采用表界面张力理论解析油石粘附效果影响因素

基于材料固-液粘附表界面张力基本理论，采用沥青与矿料界面上的粘附功表征二者粘附效果，分析影响油石粘附效果的影响因素，对盘锦#90沥青，SBS，SEBS，SEAM改性沥青，在不同条件下的表面张力及沥青与花岗岩、玄武岩、石灰岩矿料在不同条件下的接触角进行测试，并对粘附功进行计算。结果表明:混合料制备温度升高，沥青的表面张力降低，油石粘附效果降低；矿料含水或者矿料表面存在浮尘污染后，沥青与矿料的接触角增大，油石粘附效果显著降低；SEBS改性沥青的表面张力最大，沥青与石灰岩矿料的接触角最小；SEBS改性沥青与石灰岩矿料在160℃条件下粘附功最大，油石粘附效果最优。     

盐蚀对混合料油石界面及整体低温力学性能的影响

研究季冻区融雪剂对沥青路面材料的盐蚀作用效应,分析其对沥青混合料低温油石界面强度及混合料整体低温力学性能的影响效果。采用吉林省地区常用的道路融雪剂制备盐蚀溶液,通过盐蚀溶液的动水冲刷及冻融循环处理过程模拟路面材料实际受到的盐蚀作用。基于沥青混合料油石界面低温拉伸破坏强度及剪切破坏强度、沥青混合料低温劈裂强度、沥青混合料低温弯曲破坏强度及破坏应变分析盐蚀作用对沥青混合料油石界面及整体低温力学性能的影响效应。研究结果表明,融雪剂产生的盐蚀作用对上述混合料的力学强度指标均会产生不同程度的影响,对路面材料的路用性能产生危害,施工过程中对矿料进行的石灰水表面处理可以有效降低盐蚀作用的危害。研究成果对提升季冻区沥青混凝土路面的服役水平具有重要意义。     

寒区有水模式下沥青混合料矿料界面力学性能研究

研究沥青混合料在有水介入时其矿料界面的低温黏结性能衰减效应.基于矿料界面强度测试试验,分析了不同荷载效应(拉伸荷载及剪切荷载)及不同温度条件(-10℃、-20℃及-30℃)下水对矿料界面的黏结强度的影响.试验结果表明,在持续的低温环境中一旦有水介入,矿料界面的黏结强度有很大幅度的衰减,不同温度条件下衰减的幅度存在差异,...     

胶粉沥青混合料配合比设计优化

为确定胶粉沥青混合料的最优配比方案,采用主骨架空隙填充法进行混合料级配设计,以目标空隙率作为主要控制指标,矿料间隙率、沥青饱和度等其他体积指标及马歇尔稳定度作为一般控制指标,同时对比研究了不同胶粉掺量对胶粉改性沥青混合料最佳油石比的影响效果。结果表明:采用主骨架空隙填充法(即CAVF法)进行胶粉改性沥青混合料级配设计,能有效解决胶粉颗粒对矿料骨架的干涉作用,设计级配方案最佳油石比为7.0%;胶粉掺量对混合料最佳油石比影响微小,可忽略不计。     

基于表面能理论的TLA改性沥青混合料抗水损害性能研究

叙述了悬滴法沥青试件、集料试件的制备方法,采用悬滴法测试已知液体与沥青、集料的接触角,得到6种TLA掺量改性沥青、3种集料的表面能参数;计算沥青-集料(-水)的黏附功,评价TLA改性沥青混合料的水稳定性和水敏感性,进而采用配伍比参数评定沥青混合料的抗水损害性能。研究表明:在无水条件下,沥青与集料界面黏附功均为正,表明沥青与集料的黏附能够自发地进行;随着TLA掺量的增大,沥青与3种集料的界面黏附功均增大;石灰岩与沥青的黏附功最大,表明其与沥青的黏附强度最大,水稳定性最好;玄武岩次之,花岗岩最小;随着TLA掺量的增大,TLA改性沥青与已知液体的接触角均降低,沥青-集料-水界面黏附功降低,沥青混合料水敏感性降低,TLA改性沥青与集料的配伍比增大,混合料抗水损害性能增强;推荐90#基质沥青的TLA适宜掺量为20%~40%。     

温拌沥青及其混合料水稳性能评价分析

为评价温拌技术对沥青及沥青混合料水稳性能产生的影响，选取不同岩性的石料，采用拉拔试验、Vialet试验和冻融劈裂试验分别测试沥青-矿料黏附性能和混合料抗水损害性能，并分析沥青-矿料黏附性能指标与沥青混合料TSR值的相关性。结果表明，温拌技术的应用降低了沥青-矿料黏附性能和沥青混合料抗水损性能，沥青与矿料的黏附性能优劣为：基质沥青>Evotherm温拌沥青>Sasobit温拌沥青>Advera温拌沥青，沥青混合料遭受多次冻融循环后抗水损害性能优劣为：基质沥青混合料>Evotherm温拌沥青混合料>Advera温拌沥青混合料>Sasobit温拌沥青混合料；沥青-矿料黏附性能评价仅能反映沥青混合料初期的抗水损害性能，沥青混合料遭受1次冻融循环后的TSR值与沥青-矿料黏附性能的拟合关系较好，相关系数普遍在0.8以上。研究成果为温拌沥青黏附性能评价、温拌沥青混合料耐久性的认识提供参考。     

多级矿料-沥青体系的颗粒特性、界面效应及迁移行为研究进展

沥青混合料是多级多相颗粒性材料,其复杂的颗粒特征、界面效应和迁移行为决定了离析特性、压实效果与力学响应。为了解析沥青混合料的微细观作用机理,为混合料组成优化设计、施工控制及性能预测提供理论基础,进而提升沥青路面的耐久性,综述了国内外学者在矿料-沥青体系的研究成果,并将摊铺、压实、服役阶段的沥青混合料分别看作不同状态及迁移自由度的矿料-沥青体系。首先,针对矿料体系的颗粒特性,分析了颗粒几何形态以及尺寸效应对沥青混合料性能的影响,给出了多级矿料复合几何特征表征方法。其次,针对松散态的矿料-沥青体系,梳理了矿料颗粒体系的接触摩擦特性、界面交互作用等细观特征,介绍了沥青混合料的离析行为评价方法,分析了颗粒迁移行为对离析倾向的影响,并讨论了离析形成机理;针对沥青混合料的压实过程,描述了动态压实特性与颗粒的迁移行为,分析了矿料几何特征、矿料-沥青界面效应对颗粒迁移行为的影响,从内部颗粒迁移角度讨论了沥青混合料的压实过程;针对压实成型的沥青混合料,介绍了矿料-沥青体系的颗粒迁移行为,并分析了颗粒微迁移特性对沥青混合料力学强度的影响。最后,将运输摊铺过程的松散态、压实过程中的错动态、服役过程中的成型态...     

南疆沙漠地区沥青结合料老化规律及力学性能衰变规律研究

结合南疆沙漠地区特殊的气候特征,进行该地区沥青结合料特殊的老化规律及沥青结合料力学性能衰变规律的研究工作.基于南疆沙漠地区不同服役阶段旧沥青混合料,通过混合料抽提试验回收该地区不同服役阶段沥青结合料中的旧沥青,采用沥青4组分测试技术对不同服役阶段的沥青进行组分分离测试,确定南疆沙漠地区沥青老化规律.采用差示扫描量热法(...     

AC-25C沥青混合料级配正交优化试验研究

考虑南方湿热地区沥青路面的使用要求,选取了19 mm、9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm和0.075 mm筛孔的通过率和油石比六种因素及相应的五个水平,采用正交表试验表L25(56)进行了优化试验,通过极差分析法和趋势图分析了各因素和各水平对各马歇尔指标的影响程度和规律,分析提出了满足各沥青混合料指标要求的AC-25C沥青混合料的矿料级配和油石比范围.     

环境因素作用下季冻区沥青混合料早期性能衰减定量评价

研究季冻区沥青混合料在外界水、冰冻、老化等综合作用下早期路用性能衰减效应,并对其进行定量评价。对服役时间为1~4年的4类沥青混合料进行回收,并经加热制备相应试验试件;采用抽提试验确定回收料级配特性,并据此制备相同矿料级配的新沥青混合料;基于弯曲破坏试验、劈裂破坏试验等获取上述新旧两类沥青混合料的力学参数,得出沥青混合料力学性能参数在1~4年服役时间范围内的衰减曲线,实现季冻区沥青混合料早期性能衰减的定量评价。研究成果为今后季冻区沥青混合料的设计提供参考,对提高季冻区沥青混合料的路用性能具有一定意义。     

基于灰关联理论的沥青路面车辙影响因素分析

选用5种不同级配组成的AC-13C型沥青混合料并铺筑于同一路线上以保证所受荷载与环境一致,应用灰关联理论分析不同粒径集料含量、沥青用量和空隙率对沥青路面车辙形成的影响,同时采用熵关联度进行对比分析。结果表明各因素对沥青路面车辙的影响程度排序为空隙率最佳油石比2.36mm矿料含量0.075mm以下矿料含量(矿粉)4.75mm矿料含量9.5mm矿料含量13.2mm矿料含量。     

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;橡胶颗粒掺量采用18%、空隙率采用2.5%、油石比采用6%、搅拌时间为60min的70号A级基质沥青得到的沥青混合料,其抗疲劳性能最优;90号A级道路石油沥青混合料在疲劳试验条件下的橡胶颗粒掺量、空隙率、油石比和搅拌时间均无最值,呈单调趋势。在工程应用中,建议采用加德士70号沥青和70号A级道路石油沥青来制备路用橡胶沥青混合料。     

基于多级嵌挤型骨架的沥青混合料配合比优化设计及路用性能评价

针对传统连续级配设计的不足,以某高速公路沥青混合料配合比设计为基础,进行多级嵌挤形式级配设计,采用马歇尔试验方法确定最佳油石比,并对最佳设计配合比沥青混合料的路用性能进行评价。结果表明,沥青混合料的毛体积相对密度、沥青饱和度随着油石比的增大而增大,空隙率与油石比则呈现相反的趋势,沥青含量对矿料间隙率的影响较小;粗级配矿料形成的密实结构需要较多的次集料及沥青填充,一般通过调整粗集料比例可获得最佳密实状态;随着沥青含量的增大,混合料的流值增加量略有提高,沥青混合料的高温抗变形能力降低;该工程不同面层最佳油石比分别为5%、4.8%、4.2%,采用多级嵌挤级配设计获得的级配具有较好的路用性能。     

矿料级配对沥青含量检测结果的影响

针对沥青含量检测结果受矿料级配影响的问题,采用以比表面积估算油石比的方法研究矿料级配与油石比的关系。通过模拟级配离析取样的燃烧试验,建立油石比与关键筛孔的相关关系;通过目标级配计算沥青混合料的油石比。结果表明:沥青混合料的油石比与矿料2.36mm及4.75mm筛孔的通过率有良好的线性相关关系,且通过目标级配计算的油石比与目标油石比接近。     

沥青混凝土拌和机油石比检测方法

沥青混凝土拌和机械油石比的检测,国内目前主要采用抽提仪法来测定已知质量的沥青混合料中的沥青含量,然后将其与矿料质量相比,即得到油石比检测值.然而由于传统的抽提仪法不能有效地从苯-沥青溶液中过滤出石粉,从而使沥青混合料的沥青含量检测值偏大,同时矿料质量减小,以致使检测的油石比值变大.为了消除抽提后沥青溶液中矿粉对油石比的影响,使得检测的油石比值更正确,可靠,因而必须对传统的抽提仪法测定沥青混合料油石比的检测步骤和方法进一步完善.改善后的抽提仪法已在国标《沥青混凝土搅拌设备试验方法》(送审稿)中,作为附录写入该标准中,其主要内容如下:(1)试验器具与试剂:主要有抽提仪,如附图所示,抽提仪由水冷凝器、抽提筒、外套筒和铜     

ARC-13橡胶沥青混合料的配合比设计及路用性能

为提高橡胶沥青混合料的路用性能,应用正交马歇尔试验设计,研究了ARC-13橡胶沥青混合料矿料级配和油石比对马歇尔性能指标的影响,提出了优化的ARC-13矿料级配范围,并对试件性能进行了测试.根据原材料筛分及马歇尔试验结果,确定ARC-13目标配合比最佳油石比为7.0％;ARC-13沥青混合料油石比为7.0％时,其目标配合比试验得到的各项技术指标满足规范要求.     

海南岛AC-13型沥青混合料矿料级配区域优化研究

结合海南岛典型的热带季风海洋性气候,以AC-13型沥青混合料的矿料级配主要控制筛孔9.5 mm、4.75 mm、2.36 mm、0.075 mm和油石比组成5个因数,《沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)中AC-13型沥青混合料的矿料级配范围对应筛孔取上限、上中值、中值、下中值和下限等5个通过率作为5个水平,采用正交试验方法对AC-13型沥青混合料的矿料级配区域进行优化设计。     

SMA沥青混合料低温性能试验研究

通过对70号基质沥青、SBS改性沥青RTFOT老化后进行BBR试验来评价沥青的低温性能,并对在同一矿料级配和确定最佳油石比及纤维用量的条件下形成的两种SMA- 13沥青混合料进行低温弯曲试验,得到低温性能参数的对比分析,对两种沥青混合料的低温抗裂性能做出评价,以检验该沥青混合料在高等级路面的应用效果,为今后的沥青混合料设计提供参考.     

不同参数对沥青混合料抗剪性能的影响

为评价沥青混合料抗剪性能的主要影响因素以及不同因素的交互作用对混合料抗剪性能的综合影响,对集料类型、沥青种类、油石比、设计压实功、压实度5个参数展开了研究。选取了3种集料类型(辉绿岩、玄武岩、砂岩),两种沥青类型(70~#基质沥青和SBS改性沥青)、4个油石比(OAC-0.4,OAC,OAC+0.4,OAC+0.8)、3个设计压实功水平(旋转次数为75,100,125次)、4个压实度水平(93%Gmm,94.5%Gmm,96%Gmm,97.5%Gmm)来进行室内试验,制备不同因素组合下的共54种沥青混合料类型。使用单轴贯入试验来测试沥青混合料的抗剪性能,并采用灰色关联分析方法和方差分析方法来分析试验结果。灰色关联分析结果表明:不同参数与抗剪性能之间的关联度由大到小依次为沥青种类、压实度、设计压实功、油石比和集料种类;方差分析结果表明,选取的5个参数之间存在着复杂的交互作用,集料类型、油石比和设计压实功只有在一定条件下才表现出对抗剪性能的显著影响,沥青种类和压实度则总是表现出显著影响。因此,沥青种类和压实度是影响沥青混合料抗剪性能的较主要因素,而且在分析不同参数对混合料抗剪性能的影响时,决不能忽略不同因素之间的交互作用。     

沥青混合料矿料滑移剪切试验研究

为了研究沥青混合料的高温稳定性与矿料界面滑移剪切行为的关系,从沥青混合料矿料的接触及滑移特性入手,开发了专门用于评价沥青混合料矿料滑移剪切性能的滑移剪切试验,分析了试验条件、级配和沥青等对滑移剪切能的影响.研究表明在试验温度60℃、加载速率20 mm/min时,滑移剪切试验的评价指标滑移剪切能EI与车辙动稳定度DS的相关性最好,以此初步推荐了滑移剪切试验的试验条件.矿料滑移剪切试验表明混合料的级配和沥青种类及其用量对滑移剪切能EI有显著影响,适当增加最大公称粒径、采用改性沥青以及最佳油石比等措施能显著提高沥青路面的高温稳定性.