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

冬季凝冰给季冻区沥青路面行车带来安全隐患,城镇区路面行车产生的噪声对周边居民的影响亦不容忽视。为解决上述问题,提升沥青路面冬季抗凝冰能力,降低交通噪声影响,近年来沥青路面表层混合料也从功能单一型向复合型发展。优选胎面胶破碎得到的橡胶颗粒材料,通过等体积代换法设计了复合功能型融冰降噪沥青混合料;在级配选择上,考虑颗粒填充和降噪效果,充分发挥橡胶颗粒的弹性降低路面在轮载作用下的振动和摩擦噪声,并基于其界面受力不均匀特性实现自应力融冰;在路用性能方面,为提升耐久性,采用高黏沥青作为胶结料。分别从混合料设计、路用性能评价、试验段实施等方面进行了研究,结果表明开发的融冰降噪复合功能型沥青混合料具有良好的融冰、降噪效果。该研究成果可为沥青路面表面功能层的设计及应用推广提供借鉴。     

不同温拌剂对沥青路用性能的影响

为研究不同类型温拌剂对于沥青性能的影响,选择常用降黏型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Asphamin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。由等黏温度定理,推算出部分温拌沥青混合料的施工温度,并以此对比分析其降温效果。结果表明:两类温拌剂均能显著提高沥青高温性能,掺入4%Sasobit和4%Aspha-min能使沥青软化点分别增长48%和31%,均可有效降低沥青的高温黏度和压实温度(降温范围在18～24℃之间)。同时,也能提升沥青的低温黏度(95℃下分别提升278%和14.7%),提高沥青路面抗流动变形的能力。但两种温拌剂对沥青低温性能呈不利影响,且这种不利影响与掺量呈正相关,因此应合理控制温拌剂掺量。     

温拌剂对高黏沥青及其混合料性能的影响

为研究不同类型温拌剂对高黏沥青及其混合料性能的影响,选择3种常用温拌剂,以不同掺量掺入高黏沥青中,并进行路用性能试验,验证不同温拌剂对高黏沥青降黏效果的差异。结果表明:不同类型温拌剂对TPS高黏沥青基本性能指标的影响差异较大;有机降黏类温拌剂Sasobit和EC120降黏效果相当,均能使高黏沥青施工温度降低10℃左右,乳化型温拌剂Ev3G能使高黏沥青施工温度降低20℃左右。综合比较分析,乳化型温拌剂Ev3G与TPS高黏沥青的配伍性更好,确定其最佳掺量在0.6%左右。     

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。     

大比例温再生沥青混合料施工温度确定

针对大比例温再生沥青混合料施工温度确定方法研究不足的现状,通过黏温曲线法、黏温曲线计算法及等体积法分别确定掺加两种温拌剂的RAP掺量为52%的再生沥青混合料的施工温度,结果表明黏温曲线法与黏温曲线计算法不适用于大比例温再生沥青混合料的施工温度确定。采用等体积法确定的掺M-1温拌剂的大比例温再生沥青混合料降温幅度约为10℃,掺Sasobit温拌剂的降温幅度约为18℃。按照等体积法成型的温再生沥青混凝土具有优良的高温性能、低温性能与水稳性能,均满足规范要求。     

温拌剂对改性沥青及其混合料性能的影响

选择Ipave-S型和RH型2种温拌剂,加入到SBS改性沥青中检测原样沥青及温拌沥青的常规性能指标,并进行沥青混合料马歇尔试验,探究2种温拌剂对超薄罩面沥青混合料路用性能的影响。结果表明:RH型温拌剂提高了改性沥青的高温性能和抗老化性能;2种温拌剂均能有效降低超薄罩面混合料的拌合与压实温度,其中RH型温拌剂的降温效果更好;RH型温拌剂能有效提高超薄罩面沥青混合料的高温稳定性;Ipave-S型温拌剂改善了超薄罩面沥青混合料的水稳定性;2种温拌剂对超薄罩面沥青混合料的低温抗裂性均无明显影响。     

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。     

温拌剂及沥青类型对混合料动态模量的影响研究

通过不同温度及加载频率下的动态模量试验,研究分别掺入RH型、Evo型温拌剂的基质沥青及SBS改性沥青拌和形成的混合料的动态力学性能。同时根据时温等效原理,确定参考温度下的位移因子,通过Sigmoial函数拟合了温拌基质沥青混合料、温拌SBS改性沥青混合料的动态模量主曲线。结果表明：(1)不同温度及加载频率下,温拌SBS改性沥青混合料动态模量及相位角的分布较温拌基质沥青混合料集中,即温拌SBS改性沥青混合料性能较稳定;(2)由50℃车辙因子、0.01 Hz时参考温度为20℃的动态模量主曲线可知：掺入温拌剂,基质沥青混合料高温性能提高,SBS改性沥青混合料高温性能下降;(3)综合考虑环境保护、力学性能,推荐基质沥青混合料中使用RH型温拌剂,SBS改性沥青混合料中使用Evo型温拌剂。     

复合阻燃温拌沥青混合料制备与性能研究

为提高温拌沥青混合料水稳定性能,文中利用有机硅改性层状双金属氢氧化物LDHs、石墨烯和温拌剂Sasobit与AH-90重交石油沥青均匀混合得到阻燃温拌改性沥青,并进一步制备出路用性能良好的AC-13型沥青混合料,通过黏温曲线、高温车辙试验、低温三点弯曲试验、浸水残留稳定度试验、冻融劈裂试验及燃烧试验对其施工可行性、高、低温性能、水稳性能、燃烧性能进行研究。结果表明,添加阻燃温拌剂的沥青混合料的残留稳定度增加了11.56%,冻融劈裂强度比增加了12.52%;无论拌和温度还是压实温度,温拌阻燃沥青比基质沥青要下降10℃左右。添加阻燃温拌剂的沥青混合料在上述各项性能上均优于传统基质沥青混合料。     

温拌阻燃SMA沥青混合料性能与工程实践

为了探讨温拌阻燃SMA沥青混合料性能特点和工程适用性,利用一种阻燃剂和两种类型温拌剂,首先制备不同温拌阻燃SBS改性沥青,并对其各自性能特点进行研究;其次进行了温拌阻燃SMA沥青混合料设计以及性能研究;最后铺筑了温拌阻燃SMA沥青混合料试验段。研究结果表明,温拌剂和阻燃剂影响SBS改性沥青的技术指标,温拌阻燃SBS改性沥青SMA混合料的体积指标和水稳定性指标与热拌SBS改性沥青SMA混合料结果相近,但是车辙和低温弯曲试验结果有较大差异。在一定的降温幅度下,利用温拌阻燃SMA沥青混合料所铺筑路面离析严重,构造深度、摩擦系数和渗水等路面功用性能指标不满足要求,必须改进温拌阻燃SMA沥青混合料的设计方法与施工工艺。     

温拌沥青混合料水稳性能研究

温拌沥青混合料作为一种绿色环保的新型路用材料,在国内外被广泛应用与研究,但此路用材料水损害较为严重是该项技术应用推广的瓶颈。笔者依托重庆渝长高速公路大修工程,首先进行AC13-C型温拌沥青混合料配合比设计,进一步研究温拌剂、RAP、抗剥落剂等因素对温拌沥青混合料试件冻前、冻后劈裂强度以及冻融劈裂强度比TSR的影响。该文为温拌沥青混合料技术推广及应用提供一定试验基础。     

不同温拌剂对沥青及混合料性能的影响研究

选取自行研发的两种表面活性温拌剂w-1和w-2、有机降黏温拌剂Sasobit,分别按照最佳掺量加入到基质沥青中制备不同类型温拌沥青和温拌沥青混合料,通过一系列室内试验分析不同类型温拌剂对沥青及混合料性能的影响以及降温效果。研究结果表明:w-1和w-2温拌沥青的针入度、软化点和延度变化非常微小,w-1和w-2对沥青性能影响不大;Sasobit温拌沥青针入度大幅降低,软化点大幅度升高,延度减小,Sasobit能够改善沥青的高温性能,但同时也会对低温抗裂性产生不利影响;3种温拌剂对沥青的老化性能、沥青与集料的黏附性影响甚微;3种温拌沥青混合料的压实温度均有大幅度降低,在目标空隙率为4%时,降温幅度为12～18℃;3种温拌剂对沥青混合料的路用性能均有一定负面影响,但仍满足技术要求。     

温拌剂对混合料性能影响的灰色关联分析

为了研究Sasobit、Aspha-min、Evotherm三种温拌剂对胶粉沥青混合料性能影响,对其混合料的高温、低温性能及水稳定性等进行试验,并研究了3种温拌混合料的降温幅度以及节能减排效益,基于灰色理论分析了3种温拌剂对胶粉沥青混合料的性能影响。结果表明:3种温拌剂的降温幅度不同,对混合料路用性能方面的影响也存在差异,通过灰色关联分析发现Evotherm温拌剂对胶粉沥青混合料的影响相对较好。     

LY温拌剂对沥青混合料性能影响研究

LY温拌剂是一种使用多种废旧材料复合而成的温拌添加剂。通过对LY温拌沥青混合料和热拌沥青混合料的性能测试及比较,结果表明：添加该温拌剂对沥青混合料的性能提升效果明显,优于对应热拌沥青混合料。     

基于LKW-Ⅱ型沥青温拌剂的温拌沥青混合料路用性能研究

温拌沥青混合料路面施工技术以其低能耗、污染少等优点得到了广泛的研究和应用。通过添加LKW-Ⅱ型沥青温拌剂降低混合料拌和时的沥青粘度,制备温拌沥青混合料。对比分析温拌沥青混合料与热拌沥青混合料的路用性能,包括水稳定性、高温稳定性、耐疲劳性能、低温抗裂性能。试验结果表明:添加LKW-Ⅱ型沥青温拌剂的温拌沥青混合料在比热拌沥青混合料低30℃左右条件下成型后的水稳定性、高温稳定性、耐疲劳性能、低温抗裂性能与热拌沥青混合料相比无明显变化。     

温拌阻燃SMA沥青混合料应用研究

为了研究温拌阻燃SMA沥青混合料的性能与工程实践应用,设计多组可对比性试验,在标定沥青用量最优值、拌和温度与碾压温度等一系列参数的基础上,进行多组试验检测性能指标数据。统计对比分析各试验指标数据,得到结论:温拌阻燃剂可改变SBS改性沥青性能,并与温拌剂类型相关;温拌阻燃SMA沥青混合料体积与路用性能均达标,低温弯曲与车辙试验受温拌剂种类影响;温拌阻燃SMA沥青混合料在实践工程应用效果与实验室中试验效果不匹配,需要进一步研究。     

高节能低排放型温拌沥青混合料的应用

为了研究高节能低排放型温拌沥青混合料的性能,针对温拌沥青及沥青混合料试验,研究了不同掺配比例温拌剂对沥青三大指标和布氏旋转黏度的影响,以及不同击实温度对沥青混合料空隙率及马歇尔稳定度的影响。结果表明:温拌剂的最佳掺配比例为沥青含量的3%,沥青混合料最佳击实温度为120℃。温拌沥青混合料试验路的铺筑和检测结果也验证了上述结论。     

缓黏型沥青混合料应用技术研究

降低沥青混合料拌和与压实温度,延长混合料施工时间,具有重要的经济和社会效益。缓黏型沥青混合料是一种具有高温降黏,中温缓黏和低温增黏特性的绿色经济高效路用材料,不仅能实现温拌技术的降温效果,而且低温增黏又能保证其路用性能不低于热拌路面,同时缓黏技术可以延长混合料施工时间。对掺加缓黏剂(FH-3)沥青混合料降温效果和路用性能试验与基质沥青混合料对比研究,结果显示:拌和温度降低18.1℃,降温效果明显,同时所测试路用性能都符合规范要求,且低温、水稳和抗疲劳性能提高。     

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。     

热拌及温拌再生沥青混合料疲劳特性研究

为了在路面养护工程中更好地利用再生沥青混合料，设计了RAP掺量均为80%的热拌及温拌再生沥青混合料，对其进行四点弯曲疲劳试验，采用耗散能法分析普通再生剂和温拌再生剂对再生沥青混合料疲劳性能的影响，并与新拌沥青混合料进行对比。结果表明：1)温拌再生沥青混合料的疲劳性能虽不及新拌沥青混合料，但显著优于热拌再生沥青混合料；2) 3种沥青混合料达到疲劳破坏时的累积耗散能和疲劳寿命在双对数坐标系中均呈现出良好的线性关系，且此关系不受再生剂种类及是否掺加RAP的影响，由此可通过线性拟合得到用累积耗散能表示的疲劳方程。