再生沥青路面沥青混合料的马歇尔性质研究

文章试图研究RAP材料在道路建设中的再利用行为,并根据骨料压碎值、骨料冲击值、洛杉矶磨耗值和10%细值试验,确定粗骨料的强度特性。研究遵循标准马歇尔混合料设计程序进行。结果表明,未经处理的RAP材料不适合作为沥青混合料,但在沥青路面面层中使用额外1%的沥青含量是可以接受的。研究还表明,添加RAP材料的粗骨料在具有新骨料的沥青混合料中是可行的,这将为道路基础设施的可持续发展提供帮助。

纳米TiO_2改性沥青抗光老化性能研究

选用纳米TiO2对沥青进行改性。采用自制紫外光源环境箱对基质沥青和改性沥青进行紫外线光老化试验,根据光老化前后沥青性能指标的变化,研究纳米TiO2对提高沥青抗光老化性能的作用。结果表明,紫外光照射后,改性沥青的低温延度明显高于基质沥青,且光照前后软化点的变化率也低于基质沥青,说明掺入纳米TiO2能明显提高沥青的抗光老化能力。

橡胶颗粒对再生沥青混合料马歇尔力学指标的影响

橡胶颗粒以代替部分细集料的形式掺入再生沥青混合料中,制备成橡胶颗粒量掺量为0%,2%,3%的再生橡胶颗粒沥青混合料。首先,通过马歇尔试验分析不同掺量的橡胶颗粒对最佳新沥青用量OAC、OACmax和OACmin的影响,确定了不同橡胶颗粒掺量的再生混合料的最佳新沥青用量;其次,通过分析在最佳新沥青用量下,橡胶颗粒掺量和马歇尔试验指标的关系,探究不同掺量的橡胶颗粒对马歇尔试验各指标的影响存在最佳橡胶颗粒掺量。试验结果表明:再生橡胶颗粒沥青混合料中橡胶颗粒的最佳掺量为1.5%,新沥青掺量为4.12%;随着橡胶颗粒的掺入及掺量的增加,再生混合料的稳定度和流值与普通再生沥青混合料的相比,稳定度值偏小,稳定度峰值的出现相对滞后,流值偏大。

橡胶沥青胶结料的老化与再生研究

采用热氧老化的方法研究了老化对橡胶沥青胶结料粘弹性的影响规律,并通过添加再生剂对其软化点、针入度和延度等性能进行恢复。实验结果表明,老化后基质沥青和橡胶沥青的软化点升高、针入度变小、延度降低;老化过程中,基质沥青软化点和针入度的衰减率均大于橡胶沥青,但延度的衰减率则小于橡胶沥青;再生剂能够恢复橡胶沥青性能,但和原样沥青相比,软化点和延度有所降低,针入度则略有增加;延度的再生恢复效率最高,其次是针入度和软化点。

高模量沥青胶结料路用性能流变学分析

以基质沥青、高模量改性沥青和SBS改性沥青的路用性能为研究对象,通过常规流变学试验方法,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂对基质沥青黏弹特性的定性影响,并量化分析了不同外掺剂种类对基质沥青路用性能的影响;通过多应力重复蠕变恢复试验,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂在提高基质沥青抗车辙能力上的差异和提高效果;基于加速疲劳试验方法对上述三大类沥青胶结料的疲劳损伤及失效特性进行对比研究,分析比较了不同沥青胶结料在疲劳损伤演化和疲劳寿命方面的差异.结果表明:RA(resin alloy)和PR(PR plasts)这2种常用高模量外掺剂在提高沥青胶结料劲度模量方面具有相近的效应;三大类沥青胶结料在相同试验温度条件下的永久变形抵抗能力排序为:高模量改性沥青>SBS改性沥青>基质沥青;三大类沥青胶结料疲劳寿命的排序为:SBS改性沥青>高模量改性沥青>基质沥青;此外,在使用相同基质沥青的条件下,掺加RA的高模量改性沥青比掺加PR的高模量改性沥青具有更好的抗疲劳性能.

纳米TiO_2改性沥青的路用技术性质研究

利用纳米TiO_2粉体对两种石油沥青进行了改性研究,检测分析了改性沥青常规路用技术指标。分析认为,纳米粉体在改善沥青稠度方面有着明显的效果,可带来沥青针入度降低、软化点和黏度的单调增长;在提高沥青高温性能指标的同时,也带来了延展性能的降低。但是,一定掺量比例内的纳米TiO_2的加入可以提高沥青的耐热老化性能,其沥青残留针入度比大,可有效避免热老化导致的软化点、黏度过分提高。

电子垃圾在沥青混合料中应用的可行性

采用相关分析仪器考察了电子垃圾微观形貌、元素组成及热稳定性等。试验表明,电子垃圾主要由玻璃纤维及热固性树脂等组成,微观表面崎岖且存在较多孔径分布,在混合料拌合温度下热稳定性良好。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)分析了电子垃圾与沥青结合料的共混机理。试验表明,电子垃圾与沥青之间未发生化学反应。依据电子垃圾的级配特点,将其作为细集料的一部分添加到沥青混合料中,考察了电子垃圾对沥青混合料性能的影响。试验结果表明:随着电子垃圾的加入,混合料抗车辙性能和水稳定性降低。依据电子垃圾沥青混合料性能特点,建议可应用于慢车道或低等级道路。

添加剂型高模量沥青混合料作用机理

高模量沥青混合料以其优异的抗车辙效果而广受关注,尤其是添加剂型高模量沥青混合料,然而添加剂对沥青混合料性质的影响作用机理尚不明确。以傅里叶红外光谱仪（FIR）、沥青抽提仪、扫描电子显微镜（SEM）、动态剪切流变仪（DSR）,研究高模量添加剂在沥青混合料中的作用机理。通过FT-IR官能团分析添加剂对沥青的影响,分析添加剂与石料的相互作用及沥青混合料性能,对高模量添加剂添加前后的沥青粘弹特性差异及沥青混合料性能进行对比分析。研究结果表明：长链脂肪族碳链的酯类与聚烯烃接枝复配的添加剂,不损伤沥青混合料低温抗裂性;拌和时熔点在150℃～160℃,粒径较小的添加剂B与热集料（180℃～190℃）碰撞、被剪切并熔融分散,沥青抽提后其在石料表面残留少,贡献率较高;SEM图像显示添加剂B在沥青中分散均匀,且灰度直方图的灰度值较集中;DSR研究发现,熔融的添加剂使沥青弹性模量G′增大,相位角δ降低,粘度增大,改善了沥青流变特性;少量未熔融颗粒碾压时嵌挤入混合料空隙中,增大了混合料内摩阻角,提高了沥青混合料的模量。

冷补沥青混合料性能评价指标体系

为了研究冷补沥青混合料的性能评价方法,分析了冷补沥青混合料的施工性能、初期强度、储存性能、成型强度和水稳定性等性能要求,指出施工性能是冷补沥青混合料最根本的性能。开发了贯入试验仪器,将贯入强度作为控制指标,用于定量评价冷补料的施工性能;提出了黏聚性试验方法,用于评价冷补料的黏聚性能;根据质量损失试验制定了修正马歇尔试验方法,用于评价冷补料的成型强度和水稳定性。由此,建立了基于施工性能的冷补沥青混合料评价指标体系。与国内以往基于马歇尔强度的评价指标体系相比,可以更有效地反映冷补沥青混合料的路用性能。

3种添加剂温拌沥青混合料使用性能比较

以AC-20 HMA热拌沥青混合料为参照,通过实验室试验,比较了Sasobit WMA、Aspha-min WMA与SEAM WMA等3种温拌沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性等重要使用性能。试验结果与分析显示,相对HMA,Sasobit WMA、Aspha-min WMA与SEAM WMA的高温稳定性均显著增加,动稳定度分别增加96%、46%与106%。所有WMA的低温抗裂性能均有所改善,低温弯曲破坏应变增加的幅度在18%~24%,不同添加剂种类相互之间没有明显区别。Sasobit WMA的水稳定性变化不大,而Aspha-min WMA与SEAM WMA的水稳定性有所降低,冻融劈裂残留强度比TSR分别降低18%与10%,抗剥落剂可以分别使TSR提高7%与12%。采用使用性能改变综合值量化了3种WMA使用性能的变化,3种WMA综合使用性能分别提高39.9%、15.2%和39.6%。

温拌再生沥青混合料关键技术研究与性能评价

温拌再生沥青混合料是一种较新的技术,能有效改善热拌再生的诸多缺陷。结合以往的热拌再生沥青混合料的研究经验,将温拌再生沥青中沥青与温拌剂的比例调整为10∶1,并对温拌再生沥青混合料的新旧料比例较以往有所拓宽。结果显示:通过空隙率与马歇尔强度的控制,AC-20与AC-25混合料的旧料含量分别可提升至35%与33%;性能检测方面,由于未经历高温拌和对沥青的老化,温拌再生沥青混合料在短期与长期老化性能方面的性质均优于热拌再生沥青混合料;并进行了成本计算和环境影响检测,发现温拌再生沥青混合料具有很好的经济和社会价值。

玄武岩矿物纤维改善沥青混合料性能研究

为探讨玄武岩矿物纤维增强沥青混合料的适用性,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、劈裂试验评价了玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及力学性能,并从机理上分析了纤维的作用。试验结果表明,沥青混凝土中掺加玄武岩矿物棉纤维能有效提高沥青混合料的抗拉强度及路用性能;掺加短切矿物纤维能提高沥青混合料的抗拉强度及高温稳定性,但抗冻融能力有所降低,在长期浸水或寒冷地区不宜使用。

水泥乳化沥青混凝土力学性能及微观作用机理研究

水泥乳化沥青混凝土是两种材料性能特点整合的一种新型路面材料,研究通过改变水灰比及乳化沥青用量对水泥乳化沥青混凝土的力学性能影响进行测试分析,结果显示:水泥乳化沥青混凝土强度随着用水量及沥青含量的增加而降低,具有明显的规律,当乳化沥青∶水泥=0.5时,降低幅度最大;同时结合SEM技术微观测试分析,乳化沥青残留物、水化产物和集料形成空间网络结构是影响其强度的主要原因。

SBS改性沥青质量评价方法研究

针对SBS改性沥青使用质量评价存在的缺陷,选取了5种国产和进口沥青进行了改性前后使用性能对比分析,通过组分和微观分布分析,发现基质沥青中极性芳香分的存在是造成SBS溶胀差异的主要原因。基于此,对某富含芳香分进口沥青进行了1年龄期微观测试分析,结果显示,此类沥青出现SBS交联结构解体、聚团现象;同时,对比RTFOT、PAV前后测试结果,发现SBS改性效果差异显著;因此,为确保SBS改性沥青使用性能,对于富极性芳香分的基质沥青应综合短、长期老化的性能指标和结构变化来评价其改性后的路用性能。

聚合物改性剂类型对改性乳化沥青性能的影响

改性乳化沥青性能与所用聚合物改性剂类型密切相关。选取4种SBS和2种SBR改性剂分别制备SBS改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青以及SBS-SBR复合改性乳化沥青,对其乳化难易程度和蒸发残留物性能进行比较。结果表明:通过充油处理的星形SBS-4制得的改性乳化沥青效果最好,可以明显改善乳化沥青的高温和低温性能。

陶瓷热阻磨耗层材料开发及性能验证

为解决日益严重的车辙问题和城市热岛效应,使用废陶瓷代替部分集料形成陶瓷热阻磨耗层。首先介绍了废陶瓷的处理过程,通过马歇尔试验确定了在不同的陶瓷掺量下的最佳沥青用量,采用常功率平面热源法测试了不同陶瓷掺量的沥青混合料的导热系数,并通过室内模拟太阳辐射试验系统测试热阻材料的阻热效果。验证了陶瓷热阻磨耗层材料的水稳定性、高温和低温性能。试验结果表明,使用陶瓷代替部分骨料可以有效地降低材料的导热系数,选用合理的陶瓷掺配比例,可以得到满足路用性能要求的热阻磨耗层。

乳化沥青粒径影响因素研究

乳化沥青颗粒粒径分布对乳化沥青的性能具有重要影响。通过激光衍射技术测定乳化沥青的粒径,研究乳化设备、乳化剂类型及用量、皂液pH值、CaCl2等对阳离子乳化沥青粒径的影响。结果表明:乳化设备对乳化沥青粒径分布具有较大的影响,胶体磨制备乳化沥青的平均粒径较小,粒径呈正态分布,分散效果较好;不同类型的乳化剂制备乳化沥青的粒径分布差别较大,随着乳化剂用量的增加乳化沥青的平均粒径减小;随着皂液pH值的增加,乳化沥青的平均粒径先缓慢增加,pH值达到一定值后迅速增加;随着Cacl2用量的增加,乳化沥青的平均粒径先略微减小后增加。

脱硫胶粉改性沥青性能的研究

采用低温高剪切工艺制备了胶粉改性沥青,对比分析了脱硫胶粉和硫化胶粉改性沥青的基本路用性能,研究了相容剂对脱硫胶粉改性沥青性能的影响。结果表明:随着脱硫胶粉用量的增加,改性沥青的软化点升高,25℃针入度减小,5℃延度提高,165℃黏度增大。脱硫胶粉改性沥青较硫化胶粉改性沥青具有更好的低温性能。相容剂的加入增强了脱硫胶粉与沥青的相互作用,提高了改性沥青的性能。

高掺配率热再生沥青混合料性能研究

基于厂拌热再生技术,采用Superpave设计方法,对RAP掺量为30%的高掺配率再生沥青混合料进行了配合比设计,并利用车辙试验测试其高温性能、低温弯曲试验测试其低温性能,浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验测试其水稳定性,结果表明:高掺配率再生沥青混合料的性能均满足现行公路沥青混凝土路面施工技术规范的要求,可以将其大规模应用在实体工程中。

环保型阻燃沥青性能分析与评价

运用对比分析法评价了SBS改性沥青以及掺加3种阻燃剂后阻燃改性沥青及其混合料的性能。采用极限氧指数、烟密度、烟气毒性分级、闪点、燃点等5种试验评价了4种胶结料的阻燃性能;采用常规指标和PG分级试验评价了4种胶结料的路用性能;采用车辙、冻断、冻融劈裂残留强度比、四点弯曲梁疲劳等4种试验评价了4种改性沥青混合料的路用性能。试验结果证明:掺加LK阻燃剂的阻燃沥青ZR-A各方面性能更优,并得到实体工程的验证。