Low Temperature Performance Prediction Model of Cold-Filled SMA-13 Asphalt Mixture

Sets of cold-filled SMA-13 asphalt mixture were designed by means of orthogonal design method. The bending and low temperature creep tests of the cold-filled SMA-13 asphalt mixture were carried out. The related models of the fractal dimension and the road performance evaluation index including low temperature bending failure strain εB and bending strength RB are established by using fractal theory. The model can be used to predict the low temperature performance of cold-filled SMA-13 asphalt mixture according to the design gradation, which can reduce the test workload and improve the working efficiency, so as to provide the reference for engineering design.

蓄盐类SMA-13防凝冰沥青混合料高温性能试验研究

采用正交试验的研究方法,对蓄盐类SMA-13汤青混合料的高温性能进行了试验研究,研究结果表明:影响蓄盐类沥青混合料高温性能的主要因素是集料级配及沥青用量,盐类抗凝冰剂对高温性能的影响较小,并通过试验确定了合理的盐类抗凝冰剂最佳用量。

蓄盐沥青混合料与冰层粘结程度评价方法探究

为了能更精确地评价蓄盐沥青混合料与冰层的粘结程度,通过对拉拔头、冰层冻结方式、拉拔方式等方面进行改进,采用粘结强度和残冰率作为蓄盐沥青混合料与冰层粘结程度的评价指标,开发出一种基于马歇尔试件全断面的试验方法。试验结果表明,试件与冰层之间的粘结强度及残冰率随温度降低而增加,蓄盐沥青混合料在-10℃以内能降低试件与冰层的粘结强度30%以上,-7℃的粘结强度相比于普通沥青混合料减小约50%,-9℃以内残冰率减小比例均大于50%。冰层与试件粘结强度的测量准确度随残冰率的增大而降低,建议在-10℃内采用本试验方法。开发的评价试件与冰层粘结程度的试验方法区分度较高,试验的变异系数在10%以内,稳定性较好。

蓄盐抗凝冰填料对沥青混合料性能影响研究

为评价自主研发的蓄盐抗凝冰沥青混合料的路用性能与抗凝冰效果,利用等体积置换矿粉填料的方法对自主研发的一款蓄盐抗凝冰填料进行配合比设计,并设计对照组实验,研究掺量对沥青混合料性能的影响。结果表明,自研蓄盐填料的掺入在一定程度上会降低沥青混合料的各项路用性能;自研蓄盐填料具有较好的抗凝冰性能;蓄盐抗凝冰沥青混合料的各项性能指标仍可满足规范要求。

基于离散元的蓄盐沥青混合料低温劈裂试验分析

为了对比探究蓄盐沥青混合料低温劈裂下的细观特性,在室内劈裂试验的基础上,基于离散元随机生成算法,按照室内试验相应的级配比例和试验参数,分别构建了蓄盐沥青混合料和普通沥青混合料数学模型,并进行了数值模拟试验。通过改变粗集料形态、摩擦因数以及试件空隙率时,在细观层面对其劈裂强度、裂纹类型及数量等方面进行了对比分析。实验表明:普通沥青混合料的劈裂强度明显高于蓄盐沥青混合料,且裂纹数目相对较少;当粗集料形态在中值时,可以获得较大的劈裂强度值,此时,其摩擦因数对混合料的劈裂强度影响不大,而且,随着空隙率的减小,劈裂强度还会有所提高。宏观和细观试验研究认为:添加蓄盐材料后对混合料的低温抗裂性能会有一定劣化影响;沥青混合料的空隙率与劈裂强度为负相关,而集料的摩擦因数对劈裂强度没有显著影响。当沥青混合料中集料的形态和空隙率适当时,可以获得较好的低温性能。研究成果对于融雪路面的推广和应用具有实际意义。

环氧树脂掺量对蓄盐沥青混合料性能的影响

为增强沥青路面的融雪抑冰性能,降低冰雪对沥青路面造成的损害,制备了不同环氧树脂掺量下的蓄盐沥青混合料试件,并对其施工可操作性、路用性能、融雪抑冰性能等进行分析和评价。首先,采用旋转黏度试验与马歇尔稳定度试验,分别评估了不同环氧树脂掺量的环氧沥青胶结料和蓄盐沥青混合料的施工可操作性,并通过荧光显微镜(Fluorescence Microscopy,FM)观察了其微观结构并分析了其反应机理。在此基础上,基于车辙试验、低温弯曲试验、残留稳定度试验和冻融劈裂试验评价了蓄盐沥青混合料的路用性能。最后,借助盐化物释放试验与冰黏附试验分析了蓄盐沥青混合料的融雪抑冰性能。研究结果表明,与热塑性SBS改性沥青相比,不同环氧树脂掺量下蓄盐沥青混合料性能变化存在明显的阈值:当环氧树脂掺量小于等于30%时,其对蓄盐沥青混合料路用性能影响较小,但对其融雪抑冰性能影响显著;而当环氧树脂掺量大于30%时,蓄盐沥青混合料的路用性能显著提升,但同时其融雪抑冰性能受到不良的影响。通过荧光显微镜观察并分析可知:随着环氧树脂掺量的增加,环氧沥青体系发生了从“沥青为连续相、环氧固化物为分散相”到“沥青为分散相、环氧固化物为连续相”的相转变,导致性能发生了显著的变化。因此,在使用蓄盐沥青混合料时应该综合考虑其路用性能和融雪抑冰性能,建议内掺融雪剂的环氧沥青混合料中环氧树脂掺量为20%~30%。

自融雪沥青混凝土路面除冰雪试验研究

为了消除路面积雪结冰对交通造成的安全隐患,降低人工、机械的融雪除冰的成本,选用复合蓄盐填料并对蓄盐填料进行表面处理的方式进行试验。本试验通过检测不同拌合物的试验组盐分的电导率变化,得出氯化钙在较低温度下具有较好的融冰效果,无机盐比有机盐融雪效果好。综合考虑盐分的有害性、经济性和融雪抑冰效果等因素,确定氯化钙、氯化钠、乙酸钠、沸石的比例为5:3:2:4。通过直接和间接检测法对蓄盐填料溶液和沥青混凝土试块进行检测,得到的结论相统一,即复合蓄盐填料具有融雪抑冰效果,且经表面处理的蓄盐填料对盐分的析出具有缓释效果,有利于沥青混凝土路面发挥融雪抑冰的长效性。

高弹蓄盐沥青混合料破冰效果细观仿真研究

高弹蓄盐沥青混合料是一种同时具备良好去冰融雪特性和路用性能的新型功能性路面材料,由于采用橡胶颗粒替换部分细集料,使冰层与路表橡胶颗粒接触位置处的力学特性发生很大的改变,同时也使得高弹蓄盐沥青路面结构的整体变形性能显著提高,从而实现一定的自应力除冰功能。为了评价高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰效果,明确橡胶颗粒作用的除冰机理,通过建立不同工况下路面结构细观二维平面有限元模型,对橡胶颗粒的破冰特性进行分析,并研究冰层厚度、温度、橡胶颗粒粒径及高弹蓄盐沥青层模量等参数对高弹蓄盐类沥青路面破冰效果的影响。仿真结果显示:橡胶颗粒在一定温度和一定冰层厚度条件下具备良好的自应力除冰效果,当温度低于-10℃或冰层厚度大于8 mm,橡胶颗粒将失去其自应力除冰能力。在保证高弹蓄盐沥青路面路用性能的前提下,适当增加橡胶颗粒的掺量或者选用较大粒径的橡胶颗粒,可以显著提高高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰能力。

沥青玛蹄脂碎石混合料压实特性及相关高温性能试验研究

为研究养护工况下沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)的压实特性及其与高温性能相关性,考虑不同成型温度和存储时间工况对SMA-13改性沥青混合料进行旋转压实成型;采用密实度斜率K和能量指数CEI指标分析旋转压实成型过程中的密实曲线,评价各种工况下成型试件的压实特性.对成型试件进行60℃的贯入强度试验,通过贯入强度值评价其高温性能,对不同压实度条件下试件的高温性能进行了对比研究,并分析了Sasobit添加剂对其性能的影响.结果表明:降低成型温度、延长存储时间导致SMA-13沥青混合料更难压实.压实度较低时,改善压实度可显著提升沥青混合料高温性能,综合考虑压实效率和高温性能,SMA-13改性沥青混合料成型温度宜达到160℃,存储时间不宜超过4 h.Sasobit添加剂可以改善SMA-13沥青混合料的压实特性和高温性能.

蓄盐沥青混合料路用性能及析出规律

为推广蓄盐沥青路面的应用,选用V-260、MFL两种蓄盐物质制备AC-13沥青混合料,研究不同蓄盐物质对混合料路用性能的影响,并开发设备,研究降雨对蓄盐物质析出的影响,评价其融雪寿命。结果表明,蓄盐沥青混合料的水稳定性和飞散损失下降明显,高低温性能良好,掺加V-260沥青混合料的性能优于MFL沥青混合料,降雨导致的蓄盐物质析出较少,且析出规律符合对数形式。

高弹蓄盐沥青混合料组成设计及性能评价

针对现有的融冰除冰技术存在效率低、污染环境等缺陷,根据弹性路面材料在行车荷载下产生自应力和融雪剂盐分析出降低冰点等原理,将橡胶颗粒和蓄盐填料以等体积代替方法代替混合料中部分集料和矿粉开发了高弹蓄盐沥青混合料,并进行了混合料表面融冰试验和轮碾破冰试验及融冰除冰能力的评价.结果表明,2%橡胶颗粒、40%蓄盐填料掺量下混合料路用性能最佳;高弹蓄盐沥青混合料的表面冰层脱落时间较常规混合料减少50%、轮碾破冰试验中表面冰层破碎率达77%,而仅添加蓄盐填料或橡胶颗粒的混合料破碎率仅为51%、49%.表明设计的高弹蓄盐沥青混合料可保证良好的路用性能,且具有良好的融冰除冰能力,为冬季路面融冰除冰提供一种新方案.

盐分对储盐沥青混合料性能的影响

为了评价盐分对储盐沥青混合料性能的影响,采用等体积置换方法制备了不同矿粉置换比例的储盐沥青混合料试件;使用车辙试验、低温弯曲试验和水稳定性试验,对溶析前后储盐沥青混合料性能进行了测试,并结合电子扫描电镜微观形貌图片,分析了盐分对储盐沥青混合料性能的影响机理。研究结果表明:储盐填料的加入显著降低了沥青混合料的高温性能和水稳定性,对低温性能也有一定影响,置换比例越大,影响程度越高,且盐分溶析过程加剧了其影响;储盐填料的加入破坏了集料的碱性环境,影响到沥青胶浆的粘聚力,进而影响沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能,因此需要采取一定措施改善储盐沥青混合料中沥青与矿料的粘附性。