不黏轮乳化沥青试验方法研究

不黏轮乳化沥青是一种解决沥青路面施工中“黏轮问题”的关键材料,其中不黏轮效果是其核心指标。不黏轮效果准确评价对不黏轮乳化沥青推广应用至关重要。该文基于国内外研究成果创新提出两种不黏轮效果试验方法(配重法、压头法),并对多种乳化沥青进行不黏轮效果评价。试验结果表明:两种试验方法(配重法、压头法)能够较好地评价乳化沥青的不黏轮性能且试验结果具有很好的一致性。其中配重法适合于工程现场快速评价,压头法适合于科学研究、试验检测分析。两种试验方法设备简单、操作方便,适用于工程现场、室内研究等多种场景的不黏轮乳化沥青不黏轮效果评价。

水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青制备及其路用性能研究

为了解决沥青路面施工中黏层黏轮和服役中层间黏结不足的问题,制备了一种具有自迁移功能的水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青。通过针入度、软化点及不黏轮效果等实验评价了不黏轮乳化沥青路用性能,研究了水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青黏层微观形貌和流变特性。研究结果表明:水性聚氨酯改性剂在乳化沥青黏层养生过程中自主迁移至黏层表面;水性聚氨酯在不黏轮乳化沥青最佳掺量为3%;在35℃时,水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青黏层养生时间不大于30 min;水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青黏层在60℃时剪切强度大于1 MPa,在70℃时未发生黏轮现象,具有解决沥青路面施工中黏层黏轮和服役中层间黏结不足难题的潜力。水性聚氨酯改性不黏轮乳化沥青路用性能突出和施工过程环境友好,因此其有望在公路建设和养护工程中得到大规模应用,并可提高沥青路面服役寿命,助力公路交通高质量的发展。

粘层乳化沥青层间抗剪性能及其评价方法研究

为解决路面养护工程中超薄罩面层与原始路面间易出现剪切破坏的问题,选取三种乳化沥青通过斜剪试验模拟路面在车辆荷载下的剪切破坏。结果表明,温度升高会导致乳化沥青层间抗剪强度下降;面层混合料集料粒径增大与沥青量增多会导致层间抗剪强度增加;不同乳化沥青自身性质差异会导致层间抗剪强度不同,较SBS乳化沥青与普通乳化沥青,橡胶乳化沥青粘结性能最好。对比完整车辙板与复合车辙板的抗剪强度,复合路面抗剪强度较完整路面会发生不同程度的下降,其中无粘层油的空白复合车辙板下降程度最大,抗剪强度仅有完整路面的64.37%。通过洒布粘层乳化沥青可以使层间抗剪强度提高,其中橡胶乳化沥青可达到完整路面抗剪强度的75.85%。

Mix design method of asphalt rubber open-graded friction course and its application in overlay

The mix design method of asphalt rubber open-graded friction course （AR-OGFC） by the Marshall test and key technologies of AR-OGFC overlay are studied. Based on the draindown test, the stripping test and the Marshall test by different beating times, the asphalt content estimating method and Marshall beat criterion are studied. It is found that the asphalt content of AR-OGFC can be estimated by the formula of Arizona, and the proper Marshall test criterion for AR-OGFC is 50 beats on both sides. By analyzing the influence of gradation on OGFC performance, the gradation of AR-OGFC is recommended, and the amount of aggregate passing 4. 75 mm should be minimized for AR-OGFC. Through investigation of AR-OGFC overlay projects, key technologies such as the treatment of underlying pavement and the selection of tack coat are advanced, and modified emulsified asphalt should be used in AR-OGFC overlay tack coat.

不粘轮乳化沥青国内研究进展

沥青路面是多层弹性体系结构。乳化沥青作为黏层材料,可使多层结构成为受力整体,直接影响道路使用寿命。但是,普通乳化沥青黏层常因施工车辆碾压而出现严重的粘轮现象,造成层间粘结缺失。近年来,不粘轮乳化沥青因粘轮率低、破乳时间短、层间粘结强度高,在乳化沥青领域受到重点关注。目前,国内不粘轮乳化沥青的研究尚处于起步阶段,不粘轮乳化沥青制备方法众多,测试方法不统一,市售产品性能也良莠不齐。结合北京地区高速公路多年养护工程实践经验,系统梳理了不粘轮乳化沥青在国内的研究进展,对粘轮破坏机理和不粘轮乳化沥青的制备、性能测试、实际应用等情况进行了分类阐述,并对不粘轮乳化沥青未来研究的重点及发展方向提出了建议。

沥青路面粘层材料性能的试验

沥青路面层间材料粘结性能的优劣直接关系到路面的整体受力状态,进而影响路面的使用寿命。利用自行研发的多功能剪切仪,对普通沥青、SBS改性沥青和SBS改性乳化沥青这3种常用的粘层材料在不同温度及洒布量条件下的粘结性能进行试验研究,提出以不同温度下的粘结抗剪强度作为评价指标。结果表明:3种材料的粘结抗剪强度均随着温度的升高而减小,但随温度的变化规律有所不同;相比而言,在较低洒布量时,SBS改性乳化沥青表现出更优异的粘结性能,且最佳洒布量为0.5～0.7kg/m2。

路面粘层复合改性沥青材料研发与性能评价

针对路面结构粘层沥青材料特点,以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、胶粉(CRM)为改性剂,采用高速剪切法在室内制备了一种粘层复合改性沥青材料。基于对粘层沥青高温性能及粘度的测定,优化了复合改性沥青室内制备工艺。通过常规指标测试、高温动态剪切试验、动态力学性能分析、粘度试验,对不同掺量复合改性沥青的路用性能进行评价,并确定改性剂最佳掺量。研究表明所研发的粘层复合改性沥青路用性能较优,更能满足粘层沥青材料的要求,研究结果可供同行参考。

粘层状况对沥青路面层间剪切疲劳性能的影响

以沥青路面层间剪切疲劳性能为研究对象,采用乳化沥青、改性乳化沥青和热沥青3种粘层材料,通过自行研制的剪切夹具对双层沥青混凝土(AC+AC)复合试件进行层间剪切疲劳试验,研究有无粘层油、粘层材料种类和层间污染对路面层间剪切疲劳性能的影响。通过试验分析,得出如下结论:喷洒粘层油会显著提高沥青路面层间的剪切疲劳寿命,层间污染会使路面层间疲劳寿命明显下降,剪切疲劳寿命对应力比变化十分敏感。若想减少沥青路面层间损坏,一方面应喷洒粘层油并减少层间污染,以加强面层层间的粘结,提高层间抗剪切性能,另一方面应严格限制超载车辆的通行,以降低层间剪应力水平。

路用乳化沥青黏层材料黏附性实验

沥青路面的黏层对于路面路用性能影响很大,用乳化沥青作为黏层材料有一定技术优势。为了减少沥青路面病害,研发沥青路面的黏层沥青材料。为了检验研发的黏层乳化沥青性能,进行材料选择和配合比设计,制备和切割试件,对研发的混合料同时开展了室内实验和现场实验。实验研究表明,6种黏层用乳化沥青材料的室内实验的黏结强度均能达到1.7 MPa左右,满足规范要求,尤其是由于龄期增长,现场实验的拉拔检测结果更好,平均值为2.2 MPa。所研发的乳化沥青路用黏层材料性能优良,为该材料在道路行业的应用和推广提供了技术支持。

CRCP板与沥青混凝土面层间粘结层材料试验研究

CRCP板与沥青混凝土面层组成的复合式路面要发挥良好的路用性能必须确保CRCP板与沥青混凝土面层间具有良好的抗剪切能力。在考虑紧急制动的条件下,应用有限元方法分析粘结层位的最大剪应力分布图,确定两种不同路面结构形式的抗剪切强度,然后在不同的温度条件下,对几种常用粘结层材料进行对比试验,分析其抗剪切能力、粘结力、渗水性以及高温稳定性,推荐一种性能最优的粘结层材料,总结一套粘结层方案选择及性能评价的试验方法。

CRC+AC复合式路面层间剪应力分析研究

基于弹性层状体系理论,采用BISAR软件对连续配筋混凝土复合式沥青路面结构层间剪应力分布进行分析.结果表明,CRC+AC复合式路面层间最容易发生剪切破坏的点坐标为1.1δ与1.5δ标准轴载当量圆半经;AC面层模量对层间剪应力影响不明显,而当超载达到200%时,层间剪应力将增加74.5%,更容易导致CRC+AC复合式路面发生剪切破坏;AC+CRC层间结合状况对于最大剪应力有显著影响,随着层间结合状态变差,层间抗剪强度迅速降低;剪切试验的结果表明,层间采用SBS改性沥青+土工布的形式抗剪性能较好,建议工程实践中优先选用.

含层间界面的沥青混合料复合小梁弯曲疲劳试验

为探讨层间界面条件对沥青路面疲劳寿命的影响,完善路面疲劳模型,采用小梁弯曲疲劳试验方法,测定不同粘层油用量、不同温度、不同加载等试验条件下复合小梁试件的疲劳寿命。研究结果表明:(1)由于层间界面的存在,导致沥青路面结构整体性减弱,疲劳寿命减小;(2)随着粘层油用量的增加,疲劳寿命呈现先增加后减小的变化规律,并且粘层油用量存在一个最佳值,在此最佳用量下,沥青路面的抗疲劳性能明显提高;(3)与低温条件相比,常温条件下沥青路面的疲劳破损更容易发生,并且车辆超载,轴重增大,会显著降低沥青路面的疲劳寿命;(4)确定了疲劳寿命与粘层油用量、温度、加载量之间的相互关系,通过数值回归分析,建立了疲劳寿命与各影响因素之间的相互作用关系式。

特大桥梁沥青铺装层层间稳定性试验研究

为保证防水粘结层与沥青铺装层和混凝土板之间的良好粘结,应通过试验选择性能优良的防水粘结层材料。结合京港澳高速公路郑州黄河大桥的桥面铺装层设计,首先在室内按照抗剪强度最大的原则确定了桥面防水粘结层材料的最佳涂膜量,然后在最佳涂膜量的条件下测定了不同垂直压力和温度下粘结层抗剪强度的变化情况,分析了变化规律,同时又测定了不同温度下粘结层的粘结强度,并建立了粘结强度和抗剪强度的关系。通过现场拉拔试验,建立了桥面防水粘结层抗剪强度指标,并对实体工程进行了验证。防水粘结层室内外研究的方法和结果,对大跨径混凝土桥梁粘结防水层设计具有一定的指导意义。

层间接触条件对沥青路面高温性能的影响研究

应用BISAR软件计算了不同层间接触条件下的沥青面层剪应力,通过直剪试验测定了洒布不同粘层材料的复合马歇尔试件的抗剪强度,并采用车辙试验测定复合式车辙板的DS和总变形量.研究结果表明:完全光滑的层间接触条件大幅提高了沥青面层的最大剪应力,加速沥青面层发生剪切破坏而出现车辙;粘层提高了层间抗剪强度,不同的粘层材料对层间接触条件的改善效果不同;高抗剪强度的层间接触能提高复合式车辙板的高温性能.

沥青路面加铺结构中土工布夹层黏结性能

采用直剪试验并以剪切破坏能为评价指标,分析了黏层油类型、洒布量、土工布铺设工艺和路面使用环境等因素对沥青路面加铺结构中土工布夹层黏结性能的影响,同时通过带切缝复合梁弯曲疲劳试验验证了土工布夹层黏结性能与其抗反射裂缝效应的相关性.结果表明:采用乳化沥青、基质沥青和SBS改性沥青作为土工布夹层黏层油时,其优选洒布量分别为1.2,0.9,0.8kg/m2,其中SBS改性沥青黏层油的黏结效果最好,可达到常规加铺结构层间黏结水平;SBS改性沥青黏层油作1次洒布时,上层混合料摊铺温度较低将对土工布夹层黏结性能产生不利影响,SBS改性沥青黏层油作2次洒布时,上层混合料摊铺温度对其黏结性能无显著影响;随着服役温度升高或浸水时间延长,土工布夹层黏结性能将显著降低,而且相比于常规加铺结构层间黏结性能,其受温度影响较小,受浸水作用影响较大;土工布夹层的黏层性能与其抗反射裂缝效应具有良好的正相关性.

基于拉拔和车辙试验的沥青面层间黏层油性能评价

为了评价沥青面层间黏层油的实际效果,选取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青、苯乙烯-丁二烯橡胶改性乳化沥青、乳化沥青及石油沥青等4种较常用的黏层油,把沥青面层粘结在一起,模拟沥青面层间的实际状态,通过室内拉拔和车辙试验,以抗车辙能力及粘结力为标准对其实际效果进行了试验研究.研究结果表明,喷洒用量为0.2～0.3 kg/m2的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青和苯乙烯-丁二烯橡胶改性乳化沥青粘结效果较好.

桥梁混凝土聚脲防护涂层配套底漆性能研究

研究了环氧底漆(EP)、单组分聚氨酯底漆(PU1)、双组分聚氨酯底漆(PU2)等三种桥梁混凝土聚脲防护涂层配套底漆的表干时间和附着性,考察了环境温度和湿度以及间隔时间对附着性的影响。结果表明:在试验条件范围内,EP、PU1、PU2的表干时间分别为30～120min、30～59min、29～51min,其附着力分别为3.86～6.22MPa、4.38～5.56MPa、3.60～5.35MPa。3种底漆对环境温湿度依赖性不同,EP的最强,PU1次之,而PU2最小。EP的附着力随着环境温度升高而增大,PU1的附着力则随着环境湿度增大而增大,而PU2的附着力随环境的湿度增大而减少。上述3种底漆的附着力随着间隔时间的延长呈现先增后降趋势,EP的附着力在72h达到最大值5.9MPa,PU1的附着力在24h达到最大值5.27MPa,PU2的附着力仅3h就达到最大值5.38MPa。

粘层材料剪切疲劳特性及层间设计方法研究

沥青路面的性能及使用年限很大程度上取决于其结构层间粘结状态的好坏。在进行沥青路面设计时,路表弯沉及沥青面层层底拉应力通常被视为重要的设计指标,而沥青路面层间剪切疲劳破坏却被忽视,为沥青路面病害的产生埋下隐患。通过系统的沥青路面层间剪切疲劳试验建立了沥青路面层间剪切疲劳方程及疲劳寿命预估模型,并根据沥青路面的实际工作状态,对该模型进行了修正。提出了基于剪切疲劳破坏的沥青路面层间设计方法,结合工程实例,对沥青路面剪切疲劳破坏进行了验算及寿命预估。结果表明:在以传统的路表弯沉及沥青面层层底拉应力为设计指标时,其层间接触不能满足路面剪切疲劳的要求,因此,建议在沥青路面设计中增加沥青层间剪切疲劳设计指标。

沥青路面热阻粘封层机理及性能研究

从传热学机理出发,首先在理论上研究了路面结构材料各参数对于沥青路面结构温度的影响,并探讨了阻热型结构层对路面结构温度场的作用。然后对热阻材料需满足的性能进行了分析,并初步选择了数种性能合理的热阻材料。通过室内的热辐射系统模拟了外界太阳能的辐射,并对不同热阻材料组成的结构进行了辐射试验,以研究其结构导热特性。最后对热阻粘封层的经济性进行了对比分析。试验结果表明,在一定时间的高温作用下,功能、厚度适宜的热阻结构层可以改善路面结构温度场,降低中下面层沥青混合料的工作温度,从而提高沥青路面的高温稳定性。

钢桥面沥青铺装层间处理技术

通过对钢桥面沥青铺装层性能要求、混凝土类型选择和铺装层破坏类型的技术分析,针对中国双层沥青混凝土钢桥面铺装体系,介绍了铺装主体上、下层之间以及铺装主体和钢桥面之间的层间处理的新结构、新材料、新工艺。