橡胶颗粒沥青混合料桥面铺装破冰效果室内试验研究

定义了橡胶颗粒沥青混合料室内破冰效果定量评价方法及指标Rc,并对不同面层厚度、橡胶颗粒掺量及冰层厚度条件下的结冰试件进行了室内破冰试验,定量分析各因素对破冰效果的影响,主要结论:面层厚度每增加1 cm,破冰率增加7%,橡胶颗粒掺量每增加1%,破冰率增加5%,冰层破碎效果随面层厚度及橡胶颗粒掺量增加呈线性增长;室内有效破冰厚度不大于5 mm,冰层持续增加,破冰效果急剧下降。     

高弹性桥面铺装表面冰层破坏形式及破冰效果研究

计算分析了不同桥面铺装层在荷载作用下表面冰层应力应变及应变能密度分布,根据强度理论能能量法确定了桥面冰层破坏形式,提出以破冰率Rbreak作为破冰效果定量评价指标并分析了铺装层模量、厚度和冰层厚度对Rbreak影响,得到的主要结论:采用橡胶颗粒沥青混合料高弹桥面铺装层可实现桥面冰层破坏,且冰层破坏形式为受压破坏;高弹性铺装层厚度达到4cm时具备破冰条件,随橡胶颗粒沥青混合料桥面铺装厚度的增加,破冰率Rbreak呈抛物线增长;铺装层模量在700MPa～900MPa时,破冰率Rbreak达40%以上,随铺装层模量增加破冰率呈线性降低;橡胶颗粒高弹性桥面铺装层仅在结冰初始阶段(厚度≤2mm)可达到的除冰效果,冰层厚度持续增加或温度持续降低破冰效果急剧下降。     

聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料除冰性能研究

橡胶沥青混合料由于其优越的路用性能在中国广泛使用,而针对北方的特殊天气研发具有除冰性能的橡胶沥青混合料更具意义。该文在橡胶沥青中加入聚氨酯黏结剂,研究聚氨酯橡胶不同掺量下沥青混合料的低温劈裂强度、弹性模量的变化规律。为验证聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料的除冰效果,通过室内模拟试验测试沥青混合料附着冰层破裂情况,同时运用断裂力学和有限元方法从理论上进行佐证,得到橡胶颗粒占矿料比例20%时聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料的除冰效果最佳。     

高弹蓄盐沥青混合料破冰效果细观仿真研究

高弹蓄盐沥青混合料是一种同时具备良好去冰融雪特性和路用性能的新型功能性路面材料,由于采用橡胶颗粒替换部分细集料,使冰层与路表橡胶颗粒接触位置处的力学特性发生很大的改变,同时也使得高弹蓄盐沥青路面结构的整体变形性能显著提高,从而实现一定的自应力除冰功能。为了评价高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰效果,明确橡胶颗粒作用的除冰机理,通过建立不同工况下路面结构细观二维平面有限元模型,对橡胶颗粒的破冰特性进行分析,并研究冰层厚度、温度、橡胶颗粒粒径及高弹蓄盐沥青层模量等参数对高弹蓄盐类沥青路面破冰效果的影响。仿真结果显示:橡胶颗粒在一定温度和一定冰层厚度条件下具备良好的自应力除冰效果,当温度低于-10℃或冰层厚度大于8 mm,橡胶颗粒将失去其自应力除冰能力。在保证高弹蓄盐沥青路面路用性能的前提下,适当增加橡胶颗粒的掺量或者选用较大粒径的橡胶颗粒,可以显著提高高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰能力。     

聚氨酯稳定橡胶颗粒新型路面材料除冰雪机理分析

聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料是一种新型路面材料,与普通沥青混合料相比具有高强、高弹、耐久等特点,因而可以作为具有抑制冻结/自应力破冰功能路面材料使用。该材料具有复杂的物理组成,其表面冰层在荷载作用下的应力应变响应与材料的微观结构密切相关。该文结合混合料的除冰试验现象进行仿真分析:基于数字图像处理技术结合有限元软件构建混合料的微观结构模型,模拟不同温度和配比条件下混合料表面冰层在轮载作用下的力学响应。计算结果表明:冰层在荷载作用下产生的局部弯拉变形破坏是路面自应力破冰的主要原因,除冰能力随温度的降低略有下降,同时增加混合料中橡胶颗粒含量对提高路面破冰能力效果显著。室内试验及理论分析证明聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料具有良好的路用性能、除冰/抑制冻结性能、耐久性能。     

基于离散元方法的橡胶颗粒沥青路面破冰数值模拟研究

采用自主研发的路面破冰模拟试验仪,对不同橡胶颗粒掺量的沥青路面进行室内破冰试验,研究了不同橡胶颗粒掺量的破冰效果,并利用离散元方法构建了2 mm冰层的橡胶颗粒沥青路面结构细观模型,数值模拟了标准轴载作用下橡胶颗粒沥青路面结构的细观响应。结果表明:3%掺量的BPN加权平均回升量比2%、4%掺量分别增加11.45%、1.46%,3%掺量的BPN加权平均回升率比2%、4%掺量分别增加11.22%、3.06%;在竖向荷载作用下,橡胶颗粒沥青路面结构中的接触力呈非均匀分布,主要集中于轮胎下方区域;橡胶颗粒掺量为3%时,荷载作用前后路面结构的最大接触力最大,分别为2.705×103N、2.706×103N,路面结构中的应变能分别为掺量2%的1.34倍、掺量4%的1.25倍。此外,数值模拟结果与室内试验结果一致,从细观角度阐释了橡胶颗粒沥青路面的破冰机理。     

橡胶颗粒沥青混合料抑制结冰试验研究

通过负温度有水轮碾试验,研究了不同掺量橡胶颗粒沥青混合料抑制结冰能力。结果表明:通过测定冻结过程中路表摆值的变化,可以区分不同橡胶颗粒掺量沥青混合料抑制结冰能力;摆值平均加权衰减量和衰减率与橡胶颗粒掺量有良好的线性关系。     

纤维加强橡胶沥青混合料路用性能试验研究

在选定级配的橡胶沥青混合料中掺加不同掺量的聚酯纤维,并通过室内试验研究了纤维掺量对橡胶沥青混合料水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性等路用性能指标的影响。试验结果表明,在一定范围内增加聚酯纤维掺量能很好地改善橡胶沥青混合料的路用性能,而当纤维掺量较大时橡胶沥青混合料的路用性能反而变差。     

干法橡胶沥青混合料的抗水损害性能研究

为研究影响干法橡胶沥青混合料抗水损害性能的因素,通过沥青混合料冻融劈裂试验研究了不同掺量及不同养生条件下干法橡胶沥青混合料的抗水损害能力。通过对冻融前后劈裂强度及ITS的分析发现,养生时间及橡胶颗粒掺量对混合料的抗水损害能力均有所影响;通过单因素方差分析发现,掺量对抗水损害能力影响更为显著。因此,在实际应用过程中,应着重控制橡胶颗粒的掺量,以保证沥青路面有良好的使用性能。     

橡胶颗粒沥青混合料老化后路用性能研究

为研究老化对橡胶颗粒沥青混合料路用性能的影响,对4种不同橡胶颗粒掺量的沥青混合料分别进行短期老化与长期老化路用性能试验,针对低温性能特别提出衰减率的评价指标。结果表明,橡胶颗粒沥青混合料老化后高温性能明显增强,低温抗裂性能出现突变点、水稳性能有所降低,综合老化前后性能对比研究得知该级配混合料橡胶颗粒最佳掺量为4％。     

橡胶沥青混合料疲劳性能影响因素

采用小梁弯曲试验,以试件的加载次数为评价指标,对比分析了不同橡胶颗粒掺量、不同空隙率、不同油石比和不同搅拌时间四种条件下,三种橡胶沥青混合料的抗疲劳性能.分析结果表明:橡胶颗粒掺量采用20％、空隙率采用2.0％、油石比采用7％、搅拌时间为60min的加德士70号沥青制备的橡胶沥青混合料,其抗疲劳性能最优;橡胶颗粒掺量采...     

橡胶粉改性沥青混合料疲劳性能研究

基于三分点加载试验研究了橡胶粉掺量、橡胶沥青用量、橡胶粉细度以及混合料级配类型对橡胶沥青混合料的疲劳性能的影响,并采用灰色理论分析了这四种影响因素对橡胶沥青混合料的疲劳性能影响的显著性。研究结果表明,随着橡胶粉掺量增加,各应力水平下的橡胶沥青混合料疲劳寿命均呈先增大后减小的变化趋势;增大橡胶沥青用量可以增加橡胶沥青混合料低应变水平下的疲劳寿命,但也会增大橡胶沥青混合料对应变变化的敏感程度;随着橡胶粉颗粒粒径的减小,橡胶沥青混合料的疲劳寿命提高;采用骨架密实结构更有利于提高橡胶沥青混合料的抗疲劳性能;橡胶粉掺量与橡胶沥青混合料疲劳性能的关联度最大。     

TOR橡胶颗粒沥青混合料黏附性改善效果研究

橡胶颗粒的加入改变了混合料材料的原本组成形式,降低了沥青与骨料之间的粘附性,在水和车辆荷载的作用下橡胶颗粒极易剥落,不仅降低了除冰雪性能,还严重影响了路面的使用效果。为了解决橡胶颗粒沥青混合料粘附性不足这一普遍存在的问题,本文对TOR连接剂的作用机理进行了分析,以水煮法和水煮筛分法试验为基础,研究了不同TOR掺量和浸润时间对沥青与粗集料、沥青与细集料的粘附性改善效果。并且通过室内试验研究了TOR连接剂对橡胶颗粒沥青混合料粘附性的改善效果,提出了TOR连接剂的合理掺量。为改善橡胶颗粒沥青路面耐久性奠定了基础。     

掺加橡胶颗粒的沥青混合料性能研究

通过CAVF法进行混合料的级配设计与传统的沥青混合料级配对比分析,在不同的橡胶颗粒掺量条件下研究JDAC-16的沥青混合料路用性能,试验结果表明,掺量3%的橡胶粉可以明显改善沥青混合料的高温、低温及抗水损害性能,而超过适宜掺量反而会劣化混合料的性能。     

干拌橡胶沥青混合料抗剪能力试验分析

为分析干拌橡胶沥青混合料高温性能提高机理,针对SAC10沥青混合料,分别进行了40目(0.425 mm)、80目(0.180 mm)、120目(0.125 mm)等3种不同目数胶粉,掺加剂量为10%、20%、30%的干拌橡胶沥青混合料车辙试验,分析了胶粉的目数和掺量对橡胶沥青混合料高温性能的影响,并通过动态蠕变试验、静态三轴试验和贯人试验对干拌橡胶沥青混合料的抗剪切性能进行了试验研究.结果表明,胶粉掺量增加,橡胶沥青混合料阻尼比减小、黏结力c减小、内摩擦角φ增大;随胶粉目数的增大,橡胶沥青混合料黏结力c增大、内摩擦角φ增大.增加胶粉掺量或减小胶粉细度都将有利于干拌橡胶沥青混合料高温性能的提高,而阻尼比减小和内摩擦角增大是混合料弹性增强、高温性能提高的主要原因.     

橡胶沥青微观机理研究及其公路工程应用

通过对橡胶沥青进行电镜分析,认为橡胶沥青形成机理可以解释为胶粉与基质沥青在高温条件下混合后同时发生物理和化学两种反应.胶粉颗粒发生物理溶胀反应,同时胶粉颗粒表面与基质沥青形成凝胶体,彼此相连形成似网状结构.对不同规格胶粉、不同胶粉掺量、不同反应时间和不同反应温度所生成的橡胶沥青进行对比试验,并对橡胶沥青混合料的性能以及...     

粗橡胶粒沥青玛蹄脂混合料SMA-R路面性能研究

针对粗橡胶粒SMA沥青混凝土的力学性能进行了室内的试验研究,分别对混合料的疲劳性能、回弹模量和变形性能进行了不同橡胶粒掺量的影响分析,并据此提出了具有良好路用性能的橡胶粒掺量。同时还发现,掺加一定量的岩沥青,可以有效提高混合料的性能,建议在橡胶粒沥青混合料中掺加适量的岩沥青。     

橡胶颗粒沥青混合料耐久性改善效果试验研究

为了改善橡胶颗粒沥青混合料的耐久性,在橡胶颗粒沥青混合料中加入不同掺量的高黏改性剂TPS。进行水煮法、水浸法、浸水马歇尔、冻融劈裂和浸水飞散试验。通过和基质沥青、SBS改性沥青作对比分析,发现TPS改性剂加入后,沥青与矿料及橡胶颗粒的剥落率较基质沥青有了大幅度的减小,说明黏附性有了较大提高。浸水马歇尔稳定度、冻融劈裂强度的提高,飞散损失率的下降说明水稳定性能也得到了提高。最终表明橡胶颗粒沥青混合料的耐久性得到了显著的改善,并且提出橡胶颗粒沥青混合料TPS最佳掺入量为12%,沥青混合料拌合温度为185℃。     

木质素纤维与橡胶沥青复合改性高RAP掺量温拌再生混合料路用性能与耐久性研究

为了解决传统温再生混合料RAP掺量低、低温和水稳定性不满足工程要求的行业性难题,对不同类型纤维橡胶温拌再生混合料进行了常规路用性能试验、四点弯曲疲劳和加速加载试验(MMLS1/3),分析了胶粉掺量和木质素纤维对高RAP掺量Sasobit纤维橡胶温拌再生混合料路用性能和疲劳性能的改善效果,结果表明,掺加Sasobit温拌可使橡胶温拌再生混合料拌和温度可降低30℃~35℃,节能减排效果显著;通过掺加木质素纤维和橡胶沥青是改善高RAP掺量温再生沥青混合料高低温性能和抗疲劳耐久性能的有效技术途径;相对于SBS改性温再生混合料,纤维橡胶沥青温拌再生混合料具有较好的水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能;纤维橡胶沥青温再生混合料疲劳寿命、自愈合性能均随着橡胶沥青中胶粉掺量增大呈先增大后减小的变化趋势,在14%胶粉掺量时疲劳寿命和自愈合性能出现峰值,纤维橡胶温再生混合料抗剪切疲劳次数为基质沥青和SBS温再生混合料的1.23~1.85倍、1.15~1.47倍。推荐用于纤维橡胶沥青温再生混合料适宜的木质素纤维掺量为0.35%,适宜的橡胶沥青胶粉掺量14%~16%。     

橡胶沥青SMA应用技术研究

主要研究了橡胶粉掺量对沥青的改善效果,对比不同掺量下橡胶沥青的高温指标,确定了满足橡胶沥青技术要求的胶粉掺量。设计了3条典型间断级配,对不同掺量下橡胶沥青SMA体积指标进行研究,并对橡胶沥青SMA混合料的高温性能和经济性能进行比较,确定了满足橡胶沥青SMA混合料性能指标的适宜胶粉掺量。研究成果可为实体工程中选择合理的橡胶沥青SMA提供借鉴。