磁铁矿沥青混合料路用性能及微波除冰特性

天然磁铁矿是一种性能优异的吸波材料,具有优良的微波发热能力,可用于沥青路面除冰。为了快速有效地清除路面冰雪,探索微波除冰技术,提高冬季道路运营安全性,以磁铁矿集料为吸波材料,设计了4种不同磁铁矿含量的沥青混合料,研究了磁铁矿集料对沥青混合料表面温度和除冰效率的影响。试验首先制备了以磁铁矿集料为微波吸收剂的沥青混合料,并检测了混合料的路用性能,微波加热效率和微波除冰时间。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪进行了微观分析。结果表明:含磁铁矿集料沥青混合料的高温性能优于仅含石灰岩集料的沥青混合料,但其耐水性和耐温性略有降低;沥青混合料的冻融劈裂强度比随磁铁矿含量增加而增大;沥青混合料的发热效率明显受微波辐射时间和磁铁矿含量影响;微波辐射时间越长,磁铁矿含量越高,沥青混合料的微波发热效率越高;较低的环境温度不利于热量的聚集,会延长混合料的微波除冰时间。综上,磁铁矿可以作为集料和吸波材料用于沥青混合料中,以达到微波除冰的作用。     

微波辅助加热填料在沥青路面修补中的应用

为了解决传统沥青混合料吸波效率低的问题,以磁铁矿粉、石墨烯为主要成分,研发了一种微波敏感添加剂,以此制备微波辅助加热沥青混合料,用作填补料。通过试验研究,进行了微波辅助加热混合料的吸波升温特性评价,并分析了微波辅助加热沥青混合料的路用性能。结果表明,相对于普通AC-13沥青混合料,微波加热沥青混合料可以提升吸波升温速率30%,且具有更好的路用性能。实践表明,将微波加热沥青混合料用于沥青路面修补,可以提高现场作业效率,缩短维修作业时间。     

三种吸波材料对微波加热效率的影响

为了提高微波加热沥青混合料的效率,将碳黑、磁铁矿粉、软磁粉3种吸波材料加入到AC-13沥青混合料中,对加入吸波材料的试样进行微波加热效率试验。试验结果表明:加入3种吸波材料的试样微波加热效率均得到显著提高;同等掺量下,加入软磁粉的试样微波加热效率提升最高;当软磁粉掺量为4%时,试样的微波加热效率相比不加吸波材料提高了51.59%;随着3种吸波材料掺量的增加,微波加热效率呈现逐渐增加的趋势,同时吸波材料对微波加热效率的提升效果逐渐衰减。     

微波对沥青混合料的性能影响研究与分析

基于微波对物质的加热特点即是从物质内部向外加热的方式，且其对沥青混合料加热具有一定的敏感性；本文将微波这种特有的加热技术引进到路面养护中来，对相同级配不同种类的沥青混合料分别多次作用后进行物理力学性能实验分析，总结出微波这种作用方式对路面材料性能影响的一般规律，并与普通热拌路面材料性能试验结果进行对比研究分析，初步探讨了微波这种加热方式对沥青混合料进行多次加热的可行性，颠覆了沥青混合料不能进行多次加热的传统观点。     

乳化沥青混合料快速修补材料体系构建及修补性能研究

为了解决乳化沥青混合料内部界面水分难以彻底排除的致命性缺陷，进行了不同体系乳化沥青混合料快速修补材料的机理构建和性能分析，结果表明：普通乳化沥青混合料体系、水泥乳化沥青混合料体系以及吸水性乳化沥青混合料体系均存在不足，无法彻底排除混合料内部水分；微波加热乳化沥青混合料体系可彻底排除水分，达到与热拌沥青混合料相当的性能。同时，对最佳结构体系进行应用性能验证，结果表明：微波加热乳化沥青混合料体系修补材料可快速加热、快速破乳、快速形成强度；微波加热技术可实现新旧沥青材料同步加热，新旧沥青界面在碾压作用下形成牢固的嵌挤-融合界面结构，界面性能优于热拌沥青混合料修补界面。     

活化橡胶改性沥青混合料路用性能研究

基于橡胶改性沥青理论,利用微波对废胶粉进行处理,探究了微波活化时间对胶粉的影响、活化废胶粉与沥青的相容性。对基质沥青、普通胶粉改性沥青、微波活化胶粉改性沥青的三大指标、弹性恢复能力、高温稳定性进行测试,并研究了微波活化胶粉改性沥青混合料的路用性能。结果表明:微波活化改性胶粉沥青的低温延展性、相容稳定性、高温稳定性、弹性恢复能力更好,微波活化胶粉沥青的离析软化点差为1.5℃,弹性恢复率为72%;活化废胶粉改性沥青混合料的路用性能优于普通基质沥青混合料,其高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力均得到改善;就集料级配而言,间断级配AR-AC13的高温稳定性、低温抗裂性优于连续级配AR-AC13,抗水损害能力与连续级配AR-AC13相当。微波活化废胶粉有助于提升沥青混合料的路用性能。     

不同岩性细集料对沥青混合料路用性能的影响研究

分别采用玄武岩细集料及石灰岩细集料和玄武岩粗集料制备两种不同的AC-13C改性沥青混合料，以及分别采用花岗岩细集料及石灰岩细集料和花岗岩粗集料制备两种不同的AC-25C普通沥青混合料，对两组不同岩性的沥青混合料进行室内路用性能试验，分析两种不同岩性细集料对沥青混合料性能的影响。结果显示:粗集料为玄武岩时，用石灰岩细集料代替玄武岩细集料，能够提高混合料的水稳定性和高温稳定性；粗集料为花岗岩时，用石灰岩细集料代替花岗岩细集料不利于混合料的水稳定性和高温稳定性。     

基于材料基因组方法的沥青混合料基因特性综述及展望

基于数据驱动的材料基因组方法是未来材料研发的趋势，尤其对于具有复杂材料组成、显著结构随机性和材料分布不均匀性的沥青混合料具有重要的指导意义。为推动沥青混合料基因组方法的应用，综述了影响沥青混合料性能的材料基因组体系及与使用性能的关联。首先，总结了目前材料基因组方法在材料工程领域的应用；然后，介绍了沥青混合料基本材料特征基因，主要包括沥青组分、沥青微观结构、集料矿物组成和集料形貌特征，并分析主要特征基因与材料性能之间的联系；进而，介绍了沥青混合料细观结构特征基因，包括空隙分布、集料分布和集料接触关系，总结了细观尺度上的研究方法及特征基因与沥青混合料性能的联系；最后，展望表征沥青混合料性能的代表性材料基因组体系、基因组数据库、共享平台及数据挖掘方法。     

高效微波加热发生系统研究

为了提升沥青道路材料微波加热设备的性能,通过对沥青混合料微波加热发生系统的理论和试验研究,得出可以通过提高磁控管效率和使高压电源变频来提升磁控管微波发生系统的加热效率。同时研究了固态源微波加热系统,得出了基于大功率蓄电池技术的5.8 GHz固态源高效移动设备解决应用方案。研究结果表明,以上方法可以有效提升沥青混合料微波加热发生系统的能效,为未来沥青道路材料微波加热设备的核心设计提供参考。     

细集料性质对沥青混合料体积特性影响分析

细集料是沥青混合料的重要组分,对沥青混合料的路用性能有重要影响.首先比较3种细集料(机制砂、石屑、天然砂)的棱角性及表面粗糙程度等物理性质,然后探讨不同细集料对SMA- 13、AC-13两种沥青混合料体积特性的影响.研究结果表明:在SMA-13沥青混合料中,机制砂和石屑对混合料体积特性影响规律基本相同,但在沥青用量增大...     

沥青路面微波养护技术研究综述

阐述了沥青路面微波养护技术的发展历程,简要介绍了微波加热的基本原理与特点、微波应用器与频率的选用、微波加热沥青混凝土电磁热模型和用于加热沥青混合料和除冰相关材料的介电常数,分析了国内外对沥青路面微波养护技术的学术研究与设备的发展现状、专利应用情况,总结了微波加热在RAP材料、除冰除雪、沥青路面微波养护设备、微波吸波材料等方面取得的重要成果和应用,同时指出了现存的问题与未来的发展方向,为推动微波技术在公路养护行业的应用与发展提供参考。     

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。     

适用于沥青路面的常温浇筑式快速修复材料的研究

该文主要研究一种在沥青混合料路面病害初期,修补路面小范围坑槽的常温浇筑式沥青快速修复材料。以乳化沥青为黏合剂进行混合料常温拌和,利用微波激发效应提升材料温度,促使乳化沥青快速破乳,并在混合料中掺入一定比例的自热矿料促进温度提升速率。研究表明:使用BZ-160慢裂型乳化沥青作为黏合剂,能与集料充分拌和均匀;集料中自热矿料掺量为10%～15%时,可在不影响混合料使用性能的同时保证温度提升速率,在频率为2.45 GHz,输出功率为0.8 kW的微波下10～15 min内混合料温度升高至热拌沥青混合料成型温度且能满足性能要求;由于热传导及微波激发效应,促使靠近修补界面的原有混合料温度升高从而有所软化,通过加热后的碾压作用,修补料与旧路面整体再成型,材料结合良好无明显界面。这种沥青路面修复材料可实现施工现场常温拌和、设备需求量少,整体工艺耗时15～20 min,修复速度快,修复后新旧路面整体结构完整,且不渗水、耐久性能好。     

温拌(半温拌)泡沫沥青混合料发展现状

泡沫沥青混合料是在常温条件下通过泡沫沥青和集料拌和而成,拌和时集料温度变化对泡沫沥青混合料的特性有重要的影响。在发泡处理之前适度加热集料(高于环境温度但小于100℃)可显著改善混合料性能,与相同级配的冷拌沥青混合料比较,沥青的裹附性、混合料的粘聚力、抗拉强度以及压实度都显著提高。半温拌沥青混合料比热拌沥青混合料节省了多达40%的能源,而且在较高试验温度下表现出相近疲劳性能和较小的相位角,相对于冷拌沥青混合料,半温拌泡沫沥青混合料在路面工程中具有广阔的应用前景。     

基于回收木质集料的沥青混合料路用性能研究

用回收木质材料代替石料制备了沥青混合料,采用室内正交试验设计了不同的材料组成,研究了不同材料组成对木质集料沥青混合料性能的影响.结果表明:结合料对木质集料混合料路用性能的影响最为显著;在最佳材料组成下,木质集料混合料的路用性能可以满足要求,但由于水稳定性能偏低,适宜用于干旱、半干旱气候分区.     

集料针片状颗粒含量指标试验研究

为探讨集料的针片状颗粒含量对沥青混合料性能的影响,设计由不同岩性、不同针片状颗粒含量集料组成的AC-13和SMA-13沥青混合料,采用旋转压实法(SGC)制作试件进行体积指标、高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性能试验。结果表明,AC-13沥青混合料矿料中3∶1型针片状颗粒含量≤30%、SMA-13沥青混合料矿料中3∶1型针片状颗粒含量≤20%时,对沥青混合料体积指标、高温稳定性、水稳定性及抗疲劳性能的影响不显著,建议对集料针片状颗粒含量提出AC类混合料≤30%、SMA类混合料≤20%的控制要求。     

抗车辙剂对含再生粗集料沥青混合料性能影响研究

采用再生集料替代沥青混合料中的天然集料具有巨大的经济潜力和环保优势,但其中的低强度水泥砂浆和砖块成分较天然集料更易在荷载作用下出现破坏,导致沥青混合料性能出现衰减,因此亟需探究改善含有再生集料沥青混合料性能的方法及其对沥青混合料性能的影响规律。该文选用富含聚乙烯PE的抗车辙剂,通过马歇尔配合比试验,分析不同抗车辙剂用量对再生集料沥青混合料的马歇尔力学指标、体积参数和沥青用量的影响;而后进一步探究抗车辙剂对再生集料沥青混合料的动稳定度、低温弯拉应变、冻融劈裂强度比和疲劳寿命的影响规律。试验结果表明:(1)砖块成分对再生集料沥青混合料的马歇尔性能具有明显的负面影响,应在再生集料中控制其含量;(2)富含PE抗车辙剂对提高再生集料沥青混合料的高温抗变形效果显著,同时也能在一定程度上改善再生集料沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能,具有良好的应用前景。     

微波与感应加热对沥青混合料自愈特性影响研究

为了研究微波与感应加热对沥青混合料自愈特性的影响,采用裂-愈循环前后三点弯曲试验强度之比对愈合率进行表征,通过试验与计算对两种加热方式下沥青混合料加热特性进行分析,采用微观观测并辅以其他试验方法对混合料加热前后理化特性进行探讨。结果表明:钢棉可以增强沥青混合料抗松散性能,但混合料设计时应考虑钢棉的掺入使混合料空隙增大的影响;沥青混合料自愈机理在于混合料内部空隙的重组;微波加热具有较感应加热更好的愈合效果,但微波加热易导致温度过高造成沥青损伤,建议微波加热时间不大于40 s,有条件时应优选感应加热技术。     

粗集料性能对排水性沥青混合料性能的影响分析

排水性沥青混合料作为一种集料嵌锁的混合料,其中的粗集料占比达到80%以上。骨料的性质、形状(尤其是针片状含量)会对混合料的性能产生很大影响。因此,通过室内试验,对粗集料性能及其与排水性沥青混合料强度、结构稳定性、渗水能力和抗滑性能的相关性进行分析,结果表明粗集料的压碎值和针片状含量对排水性沥青混合料的性能影响显著。压碎值越大,动稳定度越小,抗车辙能力越差,抗飞散能力越差;针片状含量越低,抗压强度和抗劈裂强度越大,渗水能力和抗滑能力越强。因此必须选择高强度、优质的粗集料以满足排水性沥青混合料强度、稳定性、渗水能力、抗滑性能的要求。     

PRPLAST.S温拌沥青混合料生产温度及路用性能研究

为了实现PRPLAST.S沥青混合料温拌效果,对AC-20CPRPLAST.S温拌沥青混合料的集料加热温度、沥青加热温度进行室内试拌试验及性能研究。研究表明：当该混合料集料加热温度为160-170℃和普通沥青加热温度为150-160℃时,既可使PRPLAST.S抗车辙剂软化,又可以达到温拌施工的效果。对PRPLAST.S温拌及热拌沥青混合料性能进行对比,发现PRPLAST.S温拌沥青混合料的性能与热拌沥青混合料性能基本相当。与浸水马歇尔试验相比,以冻融劈裂试验评价标准作为PRPLAST.S温拌沥青混合料水稳定性的主控标准更为合理。