温拌沥青混合料路用性能研究

温拌沥青混合料是一种节能、环保的新型路用材料,该文首先通过布什旋转粘度试验测定两种常见温拌剂(Sasobit?、EvothermTM)在不同温度条件下沥青的粘度,分析其低温拌和原理;其次通过冻融劈裂试验、弯曲试验、车辙试验对比分析普通热拌沥青混合料、Sasobit?温拌沥青混合料以及EvothermTM温拌沥青混合料水稳性能、低温性能、高温性能。研究结果表明:EvothermTM温拌剂对沥青粘度的影响较小,具有表面活性功能的化学添加剂在沥青混合料内部可起到降低矿料与沥青膜之间摩阻力的作用;而Sasobit?温拌剂对沥青粘度影响较大,高温条件下可有效降低沥青粘度,提高沥青与矿料的裹附能力;两种温拌剂对沥青混合料性能影响不同,可依据工程实际及气候条件,有针对性地选择合适温拌剂进行生产。     

沥青混合料合理开放交通温度研究

沥青混合料的开放交通温度对路面大修工程交通保畅与安全以及沥青混凝土路面的稳定性都至关重要.通过4种沥青混合料不同温度下的车辙动稳定度试验,分析了温度对沥青混合料高温变形能力的影响,依据车辙深度与温度的关系,得出了不同沥青混合料适宜的开放交通温度:普通基质沥青混合料适宜的开放交通温度最好不高于50℃,改性沥青可放宽到60℃,一般SMA和OGFC混合料可放宽到70℃.     

温拌再生沥青混合料压实温度的确定

温拌再生沥青混合料是基于温拌沥青技术和热再生沥青混合料技术发展而来的一种新型路面环保型材料,在充分利用旧沥青混合料(RAP)的基础上实现低温拌和与低温压实,从而达到旧沥青混合料二次利用与节能减排双重目的。该文研究了基于Evotherm的温拌再生沥青混合料压实性能与混合料压实温度的关系。试验采用旧沥青混合料(RAP)掺配比为40%,混合料压实温度分别为100、110、120、130、140℃,通过测定不同条件下温拌再生沥青混合料的体积参数的变化,确定了温拌再生沥青混合料的最佳压实温度,并基于此评价其水稳定性,结果表明性能指标满足要求。     

相变材料聚乙二醇应用于沥青混合料可行性的研究

利用相变材料聚乙二醇对基质沥青以及AC-20沥青混凝土的基本性能以及温度敏感性进行试验研究.试验结果表明:随着相变材料掺量的加大,相变材料改性沥青的黏度变大,延度逐渐下降,温度敏感性下降.当相变材料掺量达到30%时,可使相变材料改性沥青在60℃停留5 h以上.用相变材料改性沥青配置的AC-20沥青混合料具有较好的高温稳定性,其动稳定度可达到3 210次/mm,是普通AC-20沥青混合料的2倍以上,其在39℃高温日照条件下可降低路面温度9℃,而对其低温性能影响不大.     

相变材料对沥青混合料热物性的影响

试验通过比较重要的热物性指标(毛体积密度、导热系数、比热容),研究在沥青混合料中加入相变材料(PEG2000/SiO_2)后相变沥青混合料与普通沥青混合料之间热物性的差异。结果表明:加入相变材料后提高了沥青混合料比热容,3%与5%相变材料掺量的相变沥青比热峰值分别为1.3和1.15J/(g·K),而基质沥青混合料的比热容随温度改变数值变化较为微小;3%、5%掺量的沥青混合料在40℃时相变沥青混合料开始相变,50℃左右导热系数达到最小约为1.17和1.0 W/(m·K),相变沥青混合料导热系数图呈凹曲线,添加相变材料可以在其相变温度段降低其导热系数,有效提高路面的高温稳定性。     

沥青混合料设计参数测定对比试验研究

利用从英国引进的诺丁汉沥青混合料试验仪，在１５℃、０℃、－１０℃条件下，测定了由５种国产重交通沥青和３种级配组成的１５种沥青混合料的动劈裂模量，并采用普通劈裂仪，测定了１５℃条件下沥青混合料的静劈裂模量和其劈裂强度，运用数理统计方法，建立了动、静劈裂模量的相对关系     

高模量沥青混合料的试验研究

从高模量沥青混合料的材料组成及配合比设计出发,通过与基质沥青混合料和几种改性沥青混合料路用性能的对比,利用试验方法分析了高模量沥青混合料材料的高温稳定性、低温抗裂性以及不同温度和加载频率下的动态模量。试验表明,采用高模量沥青混合料在保证沥青混合料路面低温性能不降低的前提下可以有效提高沥青混凝土路面的高温稳定性;同时,根据对动态模量试验数据的分析,得出提高沥青混合料弹性模量可以有效减缓高速公路沥青混凝土路面车辙产生的结论。     

温拌橡胶沥青排水路面成型温度研究

为确定温拌橡胶沥青排水路面混合料的成型温度,选择Sasobit、Evotherm为温拌剂,结合最佳空隙率法和粘温曲线法,在不同压实温度下分别成型Sasobit、Evotherm温拌橡胶沥青AR-OGFC13试件。通过目标空隙率确定2种沥青的压实温度区间,并推算温拌橡胶沥青排水路面胶结料对应拌和与压实粘度区间。结果表明:Sasobit、Evotherm温拌橡胶沥青拌和温度区间分别为144.4±3℃、149.3±3℃,压实温度区间分别为134.4±3℃、139.3±3℃,胶结料对应的拌和与压实粘度区间分别为1.3±0.3Pa·s、4.6±0.3Pa·s。通过验证,粘度区间适用于温拌橡胶沥青排水路面沥青混合料,且混合料具有良好的路用性能。     

高模量沥青研究与性能试验

在介绍高模量沥青研究过程和原材料试验的基础上,进行了3种高模量沥青性能试验,同时进行高模量沥青混合料验证试验。结果表明,高模量沥青的针入度为20~50(0.1 mm),软化点≥60℃,脆点≤-10℃,135℃动力粘度<3 Pa.s,PG等级为PG76-22;高模量沥青混合料高温抗车辙性能、动态模量、抗水损害性能、经济性能均强于SBS改性沥青和辽河AH-90#基质沥青混合料,证明了在路面中面层应用高模量沥青混合料是解决高温状态下路面产生车辙病害的有效途径。     

温拌沥青混合料粘弹特性研究

温拌沥青混合料是通过一定的技术措施,降低沥青的粘度,从而沥青混合料可在相对较低的温度下进行拌和施工,其粘弹特性与普通沥青混合料有显著差异,本文从粘弹性理论的角度对温拌沥青混合料高温蠕变这种力学变形行为作进一步研究。采用温拌沥青混合料轮碾成型的板块切割成尺寸为40mm×40mm×80mm的棱柱体试件,在MTS810材料试验机上进行高温压缩蠕变试验,试验荷载分别采用0.1MPa和0.2MPa,试验温度为30℃、40℃和50℃。高温压缩蠕变试验表明,温拌沥青混合料的蠕变柔量较高,随着应力水平的增加,蠕变应变速率增长缓慢,具有更好的抗高温变形性能,即温拌沥青混合料拥有良好的抗车辙性能。     

掺Sasobit(R)的温拌沥青混合料路用性能试验研究

温拌沥青混合料是一种节能环保型路面新材料,在室内对掺Sasobit(R)添加剂的温拌沥青混合料的路用性能与普通热拌沥青混合料进行了对比试验研究,结果显示: 掺Sasobit(R)的温拌沥青混合料的拌和与压实温度比普通热拌沥青混合料降低30 ℃时,具有与普通热拌沥青混合料相同甚至更好的路用性能,具有明显的经济和社会效益;拌和与压实温度的降低,混合料发生水损害的可能性会增加,建议采用添加抗剥落剂等方法来改善掺Sasobit(R)的温拌沥青混合料的水稳定性;此外,Sasobit(R)掺量过多会对混合料低温抗裂性能有不利影响.     

溶剂型温拌沥青混合料路用性能及应用的研究

在沥青混凝土路面维修养护中,冷铺沥青混合料可以很方便地用于路面修补,因此,这种沥青混合料的储存性能很重要,溶剂型温拌沥青混合料是一种溶剂沥青溶液和集料在80～100℃温度下拌和而成的沥青混合料,可以在常温或低温下储存,溶剂沥青溶液是一种石油产品(煤油或柴油)和热沥青组成的沥青溶液.通过室内试验及应用研究,溶剂型温拌沥青...     

基于表面活性剂的温拌沥青混合料(Evotherm)的路用性能研究

温拌沥青混合料是一种节能环保型路面新材料。添加表面活性剂(Evotherm)的温拌沥青混合料与普通热拌沥青混合料相比,不仅摊铺温度、拌合温度可降低30℃及以上,同时还具有与普通热拌沥青混合料相同甚至更好的路用性能。因此添加表面活性剂(Evotherm)的温拌沥青混合料具有明显的经济效益和社会效益。     

基于热物理特性的沥青混合料的研究

为了减少高温车辙病害的产生,提出采用"主动"降低沥青路面温度的方式以降低车辙病害产生的方式。研究分析了沥青混合料及其骨料的热物参数与沥青路面温度的关系。采用Williamson公式和热学导热系数推算公式计算分析骨料热物参数对沥青混合料热物参数的影响,在室内试验中用常功率平面热源法进行验证;应用传热学中一维导热方程和巴勃模型,研究了路面结构热力学材料参数对于沥青路面结构温度的影响。结果表明,在正常的高温条件下,导热系数较小的材料其路面结构内部的温度相对较低。在室外试验中,普通沥青混合料与采用导热系数较小的材料制备的沥青混合料的底层温度相差可达6℃。     

沥青混合料的动态响应影响因素分析

选择3种沥青混合料进行不同试验条件下的沥青混合料性能试验(AMPT),分析了加载频率及试验温度对沥青混合料黏弹性动态响应的影响;并采用Sigmoidal模型,得到了沥青混合料的动态模量移位因子及模型参数,形成并分析了沥青混合料动态模量和相位角主曲线。结果表明,随着加载频率的升高,沥青混合料的动态模量逐渐增大,但温度越高,增加幅度越小;动态模量随着加载频率增大,在较低的温度下(5℃和15℃)符合对数增长关系,在较高的温度下(45℃和55℃)符合线性增长关系,但超过45℃后,不同加载频率的动态模量差异较小。不同加载频率的相位角最大值对应的温度不同,加载频率越低,对应的温度也越低。动态模量主曲线和移位因子可以较好地描述加载频率和试验温度对沥青混合料黏弹性动态响应的影响。在低温高频状态下,矿料级配对沥青混合料动态模量的贡献较大;而在高温低频状态下,沥青逐渐软化,结合料对混合料动态模量的影响更为显著。     

乳化沥青冷再生硫磺沥青混合料的路用可行性研究

为了分析乳化沥青冷再生硫磺沥青混合料在路面中应用的可行性,采用旧路面回收的硫磺沥青混合料和普通沥青混合料两材料进行冷再生混合料配合比设计,采用冻融劈裂试验、车辙试验、剪切试验、低温弯曲试验以及单轴压缩试验分别检测冷再生混合料的水稳定性、高温稳定性、抗剪切性能、低温抗裂性能以及抗压回弹模量,并对使用硫磺沥青混合料RAP和...     

三维应力状态下沥青混合料动态模量归一化

沥青混合料的动态模量是路面力学响应分析和结构设计的重要参数之一。为客观表征不同应力状态、试验温度及加载频率等试验条件对沥青混合料动态模量的影响规律，建立复杂服役条件下沥青混合料的动态模量预估模型，揭示沥青混合料动态模量的服役状态相关性。首先开展了不同温度、不同加载速率下沥青混合料的单轴压缩、间接拉伸及直接拉伸强度试验，揭示了不同温度下沥青混合料强度随加载速率的幂函数变化规律，为模量试验应力比的确定提供了依据。进而据此开展了不同温度与不同加载频率下沥青混合料的单轴压缩、间接拉伸及直接拉伸动态模量试验，提出了以等效应力比表征三维应力状态下模量试验应力比的沥青混合料动态模量分析方法，并基于时-温等效原理，采用Sigmoidal函数，建立了基于三维应力状态下等效应力比的动态模量归一化预估模型，实现了不同试验方法下沥青混合料动态模量的统一表征。研究结果表明：不同试验温度与应力状态下沥青混合料的强度均随加载速率的增大而增大，基于等效应力比表征的三维应力状态下模量试验应力比可实现不同试验条件下沥青混合料动态模量的统一表征，避免了路面结构设计时人为选取材料模量设计参数导致的设计结果不确定性。研究可为提...     

沥青混合料热膨胀系数的测量方法及影响因素确定

为了有效且准确地测定沥青混合料的热膨胀系数(CTE),为沥青混合料的优化设计提供依据。利用线性可变差动传感器(LVDT)设计了一种测量沥青混合料CTE的仪器,在验证了该仪器测量可靠性的基础上,通过CTE测量仪测定了不同影响因素(沥青等级、沥青含量、再生材料、压实效果、老化、集料的CTE和集料粒径)下沥青混合料的CTE和玻璃转化温度(Tg),并评价了这些影响因素对沥青混合料CTE与Tg的影响程度。结果表明:沥青等级与集料CTE及粒径均对沥青混合料的CTE有显著影响;提高沥青含量或添加聚合物可提高沥青混合料的CTE;沥青混合料经长期老化后CTE降低,当温度低于-20℃时,即使掺入再生材料沥青混合料的CTE也有所降低。空隙率对沥青混合料的CTE无明显影响,但随其增大沥青混合料的Tg显著降低。沥青混合料经过老化或掺入再生材料均使沥青混合料的Tg增大,添加聚合物反而使沥青混合料的Tg降低。     

水泥灌浆半柔性路面混合料抗车辙性能研究

在大空隙(20%～30%)母体沥青混合料中灌入水泥砂浆,形成一种水泥-沥青复合半柔性路面材料。对其抗车辙性能和疲劳特性进行室内试验研究,结果表明,此路面材料具有良好的高温稳定性,在试验温度为70℃、轮胎接地压强为1.0 MPa非常规车辙试验条件下,其动稳定度均在6 000以上,与常规沥青混合料相比较,其更能适应高温和重载作用下的路面抗变形需要;温度对半柔性路面材料的抗裂性能有明显影响,断裂强度随着温度降低而增大。     

EC120温拌改性沥青性能评价的试验研究

通过对基质沥青和掺加EC120温拌改性剂的沥青进行对比试验分析,从常规试验、三大指标试验、粘温关系试验、动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验5个方面综合评价了EC120温拌改性沥青的作用效果.研究表明:EC120温拌改性剂的合理掺量为沥青质量的3.5%,掺入3.5%温拌改性剂的沥青的135 ℃粘度降低近50%,而温度在60 ℃时的粘度要比基质沥青的大5倍多,在路面使用温度下的车辙因子G·/sinδ提高9～10倍,掺入3.5%温拌改性剂的沥青混合料拌和与压实温度比普通沥青混合料的施工温度要降低20～30 ℃.因此,EC120温拌改性剂是一种能有效降低沥青施工粘度、提高沥青高温稳定性的外加剂,同时又是一种节能、环保的材料.