多聚磷酸对不同沥青的改性及改性机理研究

研究了多聚磷酸(PPA)掺量(质量分数)对不同沥青(TZ-70和SK-90)物理性能和流变性能的影响,并通过化学组分分析和原子力显微镜(AFM)观察探讨了PPA掺加后沥青化学组分和胶体结构的变化.结果表明:随着PPA掺量的增加,沥青的软化点和黏度提高,延度和针入度降低,复数模量增大,相位角减小,车辙因子明显增加.与TZ-70相比,PPA对SK-90物理性能和流变性能的改善更为明显.PPA的加入提高了沥青的热稳定性.与SK-90相比,PPA对TZ-70热稳定性的改善更为明显.PPA的加入促进了沥青胶质向沥青质的转化,使得沥青中的分散相出现明显的缔合,从而提高了沥青的刚性,改善了沥青的物理性能和流变性能.

SBS改性高硫沥青及其混合料老化性能试验

为研究高硫沥青组分对沥青混合料老化性能的影响,将高硫沥青与两种非高硫普通沥青做老化对比试验,选择福建省本地花岗岩作为粗细集料制备SBS改性高硫沥青混合料和两种SBS改性非高硫普通沥青混合料,改性沥青混合料结构为AC-16C,用贝雷法验证混合料矿料级配,对三种品牌改性沥青混合料进行短期老化和长期老化试验。结果表明:高硫沥青饱和分与沥青质含量较高;高硫基质沥青和SBS改性高硫沥青经薄膜烘箱加热老化后,都会出现针入度下降、软化点增加、延度减小和黏度增大等变化趋势,并且SBS改性剂的添加使高硫沥青的温度敏感性降低;老化试验后,SBS改性高硫沥青混合料具有较高的浸水马歇尔残留稳定度和残留冻融劈裂强度比,具有较好的抗老化性能。

刚柔复合式路面裂缝反射预防技术研究进展

为系统掌握国内外有关刚柔复合式路面裂缝反射预防技术的研究现状,通过调查现有层间裂缝防治材料的设计思路、性能试验、应用效果,评述针对旧水泥混凝土路面加铺层裂缝反射预防材料的优缺点,总结现有裂缝反射预防技术存在的问题及发展趋势。结果表明:国内外全幅式、条带式裂缝预防技术已经应用颇多,取得了一定的效果,但关于裂缝反射预防材料的技术规范相对缺乏,条带式-复合型裂缝预防措施将在未来道路工程中常态化应用。现浇、条带式应力吸收带在抗拉性能、经济方面效果较好,可在未来旧水泥混凝土路面加铺沥青层时参考应用。

水泥混凝土桥面改性环氧树脂防水黏结层性能

基于45°剪切角的复合试件剪切试验，进行了改性环氧树脂防水黏结层的设计和性能评价．结果表明：改性环氧树脂防水黏结层的剪切强度主要受树脂用量和树脂混合到沥青混合料摊铺之间间歇时间的影响．改性环氧树脂用量宜≥0．6L／m2，玄武岩碎石粒径为1．18～3mm或3～5mm，碎石对防水黏结层表面的覆盖率为90％，24℃下施工间歇时间应小于12h．与其他材料防水黏结层相比，改性环氧树脂防水黏结层具有更好的高温性能、低温抗冻性能和抗疲劳性能，但造价较高，推荐用于裂缝较多的水泥混凝土桥面．

阳离子对阴离子型乳化沥青储存稳定性的影响

在阴离子型乳化沥青中分别添加NaCl和CaCl2电解质,考察Na+,Ca2+阳离子对阴离子型乳化沥青储存稳定性的影响规律.通过分析电解质掺加前后阴离子型乳化沥青zeta电位、粒径分布和微观形貌的变化,探讨Na+,Ca2+阳离子对阴离子型乳化沥青储存稳定性的影响机理.结果表明:Na+对阴离子型乳化沥青的储存稳定性无明显影响,而Ca2+则显著降低阴离子型乳化沥青的储存稳定性,且影响程度随Ca2+浓度提高而呈上升趋势.Ca2+吸附并聚集在沥青微粒周围,降低了沥青微粒间的静电斥力,导致沥青微粒聚集,最终降低了阴离子型乳化沥青的储存稳定性.在阴离子型乳化沥青生产用水中Ca2+浓度不宜超过1.9mmol/L,且不宜使用可电离出Ca2+的添加剂.

土石混合料路用工程力学性质试验

为研究土石混合料的工程力学性质,采用自行研制的大型击实仪对不同粗颗粒质量分数、级配、击实方法及击实功情况下的土石混合料进行系统的击实试验,并对不同粗颗粒质量分数的土石混合料开展了无侧限抗压强度、CBR(加州承载比)及回弹模量试验。试验结果表明:土石混合料的级配在泰勒理想级配范围内,其压实性能最好,且压实过程中,击实功不易太大,否则易使土石混合料的级配退化;在实际工程中,最好选用大型击实法来确定土石混合料的最大干密度,否则会降低压实标准;土石混合料的力学性能较好,且浸水后膨胀量小于一般细粒土的膨胀量。

固化盐渍土经干湿循环后力学性能变化的机理

利用自主开发的YZS固化剂对青海格尔木地区的一种原生粘质盐渍土进行固化,研究了该固化土体在干湿循环后的力学性能变化规律.用环境扫描电镜和压汞试验观察了固化土试件内核和外围部分的微观结构,并分析了试件的破坏机理.结果表明:经过干湿循环作用后,固化盐渍土的无侧限抗压强度提高而劈裂抗拉强度降低,其原因是干湿循环作用造成了固化土体试件的核心部分结构增强而外围部分结构削弱.因此,无侧限抗压强度指标不能恰当地反映干湿循环对于固化盐渍土的破坏作用,而劈裂抗拉强度则可以体现干湿循环的破坏作用.

钢桥面铺装用环氧沥青混合料低温断裂性能

测试了钢桥面铺装用环氧沥青结合料-30～20℃的动态热机械性能(DMA),并用扫描电镜(SEM)观察了拉伸试件的断口;采用单边切口小梁试件进行了-20,-10,0,10℃的混合料断裂性能试验.结果表明:交联度为58.4%,67.3%,71.4%,75.3%的4种环氧沥青混合料断裂韧度随着温度的提高而降低,断裂能随着温度提高而增大;高交联度混合料的断裂韧度和断裂能变化幅度小,低交联度混合料的断裂韧度和断裂能变化幅度大.4种交联度环氧沥青混合料的断裂韧度、断裂能与结合料动态模量或交联度、温度具有较好相关性.断口扫描电镜照片表明,低交联度的环氧沥青交联网络撕裂后会形成凹凸不平的表面,有利于受力时吸收更多的能量,从而使体系具有更大的抗开裂能力.

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8kN，流值的范围为2～5mm，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．

水性环氧树脂改性乳化沥青混凝土性能研究

针对水性环氧树脂的固化特点,确定水性环氧树脂改性乳化沥青混凝土试件的养生条件,对比不同水性环氧树脂掺量下乳化沥青混合料路用性能指标。结合室内试验和数据分析,结果表明:水性环氧树脂的加入有利于提高乳化沥青混合料的早期强度和后期强度,并且对乳化沥青混凝土后期强度的影响明显大于其早期强度,水性环氧树脂能够有效改善乳化沥青混凝土的水稳定性,但对乳化沥青混合料的低温抗裂性能有不利影响。

TiO_(2)/ZnO-BF复合改性沥青及混合料性能研究

为了缓解沥青路面在运营阶段出现高温车辙、低温开裂、水损害及疲劳破坏等早期病害及延长其使用寿命,引入纳米材料(TiO_(2)/ZnO)、玄武岩纤维(BF)作为改性剂对沥青及混合料进行复合改性并制备密级配TiO_(2)/ZnO-BF复合改性AC-13C沥青混合料。在沥青、TiO_(2)/ZnO、玄武岩纤维等原材料性能研究的基础上,制备复合改性沥青,通过软化点、延度、旋转黏度、薄膜烘箱、温度敏感性分析等试验评价不同掺量TiO_(2)/ZnO及6%玄武岩纤维对沥青性能的影响。通过配合比设计,确定TiO_(2)/ZnO、玄武岩纤维不同掺配组合下混合料的最佳油石比。通过对沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳性能等相关室内试验评价复合改性沥青混合料路用性能。结果表明:随着TiO_(2)/ZnO掺量的增加,软化点、旋转黏度及老化后的针入度比试验结果逐渐增大,针入度、延度、温度敏感性、老化后软化点增量及质量损失试验结果逐渐降低,掺有4%TiO_(2)/ZnO+6%BF的复合改性沥青整体性能较基质沥青最优,TiO_(2)/ZnO推荐掺量为4%;6%玄武岩纤维及4%TiO_(2)/ZnO的掺入能够改善混合料的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害及疲劳性能;其中仅掺4%TiO_(2)/ZnO沥青混合料的高温及水稳定性优于仅掺6%玄武岩纤维沥青混合料。

基于GEP算法的沥青混合料动模量预测

采用基因表达式编程算法对沥青混合料动模量进行预测.以沥青混合料空隙率(Va)、有效沥青含量(wbeff)、沥青黏度(η)、荷载频率(f)、集料筛余质量分数(ρ34,ρ38,ρ4)以及集料在0.075mm筛孔上的通过率(ρ200)为主要参数,建立了基于基因表达式编程算法的沥青混合料动模量预测模型.结果表明:由预测模型得到的动模量预测值与实测值之间具有较高的相关性;将预测模型与Witczak 1999模型、韩国动模量预测模型和人工神经网络模型等方法进行比较后发现,采用基因表达式编程算法来预测沥青混合料动模量具有简单可靠的优点.

矿料级配类型对半刚性基层材料早期强度的影响

本文通过魏矛斯间断级配理论， 设计出优良的间断级配矿质混合料， 并通过室内试验， 研究分析了其应用于半刚性基层材料中的早期强度， 试验结果具有实际意义。

几种半刚性材料抗冻性能试验及结果分析

半刚性基层材料抗冻性能，在东北是人们关心的焦点之一。本文将一些半刚性基层材料抗冻试验结果介绍给读者，供道路工作者在工作中参考。

基于分散技术的聚乙烯醇纤维沥青胶浆疲劳性能分析

为探究聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维分散后沥青胶浆的疲劳变化规律,探索性地采用旋转活塞式拌和法对PVA纤维沥青进行拌和分散,从PVA纤维的微观形貌出发,探究其纤维提高疲劳性能的原因。利用动态剪切仪(dynamic shear rheometer,DSR)对PVA纤维沥青进行时间疲劳扫描,通过复数模量衰减Nf50和累积耗散能比Nder对PVA纤维沥青胶浆疲劳性能进行评价。试验结果表明:旋转活塞式拌和法有效提高了纤维分散均匀性,随着PVA纤维掺量的增加,复数模量增加,疲劳性能增加。控制应力增大,疲劳性能相应降低。Nf50和Nder都能很好地评价沥青的疲劳性能,从物理表达清晰、结构设计安全角度下更推荐采用Nder指标评价沥青疲劳性能。PVA纤维表面有随机分布的凸起颗粒,它们在沥青中起到了稳定、增黏、复合加筋作用,综合提升了纤维与沥青的适配性。

低温烧制稻壳灰活性及其混凝土性能研究

不同温度下烧制的稻壳灰(RHA)整体活性不同,RHA中的SiO活性不仅是决定整体活性的主要因素,而且直接影响着RHA在混凝土应用。通过马弗炉在不同温度下烧制RHA来研究RHA活性,并用RHA取代部分水泥,研究其对RHA混凝土性能影响。实验结果表明:马弗炉烧制RHA最佳时间为80 min,其SiO质量分数超过90%;SiO发生了晶型转变(晶变温度为650~800℃),随着烧制温度继续升高,RHA活性逐渐变低,原有的网状蜂窝结构逐渐被破坏;不同温度烧制的RHA的电导率有不同的表现,但是pH值整体呈下降趋势;RHA颗粒的滚珠效应大于因比表面积增大而增加吸水效应,坍落度随着RHA的比表面积增大而增大;随着粉磨持续进行,RHA的颗粒填充效应和团聚现象逐渐增强,RHA的比表面积减小,RHA的滚珠效应作用降低,坍落度下降;在800℃下烧制的RHA,经过不同时间的粉磨,其混凝土的28 d抗压强度与RHA的比表面积呈正相关。

基于等间距修正拓展双曲线法的垃圾填埋路基沉降预测分析

结合西咸北环线垃圾填埋高速公路建设项目,以路基沉降监测数据为依据,分析了等间距修正的拓展双曲线法曲线模型的特性,并与三点法、双曲线法、拓展双曲线法测算成效和现场监测数据比较,剖析得到这种方法对应的最优控制条件。最终可知,等间距修正的拓展双曲线法预测能将填筑期观测数据纳入分析,不需要太大的数据量就能够计算在任意最大荷载下产生的沉降量,得到较高的相关系数和较小的误差平方和,这样预测能反映沉降数据的波动情况,且更加简单方便,给高速公路沉降预测提供了一个新的参考。

减水剂和消泡剂对水性环氧乳液改性砂浆的性能影响研究

针对萘系减水剂掺量对水性环氧乳液改性砂浆流动性的影响进行试验分析,同时研究了消泡剂种类和掺量对水性环氧乳液改性水泥砂浆的含气量和力学性能的影响。用正交试验得出改性砂浆的配合比,并对新拌砂浆进行试验。结果证明,减水剂和消泡剂改性砂浆的力学性能和流动性能有所提高,是较为实用的改性方法。

沥青老化再生过程中的流变与化学特性

为了给再生剂研发指明方向,从流变和化学角度分析沥青的老化再生过程。对沥青样品进行了动态剪切流变试验和傅里叶变换红外光谱试验,测定了原样沥青、老化沥青及抽出油改性沥青的复数剪切模量、蠕变恢复率R、不可恢复蠕变柔量Jnr、G-R参数和老化官能团指数。结果显示:沥青老化后复数剪切模量提高,抗永久形变能力增强,但中温抗疲劳能力减弱;添加抽出油会减弱沥青的高温性能,但会增强其抗疲劳能力;沥青老化会产生大量的羰基和亚砜基官能团,抽出油可以使得短期老化和长期老化沥青的羰基指数分别下降48.6%和32.6%,亚砜基指数分别下降4.3%和32.7%。研究证明,抽出油可以使老化沥青的中温疲劳性能得到一定恢复,降低老化相关化学官能团浓度,从而起到再生效果。

HDP橡胶沥青混合料的疲劳性能

针对沥青路面的疲劳破坏问题,提出在道路基层和面层之间设置AC-10应力吸收层,并采用HDP橡胶沥青拌和AC-10沥青混合料,以马歇尔设计法进行配合比设计,测试马歇尔试件的各项相关技术指标,确定HDP最佳掺量和混合料的最佳配合比。通过四点加载试验分析得出,用HDP橡胶沥青制备的AC-10沥青混合料具有良好的抗疲劳性能,可以有效防止路面因疲劳引起的开裂,从而提高路面的安全性与耐久性,延长道路的使用寿命。