不同类型高黏剂多孔沥青混合料路用性能对比

多孔沥青路面的大空隙特征使其承受更加严峻的老化作用,尤其对抗飞散和抗开裂性能的要求更加严格,所以采用两种类型高黏剂进行改性。其中一种在生产过程中掺加了偶联剂。为了对比两种类型高黏剂的效果,首先测试了多孔沥青混合料的常规路用性能。此外将新拌多孔沥青混合料置于烘箱中保温模拟运输过程中的短期老化现象,并基于飞散试验推荐了保温时间。最后对两种类型高黏剂的多孔沥青混合料经短期老化和长期老化后飞散损失和破坏应变进行了对比。试验结果表明:多孔沥青混合料的飞散损失随保温时间延长而不断增大,在保温5～6h后增幅明显变快,推荐180℃保温5h作为模拟运输过程中短期老化的试验条件;在高黏剂中掺加偶联剂,改善了多孔沥青混合料的各项路用性能指标,尤其是抗老化性能。     

不同沥青胶结料开级配抗滑排水表层的性能对比研究

开级配抗滑排水表层是一种兼具抗滑、排水、降噪的多孔功能性路面,通过配合比设计、混合料性能试验来比较分析路用环氧沥青、韩国SK高黏沥青以及日本TPS高黏沥青三种不同胶结料抗滑排水表层的路面性能差异。试验结果表明路用环氧沥青OGFC-13高温稳定性、水稳定性方面明显优于韩国高黏沥青OGFC-13以及日本高黏沥青PAC-13,但韩国高黏沥青OGFC-13以及日本高黏沥青PAC-13在低温性能和抗冲击性能方面略优于路用环氧沥青OGFC-13。     

盐溶液与高温耦合作用下沥青混合料性能衰变规律及防治措施

为准确评价盐-湿-热循环作用对沿海含盐高湿区沥青混合料路用性能和疲劳性能的损伤规律,针对沿海高温多雨地区沥青路面在荷载、高温、海盐水冻融循环作用下剩余弯拉强度和疲劳寿命进行研究,制定了适宜的盐-湿-热循环试验方案,分析给出了盐-湿-热循环作用下沥青混合料路用性能、疲劳性能的损失率计算模型。进而对比分析了硅藻土、岩沥青、木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维、抗剥落剂ARM、消石灰对含盐高湿环境沥青混凝土路用性能和疲劳性能的改善效果。试验结果表明:在盐-湿-热循环过程中沥青混合料的车辙试验动稳定度、弯曲应变、弯拉强度、疲劳寿命能衰变规律符合logistics生长曲线模型。沥青混合料各项路用性能、力学性能、抗疲劳性能劣化程度随着盐溶液浓度增大而增大,当盐溶液溶度超过10%后,继续增大盐溶液浓度沥青混合料性能劣化速率减小;前20次盐-湿-热循环作用下沥青混合料路用性能衰变劣化程度较为明显,继续增大盐-湿-热循环次数后沥青混合料高低温和水稳定性能劣化速率减小,可采用10%盐溶液浓度和盐-湿-热循环20次来模拟盐-湿-热侵蚀环境对沥青路面的负面影响;纤维类添加剂对含盐高湿环境沥青混合料抗疲劳性能、低温性能及高温性能改善效果最优,硅藻土对沥青混合料水稳定性改善效果最好,抗剥落剂和消石灰对沥青混合料在盐-湿-热循环作用后路用性能改善效果最差,建议在沿海含盐高湿地区优先采用玄武岩纤维来提高沥青混合料的水稳定性和抗疲劳耐久性能。     

加筋桩承式路堤的三维土拱效应分析与试验验证

为真实反映加筋桩承式路堤的土拱效应,采用三维球形土拱假设,建立了一种路堤荷载和均布荷载共同作用下的土拱效应分析方法。基于Hewlett土拱分析方法推导了无加筋体时路堤荷载和均布荷载作用下的桩土荷载分担表达式;对于加筋桩承式路堤,依据桩帽顶部加筋体沉降的特征,将加筋桩承式路堤分为2个部分,采用不同的沉降假设分别建立其竖向平衡方程,求得桩帽顶面和桩间土表面对加筋体的支撑力;通过离心模型试验和现场实测结果进行对比验证,采用参数分析法对影响土拱效应的主要因素进行等级评价。结果表明：加筋体抗拉强度对桩土应力比以及加筋体拉力均具有很高的影响等级,研究结果能够为分区域铺设加筋体提供理论依据。     

温拌透水沥青混合料性能研究

研究了不同温度下表面活性温拌剂对透水沥青混合料性能的影响规律以及温拌剂对沥青胶结料黏温特性和基本性能的影响;分析了温拌透水沥青混合料的体积特性;研究了温拌透水沥青混合料的关键路用性能,包括高温性能、水稳定性以及抗飞散性,并对其进行了效益分析。研究结果表明,表面活性温拌剂对高黏沥青的性能影响不大,但可以显著改善透水沥青混合料在较低温度下成型的体积特性和路用性能,并能有效地降低施工温度,降温幅度达30℃,最佳掺量为0.6%。温拌透水沥青混合料的综合效益更高。     

动载下桩承式路堤中平面土拱形态演化的数值模拟

精确的静、动力土拱形态是建立桩承式路堤中相应的土拱效应计算模型的基础。为研究交通动载下桩承式路堤中既有土拱形态的演化,基于典型单元体建立了二维土拱静、动力分析的弹塑性有限元模型,模型中无黏性路堤填土采用摩尔-库伦弹塑性模型,交通循环荷载采用简单的正弦波来模拟。针对不同高度的无筋桩承式路堤,考虑路堤荷载和后续的交通循环动力荷载的连续作用,计算出桩间土上方路堤中的竖向应力分布曲线。据此确定出相应的静力土拱和动力土拱的形态曲线,用于分析动力荷载对既有土拱形态的影响。最后,通过参数分析研究了主要因素对动力土拱形态的影响。结果表明:动应力在基底面并不均布,桩帽上承担了大部分的交通动载,路堤中存在动力土拱;路堤荷载下静力土拱的形态为半个椭圆,交通动载作用下动力土拱的形态仍是半个椭圆,循环动载的作用使静力土拱的高度降低,跨度增大;路堤越高,静力土拱高度降低的幅度越小,静、动力土拱的拱脚都落在桩帽上;动力土拱的高度随路堤高度的增加先增加后稳定不变,随动载作用周期的增加先减小后稳定不变;行车车速和路堤填料内摩擦角的变化对动力土拱形态曲线的影响很小。     

本期导读

正选择降黏型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Aspha-min分别加入到基质沥青和SBS改性沥青中,通过针入度、软化点、延度及黏度试验,研究对比这两类温拌剂对沥青感温性能、高低温性能及黏滞性的影响……不同温拌剂对沥青路用性能的影响(马峰等,P1)以高黏沥青为胶结料,以橡胶颗粒代替部分细集料,基于断级配沥青混合料设计理论与方法,设计了复合功能型融冰降噪沥青混合料,并结合实体工程开展了试验段实施……融冰降噪复合功能型混合料在桥面沥青铺装工程中的应用研究(宣有金等,P8)     

沥青热再生剂路用性能的试验分析

介绍一种新型再生剂对老化沥青的性能改善作用及对再生沥青混合料路用性能的影响,包括:再生沥青的抗老化性能,再生沥青混合料的高温稳定性,低温抗裂性,水稳定性以及耐久性能等。试验结果表明,控制旧料掺配比例在一定范围的情况下,再生剂能有效地改善再生沥青混合料的路用性能。     

桩承加筋路堤中褥垫层对桩土应力调整的影响分析

桩承加筋路堤中褥垫层对桩土应力的调整起了十分关键的作用。桩土应力比是桩土应力调整结果的直接表现,而路堤土拱效应以及褥垫层刚性承台效应对荷载调整作用正是桩土应力调整过程的体现。利用有限元对路堤荷载下PCC单桩以及加固范围内的土体进行了数值模拟。通过分析认为,褥垫层对桩土应力调整的过程和结果均会产生影响,随着褥垫层模量、厚度、粘聚力以及内摩擦角的增加,土拱效应虽会遭到削弱,但褥垫层刚性承台作用明显增强,最终导致更多的荷载转移到桩体上,桩土应力比增加。通过总结认为,改善褥垫层性质,加强其对桩顶局部压入作用的限制是保证桩体承担较多荷载的关键。     

改善花岗岩沥青混合料性能措施试验研究

采取掺入抗剥落剂、掺入消石灰、用石灰岩石屑代替花岗岩石屑等单一或综合的措施,进行了各种措施下沥青混合料性能指标的室内试验,研究了不同措施对花岗岩沥青混合料路用性能的改善效果。试验结果表明:(1)不同措施的改善效果不同,抗剥落剂对提高水稳定性、低温抗裂性较为有利,而消石灰对提高强度特性、高温稳定性较为有利。当同时掺抗剥落剂与消石灰时,花岗岩混合料的以上4种性能均会得到更明显的改善。(2)用石灰岩石屑代替花岗岩石屑再掺入外加剂的措施会进一步提高花岗岩沥青混合料的强度特性、水稳定性、高温稳定性与低温抗荷载破坏能力,但对低温抗收缩性能的改善不及同时掺入消石灰与抗剥落剂的效果好。     

考虑土拱效应的双向增强复合地基沉降计算

深入分析路堤中心线一个桩中心距范围内路堤填土—加筋垫层—复合地基的相互作用,借助"自然平衡拱"理论分析路堤填土中的土拱效应,将双向增强复合地基中的桩、桩间土视为不同刚度的弹簧体系,土工加筋垫层视为置于弹性地基上的Timoshenko梁,梁上作用经土拱效应调整的路堤荷载,梁下作用桩、桩间土提供的竖向反力,基于弹性地基梁理论提出了考虑土拱作用的双向增强复合地基的沉降计算新方法,结合工程实例验证了本文沉降计算方法的可行性。     

沥青混合料永久变形黏弹性力学模型通用性研究

为了拓展沥青混合料永久变形黏弹性力学模型的适用宽度,满足不同温度区间和应力水平的要求,实现在全温域条件下沥青混合料永久变形预估,对6种典型沥青混合料进行了三轴重复荷载蠕变试验,研究不同温度和不同应力水平下的永久变形规律;构建了考虑行车荷载存在间隙期的重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型;建立了温度、偏应力与重复荷载作用下沥青混合料黏弹性力学模型参数关系方程并进行了修正。研究结果表明:沥青混合料在低温、中温、高温不同阶段表现出不同的永久变形特性,从全温域角度考虑沥青混合料永久变形发展规律更加符合实际状况;温度、轴载大小和荷载作用次数对沥青混合料的永久变形均有着较大的影响,且三者存在着等效关系;重复荷载作用下沥青混合料永久变形黏弹性力学模型参数拟合及参数与温度、偏应力的关系方程拟合的效果良好,均大于90%以上,提高了沥青混合料永久变形黏弹性力学模型的通用性。同时,确定了不同温度的平均修正系数,使永久应变计算结果更加准确。     

聚酯纤维复合改性沥青混合料路用性能研究

为了研究聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配下沥青混合料的路用性能,分析了聚酯纤维掺量变化对沥青混合料路用性能的影响,从而确定出聚酯纤维的最佳掺量,且优化了硅藻土的掺量。通过与基质沥青、SBS改性沥青混合料路用性能的对比得出:聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配,其各项路用性能相较于基质沥青混合料均有大幅度提高;相比于SBS改性沥青混合料,其高温稳定性、水稳定性以及抗疲劳性改善效果明显,但两者的低温抗裂性能差异性不大。     

高掺配率AC-13型温拌再生沥青混合料组成设计与路用性能评价

温拌再生沥青混合料技术兼具热再生技术和温拌技术的特点,实现了节能减排与废物利用的结合。相关研究表明:在无其他性能改善措施的条件下,旧料掺量为30%以上的温拌再生沥青混合料的低温稳定性和水稳定性不能达到规范要求。因此,该文基于纤维对沥青混合料性能的改善作用,通过添加温拌剂、纤维和提高沥青用量的方法,对掺加40%、50%比率旧料的AC-13温拌再生沥青混合料进行组成设计与路用性能检验,评价纤维对高旧料掺配率温拌再生沥青混合料的性能改善效果。结果表明:该方法可以有效提高温拌再生沥青混合料的低温和水稳定性路用性能,并满足规范要求。     

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。     

PCF抗车辙剂改性沥青混合料性能评价与蠕变特性研究

以PR抗车辙剂为对照,对PCF改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性进行试验研究。利用单轴静态蠕变试验对掺加不同抗车辙剂沥青混合料的蠕变特性进行分析,通过Burgers模型对混合料的蠕变曲线进行非线性拟合,进而得到混合料的黏弹性参数,并以此结合有限差分法建立了较为可靠的单轴静态蠕变试验模型。     

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。     

不同降黏剂对温拌超薄磨耗层性能影响

超薄磨耗层是公路预防性养护最有效的技术手段之一,热拌超薄磨耗层混合料由于生产施工温度较高,不仅会造成资源浪费,还会使混合料老化严重、性能下降。通过在高黏沥青中添加降黏剂可有效降低沥青高温条件下的黏度,从而降低拌和温度。研究表明,Sasobit、聚乙烯蜡和SZ能有效降低沥青的黏度,以1 000mPa·s为基准黏度情况下能降低拌和温度约15℃,磨耗层混合料性能测试结果表明添加Sasobit和聚乙烯蜡可提升沥青混合料的高温稳定性,然而马歇尔稳定度、水稳定性和抗松散性能有所降低。而国产SZ降黏剂不仅能提升混合料的高温性能,还能提升马歇尔稳定度和抗水损害性能,是一种高性能降黏剂。     

基于高黏剂改性透水沥青混合料的工艺对比研究

为了探讨干法和湿法工艺制备高黏剂改性透水沥青混合料的性能差异,该文采用干法和湿法两种工艺制作透水沥青混合料,并对透水沥青混合料马歇尔试件稳定度、流值、析漏、飞散、冻融劈裂比、动稳定度等技术指标进行试验与分析。试验结果表明:相同掺量下,湿法制备的高黏改性透水沥青混合料的各项性能均优于干投法制备的性能,当干投法高黏剂掺量增加4%时,干法与湿法制作的透水沥青混合料性能相当。因此,工程实际中考虑到现场改性沥青的制备设备费和加工费,推荐采用在干法中增加高黏剂掺量制备出性能满足技术要求的高黏剂改性透水沥青混合料工艺。     

再生剂对长期路用老化沥青路用性能的影响

通过对沥青混合料、老化沥青混合料,以及经过2种不同再生剂再生处理的老化沥青混合料的高温性能、低温开裂性能、水稳定性能、疲劳性能进行研究,考察了再生剂对长期路用老化沥青及其混合料路用性能的影响规律。对比研究了不同再生剂作用下长期路用老化沥青混合料路用性能的再生修复效果。结果表明,再生剂的加入可使老化沥青混合料的基本路用性能在一定程度上恢复还原;通过2种再生剂对长期路用老化沥青再生效果的研究,可以发现再生剂对老化沥青混合料改善作用具有选择性,即老化沥青对合适的再生剂有着具体的要求。