温拌技术在寒冷地区桥面铺装中的应用研究

研究了寒冷地区桥面铺装沥青混凝土加入温拌剂后的使用性能,采用的桥面铺装结构为"4cm AC-13SBS改性沥青混凝土铺装上层+5cm AC-16沥青混凝土铺装下层+AMP-100二阶反应型防水粘结层",在制备铺装上层SBS沥青混合料时加入DAT-H5温拌剂。通过改变马歇尔击实试验的击实温度,确定温拌剂DAT-H5掺量10%可降低沥青混合料的拌和温度25℃左右。温拌沥青混合料的路用性能试验结果表明:DAT-H5温拌剂的加入可以提高SBS改性沥青混合料的高温性能和水稳定性,虽对低温性能略有影响,但仍满足现行规范的要求。     

桥面铺装层混凝土掺用聚丙烯纤维的探讨

结合某大桥桥面铺装层混凝土工程,阐述了聚丙烯纤维混凝土的特性及其工作机理。在桥面铺装层混凝土中掺用聚丙烯纤维能够增强其抗拉、抗折、抗渗、抗冲击以及阻裂增韧的作用。对该桥桥面铺装层混凝土掺用聚丙烯纤维后的配合比进行了试验设计,现场试验和观测结果表明:该桥桥面铺装层混凝土掺用聚丙烯纤维进行改性是非常有益的,该桥桥面铺装层聚丙烯纤维混凝土工程的设计和施工是成功的。     

碳纳米管混凝土抗开裂性能试验研究

在水灰比为0.28的水泥混凝土中掺入掺量为水泥质量0%、0.2%和0.4%的多壁碳纳米管,开展抗折强度试验、收缩试验和环形约束试验,研究碳纳米管掺量对混凝土抗开裂性能的影响。结果表明:在0～0.4%掺量范围内,混凝土的抗折强度随着碳纳米管掺量的增加而增大,当碳纳米管掺量为0.4%时,抗折强度可提高21.3%;混凝土的收缩应变随着碳纳米管掺量的增加而减小,收缩应变可减小约18.4%;碳纳米管的掺入有助于提高混凝土的抗开裂性能,其掺量越大,混凝土的抗开裂性能越好,其原因与碳纳米管的桥联作用有关。     

玄武岩纤维混凝土基本力学性能研究

随着我国技术、经济的迅猛发展,基础设施建设中不断引用"新技术、新工艺、新材料、新设备"等4新技术,不断解决施工过程中存在的问题。为避免混凝土产生有害裂缝,增加混凝土的耐久性与耐候性,特在混凝土中掺拌玄武岩纤维,以此减少裂缝的产生。文中通过试验研究了纤维掺量对混凝土试件的抗压强度和抗劈拉强度的影响。结果表明,玄武岩纤维可显著提升试件的抗压强度和抗劈拉强度。随着纤维掺量的增加,抗压强度呈现出先增加后减少的趋势,纤维掺量为0.4%时,其28d抗压强度达到96.25MPa,相比素混凝土性能提升34.37%;抗劈拉强度因玄武岩纤维的桥接作用,纤维掺量为0.4%时,性能相较基准混凝土提升29.34%。该种纤维混凝土可解决需要保证路基路面不易开裂的施工问题。     

养护方式对宁波通途路综合管廊混凝土抗裂性能的影响

为提高综合管廊混凝土的抗裂性能,开展椭圆环法及实体模型试验,对胶砂或混凝土初始开裂时间、裂缝宽度、总开裂面积进行统计与分析,以研究减缩剂养护、混凝土养护剂养护和土工布养护3种养护方式对综合管廊混凝土抗裂性能的影响。由试验结果得出： 1）减缩剂养护使混凝土初始开裂时间相比土工布养护推迟了约6.65%,裂缝宽度降低了约70.67%; 养护剂养护下混凝土初始开裂时间相比土工布养护提前了约0.77%,裂缝宽度增加了约11.20%。2）减缩剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护减少了46.97%;养护剂养护使平板总开裂面积相对于土工布养护增加了约7.15%。研究表明: 减缩剂养护可以明显改善综合管廊混凝土的抗裂性能,而当混凝土养护剂养护方法不当时对提高混凝土抗裂性能的效果不明显。     

增韧环氧沥青及其混合料性能研究

环氧沥青作为钢桥面铺装常用材料之一，已被广泛使用，但其混合料在低温环境下存在易开裂问题。采用3种增韧剂对环氧沥青进行了增韧改性，并考察增韧剂掺量对其性能的影响，通过一系列试验分析了改性环氧沥青及混合料的性能。结果表明：1号增韧剂对环氧沥青的增韧效果最好，且具有较长的施工可操作时间，其在15%掺量下的增韧环氧沥青的断裂伸长率可达到145%;通过与普通环氧沥青混合料性能进行对比，增韧剂1号改性剂对环氧沥青混合料的力学性能影响较小，热稳定性能优异，低温强度和低温变形能力有一定的提高，水稳定性能及抗疲劳性能未有衰减，在保证钢桥面铺装技术要求下有效改善了环氧沥青的柔韧性。     

预拌碎石对GMA浇注式沥青混凝土高温性能的影响

为研究预拌沥青碎石对钢桥面铺装结构高温抗车辙性能的影响,依据港珠澳大桥钢桥面铺装实体工程,开展GMA浇注式沥青混凝土的高温性能室内试验研究。首先设计GMA10和SMA13级配沥青混合料,然后制备不同预拌沥青种类(AH70#,SBS)、不同预拌沥青掺量(0.2%,0.4%,0.6%,0.8%)、不同粒径(5~10 mm,10~15 mm,15~20 mm)的单级配碎石,分析不同粒径、撒布量、撒布方式、预拌沥青种类与掺量对单层GMA浇注式沥青混凝土和组合结构(SMA+GMA)高温性能的影响。结果表明:预拌碎石撒布可显著提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能;在其他相同条件下,撒布粒径10~15 mm的预拌碎石对提高GMA浇注式沥青混合料的高温性能最为明显,高达30%左右;随着预拌碎石撒布量的增加,GMA浇注式沥青混合料的高温改善作用逐渐增强,撒布量在10~12 kg/m2改善效果最佳;碎石撒布方式和预拌沥青的类型对提高浇注式沥青混合料的车辙动稳定度影响较小;随着预拌沥青掺量的增加,GMA浇注式沥青混合料高温性能改善作用先增强后减弱,预拌沥青掺量0.2%~0.6%较为合理;干拌碎石在浇注式沥青混合料中的的隔热效果优于预拌沥青碎石的;预拌沥青碎石的撒布改善了组合结构的高温抗车辙性能,车辙深度降低10%左右,车辙动稳定提高25%左右;组合结构70℃车辙动稳定度指标更能真实反映南方湿热高温环境下钢桥面铺装结构的高温抗车辙性能。     

瓦斯隧道气密性混凝土性能研究

为研究胶凝材料体系和气密剂掺量对气密性混凝土性能影响,通过调整胶凝材料二元体系的组成、比例以及气密剂掺量制备了C30气密性混凝土,研究了胶凝材料体系和气密剂掺量对C30气密性混凝土新拌性能(含气量和工作性能)、力学性能(抗压强度和抗折强度)、耐久性能(抗氯离子渗透性能和抗渗等级)和透气性能(透气系数)影响。结果表明,增加胶凝材料体系中粉煤灰用量可减少新拌混凝土含气量,同时提升混凝土坍落度、抗压和抗折强度、56d电通量、透气系数等指标;气密剂在合理掺量范围内可改善混凝土抗渗性能,为保证C30气密性混凝土同时具备良好的力学性能和抗渗性能,建议水泥和粉煤灰二元体系中比例为280∶100,而气密剂掺量不小于6.05%。随气密剂掺量增加,C30气密性混凝土透气性能增加,且气密剂的最佳掺量为6.58%。     

基于耐久性的路面水泥混凝土优化研究

文章通过双掺适量的引气减水剂和超细矿渣,对普通路面水泥混凝土进行耐久性优化设计。试验结果表明,随着矿渣掺量的增加,保证混凝土具备适当工作性和引气量所需的引气减水剂掺量增大,在选定合适的配比后,改性混凝土的抗弯拉强度和变形能力提高,抗冻和抗塑性开裂能力也有明显改善。改性混凝土的力学性能和耐久性能均较普通混凝土有大幅度改善,呈现出向高性能水泥混凝土转化的趋势。     

水泥混凝土路面耐久性试验研究

通过双掺适量的引气减水剂和超细矿渣,对普通路面水泥混凝土进行耐久性优化设计。试验结果表明,随着矿渣掺量的增加,保证混凝土具备适当工作性和引气量所需的引气减水剂掺量增大;在选定合适的配比后,改性混凝土的抗弯拉强度和变形能力提高,抗冻和抗塑性开裂能力也有明显改善。改性混凝土的力学性能和耐久性能均较普通混凝土有大幅度改善,呈现出向高性能水泥混凝土转化的趋势。     

SBS与抗车辙剂复合改性沥青混凝土的路用性能

为提高沥青中面层的抗车辙能力,开展了SBS改性沥青混凝土AC-20中掺加抗车辙剂(PR)的复合改性研究。通过室内车辙试验、低温弯曲试验及冻融劈裂试验研究了3种掺量(分别占沥青混凝土质量数的0.2%,0.4%,0.6%)抗车辙剂对SBS改性AC-20高温性能、低温性能及水稳定性的影响,并确定了适宜的掺量。结果显示:与参照沥青混凝土(无抗车辙剂的SBS改性AC-20)相比,复合改性AC-20的高温性能得到显著改善,水稳定性和低温性能略有下降;综合复合改性AC-20的高、低温性能及工程经济性,确定抗车辙剂适宜的掺量为0.3%。     

钢桥面铺装高弹沥青抗紫外老化措施及性能研究

为降低强紫外线对高弹沥青的老化作用，延缓钢桥面铺装层路用性能的衰减速率，通过模拟紫外老化试验研究紫外老化对高弹沥青性能的影响，对比3种抗紫外老化剂改善高弹沥青性能的效果，优选出最佳的抗紫外老化剂以及最佳掺量，并评价该抗紫外老化剂对高弹沥青混合料路用性能的影响。结果表明：1)紫外老化降低了高弹沥青的针入度、延度值和软化点，但抗车辙因子略有增大；2) 3种抗紫外老化剂均能改善紫外老化对高弹沥青及其沥青混合料的不利影响，其中抗紫外老化剂UV-1改善效果最佳。建议采用抗紫外老化剂UV-1改性高弹沥青，它是延缓钢桥面铺装层紫外老化的有效措施，并能提高钢桥面铺装层的耐久性和服役寿命。     

黏结层用环氧乳化沥青研发与性能研究

为了提高桥面铺装结构中黏结层的路用性能,采用水性环氧树脂作为改性剂、选取阳离子乳化剂A和一种有机酸酐固化剂,制备了水性环氧乳化沥青;通过剪切试验和拉拔试验分析了水性环氧树脂掺量对抗剪强度和拉拔强度的影响,同时将研发的水性环氧乳化沥青和SBS改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青的性能进行对比。试验结果表明:当水性环氧树脂掺量为10%~20%时,对应的各项性能较优;与SBS改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青相比,水性环氧乳化沥青呈现出更为优良的抗剪、抗拉和水稳定性能。     

聚丙烯纤维网混凝土桥面铺装的性能

通过强度试验、抗磨性试验和弯曲韧性试验,研究了聚丙烯纤维网对混凝土桥面铺装层性能的改性效果,并通过扫描电镜照片对改性混凝土的强度形成及微观结构进行了全面分析。试验分析表明,聚丙烯纤维网对提高混凝土桥面抗折强度、粘结强度、抗磨性、弯曲韧性以及微观结构的改善均有显著作用,并可降低压折比,改善渗透性和收缩性能。     

减缩抗裂型水泥基材料及其工程应用

设计了干燥收缩、自生收缩、椭圆环约束等试验手段,研究了矿物质微膨胀剂、硅灰和减缩剂对水泥基材料体积稳定性的影响及其作用机理。试验结果表明:(1)矿物质微膨胀剂具有较强的收缩补偿作用,随其掺量的增加,干燥收缩与自生收缩降低,当掺量为25%时,可使初始开裂时间延长至82 h。(2)随硅灰掺量的增加,干燥收缩和自生收缩增大,当掺量为10%时,初始开裂时间降低至22 h,此时开裂敏感性最大,因此硅灰掺量应合理控制。(3)减缩剂可以大幅度降低砂浆的开裂敏感性,且与其他外加剂相容性良好,对养护温度变化不敏感。由此,设计制备出一种用于重大工程结构混凝土保护层的体积稳定性优良的减缩抗裂型水泥基材料。此外还介绍了"矿物质微膨胀剂-减缩剂-混杂纤维"裂缝控制技术在武汉长江隧道工程中的应用情况。     

SBS改性高RAP掺量热再生混合料温度敏感性及抗裂性能研究

热再生混合料RAP回收利用率低、抗裂性能不足是制约其适用性的关键技术指标,提出采用SBS改性沥青生产厂拌热再生混合料,并基于车辙试验、小梁弯曲试验、四分点加载控制应变疲劳试验研究了不同RAP掺量热再生混合料的温度敏感性、低温抗裂性抗疲劳开裂性能。试验结果表明:相比SBS改性沥青混合料,SBS改性热再生混合料具有较好的抗永久变形能力,且随着RAP掺量增大改性热再生混合料温度敏感性降低;随着RAP掺量增加,改性热再生混合料弯拉应变、单位体积破坏应变能均呈线性减小,RAP掺量小于40%时,增大RAP掺量对改性热再生混合料低温抗裂性影响不大,RAP掺量超过50%时,SBS改性改性热再生混合料的疲劳性能显著降低,低温抗裂性和抗疲劳耐久性仍是制约改性热再生混合料RAP掺量的主要因素。     

温拌型抗车辙添加剂最佳掺量比研究

添加抗车辙剂和温拌剂分别是解决沥青路面车辙病害和降低混合料拌和、施工温度的常用方法。目前国内外对同时添加抗车辙剂和温拌剂合理掺量的研究较少。为了实现温拌技术与抗车辙技术的有效结合,确定两者在施工应用中的最佳掺量,文中选用了几种不同的改性剂掺量比,采用旋转粘度试验、车辙试验、低温小梁弯曲试验和浸水马歇尔试验,对不同改性剂掺量比下的效果进行对比研究。结果表明,不同改性剂掺量比对混合料性能影响显著,2%温拌剂H7030+4%抗车辙剂H7686是最佳的掺量比组合方式。     

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。     

碱矿渣胶凝材料的开裂性能研究

碱矿渣胶凝材料是具有高强、高耐久性的胶凝材料,但其收缩大,易开裂,是阻碍其广泛应用的主要原因.通过圆环法研究了MgO膨胀剂、聚丙烯纤维和减缩剂单掺或复掺对碱矿渣胶凝材料开裂性能的影响.研究结果表明:单掺MgO膨胀剂对碱胶凝体系抗裂不利,减缩剂和聚丙烯纤维的掺入能够有效延缓裂缝的形成,减小开裂面积.     

基于橡胶粉与SBS复合改性技术钢桥面铺筑沥青混合料耐久性试验研究

为了满足桥面铺装沥青混凝土对沥青结合料的特殊性能要求,提高桥面铺装沥青混凝土的柔韧性,通过对不同掺加比例的橡胶粉与SBS复合改性沥青及其混合料的性能进行试验分析,探讨了橡胶粉对复合改性沥青混合料的增柔增韧、抗剪、水稳定性的影响机理,并推荐了可以显著复合改性沥青混凝土综合使用性能的最佳橡胶颗粒掺量。