基于响应面法的半柔性路面材料低温性能研究

为提高半柔性路面材料(SFPM)低温抗裂性能,采用橡胶粉与硅烷偶联剂对水泥砂浆进行改性,制备复合半柔性路面材料(R&S-SFPM)。基于响应面分析法以劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲蠕变速率以及平均线收缩系数作为评价指标分析胶粉目数、掺量及硅烷偶联剂用量对SFPM低温性能的影响,并确定了可获得最优低温性能表现的R&S-SFPM掺配比例。结果表明:橡胶粉可提高SFPM的应力松弛能力,使其具有更好的柔韧性;硅烷偶联剂可提高SFPM力学强度。此外,橡胶粉及硅烷偶联剂掺量、胶粉目数均对SFPM低温性能改善效果有较大影响。当胶粉目数为60目、掺量为14%,硅烷偶联剂用量为0.72%时,R&S-SFPM综合低温效果最佳;与普通半柔性路面材料(O-SFPM)相比,R&S-SFPM的劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、最大弯拉应变以及弯曲蠕变速率分别提高23.7%、7.6%、29.9%和15.2%。

基于热再生沥青混合料的半柔性路面材料性能研究

对热再生沥青混合料半柔性路面材料进行相关性能研究,运用CAVF法设计出具有单一粒径(9.5~13.2 mm)且空隙率为28%的母体混合料,通过沥青析漏和混合料飞散试验确定其母体混合料最佳沥青用量,并试验确定再生剂最佳掺量;最后通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、车辙试验及劈裂疲劳试验等,分析评价不同RAP掺量再生半柔性路面材料性能,结果表明,半柔性路面材料性能优异,虽伴随RAP料掺量的增加,其疲劳性能、高温性能、低温性能及灌浆率有所下降,但都符合现行规范相关要求。控制好RAP料的掺量,热再生沥青混合料半柔性路面材料具有良好的灌浆率、优异的高温稳定性、水稳定性及抗疲劳性能,能够满足道路在重载交通和夏季高温等情况的使用要求。

灌注式半柔性路面在陕西省干线公路应用研究

通过对灌注式半柔性路面材料、设备、结构及施工工艺研究,根据大孔隙沥青混合料材料特性,提出采用均衡设计方法进行配合比设计,解决了大孔隙沥青混合料连通孔隙率及稳定度调控难题;采用自主研发的灌浆材料进行半柔性路面材料性能评价,通过高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性分析,水料比对半柔性路面材料路用性能影响显著,结合实验路服役性能评价结果,推荐水料比不超过0.35;通过半柔性路面实验路服役性能观测,半柔性路面具备优良的抗车辙性能。通过对陕西省国省干线半柔性路面材料、结构设计及施工工艺研究,总结出适应陕西省国省干线渠化重载交通半柔性路面材料、结构及施工工艺关键技术,为陕西省同类项目实施提供有益借鉴。灌注式半柔性路面结构不仅节约了沥青等不可再生资源用量而且减少全寿命周期的养护费用,有效降低了重复建设对环境的破坏作用,半柔性路面是一种较理想的环保耐久型路面结构。

坡率对半柔性路面材料灌注率及路用性能的影响

基于半柔性路面材料灌浆工艺的独特性,为探究坡率对其灌注率及路用性能的影响,采用3种不同流动度的灌浆料,在5个设计坡率下制备半柔性路面试件。通过计算和试验,系统评价了坡率对半柔性路面材料灌注率、高温稳定性、水稳定性及抗滑性能等关键指标的影响规律。结果显示,随着坡率的增加,半柔性路面材料的灌注率和水稳定性呈下降趋势,而高温稳定性则先增大后减小。坡度对半柔性路面构造深度的影响显著,坡率越大,坡底和坡顶的构造深度差异越大,抗滑性能受到不利影响。针对上述问题,研究提出了施工工艺优化措施,并通过室内试验加以验证。

不同因素对半柔性路面劈裂强度的影响研究

半柔性路面材料是在大孔隙沥青混合料中灌注水泥基胶浆得到的一种复合材料,为研究半柔性路面开裂的破坏机理,通过低温劈裂试验分析了不同种类沥青、纤维掺量和油石比对半柔性路面的低温抗裂性能的影响。结果表明:与基质沥青相比,高黏度改性沥青有较高的低温劈裂强度;纤维最佳掺量为0.2%时半柔性材料的低温劈裂强度最好;油石比为3.2%时半柔性材料的低温劈裂强度较好;提高半柔性路面材料的低温劈裂强度可通过选用高黏度改性沥青、掺入适量纤维和增加沥青含量的方式实现。

基于配比优化设计的半柔性路面低温性能研究

半柔性路面的配比优化设计是其力学性能表现良好的先决条件。本文采用体积法对基体沥青混合进行配比优化,以灌浆材料的力学特性为评价指标并采用正交试验法对配比进行优化,此外通过自行研制的灌浆设备对半柔性路面进行制备,对低温性能进行评价。结果表明,该基体沥青混合料最佳油石比为4.3%,空隙率和连通孔隙率分别为25.45和23.18,满足灌注要求;以初始流动度、30min流动度、泌水率、7d抗折强度、7d抗压强度为评价指标,获取该灌浆材料的最优水胶比及砂胶比分别为0.46和0.15。自行研制的灌浆设备可对灌浆材料进行有效灌注,灌注率满足要求。力学性能测试表明,该半柔性路面具备良好的低温性能及水稳定性。

道路交叉口半柔性路面施工技术研究

交叉口路段由于车辆频繁制动和启动,受力情况复杂,易出现车辙、推移等早期破坏。针对此问题,对交叉口路段工程特性进行阐述。结合实际工程,介绍半柔性路面材料的级配设计和性能指标,并对施工技术要点进行研究。结果表明,半柔性路面施工工艺复杂,对材料质量、级配设计及施工技术要求较高。为保证半柔性路面施工质量,应对交叉口路段面层进行着重设计及施工管控。

基于界面增韧的半柔性路面材料疲劳性能提升

半柔性路面材料是一种在大空隙沥青混合料中灌注高流态水泥基浆体而形成的复合材料。刚性水泥浆体和柔性沥青胶浆形成的薄弱界面导致半柔性路面疲劳开裂。因此,为提升半柔性路面材料疲劳性能,通过界面增强改性剂MA-100改善半柔性路面材料内部水泥-沥青界面粘结效果,采用应变控制模式的四点弯曲疲劳试验评价半柔性路面材料的疲劳寿命。结果表明,界面增强改性剂MA-100可大幅提升半柔性路面材料的疲劳性能至100万次以上,且半柔性路面材料的疲劳寿命对应变水平具有低敏感性。半柔性路面材料可以作为一种高模量、耐疲劳的路面材料。

基于细观模拟的半柔性路面开裂研究

为探究路面裂纹形成机理、数字图像、细观模拟方法以及裂纹演化规律,找出影响路面开裂的因素,基于细观模拟对半柔性路面开裂进行研究,并提出路面材料优化设计方案。介绍了半柔性路面开裂机理和细观模拟方法,对半柔性路面进行了细观模拟,对结果进行分析,揭示了裂纹演化规律和分布特征,通过试验验证模拟的有效性,并提出半柔性路面材料抗裂的优化方法,为路面设计和维护提供理论和实践参考。

基于自密实水泥浆的半柔性路面裂缝修复性能研究

为修复半柔性路面结构中沥青混合料路面结构的裂缝扩展情况,提高路面裂缝修补用自密实水泥基胶凝材料与沥青混合料的协同工作性能,本文利用一种小分子表面活性剂,即硅烷偶联剂,通过评价其工作性能、力学性能和冻融特性,分析自密实水泥浆与沥青混合料的界面结合效果。结果表明:①硅烷偶联剂在自密实水泥浆中是稳定的,并且可以与改性沥青混合料实现良好的结合效果;②改性水泥浆材料与沥青混合料存在一个完整的界面过渡区,水泥浆饱和度达到90%以上;③单掺6%硅烷偶联剂的改性沥青混合料的劈裂强度和冻融劈裂强度分别为1.08MPa和1.07MPa,冻融劈裂强度比由87.4%提高到98.36%。

高性能灌注式半柔性路面施工技术研究

为了使高性能灌注式半柔性路面施工达到预期效果,从高性能灌注式半柔性路面混合料原材料入手,明确各类原材料的技术性能要求,结合某公路实例,对其高性能灌注式半柔性路面施工技术进行深入分析,提出高性能灌注式半柔性路面混合料铺筑与水泥胶浆灌注的施工方法和施工时需注意的关键点,可为相关施工技术人员提供参考。

硅烷偶联剂对半柔性路面材料性能增强机理研究

为研究掺加硅烷偶联剂对半柔性路面材料的性能影响规律及作用机理,采用马歇尔稳定度、车辙、低温弯曲、冻融劈裂等试验,测试了添加不同掺量硅烷偶联剂的半柔性路面材料的力学性能与路用性能,并确定硅烷偶联剂的最佳掺量,采用高拍仪等仪器观察硅烷偶联剂基于界面改性原理的微观改性机理。结果表明:随着硅烷偶联剂掺量的增加,半柔性路面的高温性能、低温性能和水稳定性能均发生了不同程度的提高,同时其掺量对性能的影响存在峰值,马歇尔稳定度、动稳定度、弯拉应变与冻融劈裂强度比均在掺量为0.5%左右处达到峰值,超过峰值后性能随掺量增加而下降,最终确定硅烷偶联剂的最佳掺量为0.5%。通过测定连通空隙率和灌注率的变化定量反映界面紧密度,通过对比观察普通半柔性路面材料与硅烷偶联剂最佳掺量下的半柔性路面材料的水泥-沥青界面可明显发现,硅烷偶联剂能够在水泥基灌浆材料与沥青混合料之间发生一系列化学反应,从而通过改变水泥-沥青界面的形态,有效改善水泥-沥青界面稳定度并减少水泥-沥青界面裂缝,结合性能试验,硅烷偶联剂可通过界面优化改善半柔性路面的力学及路用性能。

高温条件下缓凝剂对半柔性路面灌浆材料性能的影响研究

研究葡萄糖酸钠、硼酸和酒石酸3种缓凝剂对半柔性路面灌浆材料性能的影响。测试结果表明:20℃标准条件下,3种缓凝剂对浆液均有明显的缓凝效果,30min流动度得到改善,但酒石酸缓凝剂会造成浆液离析;35℃自然条件下,硼酸对浆液的缓凝效果较差,提高掺量反而出现负向影响;葡萄糖酸钠掺量为0.1%时,对浆液的缓凝效果最为明显,初凝时间延长1倍,同时提高了灌浆料的折压比,此时浆液兼具良好的高温缓凝效果和强度。

基于表面能理论的半柔性路面材料抗裂性能影响研究

半柔性路面材料具有较好的高温稳定性,具有良好的运用前景,但其水泥石与沥青混合料之间极易发生开裂。本文基于表面能理论,研究SBS改性沥青及环氧树脂乳液改性灌浆料对半柔性材料的抗裂性能影响,并通过扫描电子显微(SEM)技术,分析改性灌浆料对半柔性材料中沥青与水泥石界面抗裂性能。结果表明:SBS改性沥青、环氧树脂乳液改性水泥灌浆料可提高半柔性材料之间的粘附功,相对于70号A级基质沥青和普通灌浆料分别提高了6.7%、3.4%,使得水泥石与沥青界面的拉拔强度分别提高了31.4%、9.8%,使得半柔性材料的低温抗裂性能分别提高了17.1%、7.6%。环氧树脂乳液改性水泥灌浆料可有效改善半柔性材料界面微观结构,使其更为紧密地连接,提高半柔性路面材料界面抗裂性能。

半柔性路面在复杂运营环境下的服役特性研究

通过极端高温车辙试验、极端低温弯曲试验、极端潮湿浸水马歇尔稳定度和冻融试验对半柔性路面的性能进行了评估。半柔性路面在极端高温、低温和潮湿环境下仍具有较好的性能表现,特别是高温稳定性,但经多次冻融后,抗水损害性能下降明显。此外,半柔性路面在复杂运营环境下的服役特性与其内部的水泥石网络骨架分布状态密切相关,当空隙率提高时,半柔性路面材料的高温稳定性能、低温抗裂性能和承载能力也随之提高。

城镇道路半柔性路面施工集成化制浆设备应用与研究

本文主要介绍了半柔性路面施工集成化制浆设备的原理、结构组成和设计、性能指标评价,并进行了现场应用案例分析以及经济效益与社会效益评估。通过现场应用案例分析,验证了集成化制浆设备在半柔性路面施工中的实际效果。最后,本文展望了未来发展趋势,提出了智能化、模块化和绿色环保的发展方向。本文强调了集成化制浆设备在半柔性路面施工中的重要性,为其推广应用提供了科学依据和参考。

灌入式半柔性路面用聚合物改性水泥砂浆的优选研究

以半柔性路面中的水泥砂浆为研究对象,提出符合要求的素水泥砂浆配合比。在此基础上分别掺加DL胶乳、YH树脂、BD乳液3种聚合物,测试其流动度、力学强度等各项指标。同时,对聚合物改性水泥砂浆的收缩性能进行研究,得到了3组综合性能最优的聚合物水泥砂浆。对灌注各种水泥砂浆的半柔性路面高温稳定性、低温抗裂性以及水稳性进行研究后认为,添加聚合物的水泥砂浆对半柔性路面各方面性能均有所改善,经综合比较认为性价比最高的方案为掺加聚灰比为4.7%的BD乳液水泥砂浆。

基于CA灌浆材料的半柔性路面低温性能

为了解决半柔性路面(semi-flexible pavement,SFP)材料低温性能不良的问题,以-10℃弯曲破坏应变为低温性能评价指标,对比研究了AC-13、AC-20普通沥青混合料以及4种级配的半柔性路面材料的低温性能;分析了普通水泥灌浆材料以及阴离子、阳离子水泥沥青(cement asphalt,CA)灌浆材料的半柔性路面低温性能,研究了CA灌浆材料对半柔性路面低温性能的改善作用.结果表明:4种半柔性路面材料-10℃弯曲破坏应变范围为1 050.16×10^(-6)~1 947.57×10^(-6),显著小于普通沥青混合料-10℃弯曲破坏应变值,且不满足现行规范对路面低温性能的技术要求;采用阳离子CA灌浆材料的半柔性路面-10℃弯曲破坏应变为3 159.26×10^(-6),阳离子CA灌浆材料可显著提高半柔性路面材料低温性能,而阴离子CA灌浆材料对半柔性路面材料的低温性能改善作用不显著.研究结论为半柔性路面的研究及技术推广提供了试验基础.

半柔性路面混合料路用性能

半柔性路面是一种在开级配沥青混合料中填充水泥胶浆而形成的兼具沥青路面与水泥混凝土路面特点的复合路面。利用车辙试验来评价半柔性路面混合料的高温稳定性 ,用弯曲、劈裂试验和蠕变试验来评价半柔性路面混合料的低温和疲劳性能 ,用残留稳定度和冻融劈裂试验评价半柔性路面混合料的水稳定性 ,用残留稳定度试验来评价半柔性路面混合料的抗油蚀性能。结果表明 ,半柔性路面混合料具有优良的高温稳定性、耐疲劳性能和耐油蚀性能 ,具有较好的水稳定性和低温稳定性。在普通的水泥胶浆中掺加聚合物树脂 ,可明显改善半柔性路面混合料的低温抗裂性和水稳定性。

柔性路面路基土的永久变形

提出了一种柔性路面路基土在车辆重复轴载作用下的永久变形的计算方法。采用现行路基路面设计理论中将应力分析和应变分析分别处理的通行准则 ,结合本文作者提出的一个路基土永久变形特性的实用模型 ,给出了计算永久变形的步骤并演示了一个算例。还分析了路基土的永久变形对柔性路面结构中两种常见损伤模式的影响。