基于粘度和延度变化的沥青抗老化性能评价方法

针对当前道路沥青的抗老化性能评价方法的不足,研究了5种道路沥青老化过程中的粘度和延度的变化规律,提出了基于135℃粘度和15℃延度的沥青抗老化性能评价方法,并建立了评价沥青抗老化性能的老化度和抗老化系数指标。研究结果表明:该评价方法及指标可以区分不同沥青在整个老化过程中的抗老化性能,评价指标中老化度可以评价不同老化时间的老化程度,有助于预测沥青路面在老化作用下出现开裂病害的时间;抗老化系数体现了沥青本身的抗老化性能,为沥青的选择提供了依据。

老化沥青再生性能的预估分析

依托深圳市笋岗路大修工程的沥青路面热再生工程,建立了预估再生沥青性能的复合律方程;应用90#沥青、70#沥青和再生剂对老化沥青进行了再生试验,测定了再生沥青的粘度、针入度和软化点;进行了不同再生方法的复合律方程验证,并对不同再生方法的再生效果进行了比较。研究结果表明:再生沥青的针入度、软化点和粘度指标的再生规律很强,用复合律方程去预估再生沥青的性能是可靠的;再生沥青的针入度对数与沥青(或再生剂)的掺量成正比,再生沥青的粘度对数和软化点与沥青(或再生剂)掺量成反比,这些指标都可以根据复合律方程进行内插或一定程度的外延推算,用于确定再生沥青混合料的配合比设计用量;再生剂比新沥青有更好的再生效果,高标号沥青比低标号沥青有更好的恢复能力。

沥青面层集料级配分布特征与质量控制

依托合肥—徐州高速公路路面工程,现场检测集料级配指标,研究了集料级配检测数据的变异性水平及规律性,发现沥青面层用集料单级配及合成级配数据呈正态分布,可以采用平均值与均方差2个指标来判断集料级配指标,平均值与目标配合比的设计值比较,均方差利用正态分布判别变异性的符合性。结果表明:对于集料级配质量控制,筛孔通过率指标除变化值的偏差要求外,还应该控制其变异性;集料级配关键筛孔4.75 mm和2.36 mm的均方差应分别小于1.0和0.7。

高黏度改性剂对沥青性能的影响

分析了不同标号、不同性质沥青掺加高黏改性剂TPS后的性能变化规律。结果表明:随着高黏改性剂TPS掺量的增加,沥青的各项性能指标趋于稳定。推荐高黏沥青配方:采用基质沥青加工高黏沥青TPS掺量为12%,采用SBS I-D沥青加工高黏沥青TPS掺量为8%。

沥青路面热-荷载耦合应力数值分析

针对半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面结构中普遍存在的反射裂缝问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料(OLSM)作为裂缝缓解层的方法;利用三维有限元法,对设置普通沥青混凝土与开级配大粒径沥青碎石2种类型裂缝缓解层的贫混凝土基层沥青路面结构进行热-荷载耦合应力对比分析,并进行了试验路观测与理论计算分析。结果表明:OLSM的耦合应力明显小于普通沥青混凝土的应力;OLSM中大粒径矿料多、沥青含量少及空隙率大的结构特点有利于消解及吸收裂缝处路面应力,可有效防止或减缓贫混凝土基层沥青路面的反射裂缝,是一种可以缓解反射裂缝的有效材料。

木质素胺类沥青乳化剂分子结构式研究

在论述木素分子结构的基础上，对木素胺类沥青乳化剂分子结构进行了深入的分析研究，推断出了木素胺的分子结构式，并对该类化合物命名法提出了建议。

水泥稳定碎石用硬质砂岩关键性指标

针对硬质砂岩在半刚性基层中应用缺乏相关技术标准,造成就地取材技术上的困难,采用Pearson简单相关系数分析路用性能指标与原材料技术指标的相关系数,根据相关系数的排序,给出了硬质砂岩用于水泥稳定碎石基层的关键性质量控制指标,即坚固性试验后集料压碎值、岩石饱水抗压强度、集料压碎值、坚固性试验后岩石饱水抗压强度和吸水率5个指标。坚固性试验是评价砂岩质量的重要条件试验,在进行该试验时,可同时测定材料的坚固性质量损失率,也可作为原材料质量的控制标准。结果表明,硬质砂岩的强度与耐久性是影响水泥稳定碎石混合料路用性能的关键因素。

水性环氧树脂复配SBR改性乳化沥青冷再生混合料路用性能研究

为兼顾水性环氧树脂的热固性、高黏结强度及SBR胶乳的优异低温延展性,将水性环氧树脂与SBR胶乳进行复配,并将水性环氧树脂复配SBR改性乳化沥青应用于100%RAP掺量冷再生混合料,基于力学性能试验、路用性能试验与抗疲劳性能试验,研究水性环氧树脂复配SBR改性乳化沥青对100%RAP掺量冷再生混合料性能的影响。结果表明:水性环氧树脂与SBR复合改性乳化沥青冷再生混合料的综合路用性能优异,将水性环氧树脂与SBR复配显著提高了冷再生混合料的高温稳定性与水稳定性,水性环氧树脂复配SBR改性乳化沥青冷再生混合料可达到热拌沥青混合料的路用性能要求。

骨架密实型水泥粉煤灰碎石组成设计与路用性能

以最大密实度为原则,采用逐级填充方法研究了粗集料级配、粗集料与水泥粉煤灰砂浆最佳比例(质量比);以强度试验为基础,考虑经济性,研究了水泥粉煤灰最佳比例以及水泥粉煤灰与细集料比例。在此基础上,形成了骨架密实型水泥粉煤灰碎石组成设计方法。研究结果表明:骨架密实型水泥粉煤灰碎石在后期强度、抗裂性能方面明显优于规范级配水泥稳定碎石;提出的骨架密实型水泥粉煤灰碎石组成设计方法效果良好,具有优良的路用性能。

沥青混合料的压实性能研究

从分析沥青混合料的三相体系结构出发，介绍了混合料的压实机理及其压实评价方法；并通过压实实验研究，阐述了沥青混合料的压实变化规律、影响因素、以及混合料的可压实性区域。

沥青混合料介电常数影响因素研究

为评估沥青混凝土混合料介电常数的影响因素,研究了非均质沥青混凝土组成材料的介电性质,考虑沥青含量、密度、含水率对介电常数的影响。结果表明:在相同孔隙率范围时,沥青混凝土试件介电常数随沥青含量增加而降低,可由介电混合理论模型计算;沥青混凝土密度可由沥青混凝土试件介电常数、孔隙率及沥青含量加以预测。

超载作用下空心板梁铰缝疲劳损伤分析

为了深入研究超载作用下空心板梁铰缝破损开裂病害的原因,从疲劳角度出发对横向弯曲应力及其引起的疲劳损伤进行分析。调研分析了沈海高速公路的超载运营状况及空心板梁铰缝破损开裂现象,通过对比国内外规范中的疲劳荷载模型,选用我国规范中的疲劳荷载模型Ⅱ,进行了基于ANSYS空间实体模型的横向应力计算。结果表明,车辆加载位置处铰缝横向弯曲应力大,疲劳损伤显著。通过引入超载疲劳放大因子,发现超载对空心板梁铰缝受拉疲劳十分敏感,随着荷载线性增加,其疲劳损伤效应呈超线性增加。因此,超载运输是致使空心板梁铰缝开裂破坏的一个主要因素。

混合钢梁桥初步研究

介绍了混合钢梁的概念及在国内外的研究状况,描述了混合钢梁各阶段的受力特征,提出了对应的弯矩表达式。研究了腹板屈服强度的影响,得到了合理的腹板、翼缘板屈服强度比。推导了混合钢梁弹塑性变形计算公式,分析了弹塑性变形和残余变形的大小,指出可以按照普通钢梁计算混合钢梁挠度,卸载后残余变形可忽略不计。分析了混合钢梁桥的经济性,表明有显著的经济效益。

钢渣沥青混凝土技术及其应用研究进展

钢渣常被当成工业废弃物处置,但其碱性强、棱角丰富,兼具有优异的力学特性,可以改善沥青混凝土的抗水损害、抗高温变形以及耐磨和抗滑等性能,被认为是可替代天然矿质集料的理想筑路材料。近年来道路建设对集料用量的高需求与天然集料短缺之间的矛盾越来越突出,钢渣沥青混凝土技术因而成为备受关注的热点。概述了钢渣的材料特性以及钢渣沥青混凝土的设计与性能,介绍了钢渣沥青混凝土的实际应用情况,研究了钢渣沥青混凝土长期应用后的路面性能变化,最后对钢渣沥青混凝土未来的发展趋势进行了展望。

聚苯乙烯泡沫塑料减荷力学性能试验

以兰州—海石湾高速公路中的某一高填路堤涵洞工程为依托,通过室内压缩试验和蠕变试验,对不同密度的聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)轻质材料,进行了有侧限、无侧限影响下的应力应变及蠕变性能的分析,并对不同厚度的EPS材料在工程应用中的减荷性状进行了研究。结果表明:密度较小的EPS材料不适合作为优化路堤等工程填料的替代品;有侧限影响时EPS材料达到屈服阶段的应力值较无侧限时要高;密度适中且具有一定厚度的EPS材料在工程应用中能起到良好的减荷作用。

废机油底渣再生剂对老化沥青低温性能影响

为准确评估废机油底渣(WEOB)作为沥青再生剂时对老化沥青低温性能的影响,通过室内旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)和40h长期老化(PAV)试验制备老化沥青,然后采用双边缺口拉伸(DENT)试验、扩展弯曲梁流变(Ex-BBR)试验分别研究了原样沥青、老化沥青和添加废机油底渣再生沥青的抗延性断裂性能,以及物理硬化对这3种沥青低温极限分级的影响;采用原子力显微镜研究了原样沥青、老化沥青和再生沥青的微观结构.结果表明:使用废机油底渣会降低老化沥青的容许应变(CTOD)和常规弯曲梁流变仪的低温极限分级,经过长期低温恒温处置后,废机油底渣掺量为10%的再生沥青低温极限分级增加明显;老化沥青中添加废机油底渣并不能恢复原样沥青胶结料的表面微观形态,而且形成了更多的相界.

特立尼达湖改性沥青的应用技术研究

对特立尼达湖改性沥青在高等级公路沥青路面中的应用技术进行了研究,包括特立尼达湖改性沥青的技术性质研究、特立尼达湖改性沥青混合料的技术性质研究和施工关键技术研究。结果表明:特立尼达湖沥青能明显提高沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和抗渗性,且其施工工艺与普通沥青混合料基本一致,具有良好的应用前景。

一种环保沥青阻燃剂的研制

通过一系列的实验,研究开发了一种无毒环保类沥青阻燃剂,在基本不改变沥青性能的前提下,可以显著地改善沥青的阻燃性能。

废旧玻璃在沥青混合料中的应用研究进展

近年我国公路建设迅速发展,2016年高速公路总里程达到13.10万公里,其中沥青路面占95%以上。沥青路面的建设使沥青和石料等自然资源大量消耗,给环境资源带来较大负担。为缓解道路建设对天然石料的消耗,国内外学者开展了固体废弃物在沥青混凝土中的回收再利用研究。与此同时,鉴于废旧玻璃的不断增多和处理方法的缺陷,寻求废旧玻璃的有效处理途径已是当务之急。利用废旧玻璃这种常见生活及工业废弃物替代部分天然石料进行沥青混凝土的制备则是有效的解决方法之一。已有研究表明,废旧玻璃破碎后具有耐磨、抗滑、反光、渗水性强等特性,替代部分集料制备废旧玻璃沥青混凝土作为面层,可一定程度改善路面耐磨、抗滑、透水等路用性能。当前,废旧玻璃在沥青混凝土中的应用面临一系列问题。废旧玻璃材料质脆,主要成分SiO2为亲水性材料,掺入后沥青混凝土的强度及耐久性受到一定程度的影响。废旧玻璃来源丰富,多为生活垃圾,其回收、筛选、破碎等处理过程复杂,在我国回收利用率较低,且道路工程中对原材料杂质含量要求较高,这就抬高了废旧玻璃回收利用的技术要求及成本。基于以上问题,研究者对废旧玻璃的工程特性和材料组成以及废旧玻璃沥青混凝土的路用性能和力学特性开展了进一步研究。研究结果表明,玻璃颗粒尺寸、掺量保持在一定范围内,在一定掺入方式下,沥青混凝土强度及路用特性均满足规范要求。加入抗剥落剂或使用改性沥青,废旧玻璃沥青混凝土的水稳定性明显提升。混合料疲劳寿命不易受废旧玻璃集料影响,在一定掺量及颗粒尺寸下,抗疲劳特性较好;蠕变特性与普通沥青混合料相似,在一定应力与温度范围内,蠕变变形小于普通沥青混合料,且可用常见流变模型来描述其永久变形特性。本文归纳总结了废旧玻璃材料作为沥青混合料集料的物理力学性能,废旧玻璃沥青混合料的材料组成设计方法,废旧玻璃对沥青混合料的路用性能和表面特性的影响规律,并展望了该领域未来的发展趋势。

水泥土搅拌加固技术的发展综述

基于国内水泥土搅拌加固技术方面的研究成果,重点对几种具有特色和代表性的水泥土搅拌加固新技术进行了论述。双向搅拌技术和粉体喷射注水搅拌技术能有效改善水泥土搅拌的均匀性,提高施工效率和成桩质量;整体搅拌加固技术、双轮铣深层搅拌技术、变截面搅拌桩技术在设备多功能化和土体加固形式等多方面取得了较大进展。这些针对不同土质、不同工况和不同应用领域的水泥土搅拌加固技术,体现了水泥土搅拌加固领域技术先进性和发展方向。