基于路用性能的热再生沥青混合料RAP掺量研究

为解决沥青路面热再生技术中RAP掺量受限,提高沥青混合料再生利用效益,对热再生沥青混合料的RAP掺量开展了研究。首先,从试验材料的性能测试着手,严格控制试验材料的质量,对7种不同RAP掺量下再生沥青混合料进行详细的配合比设计;然后通过高温车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁低温弯曲试验和间接拉伸疲劳试验,综合测试不同RAP掺量下AC-20型再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性和疲劳耐久性等4类路用性能;最后,采用灰色关联度分析方法,确定了RAP掺量与路用性能评价指标之间的关联程度。结果表明:(1)随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温性能逐渐提高,水稳、低温和疲劳性能逐渐下降,并且其高温、低温和水稳性能的评价指标均在30%~40%的RAP掺量范围内加速变化,而疲劳性能的评价指标在40%~50%RAP掺量范围内加速变化;(2)灰色关联度分析显示RAP掺量与再生沥青混合料的动稳定度联系最为紧密,因此其高温性能对RAP掺量变化最为敏感;(3)根据再生沥青混合料路用性能评价指标与RAP掺量的灰色关联度分析结果,并结合路用性能随RAP掺量增加的变化规律以及沥青路面结构层功能,综合确定本批AC-20型再生沥青混合料中RAP合理掺量范围为35%~40%。

有机硅-聚丙酸酯改性明色沥青及混合料路用性能

为评价明色沥青路面的路用性能,选择不同掺量有机硅-聚丙酸酯(SMP)对明色沥青进行改性,并进行常规物理性能和布氏黏度实验。通过车辙实验、低温弯曲实验、浸水马歇尔实验和冻融劈裂实验对不同级配沥青混合料进行路用性能分析。结果表明,SMP改性剂可以提高改性明色沥青黏度,随着SMP掺量增加,改性明色沥青的高温能力增强。另外,在AC(SK70)、AC(SBS)、CSMA、COGFC 4种级配类型的沥青混合料中,COGFC明色沥青混合料抗车辙能力最优,且SMP改性剂对于明色沥青混合料低温性能有一定的提升,但SMP改性剂对明色沥青混合料水稳定性会产生不良影响。

温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能研究

为研究再生SBS改性沥青混合料(RAP)掺量和温拌剂种类对温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能的影响,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验分析了在RAP掺量为0,10%,30%,50%,Sasobit温拌剂掺量为3.0%和Evotherm温拌剂掺量为2.0%的温拌SBS改性再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳性能,并通过灰色关联度分析RAP掺量对两种温拌再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明,RAP的掺入可以极大地改善温拌再生沥青混合料的高温性能,但不利于其低温抗裂性能和水稳定性能。不同RAP掺量的沥青混合料对各项路用性能影响程度大小排序均为:水稳定性能<低温抗裂性能<高温稳定性能。在RAP掺量为30%时,掺入Evotherm温拌剂的再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能优于掺入Sasobit温拌剂的再生沥青混合料。

新乡地区改良膨胀土路用性能研究

为减小膨胀土对公路工程的危害,采用粉砂土和聚乙烯醇(PVA)纤维对新乡地区弱膨胀土进行改良,研究了改良前后膨胀土的路用性能;通过加州承载比(CBR)试验、冻融循环试验、无侧限抗压强度试验,研究了不同试样的膨胀率、CBR以及冻融循环对无侧限抗压强度的影响规律。结果表明:素膨胀土、30%粉砂土改良膨胀土、30%粉砂土+0.2%PVA纤维改良膨胀土的膨胀率随压实度的增大而增大,随含水率的增大而减小;CBR随压实度的增大而增大,随含水率的增大呈先增大后减小的趋势;30%粉砂土+0.2%PVA纤维对膨胀土的改良效果最好,最佳含水率时膨胀率最多降低59.76%,CBR最大提升467%;随着冻融循环次数增加,膨胀土的无侧限抗压强度不断减小并趋于平稳,其中第1次冻融循环对土的强度影响最大;PVA纤维的掺入使土体经历冻融循环后的残余强度仍大于初始状态下的素膨胀土,且土体应力-应变曲线由软化型转变为弱软化型;粉砂土和PVA纤维能够有效改善膨胀土的不良性质,显著提升其承载能力及抗冻性。

复合生物再生沥青及混合料路用性能

环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(DINCH)增塑剂与餐厨废弃油脂共混,制成复合生物再生剂,通过三大指标及布氏黏度实验确定复合沥青再生剂的最佳配比。在掺加再生剂与未掺再生剂的条件下,分别制备不同RAP(Reclaimed Asphalt Pavement)掺量的再生沥青混合料并进行车辙实验、低温弯曲破坏实验、浸水马歇尔实验和冻融劈裂实验。结果表明,DINCH增塑剂与餐厨废弃油脂配比为0.4∶1时,再生沥青常规性能恢复至原样沥青水平。再生沥青混合料在RAP掺量为30%~50%的条件下,未掺加复合生物再生剂的沥青混合料低温抗裂性及水稳定性均不满足规范要求;掺加再生剂后,随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性降低,高温稳定性能提高,当RAP掺量为30%时,再生沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性与新拌混合料相当,高温稳定性能优于新拌沥青。

赤泥填料对排水沥青混合料路用性能的影响

为探究赤泥填料对排水沥青混合料路用性能的影响,首先选择两种国产高黏改性剂PT-HVA和AR-HVA制备得到高黏改性沥青,并将成品苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene,SBS)改性沥青作为对照组,对三种改性沥青进行各项沥青性能试验。结果表明:两种改性剂的最佳掺量均为15%。接着以三种改性沥青为胶结料配制三种排水性沥青混合料(填料为赤泥和矿粉),并进行各项路用性能试验。结果表明:由赤泥制备的混合料的路用性能良好,其中AR-HVA高黏改性沥青+赤泥制备的混合料性能最优,动稳定度达11053次/mm,残留稳定度为91.46%,冻融劈裂比为89.60%,飞散损失为5.20%,老化系数为24.60%。同时,由赤泥制备而成的混合料的弯拉强度和弯拉应变比由矿粉制备的混合料的小,这表明赤泥虽能有效地提高混合料的高温性能、水稳性能、抗松散性能和抗老化性能,但会降低混合料的低温性能。

桥梁无缝伸缩缝树脂弹性体路用性能试验研究

无缝伸缩缝是一种新型的桥梁伸缩缝,为研究无缝伸缩缝树脂弹性体路用性能,探究应用于桥梁中小位移伸缩缝的可行性。该文通过60℃车辙试验、-10℃低温小梁弯曲试验、动态模量试验、泊松比试验和Overlay Test(OT)试验对树脂弹性体的高低温稳定性、变形性能和疲劳抗裂性能进行了对比研究。试验结果表明:树脂弹性体60℃动稳定度>31 000次/mm,-10℃低温弯曲应变>43 000×10^(-6),不同温度和荷载条件下动态模量为10~12MPa,拉伸/压缩泊松比为0.030~0.050,OT试验断裂能相对TST弹塑体提高59%。桥梁无缝伸缩缝树脂弹性体具有优异的高低温性能,对温度和荷载频率不敏感,是一种泊松比低、抗疲劳开裂能力较强的材料,更能满足桥梁中小位移伸缩缝的行车和变形要求。

回收料掺量对热再生沥青混合料路用性能的影响

选取10%、30%、50%三个回收料掺量制备AC-16热再生沥青混合料,通过试验测试其稳定度、动稳定度、最大弯拉应变、冻融劈裂强度比、汉堡车辙剥落点等高温、低温、水稳、抗老化等路用性能,并与相同级配全新混合料路用性能进行对比,分析不同回收料掺量条件下热再生沥青混合料路用性能变化的规律。结果表明,随回收料掺量增加,热再生沥青混合料高温性能逐渐提高,低温性能逐渐降低,水稳性能先提高后降低。在保证良好路用性能的基础上兼顾经济因素和环保效益,推荐热再生沥青混合料回收料最佳掺量为30%左右。

废胶粉改性沥青混合料路用性能研究

为保证我国道路工程建设持续高质量绿色发展,文章依托国内大市场优势,采用国产原材料与15%掺量的废胶粉改性沥青分别拌制AC-13(C),SBS(Ⅰ-D)SMA-13混合料,依据现行规范测试混合料的各项路用性能指标。测试结果表明,密级配废胶粉改性沥青混合料的高温稳定性与抗损水性能较基质沥青混合料大幅提高,基本接近SBS(Ⅰ-D)改性沥青混合料。低温抗裂性能方面表现出良好的路用性能,更适用于温差较大的地区。文章研究内容可为废胎胶粉改性沥青混合料的应用提供参考和借鉴。

水反应型全比例冷再生沥青混合料的路用性能研究

针对常规热拌再生沥青混合料应用时工序繁杂的问题,采用再生AC-20C矿料级配制备了水反应型全比例冷再生沥青混合料、热拌再生沥青混合料和泡沫沥青再生混合料,并对比了3种再生沥青混合料的性能。研究结果表明:水反应型全比例冷再生沥青混合料的性能优于泡沫沥青再生混合料,接近热拌再生沥青混合料。水反应型全比例冷再生沥青混合料7 d的马歇尔稳定度和动稳定度分别可达9.52 kN、4 228次/mm,其水稳定性能、低温抗裂性能和疲劳耐久性能均满足现行施工技术规范对热拌沥青混凝土的要求。随着时间的推移,反应型稀释剂与固化剂的交联络合反应会持续进行,水反应型全比例冷再生沥青混合料的物理力学性能也会持续增强。

介孔硅-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能试验研究

基于介孔硅和玄武岩纤维的自身特点,文章研究复合改性沥青混合料高低温和水稳定性等特性,用于评价这两种材料复合改性沥青混合料的路用性能以及应用于道路工程的可行性。结果显示:介孔硅和玄武岩纤维均能够改良沥青混合料的高低温性能,其中介孔硅的作用更为突出,而玄武岩纤维则不利于沥青混合料的水稳定性能,但加入介孔硅后水稳定性有一定的改善提升作用;综合复合改性沥青混合料的各方面性能,通过介孔硅-玄武岩纤维复合改性后的沥青混合料具有优异的高温稳定、低温抗裂和耐水损伤等路用性能,满足路用标准。

煤基对热压式沥青混合料路用性能探究

本文以70号基质沥青为主要原料,掺加煤基制备热压式沥青混合料,通过车辙试验、浸水马歇尔试验和低温小梁弯曲试验等,测试和评价了热压式沥青混合料的路用性能,分析了煤基对热压式沥青混合料性能的影响。研究结果表明,热压式沥青混合料与AC-20相比,细集料用量更多,结构更加密实,加入煤基后,沥青混合料的高温性能和水稳定性能有所提高,低温性能有所降低。在本次研究中,热压式沥青混合料最佳油石比为5.2%,煤基掺量为25%。

水-温-紫外线耦合作用下玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为改善沥青路面性能,延长其使用年限,将玄武岩纤维掺入到沥青混合料中并开展高低温及水稳定性能试验。引入水-温-紫外线耦合作用试验条件来模拟现场沥青混合料快速老化环境。通过配合比设计,确定AC-20C、BFAC-20C两种沥青混合料的最佳油石比;通过对沥青混合料开展相关路用性能试验,评价水-温-紫外线耦合作用试验条件下玄武岩纤维对AC-20C沥青混合料路用性能的影响。试验结果表明,未经水冲刷、冻融循环及紫外线照射的BFAC-20C沥青混合料高低温及水稳定性能显著优于AC-20C沥青混合料;水冲刷、冻融循环及紫外线照射下两种沥青混合料高低温及水稳定性能均显著降低,BFAC-20C沥青混合料降低幅度较小;玄武岩纤维的掺入能够显著降低沥青路面运营阶段相关路用性能的衰减速度。

牡蛎壳粉沥青胶浆路用性能研究

基于“双碳”背景下,以拓宽牡蛎壳绿色废物利用为途径,探索其用作沥青矿粉的可行性。通过制备牡蛎壳矿粉进行微观特性分析发现,与白云岩矿粉相比,牡蛎壳粉末颗粒更细,比表面积更大,表面更粗糙,密度更低,具有更优的黏结力。在此基础上进一步通过动态剪切流变、多重应力蠕变恢复和弯曲梁流变等试验对比了5种粉胶比条件下牡蛎壳粉沥青胶浆的路用性能,从而确定了最佳粉胶比掺量和施工温度。研究结果表明:与白云岩矿粉沥青胶浆相比,牡蛎壳粉沥青胶浆具有更优的高温抗车辙性能和力学稳定性,其低温性能虽略逊于白云岩矿粉沥青胶浆,但仍满足较好的低温抗裂性能要求。鉴于牡蛎壳粉具备良好的路用性能、经济性与环保性,其在路面新建及养护工程中具有较好的应用前景。

长余辉水性道面标线涂料的制备与路用性能

本工作以SrAl_(2)O_(4):Eu2+,Dy^(3+)类蓄能发光粉为发光基体,采用双硅膜复合改性技术进行覆膜保护处理,然后调配制成长余辉水性标线涂料,并通过漆膜试验和路用性能测试,对制备涂料的使用性能进行了综合评估。结果表明,以硅丙乳液为基料、六偏磷酸钠为分散剂、甲基纤维素钠为防沉剂,水基比为33%,可以制得涂膜性能与发光效果俱佳的水性发光涂料。成型涂膜表干时间为1.4 h,硬度可达2H,耐水性、耐酸性24 h无异常,在40%的氢氧化钠溶液中漆膜稍有变色,耐热性、耐寒性没有异常情况,附着力可达2级;标线涂膜厚度优选为0.33 mm。路用性能表征结果表明,涂覆水性发光涂料标线后,路面抗滑值为88 BPN,界面粘附性可达2.72 MPa,15℃常温耐水性24 h无异常,不粘胎干燥时间为10 min,余晖时间为12.5 h,可基本满足路面涂料的使用性能要求,但长期的80℃高温或常温弱碱环境会对涂料发光性能产生一定的损伤。本工作为长余辉路面标线涂料的开发提供了技术参考。

钢渣再生沥青混合料路用性能及抗滑性能研究

沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)的再利用可以减少天然集料的消耗、降低环境污染,但高RAP掺量的再生沥青混合料(recycled asphalt mixture,RAM)存在着路用性能不足的问题,需要提高RAP的利用效果和质量。文中采用RAP和钢渣集料取代天然集料,以环氧沥青作为胶结料,制备钢渣RAM。设计不同RAP掺量的RAM,在最佳油石比条件下,对RAM的体积性能、力学性能、抗水损害性能、高温抗车辙性能及抗滑性能进行研究。对比研究不同RAP掺量、不同固化温度及时间下,RAM的路用性能变化规律。结果表明,钢渣集料和环氧沥青胶结料有利于提高RAM的力学性能、抗水损害性能,并显著提高抗车辙性能。在120℃下保温5 d后,RAM-40比RAM-100的马歇尔稳定度高30.2%,3种RAM的动稳定度均超过8000次/mm。

RAP掺量对温再生沥青混合料力学性能和路用性能的影响规律研究

温再生技术是一种有效的利用沥青混合料回收料(RAP)实现再生的新技术。为改善温再生沥青路面性能,有效提高RAP的循环利用率,通过力学性能和路用性能分析考察了RAP掺量对温再生沥青混合料性能的影响规律,探讨动稳定度与重复加载蠕变试验力学参数的相关性。研究结果表明:随着RAP掺量的增加,温再生沥青混合料的高温稳定性、抗剪切和抗弹性变形能力提高,但低温抗裂性能、水稳定性能有所下降。此外,流动数与动稳定度之间具有较好的线性相关性,可以借助流动数评价混合料的高温抗车辙能力;相同RAP掺量下,改性温再生沥青混合料的各项性能均优于普通温再生沥青混合料,当RAP掺量达70%时,混合料各项性能仍能满足规范要求,可为后期工程应用和质量控制提供依据。

水性环氧-SBR乳化沥青微表处混合料路用性能研究

以水性环氧树脂(WER)和丁苯(SBR)胶乳为乳化沥青改性剂,制备水性环氧-SBR乳化沥青(WESEA),采用蒸发残留物三大指标、旋转黏度、水煮法、湿轮磨耗试验、冻融循环试验、轮辙变形试验,探究水性环氧掺量对WESEA胶结料及其微表处混合料路用性能的影响。结果表明:WESEA胶结料高温性能、黏度与黏附性均随着水性环氧掺量增加而提升;当水性环氧掺量为10%时,WESEA微表处混合料1h湿轮磨耗值、6d湿轮磨耗值分别较SBR改性乳化沥青微表处混合料降低50.2%、44.0%,宽度变形率降低了41.8%;WESEA微表处混合料的耐磨性、抗水损能力以及抗车辙性能均优于SBR改性乳化沥青微表处混合料。

炭质页岩路基填料的路用性能研究

炭质页岩用于路基填筑不仅能缓解炭质页岩分布区路基填料的供应难题,也符合中国基础设施建设“资源集约、节约”和“绿色化”的战略要求。然而,此类岩石性质软弱、易风化崩解、遇水强度衰减显著,充分利用须建立在深入认知其性质的基础上。该文研究炭质页岩原岩的基本性质;设计填料级配;进行填料的击实特性及击实后颗粒破碎特征研究、干湿循环条件下的RCBR(加州承载比)变化特征研究、干燥及浸水状态下填料的压缩性能及压缩后颗粒破碎特征研究以及浸水过程中路基回弹模量的现场测试。研究发现:随风化程度增加,原岩趋于黏土化,微观结构变得疏松。填料颗粒越粗,击实过程中越难调整自身位置来寻求稳定密实状态,颗粒破碎越显著。遇水后填料表现出较强的软化、崩解特性:初始RCBR为54%,随干湿循环呈现先快后慢的减小趋势,最终稳定在26%左右;压缩试验中,填料浸水后的湿化附加变形极为显著,颗粒破碎率大幅增加,最佳含水率状态下未发生破碎的粒组在浸水饱和后也发生了破碎;未浸水路基的回弹模量为140.4 MPa,浸水6 h后衰减至82.1 MPa,之后随浸水时间延长回弹模量衰减不再明显。实际应用时建议优化填料级配、控制最大粒径,采用能有效防水、控湿的路基结构,并避免将炭质页岩填料用于地表水、地下水发育部位。

海鲜贝壳粉对沥青及其混合料路用性能的影响

目前海鲜贝壳类材料总量逐年增长,将其应用于沥青路面,可减少其堆积量。通过等体积替代矿粉,对比研究花甲壳粉、生蚝壳粉(粒径小于0.075 mm)对沥青及沥青混合料路用性能的影响规律。试验结果表明:海鲜贝壳粉替代矿粉应用于沥青路面工程是可行的,但由于化学组成不同,不同海鲜贝壳粉对沥青及沥青混合料性能的影响均存在差异。与矿粉相比,花甲壳粉、生蚝壳粉的掺入均会导致沥青胶浆的软化点升高、针入度降低,花甲壳粉沥青胶浆的温度敏感性明显高于生蚝壳粉沥青胶浆;生蚝壳粉沥青混合料的高温性能和水稳定性优于花甲壳粉沥青混合料,但低温性能较差。