基于灰关联熵分析法的高粘改性沥青关键指标

为了研究高粘改性沥青关键指标对排水沥青混合料性能的影响,选取SBS改性沥青、TPS高粘改性沥青和自主研制高粘改性沥青,采用灰关联熵分析法,分析了高粘改性沥青多种指标对排水沥青混合料高温抗车辙能力和抗水损害能力的影响。结果表明:高粘改性沥青混合料的动稳定度和劈裂强度比分别为SBS改性沥青混合料的2倍和1.2倍,因此能显著增强排水沥青混合料的高温以及水稳性能。沥青的零剪切粘度与混合料动稳定度的灰熵关联度为0.983,对排水沥青混合料的高温性能影响最大;沥青的粘韧性、韧性与混合料劈裂强度比的灰熵关联度分别0.991和0.989,对排水沥青混合料的水稳性能影响显著。建议采用沥青的60℃零剪切粘度、粘韧性和韧性作为评价高粘改性沥青的关键性指标。

砂粒式超薄沥青混凝土粗集料骨架特性

为了研究砂粒式超薄沥青混凝土级配的骨架特性,采用逐级填充试验,以粗集料间隙率（VCA）、加州承载比（CBR）和最大贯入荷载（MPL）为指标,分析了不同粗集料组合方式对砂粒式超薄沥青混凝土骨架密实性以及骨架强度的影响,探讨了CBR、MPL用于评价干混集料骨架强度的适应性,并结合均匀设计和灰关联熵分析法确定了影响粗集料骨架特性的关键筛孔,进而推荐了各档粗集料含量的范围。结果表明,最大贯入荷载能很好地反映集料抵抗外界荷载的能力,适合作为砂粒式超薄沥青混凝土骨架强度的评价指标;2.36mm、1.18mm筛孔上集料含量对VCA和MPL的影响显著;三档粗集料含量的推荐范围分别为8.3%-16.3%;78.6%-82.6%;5.1%-9.1%。

分离式水泥混凝土加铺层设计

分离式水泥混凝土加铺层是旧水泥路面加铺改造的常见措施之一。从加铺层厚度设计、隔离层设计、缝距设计和传力杆设计4个方面介绍了分离式混凝土加铺层的设计方法。提出了隔离层选择方法、缝距设计公式,以及普通传力杆和可变间距传力杆设计方法。可为分离式水泥混凝土加铺层设计和施工提供理论依据和参考方法。

水泥乳化沥青复合材料粘弹性能的依时性研究

为研究水泥乳化沥青复合胶凝材料粘弹性能随时间的变化规律,采用动态剪切流变仪对不同配比复合胶凝材料在不同养护龄期时的60℃复数模量和相位角进行频率扫描试验。分析结果表明:水泥乳化沥青复合胶凝材料的粘弹性具有显著的依时性。沥青与水泥质量比(A/C)较低的复合胶凝材料强度发展过程明显快于高A/C比的复合胶凝材料,且以2d内的增长幅度最大。两种低A/C比的复合胶凝材料相位角随频率增大而显著增大,且养护龄期越长,这种增长趋势越明显。综合比较可知,低A/C比时,复合胶凝材料的复数模量和相位角均有显著的变化,增强了低频时的弹性特征和高频时的粘性特征,即材料在高、低温时具备更好的粘弹性表现。

水泥乳化沥青复合胶凝材料动态力学性能

研究了不同水泥含量(C/A为0.8、1.0和1.2)的水泥乳化沥青复合胶凝材料(CECM)7d龄期的动态力学性能.采用动态剪切流变仪,对不同复合材料分别在40℃~80℃、0.0159Hz^15.9Hz环境下进行温度扫描试验和频率扫描试验,获得了不同温度和频率下复数模量和相位角的变化规律,以及不同温度时的疲劳性能指标.基于时-温等效原理建立了50℃时不同复合材料的相位角主曲线.结果表明:随着温度的升高,复数模量显著减小,相位角线性增加,粘性特征增强.与矿粉相比,水泥的加入明显地改变了复合材料的粘弹性比例.CECM在相对低频区域具有较好的抗变形能力,且C/A越大,抗变形能力越强,但疲劳性能指标随之降低.相位角主曲线表明在广泛的荷载频率范围内CECM仍具有优异的动态力学性能.研究结果为水泥乳化沥青复合胶凝材料设计和优化提供了参考.

基于旧水泥路面加铺层的层间功能层研究

在旧水泥路面加铺新水泥混凝土面层时设置层间功能层具有良好的使用效果。借鉴马歇尔设计理念并结合功能层的特殊层位功能进行层间功能层沥青混合料设计,研究设置功能层后加铺层和基层的应力改善情况。结果表明:设置4 cm厚的AC-10沥青混合料功能层后面层底部温度应力降低18%,基层底部的荷载应力降低16%,且具有良好的防水及应力吸收作用,对减少加铺水泥混凝土路面的早期破坏,延长加铺新水泥混凝土路面使用寿命具有重要意义。

智能混凝土研究进展

从自感应、自修复、自调节和高阻尼等方面分类概况了智能混凝土的研究进展,分析了各类智能混凝土的优势,及研究中存在的问题。同时结合研究现状对智能混凝土的未来研究和应用进行了展望。

热拌超薄罩面Superpave-5抗滑性能影响因素分析

本文采用锁轮式测定车对美国印第安纳州六条Superpave-5路面通车1年后的抗滑系数进行测试,结合室内试验分析了矿料性质、混合料体积指标和级配对Superpave-5路面抗滑性能的影响,建立了各影响因素与Superpave-5路面抗滑系数之间的关系,提出了影响Superpave-5路面抗滑性能的关键指标、筛孔及推荐级配走向。结果表明:空隙率和沥青饱和度是影响Superpave-5路面抗滑性能的关键指标,与路面抗滑系数之间的斯皮尔曼等级相关系数分别为0.8281和-0.6571;1.18mm筛孔通过率与Superpave-5路面抗滑系数间的灰熵关联度最大(达到0.9914),是影响其抗滑性能的关键筛孔;优化Superpave-5主骨架级配和调整第一控制筛孔(PCS)的通过率,使级配走向位于PCS下方均对提高Superpave-5路面的抗滑性能具有重要作用。

高黏改性沥青胶浆黏弹性力学行为分析

为了研究高黏改性沥青胶浆的黏弹力学性能,采用动态剪切流变仪对三种改性沥青在五种粉胶比下制备的15种改性沥青胶浆进行动态剪切流变试验,分析其黏弹力学指标随温度、荷载的变化规律。结果表明:矿粉能够劲化沥青胶结料,提高胶浆的高温抗变形能力;增大沥青的零剪切黏度可以有效提高沥青胶浆的车辙因子,降低温度敏感性,提高高温抗变形能力;在较高频率下,两种高黏改性沥青胶浆的复数剪切模量随粉胶比的增幅要远大于普通改性沥青胶浆,在粉胶比大于1.2后这种现象尤为突出,因此,从低温性能考虑使用高黏改性沥青时粉胶比不宜大于1.2。

水泥乳化沥青复合材料粘弹性能及微观作用机理研究进展

水泥乳化沥青复合材料兼具水泥和乳化沥青胶结料的优良性能,作为一种复合胶结材料可使水泥乳化沥青混凝土成为道路铺面材料选择之一.从水泥乳化沥青复合材料的粘弹性能和微观作用机理两方面概括了水泥乳化沥青复合材料的研究进展,综述了采用不同仪器方法和不同水泥乳化沥青沥青质量比(C/A)的水泥乳化沥青复合材料的粘弹性能研究情况以及水泥乳化沥青复合材料粘弹性能的模拟表征方法,并概述了水泥乳化沥青复合材料的微观结构和两者相互作用的研究进展.最后,总结了当前水泥乳化沥青复合材料及其混凝土研究中存在的不足,并提出了相应的改善措施和未来研究方向.

透水性沥青路面高粘改性沥青动态力学性能

采用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪,对SK70#、Shell70#、SBS改性沥青、TPS高粘改性沥青以及自主研制高粘改性沥青的高温、中温以及低温动态力学性能进行对比研究,分析了复数剪切模量、相位角、车辙因子、零剪切粘度、蠕变劲度和速率、疲劳因子以及损失正切值的变化。结果表明:5种沥青的复数剪切模量、车辙因子均随温度的升高而减小,自主研制高粘改性沥青减小得最慢;3种改性沥青的60℃动力粘度远大于其零剪切粘度,且自主研制高粘改性沥青的零剪切粘度大于20 000Pa.s;3种改性沥青的PG低温分级均为PG-28,但自主研制高粘改性沥青的蠕变劲度最小、蠕变速率最大;各沥青的疲劳因子随着温度的降低显著增大,自主研制高粘改性沥青的增幅最小,直到6℃时才发生疲劳破坏。综合各指标来看,自主研制高粘沥青表现出较好的动态力学性能。

沥青路面矿物纤维复合阻燃材料及其热重行为研究

为了确定沥青路面矿物纤维复合阻燃材料（M—FR）中MiberⅢ纤维和复合阻燃剂合适的复配比例，采用极限氧指数法，对比研究MiberⅢ型矿物纤维的阻燃特性，分析其掺量对沥青胶浆极限氧指数（LOI）的影响规律；并研究阻燃剂掺量对沥青LOI和针入度、软化点、延度的影响；进而采用正交试验确定Miberm纤维和阻燃剂合适的复配比例。结果表明：沥青胶浆的LOI随MiberⅢ纤维掺量增加呈“S形”增长趋势，且其掺量宜在10％-15％之间；沥青胶浆的LOI随阻燃剂掺量增加呈线性增长趋势，且阻燃剂对沥青3大指标影响均比较显著，其掺量宜小于8％；在两者适宜的掺量范围内，MiberⅢ型矿物纤维复合阻燃材料（M—FR）中两者合适的复配掺量为15％和6％。此外，利用热重、差示扫描量热试验（TG—DSC）分析了掺矿物纤维复合阻燃材料后沥青胶浆的热重行为。

基于重复蠕变试验的阻燃沥青胶浆高温性能

采用重复蠕变试验,利用Burgers模型对各沥青胶浆的蠕变过程进行模拟,从胶浆的蠕变劲度黏性成分Gv、累积应变γacc和蠕变柔量等方面分析了不同阻燃沥青胶浆的高温性能表现。结果表明:纤维和复合阻燃剂的加入均会增大阻燃沥青胶浆的Gv并降低γacc,3种复配比例的阻燃沥青胶浆中M-FR1和M-FR2的Gv值相等且最大;而MFR1沥青胶浆的γacc最小;其次是M-FR2。这两种阻燃沥青胶浆高温性能均要优于常规掺量下的木质素纤维沥青胶浆。蠕变柔量分析结果表明,M-FR2阻燃沥青胶浆的瞬时弹性变形柔量JE和延迟弹性变形柔量JC占总柔量的百分比之和最大,高温抗变形能力最强。综合各阻燃沥青胶浆的蠕变力学特性,推荐复合阻燃材料的最优复配比例为15%矿物纤维+6%复合阻燃剂(即M-FR2)。

水泥乳化沥青复合材料特征及其混合料性能研究

为了系统研究水泥乳化沥青比例(C/A)对复合材料特征和水泥乳化沥青混凝土性能的影响,采用动态剪切流变仪、扫描电镜和力学试验等研究手段对不同C/A时水泥乳化沥青复合材料黏弹性能、微观结构以及其混合料的力学性能进行对比研究。结果表明:水泥乳化沥青复合材料的黏弹性能和微观结构随C/A的变化趋势具有一致性,且在C/A为0.8时,复数模量达到乳化沥青的2.5倍,但相位角接近;同时,水泥与乳化沥青在复合材料体系中形成了一种相互贯穿、多点接触的均质空间网络结构。水泥乳化沥青混合料的抗压强度和抗变形能力较乳化沥青混合料而言有明显提升,且水泥乳化沥青混合料的马歇尔稳定度和抗压强度随C/A的增加而增大、随油石比的增加而降低;在3种油石比和C/A中,以油石比为5%、C/A为1.0的水泥乳化沥青混合料的间接拉伸强度最高。

高粘改性沥青胶浆粘弹特性研究

为分析矿粉在高粘改性沥青中的作用机理，对不同粉胶比下的高粘改性沥青胶浆进行布氏粘度试验和重复蠕变试验。从粘弹性角度分析了粉胶比和试验温度对胶浆粘度和粘温指数｜VTS｜的影响，以及粉胶比对胶浆蠕变劲度的粘性部分Gv、累积变形量和变形恢复能力γL／γP等粘弹性指标的影响。结果表明：随着粉胶比的增大，粘度和Gv值急剧增大，累计变形量和γL／γP逐渐减小，而｜VTS｜随粉胶比的增大先减小后增大；当粉胶比小于1.2时，增大粉胶比能显著改善沥青胶浆的感温性及高温抗变形能力，当粉胶比大于1．4时继续增加矿粉的用量会显著影响沥青胶浆的变形恢复能力。综合考虑，粉胶比的合适范围在1．0～1.4之间。

纤维水泥乳化沥青混凝土的增强效应及微观机理

对聚酯纤维和水镁石纤维在不同掺量时纤维水泥乳化沥青混凝土(FRCEAM)的马歇尔稳定度、间接拉伸强度和抗压强度等性能进行系统研究,并对纤维水泥乳化沥青混凝土的微观结构特征以及纤维-水泥-乳化沥青三相相互作用机理进行分析。结果表明:两种纤维水泥乳化沥青混凝土的马歇尔稳定度增幅明显;在聚酯纤维掺量为0.3%、水镁石纤维掺量为0.2%时FRCEAM的间接拉伸强度分别取得最大值,抗压强度虽最小但对应的峰值应变最大;且此时纤维间的相互搭接现象增多,两端插入水泥水化产物及沥青中的纤维发生了缠绕,体现了纤维的搭接成网作用;按时间发展规律分析了纤维-水泥-乳化沥青三相相互作用机理。