掺钡渣对AC-13沥青混凝土路用性能的影响研究

为实现对钡渣的充分利用,研究了不同钡渣掺量对AC-13沥青混合料的路用性能影响。结果表明,钡渣可部分代替0～3 mm细集料,沥青混合料的最佳油石比随着钡渣掺量的增加而提高,钡渣掺量为15%时,混合料高温稳定最佳;钡渣掺量为25%时,混合料的低温抗裂性和抗水损性能最佳;同时对掺钡渣的沥青混合料浸出物毒性分析得出浸出物达到环保要求,掺25%钡渣的集料7 d累计膨胀率为0. 91%,满足道路工程使用要求。研究结论是钡渣的掺量宜为15%～25%。     

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。     

基于三点弯曲试验的高黏沥青砂应力吸收层的裂缝扩展过程研究

为了研究带3种贯通裂缝的水泥混凝土加铺高黏沥青砂应力吸收层和没有应力吸收层两种结构的反射裂缝的扩展路径与断裂机理,对带3种裂缝的两种结构试件分别进行三点弯曲室内试验。并以扩展有限元方法(XFEM)为基本方法,建立有限元模型对有应力吸收层的加铺层的裂缝扩展过程进行模拟。把扩展有限元模拟结果与室内试验结果进行比较并分析了反射裂缝的力学响应、扩展机理和断裂过程。结果表明:数值计算与试验的结果在断裂形态上相近,两者数据的相关性较高。高黏沥青砂应力吸收层能降低加铺层底部的应力集中,减缓加铺层下部裂缝扩展的速率,达到防治反射裂缝的目的。     

橡胶颗粒沥青混合料修正的动稳定度研究

针对动稳定度评价指标存在的不足,通过标准车辙试验,找出动稳定度用于评价橡胶颗粒沥青混合料高温稳定性的不足之处;为了合理评价橡胶颗粒沥青混合料的高温稳定性,采用非标准车辙试验,改变试验温度与碾压时间,对混合料的温度敏感性进行分析,得出不同温度下,动稳定度中t1、t2的取值是不同的;通过对不同高温与时间条件下车辙曲线的变形速率进行分析,得出橡胶颗粒沥青混合料的动稳定度在不同温度下t1、t2的取值;位移-时间曲线中压密稳定阶段随温度的升高逐渐后移,且压密阶段时间越长,压密稳定阶段越靠后,沥青混合料的抗车辙性能越弱。     

基于单轴拉伸试验的水稳碎石损伤本构方程研究

为了建立材料的损伤本构方程,针对不同龄期的水泥稳定级配碎石开展了单轴拉伸试验。根据不同龄期试验结果,研究了水泥稳定级配碎石抗拉强度与龄期之间的关系。通过拟合材料本构关系,建立了本构方程。基于Mazars损伤模型,提出了材料单轴拉伸状态下的损伤模型和损伤本构方程。结果表明:水泥稳定级配碎石前28d的抗拉强度快速增长,28d后抗拉强度的增长速率下降,对数函数可以很好地表征龄期与抗拉强度的关系;建立的本构方程可以从数学角度反映水泥稳定级配碎石的应力应变关系,但不能揭示材料的损伤演化过程;单轴拉伸状态下水泥稳定级配碎石的非线性损伤演化过程由3阶段组成;损伤本构方程比本构方程可以更好地表征水泥稳定级配碎石的3阶段损伤演化过程和应力应变关系。     

ECA-10型沥青混合料动态性能研究

为了确定ECA-10型沥青混合料的动态性能,采用简单性能试验仪进行动态模量试验和动态蠕变试验,运用时温等效原理和修正Burgers模型分别构建了ECA-10型沥青混合料的动态模量主曲线和黏弹性力学模型。研究结果表明:相同温度和加载频率下,ECA-10型沥青混合料动态模量普遍较高,抗变形能力较强;依据Sigmoidal函数方程,建立了参考温度为20℃时ECA-10型沥青混合料的动态模量主曲线,线簇光滑连续,具有较高的拟合度。在相同荷载作用次数下,ECA-10型沥青混合料随着温度或偏应力的增大,其动态蠕变逐渐增大。建立了重复荷载作用下ECA-10型沥青混合料黏弹性力学模型,相关性系数在0.98以上,其拟合结果与实测结果吻合较好。     

基于半圆弯拉试验的多聚磷酸改性沥青混合料低温性能改善研究

基于改善多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料低温抗裂性能,室内采用半圆弯拉试验(SCB试验)探讨复合改性沥青或混合料中添加纤维方式的改善效果;并针对纤维改善方案,分析了纤维类型和纤维掺量对PPA改性沥青混合料低温性能的影响及显著性。结果表明:PPA改性沥青混合料中使用复合改性沥青或添加纤维均可改善其低温抗裂性能,相应方案的改善效果优劣依次为PPA/SBR复合改性沥青、PPA/SBS复合改性沥青和PPA/玄武岩纤维,但对于采用Shell-70沥青制备的PPA改性沥青混合料而言,PPA/SBS复合改性沥青和玄武岩纤维两种方案对应的改善效果差异不大;纤维改善PPA改性沥青混合料低温性能的效果与纤维类型和纤维掺量密切相关,其中纤维掺量的影响相对较大;玄武岩纤维、聚酯纤维和木质素纤维以复合方式添加,基本能够达到与玄武岩纤维相同的改善效果。使用复合纤维达到了改善低温性能和降低成本的双重目的,从而为改善PPA改性沥青混合料的低温性能提供一种新的尝试。     

复合改性橡胶沥青应力吸收层应用技术研究

通过室内试验研究复合改性橡胶沥青应力吸收层的性能变化,结果表明,复合改性橡胶沥青应力吸收层中碎石9.5～13.2 mm的最佳撒布量为12 kg/m~2,沥青最佳洒布量为2.4 kg/m~2;复合改性橡胶沥青应力吸收层的剪切破坏变形是土工格栅的2倍多、乳化沥青封层的近3倍、聚酯玻纤布的近1.5倍。同时通过实体工程应用,验证了复合改性橡胶沥青应力吸收层良好的抗路面反射裂缝能力。     

玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为评价玄武岩纤维的掺入对沥青混合料性能的改善效果,通过动态剪切试验、拉伸试验对未掺玄武岩纤维和掺6%沥青质量的玄武岩纤维的沥青胶浆的抗剪性能、延展性以及AC-13C沥青混合料和掺玄武岩纤维的沥青混合料的路用性能展开研究。结果表明,纤维的掺入可改善沥青胶浆的抗剪切能力和高温稳定性;纤维掺量为沥青混合料质量的0.4%时,沥青混合料的高温稳定性、低温抗开裂能力、水稳定性等路用性能最优。     

预制拼装用改性树脂材料研究

针对目前道路修补养护时间长、污染大、成本高、耐老化性差等问题,研制预制拼装用改性树脂材料,通过试验分析了改性树脂材料的力学性能,结果表明,改性树脂胶结料的拉伸强度为26.6MPa,高温水煮老化7d后的粘结强度仍能达到2.3MPa,且破坏形式为砼破坏;养护7d后的抗压、抗弯折性能均优于C40砼,动稳定度优于改性沥青;并通过实际工程应用,说明了预制水泥砼与改性树脂材料的拼装施工技术。