温拌条件下沥青-潮湿集料交互作用的影响因素分析

为了探究温拌条件下沥青-潮湿集料交互作用的影响因素,针对不同的集料含水率、不同的试验温度和不同温拌剂三者的耦合作用,研究其对沥青-潮湿集料交互作用的影响及各自对沥青-潮湿集料交互作用的关联程度。试验结果表明:集料含水率对不同温拌沥青胶结料指标的影响程度不同,温拌剂种类、试验温度、集料含水率与沥青-潮湿集料交互作用能力均具有显著的相关性,相关程度从大到小依次为含水率、试验温度、温拌剂。     

沥青与矿料交互作用的影响因素

为了研究相关因素对沥青与矿料交互作用能力的影响,利用动态剪切流变仪(DSR)对沥青与矿料交互作用能力的影响因素进行了研究,并通过方差分析法对影响因素的显著性进行了排序,结果表明:在温度与荷载频率一定时,随着粉胶比的增大,沥青和矿料的交互作用能力呈先增大再减小的趋势,出现最佳粉胶比;胶质和沥青质含量高的沥青与矿料的交互作用能力强;石粉的碱性越强,粒度越小,表面积越大,与沥青的交互作用能力越强;各因素对沥青与矿料交互作用能力的贡献大小顺序是胶质+沥青质含量＞石粉粒径＞ SiO2含量＞粉胶比.     

集料化学成分特性对沥青-集料界面粘结作用的影响研究

为研究集料化学成分特性对沥青-集料界面粘结作用的影响，分别采用5种氧化物粉末(MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、SiO₂)与克拉玛依70^#沥青混合并制备成沥青胶浆，利用动态剪切流变仪(DSR)测试沥青胶浆的相位角，并以K.Ziegel-B参数表征沥青-集料界面粘结作用。试验结果为：1) 45℃时，5种氧化物与沥青的K.Ziegel-B比值为15.0∶6.9∶5.7∶4.6∶1;2) 55℃时，K.Ziegel-B比值为9.1∶9.5∶6.5∶3.9∶1;3) 65℃时，K.Ziegel-B比值为5.3∶6.0∶3.3∶1.2∶1。研究结果表明：1)温度和荷载频率越高，沥青-集料界面粘结作用越弱；2)在同一温度或同一荷载频率作用下，MgO和Fe₂O₃是影响沥青-集料界面粘结作用最重要的2种氧化物；3)(MgO+Fe₂O₃)含量可作为路用集料优选的重要指标之一。     

长期高温多雨环境下沥青与集料黏附性衰减规律研究

选用2种沥青及3种集料，对单个集料进行不同时长的改进水煮法试验，对松散沥青混合料进行不同时长的改进ASTM D3625水煮法试验。通过扫描电镜试验、能谱分析试验分析集料表面构造和化学成分；通过高温接触角试验，获取拌和温度下集料与沥青的接触特性。结合质量法和图像法，分析沥青-集料的剥落率，探究在长时间高温水煮条件下的沥青-集料黏附性的衰减规律。结果表明：石灰岩与沥青的黏附性最好，砂岩最差；采用SBS改性沥青可有效增加与集料的黏附性，降低沥青-集料黏附性的衰减；水煮时间增长，使用Si元素含量越高、接触角越大的集料，沥青-集料黏附性越差；仅通过水煮样品3分钟来评价样品的黏附性不准确，延长水煮时间并结合质量分析方法可更真实地表征黏附性变化；对长期高温多雨地区，推荐使用石灰岩和SBS改性沥青来提高沥青混合料的抗水损害能力。     

高温条件下沥青与集料黏附性能研究

为了实现从细观角度对黏附性的定量评价,基于沥青在集料表面的铺展过程中接触角的变化规律,提出能够定量表征沥青与集料黏附性能的评价指标。基于润湿理论,借助躺滴法,采集不同温度条件下接触角的图像信息。从接触角的拟合方程中提取技术参数,进而实现对黏附性能的定量分析。研究结果表明:在高温条件下,沥青在集料表面铺展时的接触角随时间的变化呈y=Axa的幂函数曲线关系,幂函数常数项A表征沥青初始接触角的大小,接触角的初始状态与沥青在该温度下的黏度状态相关,常数项A与沥青的黏度取对数后满足线性关系;幂函数指数项a表征沥青在集料表面扩散速率的大小,反映了沥青对集料的润湿、黏附性能;试验研究的3种标号基质沥青在辉绿岩表面扩散速率具有较高的温度敏感性,且沥青对辉绿岩的润湿、黏附性能要好于石灰岩。     

集料表面状态对沥青混合料界面结合性能及抗水损害性能的影响

采用多应力蠕变恢复(MSCR)试验和线性振幅扫描(LAS)试验分析细粒土掺量对沥青胶浆高温性能和应力应变响应的影响，利用黏附性试验(水煮法)和接触角试验分析研究水分、细粒土掺量对沥青集料界面结合性能的影响。同时，研究细粒土掺量变化和集料温度变化对沥青混合料性能影响。结果表明：当细粒土掺量超过1%时，沥青高温抗变形能力逐渐增加，沥青混合料抗水损害能力逐渐降低。集料表面的水分比沥青有更高的润湿性，能严重阻碍沥青与集料的黏附与黏结，降低沥青混合料的抗剥落性能。随着集料温度升高，沥青混合料残留稳定度和冻融劈裂强度比先增大后减小，并在180℃时达到最大。     

矿粉沥青胶浆交互作用的参数研究

针对沥青胶浆中沥青与填料之间的交互作用问题,分别制备填料体积分数为0.25、0.30、0.35、0.40、0.45的70~#沥青胶浆,论述沥青胶浆界面交互参数的计算理论;采用动态剪切流变仪测试不同温度和不同频率下的沥青及沥青胶浆的复数模量值。结果表明:填料体积分数相同时,在低温情况下,界面交互参数随荷载频率的增加而减小;在高温情况下,界面交互参数随荷载频率的增加而增大;体积分数为0.25时,沥青胶浆界面交互参数最大。     

基于不同外掺物的沥青胶浆疲劳寿命分析

通过动态剪切流变仪对70号基质沥青,以及在其基础上加入抗剥落剂、纤维、矿粉的沥青胶浆进行线粘弹性范围内的温度频率扫描试验,分析动态剪切模量随温度频率的变化规律,发现加入石灰岩矿粉的动态剪切模量有所增加,其他外掺物改变不大。通过对4种沥青胶浆进行低温下的时间扫描试验评价其抵抗疲劳开裂能力,采用模量控制法进行疲劳寿命的对比分析,发现添加外掺物的沥青胶浆疲劳寿命均有所增长,其中掺入石灰岩矿粉的增长幅度最大,认为外掺物对基质沥青抵抗疲劳开裂有帮助。     

基于净吸附试验的沥青-集料黏附性量化研究

为提高沥青混合料抵抗水损害性能的能力,需准确评价沥青与集料之间的黏附性能.净吸附试验是一种可以定量评价沥青与集料之间的黏附性的试验方法.但目前在波长选取时常采用经验值,导致试验结果出现偏差.通过测试多种波长下的吸光度,确定出最佳试验波长.然后采用最佳试验波长进行2种集料与4种沥青的净吸附试验,判断不同沥青-集料组合的黏...     

石料指标对花岗岩沥青混合料水稳性的影响

为了找出影响花岗岩沥青混合料水稳定性的主要因素,使花岗岩大规模应用于沥青路面成为可能,从花岗岩沥青胶浆着手,采用动态剪切流变仪(DSR),对不同花岗岩石粉、不同粉胶比条件下的沥青胶浆进行流变性能的研究,以此分析不同花岗岩与沥青交互作用能力.并通过冻融劈裂试验检验沥青混合料水稳定性与沥青和石粉交互作用能力之间的关系,发现花岗岩沥青胶浆的流变学性质与花岗岩沥青混合料水稳定性之间存在良好的对应关系.对不同花岗岩自身性质的分析,得出了影响花岗岩沥青混合料水稳定性的石料指标,并最终提出路用花岗岩石料选择标准.     

高原寒冷地区沥青混合料弯拉特性分析

针对青藏高原寒冷地区低温、大温差气候特点,通过沥青混合料弯曲试验,分析了温度、沥青种类、油石比、级配等对混合料弯拉特性的影响。试验得出,沥青混合料弯拉强度随着温度的升高呈上凸抛物线形变化,弯拉应变逐渐增大,劲度模量不断减小;改性沥青和高标号沥青混合料的弯拉强度和弯拉应变较大,劲度模量较小;油石比增加时,沥青混合料弯拉强度先线性增大后减小,弯拉应变增大,劲度模量减小;矿料级配越粗,沥青混合料弯拉强度越大。结果表明,温度对沥青混合料弯拉特性的影响较大,采用改性和高标号沥青,适当增加油石比、采用较粗矿料级配,有利于提高沥青混合料的低温弯曲性能。     

沥青混合料疲劳响应模型试验研究

首先总结分析了沥青混合料不同疲劳试验方法的特点、两种疲劳试验控制模式的适用范围,建议采用应力控制模式的间接拉伸疲劳试验方法。然后分析了不同试验因素的影响,选定了加载波型,确定了疲劳试验的应力比水平、频率及温度等试验参数的范围。采用旋转压实成型方法,对3种沥青混合料进行试件成型。分别考虑3种空隙率水平,应用均匀试验设计方法,进行了不同温度、频率、应力比水平下的间接拉伸疲劳试验,对试验结果进行了显著性分析,并应用多元线性回归方法,得到了适用于不同荷载条件下基于温度、频率、沥青饱和度、初始应变及初始劲度模量的沥青混合料疲劳模型。与国外疲劳模型进行了对比分析,表明得到的疲劳模型具有较好的比对性,可用于沥青混合料疲劳寿命的预估。     

泡沫沥青冷再生混合料MMLS3试验轮辙曲线特征及影响机理

对泡沫沥青冷再生混合料进行常温条件下的MMLS3加速加载试验，研究泡沫沥青冷再生混合料的长期使用性能，探讨泡沫沥青冷再生混合料的车辙变深度、变形速率及横断面轮辙曲线特征，给出泡沫沥青冷再生混合料车辙深度随加载次数的变化趋势，并对不同加载次数下轮迹处MMLS3试件进行X-ray无损扫描，分析不同加载次数下泡沫沥青冷再生混合料的空隙率分布特征及粗集料运动规律，揭示泡沫沥青冷再生混合料的疲劳损伤规律。研究结果表明：对于未掺加水泥的泡沫沥青冷再生混合料试件，轮迹处车辙沿横断面分布呈U形；掺加1%~2.5%水泥后，泡沫沥青冷再生混合料试件横断面车辙分布呈W形，可采用车辙深度R_DD=AN^B预估不同加载次数N下的车辙深度发展规律；MMLS3加载试验过程中泡沫沥青冷再生混合料车辙发展规律可分为3个阶段，即压密阶段、蠕变稳定阶段、剪切破坏阶段；重复疲劳荷载作用下轮辙变形主要来源于泡沫沥青砂浆压密变形和集料受荷载作用产生的竖向位移及粗集料自身由不稳定状态转变为"平躺"状态所发生的水平转动位移，粗集料取向角随加载次数增大呈指数函数关系减小。     

外掺纤维沥青混合料的高温稳定性研究

纤维沥青也是改性沥青的一种。通过车辙试验,以动稳定度为指标来评价沥青混合料的高温稳定性。研究表明,外掺纤维沥青混合料在最佳油石比下具有很好的高温稳定性,而素沥青混合料在最佳油石比下纤维的介入同样可以改善其高温性能。     

灰分对湖沥青改性沥青及其混合料技术性能的影响研究

湖沥青主要由地沥青和灰分构成,且成分较为固定。针对湖沥青中的灰分,通过室内试验,研究了灰分对湖沥青改性沥青技术指标及其混合料高温稳定性及水稳定性的影响。结果显示,湖沥青中灰分的存在对湖沥青改性沥青技术指标有较大影响,且可提高湖沥青改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,灰分不仅是填料,还是改性剂的一部分;给出了改性沥青油石比和实际油石比的换算关系,可用于湖沥青改性沥青混合料的配合比设计。     

沥青混凝土超声波检测的衰减特征与影响因素研究

为有效获得沥青混凝土的超声波检测结果，基于压电换能器模拟和沥青砂浆Burgers黏弹性模型，建立三相介质的沥青混凝土有限元模型，在20~100 kHz频段范围内，比较9种入射频率下沥青混凝土中超声波细观的衰减特征及宏观的振幅变化，分析3种集料粒径（13.2，19.0，26.5 mm）及不同温度（-10℃~60℃）对沥青混凝土中超声波衰减的影响；针对数值模拟结果，使用超声横波成像仪MIRA-A1040进行室内试验验证，研究9种入射频率下实测振幅和断面重构图的衰减规律。研究结果表明：当温度为20℃时，在频段20~100 kHz内，入射频率每升高10 kHz，反射波振幅线性降低约3 dB；随着入射频率的升高，沥青砂浆中声压等值线的规则性、连续性及试件断面重构图的辨识度均大致呈线性降低趋势；当入射频率和温度不变时，集料粒径引起的散射衰减会引起振幅小幅度的降低；当集料粒径不变时，影响振幅降低速率的主要因素是温度，本质为沥青砂浆黏弹性引起的吸收衰减；以入射频率为30 kHz的沥青混凝土AC-13为例，温度每升高10℃，振幅约线性降低5 dB；2种衰减综合决定了反射波振幅的数值；沥青混凝土检测的入射频率不宜超过60 kHz，温度不宜超过40℃；用于沥青路面面层的检测时，建议入射频率范围为20~60 kHz；较低的入射频率与温度有利于沥青混凝土的超声波检测。     

基于加速加载试验的沥青混合料抗滑特性研究

为了研究级配类型、油石比与荷载大小对沥青混合料的抗滑性能影响及其衰变规律,基于室内试验制备了AC-13C沥青混合料车辙板试件,采用小型加速加载设备对其进行加速磨光,然后利用铺砂法和摆式摩擦系数测试仪分析其构造深度和摆值,最后基于灰关联法分析了3种不同因素对沥青混合料抗滑性能的影响程度。结果表明：沥青混合料的摆值与构造深度均随着加速加载次数的增加呈现出先急剧下降,后缓慢下降,最终趋于稳定。油石比与荷载值越大,对抗滑性能越不利。基于灰关联分析结果,级配类型对沥青混合料的抗滑性能影响程度最为显著。     

沥青路面微表处抗剪性能试验研究

通过直剪试验并结合理论计算对沥青路面微表处的抗剪性能进行研究,研究表明:夏李高温时,微表处的抗剪强度可以抵抗极端不利条件下的车轮剪切力;在最佳油石比±1％的范围内,微表处抗剪强度不会随油石比的增加而减小;界面污染或界面有水会减小微袁处与旧路面的粘结力.     

掺RAP的水泥乳化沥青混合料抗压回弹模量试验研究

采用顶面法测试了掺RAP的水泥乳化沥青混合料中不同油石比、RAP掺量、水泥掺量、压实度和温度5个因素对其抗压回弹模量的影响。研究结果表明:掺RAP的水泥乳化沥青混合料抗压回弹模量随乳化沥青油石比的增大而降低;抗压回弹模量随温度升高呈线性降低;抗压回弹模量随水泥用量的增大而增大,推荐水泥掺量为3%;混合料抗压回弹模量随着RAP掺量的增大而增大,建议RAP掺量控制在50%范围以内;压实度对添加RAP的水泥乳化沥青混合料抗压回弹模量的影响显著。