基于国内外试验方法的橡胶沥青性能测试

为统一橡胶沥青性能试验的评价指标, 分别采用不同胶粉掺量对70^#和90^#的基质沥青进行改性, 基于中国规范中的针入度、延度、软化点和弹性恢复试验以及Superpave中的动态剪切流变试验、布氏旋转粘度试验和弯曲梁流变试验等对橡胶沥青进行了性能评价。研究结果表明: 胶粉的添加能显著改善沥青的高温性能, 显著降低沥青的温度敏感性, 但增大了沥青的高温粘度, 增加了沥青混合料的拌和与压实难度; 胶粉的溶胀作用会导致针入度的试验结果出现较大误差, 因此, 不建议采用针入度试验来评价橡胶沥青的性能; 软化点可作为橡胶沥青高温性能的一个评价指标, 对于90^#基质沥青, 胶粉掺量分别为10%、15%、20%和25%时的软化点比未掺胶粉时的软化点分别提高了11.23、11.97、15.18、21.10 ℃, 对于70^#基质沥青, 胶粉的添加则使其软化点分别提高了4.02、8.18、12.83、14.45 ℃, 因此, 胶粉对70^#基质沥青软化点的影响效果要大于对90^#基质沥青的影响效果; 胶粉对沥青低温性能的改善效果会随着温度的下降而降低, 在研究胶粉对沥青低温性能的影响程度时, 弯曲梁流变试验的结果比低温延度试验的结果更加明显, 且由于橡胶沥青的低温延度较小, 试验过程中容易产生较大误差, 因此, 建议采用弯曲梁流变试验评价橡胶沥青的低温性能。     

SGC方法与马歇尔方法确定不同级配最佳沥青用量的比较研究

采用美国Superpave中SGC旋转压实方法和传统的马歇尔击实方法对AC、SM A、OGFC等3种不同级配进行最佳沥青用量的确定。结果表明:用SGC确定的3种不同级配最佳沥青用量都显著低于马歇尔方法确定的最佳沥青用量,但降低幅度各不相同。其主要是由于采用SGC旋转压实100次成型混合料试件时,其压实功远大于马歇尔方法的双面击实50次或75次。因此建议用SGC方法进行不同级配的混合料设计时应适当减少旋转压实次数,以适应我国实际的施工条件。     

道路沥青老化评价方法研究进展

沥青是路面工程中常用的筑路材料之一,被广泛应用于中国高速公路和城镇道路中。在路面服役过程中,沥青材料会出现硬化变脆等老化现象,显著影响了路面的运营品质及服役寿命。为了进一步促进道路沥青老化评价方法研究的发展,以宏观性能测试、微观结构探测和数值模拟技术等老化评价方法为脉络,比较了各类评价方法的所属尺度和应用优劣。研究结果表明:现行的沥青热氧老化室内研究方法并不能很好地反映沥青的长期服役耐久性,而紫外老化的室内研究方法更加亟需标准化和规范化;紫外老化和热氧老化的差异在于化学键断裂机制不同,热氧老化主要是由于高温热分解导致化学键断裂,而紫外老化的引发是由于分子内所含的基团吸收了具有能量的紫外线,导致化学键发生断裂;宏观性能测试是构建沥青老化与性能衰退联系的直接研究途径,2类老化类型的宏观性能测试方法和评价指标不能完成等同和替换;荧光显微镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱等微观探测技术能够定性或者定量分析沥青的老化过程和改性剂的老化响应;采用分子动力学模拟和细观力学模型既能继承利用微观研究的精确结论,又可与宏观力学试验建立关联性,对沥青的老化过程进行数值表征,其研究结果能够为其微观演化规律和宏观性能特性提供参考;在实际沥青路面使用中,紫外老化和热氧老化是并行存在的,基于室外沥青路面老化监测的多因素复合老化应是沥青室内老化模拟研究的重点;融合多层次老化评价指标和数值模拟技术,建立多尺度沥青老化动态仿真模拟是沥青材料与数值模拟交叉应用的主要研究方向。     

温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响

为研究温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响,以生物沥青结合料和温拌剂为研究对象,对掺加了温拌剂的生物沥青结合料分别进行动态剪切流变试验(DSR)和多应力重复蠕变恢复试验(MSCR),以复数模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sinδ、恢复率R和不可恢复蠕变柔量Jnr为评价指标,研究了2种温拌剂类型(质量比为2%的Sasobit和质量比为0.35%Rediset)、3种生物质重油掺量(质量比分别为5%,15%,25%)对生物沥青结合料高温流变性能的影响。研究结果表明,未老化的生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而降低,黏性成分亦随着生物质重油掺量增加而减小,短期老化后生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而增大,弹性成分比例明显增大。Sasobit温拌剂的加入能够降低生物沥青结合料的黏性行为,增强延迟弹性,提高生物沥青结合料的高温抗车辙性能。加入Sasobit使得生物沥青的复数模量G*和车辙因子G*/sinδ值提高超过100%,不可恢复蠕变柔量Jnr值降低大于60%。Rediset温拌剂可以降低生物沥青结合料的高温老化速度,对生物沥青结合料的老化有较强的抑制作用。具有抗老化的优势,其温度敏感性比Sasobit温拌剂要低。Sasobit和Rediset温拌剂均可以提高生物沥青应力敏感性,使生物沥青在高应力水平下的黏弹性更加显著。     

高原寒冷地区沥青混合料冻融循环作用下劈裂性能分析

通过沥青混合料冻融循环劈裂试验,分析了冻融循环次数以及油石比对混合料劈裂性能的影响．试验得出：随着冻融循环次数的增多,沥青混合料的劈裂抗拉强度、破坏劲度模量均呈减小趋势,最初的几次冻融循环混合料性能衰减较快,经历9～15次冻融循环后性能衰减趋于平缓;冻融作用后混合料的破坏拉伸应变反而增大;油石比对沥青混合料的劈裂性能有明显影响,随着油石比的增大,冻融循环作用对劈裂性能的影响减小．结果表明,在青藏高原寒冷地区对于AC-13沥青混合料,最佳油石比为5．5％或适当增加油石比可以提高沥青混合料冻融循环作用下的劈裂性能．     

聚合物改性剂和石油沥青相容性评价方法研究进展

综述了6类聚合物改性剂和石油沥青的相容性评价方法,即定性观察法、流变学方法、热力学方法、化学分析法、形貌图法和数值模拟法,分析并比较了各种方法的优缺点与适用性,在此基础上针对聚合物改性剂和石油沥青的共混反应类型特点,建议了适宜的相容性评价方法,并展望了未来聚合物改性剂和石油沥青相容性评价的研究方向。研究结果表明：聚合物改性沥青属于黏弹性材料,基于流变学方法的相分离系数对于检测聚合物改性剂与石油沥青之间的差异较为敏感,适于评价两者之间的相容性;单一评价指标不宜准确评价聚合物改性剂和石油沥青的相容性,建议采用多种分析方法综合评价;对于物理共混的聚合物改性沥青,可以优先采用基于流变学的相分离系数结合形貌图法评价聚合物改性剂和石油沥青的相容性;对于反应型聚合物改性剂和石油沥青的相容性评价,建议采用相分离系数和红外光谱法;基于热力学的分子动力学模拟方法可以通过设置适宜的聚合物模型、作用温度等参数从微观角度进一步模拟和阐释聚合物改性剂和石油沥青的相互作用机理;未来结合聚合物改性沥青实际储存条件建立Cigar Tube试验储存时间区间范围,在此基础上通过适宜的相容性评价方法,动态连续地评价聚合物改性剂和石油沥青的相容性。     

冲湖积软弱土地基挤密碎石桩加固技术

结合银川绕城高速公路西北段工程,采用挤密碎石桩技术对软弱土地基进行综合处理.文中从挤密碎石桩的加固原理、设计参数及施工工艺等方面,对挤密碎石桩加固技术进行了阐述.后期地基沉降观测资料表明,所采用的"挤密碎石桩、砂砾垫层加土工织物"加固措施具有良好效果.     

基于智能手机图像采集方法的沥青路面表面离析评价指标优选

为优选沥青路面表面离析评价指标,室内成型了3种不同级配类型的沥青混合料车辙板试件;采用智能手机,提出了一种图像采集方法,获取了沥青混合料表面图像;基于盒子分形维数和多重分形谱算法计算试件表面二值图像的分形维数和多重分形谱指标,依托Image-Pro Plus图像处理软件提取二值图像凹形分布百分数和宏观构造宽度指标,采用室内铺砂法测试表面构造深度,计算平均构造深度来评价沥青混合料表面离析;分析了不同级配组成沥青混合料表面凹形区域分布特征,研究了沥青混合料表面离析评价指标间灰关联熵。研究结果表明：基于智能手机来获取二值图像的可靠性分析误差率不超过3%,说明基于智能手机获取试件表面图像方法具有较高可重复性;沥青混合料表面凹形构造具有显著分形特征,集料颗粒粒径越大,表面构造分形越复杂;基于图像处理方法的沥青路面表面离析评价指标与平均构造深度指标间存在线性相关性,但相关程度不一;同一级配沥青混合料表面分形特征指标计算误差范围较大,而凹形分布百分数指标误差范围最小,仅为±1.89%,且其与平均构造深度指标的熵关联度最高,为0.996 2,其次分别是多重分形谱、分型维数和宏观构造宽度指标;综合考虑推荐沥青混合料表面凹形分布百分数可作为可靠的表面离析评价指标。     

温拌沥青CO2减排效果的室内试验研究

采用室内试验方法研究温拌沥青Sasobit掺量、沥青含量和施工温度对CO2排放量的影响效果,同时还研究了Sasobit掺量本身对CO2排放量的影响。研究表明:施工温度是影响CO2排放量的主要因素,温拌沥青技术不仅能直接通过降低施工温度来减少CO2排放量,也可从减少燃料消耗角度来减少CO2排放量。与热拌沥青混合料相比,添加Sasobit的温拌沥青混合料CO2排放量可减少40%。     

基于X-Ray CT技术的沥青混合料扫描影响因素及其优化研究

通过225 KV工业CT设备,研究沥青混合料试件尺寸、集料岩性、成型方式对扫描成像质量的影响,对常用的沥青混合料马歇尔试件扫描参数进行优化.研究结果表明:试件尺寸越大,图像质量越差;花岗岩混合料最适合于后期图像处理分析;不同的成型方式对图像质量会产生一定影响.最后为马歇尔沥青混合料试件推荐了最佳的扫描参数组合,既能够提高扫描精度,也可以提高扫描效率.