钢渣沥青混合料超薄磨耗层路用性能及其时变性

结合钢渣特性,采用浸渍法实测钢渣的有效相对密度.采用体积替代法,制备不同钢渣掺量的沥青混合料来替代粗集料.根据超薄磨耗层技术要求,对钢渣沥青混合料磨耗层的路用性能和表面功能进行了试验研究和对比分析.试验结果表明：随着钢渣掺量的增加,沥青混合料的动稳定度、破坏弯拉应变及劈裂强度比等路用性能指标均呈现先增大、后减小的变化趋势,且当钢渣掺量为50%时,混合料综合性能最优;钢渣沥青混合料路用性能具有时变性,随着试件放置时间的增加,其高温性能指标略有上升,低温抗裂性能指标和水稳定性指标均有所衰减;钢渣的掺入能够显著提升沥青混合料的抗滑和抗磨耗性能,虽然抗渗性能有所下降,但仍满足JTG E20—2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的技术要求.     

高耐久超薄磨耗层的开发与路用性能研究

将不同掺量的聚异戊二烯基共聚物(PMM)反应性树脂改性剂,添加在开级配(OGFC-10)、半开级配(NovaChip?Type-B)、密集配(SMA-10)3种级配的超薄磨耗层沥青混合料中.采用马歇尔试验,研究PMM在超薄磨耗层沥青混合料中的最佳掺量.对最佳PMM掺量下3种级配的超薄磨耗层沥青混合料进行马歇尔试验、肯塔堡飞散试验、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等,研究PMM对沥青混合料的力学性能、高温抗车辙性能、低温变形能力及抗水损害能力的影响.研究结果表明,加入PMM对开级配沥青混合料的力学性能提升幅度较大,最佳掺量下马歇尔稳定度提升146.6%、肯塔堡飞散值减少73.1%;对胶结料掺量较多的密集配沥青混合料低温变形能力提升幅度较大,提升比例17.1%,可满足冬寒冷区公路路面使用要求.     

超薄磨耗层层间粘结效果影响因素研究

超薄磨耗层是一种新型预防性道路养护技术,其使用效果的好坏与层间粘结力有着密切的关系。以室内模拟试验为基础,采用AC-13沥青混合料作为原路面,SBS(热塑性丁苯橡胶)改性乳化沥青作为层间粘结材料,分别采用AC-13、SMA-13、OGFC-13、Nova Chip(C)混合料作为超薄磨耗层,马歇尔击实法成型复合型试件,并采用层间力测试仪进行剪切试验,测定层间抗剪切强度。试验结果显示,采用上述四种混合料作为磨耗层,平均抗剪切强度分别为1.053 MPa、1.1 MPa、1.02 MPa、1.261 MPa;随着乳化沥青洒布量的增加,层间抗剪强度呈现先增加后降低的趋势;对于每种路面结构,温度由25℃升高至45℃,层间粘结强度普遍下降,但不同结构的强度降幅各不相同。试验结果表明:层间粘结强度受混合料类型的影响,Nova Chip抗剪强度最高,开级配沥青磨耗层OGFC(开级配沥青磨耗层)最低;每种路面结构都存在使层间抗剪强度达到最大值的最佳乳化沥青洒布量,且不同温度下对应的最佳乳化沥青洒布量也不同;随着温度升高,层间剪切强度降低,其中Nova Chip结构对于温度的敏感性最高,AC(沥青混凝土)结构的温度敏感性较低。     

超薄磨耗层层间剪切性能研究

剪切破坏是超薄磨耗层主要的病害之一,用SBS改性乳化沥青和Novabinder~(TM)改性乳化沥青作为层间黏结材料,AC-13C、Nova Chip~?Type C、OGFC-13作为磨耗层,AC-20C为中面层,成型车辙试件,进行直剪试验.评价不同粘层油类型、撒布量、磨耗层种类对层间抗剪强度的影响程度.试验结果表明,三种磨耗层对应最佳粘层油撒布量时层间抗剪强度能够最优;同种磨耗层,Novabinder~(TM)改性乳化沥青比SBS改性乳化沥青黏结性能更好;同种粘层油在最佳撒布量时,不同磨耗层抗剪能力对比为:开级配Nova Chip~?Type C型密级配AC-13C开级配OGFC-13.     

基于间接拉伸开裂方法评价超薄磨耗层混合料抗裂性能

通过间接拉伸开裂（IDEAL-CT）试验方法,研究了不同级配及油石比条件下超薄磨耗层混合料的抗裂性能。结果显示,级配变密会导致混合料整体强度上升,抗变形能力下降,同时会加快裂缝扩展速度,混合料抗裂性能下降。油石比的增加会使混合料抗变形能力提升,延缓裂缝扩展速度,使得混合料抗裂性能增强。皮尔逊相关性分析结果表明,随着超薄磨耗层混合料的孔隙率和沥青膜厚度的增加,混合料整体强度降低,抗变形能力提升,裂缝开裂速度下降,混合料整体抗裂性能增强,因而超薄磨耗层混合料设计过程中可通过提升孔隙率和沥青膜厚度来增强混合料的抗裂性能。对于IDEAL-CT试验指标,断裂能不适用于评价超薄磨耗层混合料抗裂性能。     

DXG-1抗车辙剂沥青混合料路用性能研究

车辙的出现会严重影响行车安全,同时会缩减沥青路面的使用年限,增加后期的养护成本.改善沥青路面高温抗车辙能力以减缓车辙病害的形成是交通行业研究的重要方向.通过室内试验开展新型抗车辙DXG-1沥青路面路用性能研究,确定DXG-1的最佳掺量,同时进行SBS改性与掺DXG-1两种沥青混合料的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害及抗滑能力等性能对比分析.研究表明:普通混合料高温稳定性逐渐增强;SBS改性混合料低温抗开裂及抗滑能力优于掺抗车辙剂的普通混合料;当DXG-1掺量为0.4%时,普通混合料与SBS改性混合料抗水损害能力相当.     

乳化沥青冷再生混合料抗剪特性及其永久变形预估

基于单轴贯入试验和无侧限抗压强度试验,得出了乳化沥青冷再生混合料在常温和高温条件下的抗剪强度、黏聚力与内摩擦角等抗剪特性参数,分析了水泥质量分数、乳化沥青类型及其质量分数、沥青旧料掺量对抗剪性能的影响规律,并进行了有限元计算和室内车辙试验研究.结果表明:随着水泥质量分数增加,乳化沥青冷再生混合料各抗剪指标均有增加,当水泥质量分数为0~1.5%时增幅明显;乳化沥青质量分数增加后,抗剪强度降低,相比于常温条件,高温条件下乳化沥青质量分数影响更显著;乳化沥青类型对抗剪参数影响不明显;沥青旧料掺量降低后,抗剪强度、黏聚力指标均明显提高,但内摩擦角基本不变;基于层变形叠加的永久变形通用模型应用于乳化沥青冷再生混合料变形预估时,需要进行修正,修正后具有较高的准确度.     

高温多雨地区高模量沥青混合料性能研究

高温多雨地区多重不利因素的叠加加速了沥青路面性能的衰减。文章采用掺加PRM和PRS的2种高模量沥青混合料对水稳定性,高温、水热稳定性,疲劳、低温性能,以及动静模量、直接剪切试验进行研究,对高温多雨地区高模量沥青混合料性能系统地进行评价。结果表明:与基质沥青混合料和SBS沥青混合料相比,PRM和PRS 2种高模量沥青混合料有较好的水稳定性、高温稳定性和疲劳性能,在水-热综合作用下有良好的抵抗变形能力,同时低温性能也略有改善,沥青混合料的动、静态模量以及抗剪强度有大幅提高。文章研究认为机械嵌挤作用和纤维网约束力可以改善混合料整体性能,吸收、吸附作用和界面层作用有利于改善沥青的高温和低温性能。     

玻璃纤维改性排水沥青混合料路用性能分析

目的研究玻璃纤维对排水沥青混合料路用性能的改善效果,确定玻璃纤维掺量与排水沥青混合料路用性能的规律.方法利用马歇尔试验、间接拉伸试验以及冻融劈裂试验评价排水沥青混合料的高温稳定性、中低温抗裂性以及水稳定性.结果玻璃纤维掺量为0.2%时高黏排水沥青混合料高温稳定性较好,玻璃纤维掺量为0.4%时中低温抗裂性能和水稳定性能较好.基质排水沥青混合料中玻璃纤维掺量为0.2%时高温稳定性、中低温抗裂性以及水稳定性均达到最佳.结论掺加玻璃纤维可以显著提高排水沥青混合料的路用性能.玻璃纤维掺入改性排水沥青混合料具有明显的增强效果.     

复合改性乳化沥青的制备及其微表处混合料路用性能

为解决普通乳化沥青在微表处混合料中存在的路用性能不足的问题,采用先乳化后改性的工艺制备高性能改性乳化沥青.利用延度与软化点指标确定改性剂添加方法及改性剂掺配比例,并以其作为微表处混合料的胶结料.通过湿轮磨耗试验(WTAT)验证其抗水损与耐磨耗性能,通过劈裂试验与高温车辙试验验证其抗裂与抗剪性能.结果表明,复合改性乳化沥青的软化点和延度均明显优于普通乳化沥青,当掺配比例为3.5%SBR与2.5%环氧时,延度和软化点可分别达到400 mm和70 ℃以上.混合料性能试验表明,采用改性乳化沥青制成的微表处混合料与普通微表处混合料相比,在抗水损/耐磨耗、抗裂及抗剪等方面具有显著的优势.     

Sasobit温拌橡胶沥青及混合料高温蠕变特性

为了研究Sasobit温拌橡胶沥青及混合料的高温蠕变特性,制备了Sasobit温拌剂掺量为3%的温拌橡胶沥青,确定了Sasobit温拌橡胶沥青混合料的成型温度与基本路用性能;通过结合料与混合料蠕变试验全面评价了Sasobit温拌橡胶沥青路面的高温性能,并进行了混合料Burgers模型参数拟合分析。研究结果表明:Sasobit橡胶沥青结合料高温蠕变性能优于SBS改性沥青,Sasobit进一步提高了橡胶沥青高温性能;SBS改性沥青混合料的高温性能优于2种橡胶沥青混合料;3%的Sasobit掺量不仅能有效降低橡胶沥青混合料的施工温度20℃,而且能较大提升其高温性能,却不过分降低其低温性能;随着温度的升高或围压的出现,Sasobit能够更好地提升橡胶沥青混合料的高温性能,使其更加接近SBS改性沥青混合料。     

热固性聚氨酯改性沥青桥面铺装材料制备及性能研究

为研究热固性聚氨酯改性沥青(TPUA)桥面铺装材料的制备及性能变化规律,基于响应曲面法,以桥面铺装性能最优为目标,并结合层次分析法对TPUA混合料的制备工艺进行优化;对比SBS沥青和环氧沥青混合料,对不同改性剂掺量下的TPUA混合料进行综合性能分析。研究结果表明：在恒温养护条件下,TPUA混合料强度随时间的变化过程满足指数增长关系,且温度对于TPUA混合料的强度形成具有促进作用;在PU改性剂掺量超过30%后,TPUA混合料具有比传统SBS沥青混合料更加优异的力学性能、水稳定性和高温抗变形性能;此外,在室温下,TPUA混合料具有比环氧沥青和SBS沥青混合料更优异的抗断裂性能;TPUA混合料的低温最大弯拉应变能够达到8 000με,且低温断裂能为对比组混合料的3倍以上,具有优异的低温柔韧性。     

欧洲岩沥青改性沥青混合料使用性能试验研究

为研究欧洲岩沥青改性沥青混合料的使用性能,制备了最大掺量达20%的欧洲岩沥青改性沥青,进行了AC-20C不同掺量改性沥青混合料的配合比设计,根据各掺量最佳油石比制作试件并进行了混合料使用性能试验.根据试验结果分析了不同掺量改性沥青混合料的动稳定度、马歇尔稳定度、流值、马歇尔模数、浸水残留稳定度、冻融劈裂残留强度比、弯曲破坏应变、15℃和20℃抗压回弹模量和15℃劈裂强度等技术参数.试验结果表明,随着欧洲岩沥青掺量的增加,改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性逐渐得到提高,刚度和强度逐渐增大.随着欧洲岩沥青掺量的增加,改性沥青混合料的低温抗裂性先提高至一峰值后略有回落.考虑综合性能,推荐的欧洲岩沥青最佳掺量为10%~20%.     

转炉钢渣沥青混合料路用性能试验研究

目的研究用转炉钢渣代替碎石作为筑路材料,提高废钢渣的利用率,改善沥青混合料的路用性能.方法利用转炉钢渣代替碎石,结合钢渣的理化性质,对钢渣沥青混合料进行高温稳定性试验、水稳定性试验以及层间剪切强度试验,分析稳定度、流值、冻融劈裂强度以及层间黏结效果随混合料级配的变化.结果各级配混合料的稳定度均大于8 k N,流值的范围为2~5 mm,均满足规范要求,且随集料粒径的增大而增大;冻融劈裂强度均大于规范要求的70%;层间抗剪强度较碎石混合料提高6%.结论钢渣沥青混合料具有良好的高温稳定性和水稳定性,且层间黏结效果优于传统的碎石沥青混合料.用钢渣代替碎石是可行的;可以有效改善沥青混合料的路用性能,且可以提高废钢渣的利用率.     

抗车辙剂和SBS对热拌沥青混合料高温与低温性能的影响

车辙和开裂是沥青路面的主要病害形式,采用外加剂改善沥青路面的高温与低温性能是防治车辙和开裂的主要措施.本文在不同温度、不同含量抗车辙剂和SBS改性剂试验条件下,采用连续密级配(AC-13、AC-16)和间断级配(SMA-13、SMA-16)两类级配进行高温车辙和低温小梁弯曲试验,对沥青混合料高温和低温性能的影响进行评价.试验结果表明:沥青混合料中添加0.4%抗车辙剂或5%SBS改性剂时,其高温和低温稳定性表现最佳.其中,0.4%抗车辙剂在改善沥青混合料高温变形能力方面优于5%SBS改性剂,而在改善低温抗裂性方面效果不及后者.间断级配沥青混合料的高温稳定性与低温抗裂性优于连续密级配沥青混合料.     

水性环氧树脂微表处的层间抗剪性能

为改善路面加铺微表处薄层罩面后新旧路面间的层间抗剪性能,采用水性环氧树脂(WER)对微表处进行改性。依据直剪试验,研究环氧树脂掺量、油石比、黏层油种类及用量、旧路面类型及水分对环氧树脂微表处层间抗剪性能的影响。结果表明,在微表处中加入水性环氧树脂能改善混合料的抗剪性能;与丁苯橡胶(SBR)改性乳化沥青相比,水性环氧改性乳化沥青高温及黏结性能更好,作为黏结材料对于提高路面层间抗剪性能更有优势;当微表处掺15%水性环氧树脂,油石比为7.7%,黏层油选用水性环氧乳化沥青且用量为0.6 kg/m2 时,结构层层间抗剪性能较好;在沥青混合料与水泥混凝土两种界面上,微表处与沥青混合料的层间抗剪性能更好。     

稳定型橡胶沥青混合料性能研究

稳定型橡胶沥青是一种新型改性沥青,具有分散性好,适用多种级配类型混合料,其性能接近SBS改性沥青.选用RLC、PCM-P、RHC 3种稳定型橡胶改性剂,通过试验最终确定3种改性剂的最佳掺量分别为12%、14%、18%.通过AC-13C沥青混合料配合比设计及马歇尔试验确定RLC、PCM-P、RHC 3种稳定型橡胶改性沥青、SBS、橡胶沥青的最佳油石比.对不同改性混合料进行高温抗车辙试验、低温抗开裂试验,水稳定性试验,试验结果得出:PCM-P对混合料高温抗车辙能力改善效果最优,RHC对混合料低温抗开裂能力改善效果最优,RHC对混合料抗水毁能力改善效果最优.     

玻璃纤维超薄罩面沥青混合料路用性能

为提高超薄罩面沥青混合料的路用性能,将预处理后的玻璃纤维掺入AC-10L、SMA-10以及SAC-10超薄沥青混合料中,通过马歇尔试验验证玻璃纤维掺入的可行性;开展不同沥青种类与不同级配的混合料高温车辙试验,评价玻璃纤维对超薄沥青混合料高温性能的改善效果;基于浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及疲劳加载试验,评价玻璃纤维对AC-10L超薄沥青混合料水稳定性及疲劳性能的提升效果。研究结果表明:掺入玻璃纤维后,不同级配的混合料马歇尔稳定度与流值均有一定提升,并可改善其物理性能,因此将玻璃纤维掺入超薄沥青混合料具有可行性;不同改性沥青种类的混合料高温性能均随玻璃纤维掺量的增加而增大,AC-10L、SMA-10、SAC-10超薄沥青混合料的动稳定度可提升15%左右,且玻璃纤维对细集料的影响更大;玻璃纤维掺量(质量分数,下同)为0.4%时,AC-10L沥青混合料的动稳定度较未掺时提升了23.8%;随着玻璃纤维掺量的增大,AC-10L超薄沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂抗拉强度比以及疲劳寿命均呈先增后减趋势;与掺量为0%时相比,掺量为0.4%时,AC-10L沥青混合料的水稳定性提升8%左右,而疲劳寿命提升25%以上。     

基于单轴贯入试验的沥青混合料抗剪性能影响因素分析

为了确定沥青品种及用量、级配类型、公称最大粒径和孔隙率等因素对沥青混合料抗剪性能的影响,采用了单轴贯入试验分析。得出了各项因素对沥青混合料抗剪性能的影响规律。结果表明,采用改性沥青后混合料抗剪强度可提高22%~25%;2.36 mm筛孔通过率为35%,0.075 mm筛孔通过率为5.5%时混合料抗剪强度达到最大值;沥青混合料抗剪强度与公称最大粒径具有线性相关性,增大混合料粒径有助于提高其抗剪强度。     

布敦岩沥青混合料路用性能的试验研究

为评价布敦岩沥青对基质沥青混合料的改性效果,采用A-70沥青作为基质沥青,对不同掺量布敦岩沥青混合料的路用性能进行了试验研究.结果表明:布敦岩沥青混合料的马歇尔稳定度、劈裂抗拉强度和水稳定性明显优于基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料;其动稳定度远远高于基质沥青混合料,接近于SBS改性沥青混合料;布敦岩沥青能有效改善混合料的低温性能,但当布敦岩沥青掺量从20％增加到25％时,混合料的低温性能有所降低,因此工程应用中的布敦岩沥青掺量不宜超过25％.