钢桥面浇注式沥青混合料铺装路用性能分析

结合江阴长江公路大桥钢桥面铺装研究课题,在参考德国相关研究成果的基础上,自行设计了可以自动恒温和平行试验的贯入度试验仪。通过贯入度试验确定初始最佳含油量,由高温车辙试验和低温弯曲试验确定最佳含油量,并通过刘埃尔流动度试验、极限弯曲试验、冻融劈裂试验和复合梁疲劳试验进行路用性能检验。研究表明,浇注式沥青含油量的微小变化对混合料的动稳定度指标的影响较大,因此,实际施工时应严格控制混合料的沥青用量。通过对研究的成果进行试验路验证,结果表明,下层浇注与上层环氧组成的复合结构具有优良的路用性能。

移动荷载作用下沥青混凝土桥面铺装层动力响应分析

为了准确地分析铺装层的受力状态,将车辆荷载简化为移动均布荷载,采用有限元法分析了铺装层在移动荷载作用下的动力响应。分析结果表明,在移动荷载作用下,以较低的速度行驶对铺装各层应力影响较大,各应力分量与移动荷载速度基本呈线性关系;刹车情况下离表面较近区域不再经历正反两次剪应力作用,只是离表面较深处存在很小正反剪应力作用;最大水平剪应力发生在铺装表面,且随深度的增加迅速减小;水平荷载对水平剪应力影响很大,随着水平力系数δ增大,在同一铺装层深度处的最大水平剪应力增加比较明显;在相同δ的条件下,随着深度的增加水平剪应力越小。通过上述分析,提出桥面铺装层控制性设计指标,从而为桥面铺装设计提供理论依据。

级配对橡胶沥青混合料空隙率的影响

橡胶沥青混合料被越来越多的用作面层材料,但是国内现行沥青路面设计、施工规范中都还没有橡胶沥青混合料专用级配的介绍,有必要进行相关研究。在室内使用旋转压实仪成型橡胶沥青混合料试件,通过对不同级配橡胶沥青混合料试件的空隙率测定,总结级配对间断级配橡胶沥青混合料空隙率的影响规律,并提出橡胶沥青混合料的各档料用量的取值范围。在保证较低沥青用量的前提下,实现对橡胶沥青混合料的空隙率控制,有利于对实际施工的理论指导。

基于GTM方法的橡胶沥青混合料性能试验

为研究适合于GTM旋转成型方式的橡胶沥青混合料的级配特点及路用性能,基于GTM物理力学设计方法进行橡胶沥青混合料的配合比设计,对连续级配和4.75 mm通过率不同的3种间断级配分别进行系统研究,主要依据力学性能参数确定其最佳沥青用量。在此基础上,对比研究不同成型方式下橡胶沥青混合料试件的线膨胀情况,认为橡胶沥青混合料基于GTM设计方法可以采用连续级配,而且,通过综合对比路用性能,认为GTM方法更加适合于连续级配混合料的设计。

几种改性沥青粘弹性与高温性能的评价与分析

在不同的试验温度下,对热老化前后的Duroflex改性沥青、岩沥青改性沥青和SBS改性沥青进行动态剪切流变试验,采用相位角和车辙因子指标评价改性沥青的粘弹性特征、抗车辙能力以及温度敏感性。试验结果表明:Duroflex改性剂与岩沥青均可以增加沥青的高温弹性和抗车辙能力,改性效果随着改性剂掺量增加而增大,随着温度的升高而降低,经热老化后Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青的弹性特征增强、抗车辙能力提高;SBS改性沥青的弹性比例随着温度的升高而增大,经热老化后的弹性比例减小,但仍强于Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青;SBS改性沥青车辙因子对温度敏感性小于Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青。此外,采用现行Su-perpave胶结料分级标准,对SBS改性沥青的分级较为合适,而对Duroflex改性沥青和岩沥青改性沥青可能过于苛刻。

基于.NET的智能监控系统软件设计与开发

以沥青混合料搅拌设备监控系统为对象,在分析沥青混合料搅拌设备工艺流程的基础上,利用.NET技术平台,选择通用编程语言C#.NET,设计开发了基于.NET技术的沥青混合料搅拌设备监控系统软件,该软件实现了良好的人机交互界面和高效的数据通信代码,较好地满足了企业的要求。

沥青道面摩擦系数随水膜厚度的变化规律

对沥青道面在不同湿滑状态下的抗滑性能进行研究.利用遥感式路面状况传感器和摆式摩擦仪测量3种不同沥青表面在不同厚度水膜覆盖情况下的摩擦系数,试验结果表明：水膜厚度为0～1 mm时,3种表面的摩擦系数均呈下降趋势;水膜厚度为1 ～5 mm时,摩擦系数基本保持不变.结合试验数据分析水膜厚度对摩擦系数的影响机理,建立水膜厚度为0～5 mm时摩擦系数随水膜厚度变化的模型.模型表明随着水膜厚度增加,轮胎与道面的摩擦过程经历3个不同的润滑阶段,其中混合润滑阶段摩擦系数与水膜厚度存在对数关系.水膜厚度对摩擦系数影响规律主要受表面微观构造控制,在低速摩擦情况下水膜厚度的增加对摩擦系数影响较小.

利用Cooper NU-14试验系统评价沥青混合料疲劳性能

目前国内采用的室内疲劳试验方法主要是间接拉伸法(即劈裂试验).鉴于其在加载方式与路面实际受力状态方面存在较大差别、实际开裂模式与理论开裂位置经常不一致,笔者尝试使用一种四点弯曲疲劳试验系统(即Cooper NU-14试验系统)评价沥青混合料的疲劳性能.文中详细介绍了试验设备、试件制作,试验参数设定,试验加载整个过程,对采用不同沥青类型的混合料以及SMA的疲劳性能进行了试验及定量对比分析.结果表明:该试验系统能有效地评价非均匀材质的沥青混合料疲劳性能,沥青结合料性质和集料级配对沥青混合料的疲劳性能都有非常重要的影响.

多孔沥青混合料老化及水稳定性研究

通过对试件进行不同程度老化评估透水沥青混凝土路面在不同水侵害条件下的影响,并比较不同最大公称粒径的级配在工程性质上的差异。结果显示,PAC试件老化后的间接抗拉强度、稳定度、回弹模量等工程性质强度都呈现增加趋势,其中以高黏度改性沥青最佳,SBS改性沥青次之,70号直馏沥青最低。试验路现场钻芯试件的60℃黏度老化指数高于实验室4 d老化的结果,但呈现出相近趋势,显示现场PAC路面老化情形明显,且使用黏度较高的改性沥青不但有助于强度提升,更可以减缓其老化速度。

新疆乌尔禾岩沥青对克90沥青的改性试验研究

不同的基质沥青在选用岩沥青作为改性剂的时候,由于其组分不同,试验参数也不相同。以新疆乌尔禾岩沥青为改性剂,克拉玛依90号沥青为基质沥青,通过改性试验研究,测定改性沥青的三大指标及粘度,确定乌尔禾岩沥青在克拉玛依90号沥青中的最佳掺量、最佳搅拌时间及最佳溶入温度。研究表明,不同的试验参数对岩沥青的改性效果有重要影响,选用合理的试验参数对岩沥青的改性效果有重要意义,为岩沥青在道路改性方面的推广使用提供一定的理论依据。

沥青胶浆路用性能的流变试验研究

采用DSR、BBR等流变试验设备对多种沥青胶浆进行试验,研究粉胶比、温度对沥青胶浆的抗车辙、疲劳和抗低温开裂等路用性能的影响。试验测试结果表明,粉胶比和温度对沥青胶浆的路用性能产生非常大的影响:粉胶比增加或温度降低可以提高胶浆的抗车辙性能,但同时降低了胶浆耐疲劳性能和低温松弛性能;研究得出胶浆路用性能指标与粉胶比以及温度的三维回归公式,并分析了公式在不同条件下的预测精度。

布敦岩沥青材料性质试验分析

为了揭示布敦岩沥青(BRA)的改性机理,通过抽提和燃烧分离及材料物化和细观试验,对BRA的原材料、矿物质、纯天然沥青和改性沥青的性质进行了分析,并与矿粉和普通道路石油沥青进行了对比。研究结果表明,BRA矿物质比表面积大,呈多孔蓬松石灰岩结构,可用作矿粉;BRA纯沥青属于天然硬质沥青,其沥青质含量高,芳香环结构含量多,沥青质与胶质分子量大,且N和S等杂元素以官能团形式存在,胶体稳定,流变性较差;BRA纯沥青与其矿物质之间具有很强的裹覆和吸附作用,并形成稳定的团粒结构。同时,BRA纯沥青与石油沥青之间相容性好,呈现高度稳定的物理融合,使得BRA能将其优良性质遗传给石油沥青。因此,将BRA掺入石油沥青中,其改性机理主要是天然硬质沥青的增粘作用和石灰岩矿物质的增劲作用,从而可有效提高改性沥青的抗高温、抗剥离、抗变形、抗老化和抗温敏等性能,是一种优良的路用改性剂。

胶粉改性沥青黏度影响因素及微观特性研究

将废橡胶粉用于生产胶粉改性沥青(CRMA)是一种节能而又环保的有效途径。在不同条件下制备胶粉改性沥青,并进行黏度测试,分析了胶粉粒径、胶粉掺量、处理温度、处理时间以及微波条件对胶粉改性沥青黏度的影响,采用电子显微照相技术观测胶粉的微观状态变化,进行了胶粉溶胀特性探讨。结果表明,随着处理温度的升高及胶粉掺量的增大,胶粉改性沥青黏度不断增高;而随着胶粉粒径减小,胶粉改性沥青黏度先增后减,其中以60目胶粉改性沥青黏度最大;微波作用可以增强胶粉在沥青介质中的溶胀效果,使胶粉改性沥青黏度增大。在不同条件下胶粉的溶胀程度不同,对胶粉改性沥青黏度的影响也不同。

废旧沥青的再生研究

通过对老化沥青组分的分析,提出了研制沥青再生剂的基本思路。使用自制再生剂对老化沥青进行再生,利用核磁共振和红外光谱的方法分析了再生沥青的组分,并考察了再生沥青的基本性能。结果表明,自制再生剂能有效改善旧沥青性能,再生沥青的饱和分和胶质含量上升了,针入度、软化点、延度可以恢复到新沥青的水平。

沥青混合料运输过程中的离析现象分析

我国目前高速公路路面质量管理系统中，石场石料加工是最不被重视的一个环节。高速公路施工所需的石料往往从当地的一些小石场临时采购。即便是为高速公路施工而专门开设的采石场，也存在石质不稳定的问题，且因是临时性的，生产工艺较落后，导致生产的集料具有盲目性，其严重后果是配合比设计迁就集料生产的盲目性，无法调配出优良的级配曲线，施工中易产生离析，这样的碎石用于路面易导致早期的水损坏。为改善沥青路面的水稳定性，需从材料、设计及施工等多方面采取措施。

DE硅改沥青及其混合料的路用性能

复合型硅改性剂(DE)是无机沥青改性剂,它具有效果好、使用方便、经济性好等特点。采用实验方法研究了DE改性剂的特点、改性沥青的性能及改性沥青混合料的路用性能。结果表明:DE改性沥青与基质沥青相比,软化点升高,135℃粘度增大,针入度指数增加,当量脆点T1.2降低,说明改性后高温、低温性能与温度敏感性都有改善;DE改性沥青混合料与基质沥青混合料相比动稳定度提高了74%,冻融劈裂比提高了20%以上,抗疲劳性能也有较大幅度的提高。

路面基层中粉煤灰SO_3含量超标的危害及防治对策

石灰粉煤灰稳定碎石基层松散从而导致沥青路面结构开裂、起拱,经分析是由于基层中粉煤灰原材料SO3含量偏高,遇水后产生化学反应造成结构体积膨胀,最终导致基层和面层整体破坏。本文进一步分析粉煤灰原材料SO3含量偏高的原因,进而提出石灰粉煤灰稳定碎石结构原材料及施工过程的质量控制措施。

灌注式彩色水泥—沥青混合料路用性能评价

灌注式彩色水泥—沥青混合料是在开级配的沥青混合料空隙内,灌注添加颜料的水泥净浆或有色水泥浆而形成的一种彩色复合材料。本文采用体积法设计了一种高空隙率的沥青混合料,通过添加彩色颜料的方法调节水泥浆的色彩,对大空隙沥青混合料灌注彩色浆体材料而形成彩色水泥—沥青混合料。对彩色水泥—沥青混合料进行了马歇尔试验、高温车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验和老化试验,来评价混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性和耐久性。试验结果表明,这类彩色水泥—沥青混合料具有优良的高温稳定性、较好的水稳定性、较好的低温抗裂性以及良好的耐久性。与普通沥青混合料相比,这种混合料的力学性质和路用性能均有明显改善,特别是具有很高的抗变形能力、较低的温度敏感性及良好的耐久性能。彩色水泥—沥青混合料可广泛用于公路、景观道路、城市公交车道、危险路口、桥梁等铺面面层。

橡胶粉改性沥青混合料路用性能试验研究

采用湿法和干法2种工艺制备橡胶粉改性沥青混合料,对比分析基质沥青混合料、湿法工艺ARAC-13沥青混合料、干法工艺ARAC-13沥青混合料3种沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温抗裂性能。研究结果表明:随着水泥替代矿粉比例增加,沥青混合料的路用性能先提高,后降低;橡胶粉改性沥青混合料水稳定性优于基质沥青混合料;ARAC-13W沥青混合料低温抗裂性能优于ARAC-13D沥青混合料性能;40目橡胶粉掺量为21%、水泥替代矿粉的比例为60%时,水泥橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能最佳。

纳米TiO_2/ZnO/SiO_2在石油沥青聚氨酯防水涂料中的应用研究

研究比较了纳米TiO2、纳米ZnO、纳米SiO2对石油沥青双组分聚氨酯防水涂料性能的影响。结果表明,纳米粒子的添加可显著地改善涂膜的耐候性能、耐酸性能,提高涂膜的硬度、抗张强度和断裂伸长率;对涂膜耐候性改善程度依次为纳米TiO2>纳米ZnO>纳米SiO2,而对涂膜硬度、抗张强度、断裂伸长率提高程度依次为纳米SiO2>纳米ZnO>纳米TiO2;纳米粒子较佳的添加量为物料总质量的3%～5%。