沥青用量的影响;而后进一步探究抗车辙剂对再生集料沥青混合料的动稳定度、低温弯拉应变、冻融劈裂强度比和疲劳寿命的影响规律。试验结果表明:(1)砖块成分对再生集料沥青混合料的马歇尔性能具有明显的负面影响,应在再生集料中控制其含量;(2)富含PE抗车辙剂对提高再生集料沥青混合料的高温抗变形效果显著,同时也能在一定程度上改善再生集料沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能,具有良好的应用前景。     

高灰分岩沥青改性沥青混合料路用性能及其作用机理研究

为研究高灰分岩沥青(BRA)改性沥青混合料的路用性能,考虑到BRA中灰分对矿粉的替代作用,在粉胶比1. 2的条件下,制备了不同BRA替换比例的AC-25型沥青混合料进行路用性能试验。结果表明,随BRA替换比例的增大,混合料的高温性能、水稳性能显著提高,低温抗裂性能提升幅度较小,BRA的最佳替换比例为75%。采用扫描电镜(SEM)和荧光显微镜分析BRA改性机理。结果表明,BRA对沥青胶浆的界面起到修饰作用,改善沥青胶浆的热储存稳定性,增加沥青胶浆与集料之间的粘附性。     

抗剥落剂和纤维对热(温)再生沥青混合料水稳定性及抗裂性能的影响

为了改善高RAP掺量热再生和温再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳耐久性,基于沥青表面能测试和黏附功计算,研究了老化沥青、温拌剂、纤维、抗剥落剂对沥青-集料黏结强度的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融循环试验和四分点加载疲劳试验研究了纤维和抗剥落剂对热再生混合料路用性能和抗疲劳耐久性的影响,并揭示了纤维和抗剥落剂对热再生混合料水稳定性和低温抗裂性能的影响机理。研究结果表明,导致热再生和温拌再生水稳定性较低的原因是沥青老化后表面能的降低,掺加温拌剂降低了沥青的表面能,降低了沥青-集料界面的黏结强度;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂可显著改善沥青表面能、增大沥青与集料之间的粘附功,提高沥青与集料之间的粘附性;将抗剥落剂与纤维复配可显著改善热(温)再生沥青混合料的低温性能,纤维与抗剥落剂不仅显著提高了热(温)再生混合料的劈裂强度和水稳定性,也延缓了冻融循环作用下热(温)再生混合料劈裂强度的衰变历程;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂均可显著改善热(温)再生混合料的弯曲劲度模量和抗疲劳寿命,,纤维与抗剥落剂复合改性热再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,建议优先采用玄武岩与抗剥落剂复配方案来改善高RAP掺量热(温)再生混合料的耐候性。     

紫外光老化下沥青胶浆材料性能评价研究

紫外光老化是我国西部地区各等级公路沥青路面老化形式之一,影响着沥青路面路用性能和使用寿命。沥青混凝土路面是由沥青胶浆和骨架结构的矿料组成,其中沥青胶浆的性能对沥青混合料耐久性起着决定性的作用。因此,研究了紫外光老化下沥青胶浆的流变性能,得出填料掺量对沥青胶浆紫外光老化程度影响较大;紫外光老化对沥青胶浆的抗疲劳性能影响最为显著;基质沥青胶浆粉胶比F/A为1.1~1.2,改性沥青胶浆粉胶比F/A为0.9~1.1,材料性能受紫外光影响程度最小。     

厂拌热再生沥青混合料目标配合比设计

厂拌热再生沥青混合料是一种由新旧集料、新旧沥青、矿粉及外加剂组成的多相混合物,材料组成的差异导致再生沥青混合料在配合比设计与新拌沥青混合料有较大区别。为了改善再生沥青混合料性能,基于马歇尔试验方法和美国沥青协会维姆混合料设计方法,结合工程实践经验,以体积参数和马歇尔试验参数为配合比设计的主要指标,并通过劈裂试验、冻融劈裂试验以及浸水马歇尔试验验证目标配合比低温抗裂性和水稳定性。