水性环氧乳化型冷补沥青混合料性能评价

为克服普通乳化型冷补沥青混合料修补坑槽存在的黏结性差、初始强度低和强度成型慢的问题,提高沥青路面坑槽修补质量,该文采用水性环氧树脂对乳化型冷补料进行改性的技术。首先分析水性环氧乳化型冷补沥青混合料的强度形成机理,其次通过经验公式、改进马歇尔试验法、析漏试验及飞散损失试验确定乳化型冷补料的油石比,最后研究了水性环氧树脂类型、掺量对乳化型冷补料路用性能及黏结性能的影响。得到以下结论:(1)乳化型冷补沥青混合料油石比为4.65%;(2)水性环氧树脂对乳化型冷补料的强度、高温性能、水稳性能及界面黏结性能具有明显提升作用,而对低温抗裂性能改善不足,综合考虑性能改善及成本分析,确定BH-653水性环氧树脂掺量为9%、EP-50水性环氧树脂掺量为6%。

水性环氧乳化沥青混合料二次成型及性能研究

为改善水性环氧乳化沥青混合料成型养护方法,提高混合料路用性能,提出了二次成型养护方法。通过三因素三水平正交试验,确定最佳的二次成型养护方法和养护时间,对二次成型和非二次成型的混合料试件进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂实验、高温车辙试验、低温弯曲试验、构造深度测量和摆值测量。试验结果表明,经过二次成型养护,水性环氧乳化沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性均有明显提高。抗滑性能相差不大,满足规范要求。路用性能得到明显提高。

溶剂型冷补沥青混合料路用性能研究

基于相似相溶原理和溶剂挥发性筛选出3种有机溶剂,与线型SBS改性剂、SK70#A级沥青制得自制溶剂型冷补沥青,采用单纯形重心设计法确定各组份最佳组成水平,通过旋转黏度、黏附性、储存稳定性、挥发性指标评价其性能。依据经验公式法与纸迹法确定冷补料油石比,早期强度优选其成型与养生工艺,对比考察自制型与a型、ZY型、乳化型3种冷补料路用性能差异。结果表明,沥青冷补液固含量65%、稀释剂35%、线型SBS掺量3%时上下旋转黏度差值为968 MPa·s、3 d挥发量为7.3%、黏附性达到水煮法5级,冷补液性能最佳;LB级配冷补料最佳油石比为4.5%,二次击实、60℃养生成型早期强度达到9.53 kN且2 d内强度形成,内掺1%水泥改良级配后冷补料早期强度显著提升至13.44 kN,表明内掺水泥可有效提高溶剂型冷补料早期强度;自制型冷补料相较于a型、ZY型溶剂型冷补料具有更优异的路用性能,且残留稳定度达到95%,优于乳化型冷补料,同时也克服了常规溶剂型冷补料早期强度形成慢、耐久性差等不足。

不同类型纤维对乳化沥青冷再生混合料路用性能影响研究

将玄武岩纤维(BF)、聚丙烯纤维(PPF)、聚丙烯腈纤维(PANF)以不同的掺配比例添加至乳化沥青冷再生混合料(EACRM)中进行改性,并分别进行沥青混合料的高温车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验以及间接拉伸疲劳试验,考察不同纤维类型、掺量对EACRM性能影响规律。结果表明:随着纤维掺量的增加,三种纤维改性EACRM的各指标性能均呈先增大后减小变化;掺入适量的纤维有利于提升EACRM的路用性能及疲劳性能,但纤维过量会对其综合性能有所削弱;推荐BF、PPF、PANF的最佳纤维掺量分别为0.3%、0.2%、0.3%,其中BF改善EACRM的性能效果最佳。

复合型冷补沥青混合料在道路养护中分析研究

为解决当前道路压实度低的问题,本文进行了对复合型冷补沥青混合料在道路养护中应用研究。通过原材料选择与最佳配比设计、复合型冷补沥青混合料成型、道路养护流程设计,提出一种新的养护方案。将该养护方法应用到具体实例当中可以有效提高道路压实度,为驾驶人员带来更高舒适度体验。

高固含量乳化型中温沥青混合料在公路工程中的应用

为探索高固含量乳化型中温沥青混合料在温度较低沥青路面施工中应用的技术要点,以某交通量较大的城区主干道公路为例,分析其混合料配合比设计,并从拌和楼改进、施工温度控制、施工期间室内试件马歇尔试验等方面探讨施工控制要点。应用结果表明,中温沥青混合料高温稳定性、水稳性、低温抗裂性、渗水性均优于热拌沥青混凝土;施工期间无粉尘、二氧化碳等有毒有害气体释放,适用于温度较低环境下路面施工,具有显著的社会效益和经济效益。

复合型冷拌冷铺乳化沥青混合料高温性能研究

文章通过在SBS改性乳化沥青中添加胶粉、高黏剂制备复合型冷拌冷铺乳化沥青混合料,对其力学性能、高温性能展开研究,得出结论如下:复合型冷拌冷铺乳化沥青有效解决了传统冷拌冷铺乳化沥青混合料水稳定性不足的问题,残留稳定度和冻融劈裂比两项水稳定性能指标与热拌沥青混合料相当;在40℃、50℃、60℃、70℃温度水平和0.6 MPa、0.7 MPa、0.8 MPa、0.9 MPa荷载水平下复合型冷拌冷铺乳化沥青混合料抗车辙性能均优于热拌沥青混合料和温拌沥青混合料;复合型冷拌冷铺乳化沥青混合料动稳定度在温度增加、荷载水平增加的情况下显著降低,且对温度的敏感性高于对荷载的敏感性。总体而言,复合型冷拌冷铺乳化沥青混合料的性能较为优异,研究的结果可为冷拌冷铺沥青混合料在工程实践中的应用提供技术参考。

二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

为了量化分析现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料性能的影响,基于常规力学性能试验、Overlay Tester反射裂缝试验、低应变水平下的四点弯曲疲劳试验,对比分析了现场铺筑上覆热拌沥青混合料前后乳化沥青冷再生芯样与室内马歇尔试样的力学性能差异。量化分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能及耐久性能的增强效果,并基于工业CT无损检测技术,分析了现场二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料微细观空隙结构的影响规律。结果表明:现行规范推荐的马歇尔二次击实方法并不能很好地模拟现场实际压实状况,现场二次热压实对乳化沥青冷再生混合料力学性能、抗反射裂缝性能和抗疲劳耐久性能均有明显增强作用;现场压实乳化沥青冷再生混合料内部的大空隙数量和等效空隙直径均小于马歇尔击实成型,二次热压实作用对乳化沥青冷再生混合料空隙级配影响显著;现场二次压实作用对乳化沥青冷再生混合料力学性能和疲劳性能的改善机理在于二次压实作用增强了乳化沥青冷再生混合料密实度,降低了微细观空隙直径,改善了微细观空隙级配。

水反应型全比例冷再生沥青混合料的路用性能研究

针对常规热拌再生沥青混合料应用时工序繁杂的问题,采用再生AC-20C矿料级配制备了水反应型全比例冷再生沥青混合料、热拌再生沥青混合料和泡沫沥青再生混合料,并对比了3种再生沥青混合料的性能。研究结果表明:水反应型全比例冷再生沥青混合料的性能优于泡沫沥青再生混合料,接近热拌再生沥青混合料。水反应型全比例冷再生沥青混合料7 d的马歇尔稳定度和动稳定度分别可达9.52 kN、4 228次/mm,其水稳定性能、低温抗裂性能和疲劳耐久性能均满足现行施工技术规范对热拌沥青混凝土的要求。随着时间的推移,反应型稀释剂与固化剂的交联络合反应会持续进行,水反应型全比例冷再生沥青混合料的物理力学性能也会持续增强。

水泥乳化沥青混合料路面压实工艺参数研究

为了精准预测水泥乳化沥青混合料路面达到目标密实度所需的压路机压实工艺参数组合,基于该混合料压实流变时变特性及压实Bodner-Partom(B-P)本构模型,采用数值仿真和路面压实试验相结合的方法开展研究。首先对ANSYS进行二次开发得到B-P材料模型,然后将阶段性变化的B-P模型参数代入压实组合仿真分析中,最后开展路面压实试验,进一步得到压实工艺参数优化组合。数值仿真研究结果表明:由仿真结果得到3个低频高幅高速组合,3个组合作用后沿轮宽方向的混合料竖向应变值减小幅度均较大,在路面深度6 cm处的混合料竖向应变衰减幅度值均较小,其中组合六的衰减幅度值为最小,路面目标成型厚度可控制在7 cm以下。路面压实试验表明,组合六(低频高幅高速压实6遍)的有效压实能量偏大,应将组合六的压实遍数优化为:低频高幅高速压实5遍+高频低幅高速压实2遍。

水性环氧-SBR乳化沥青微表处混合料路用性能研究

以水性环氧树脂(WER)和丁苯(SBR)胶乳为乳化沥青改性剂,制备水性环氧-SBR乳化沥青(WESEA),采用蒸发残留物三大指标、旋转黏度、水煮法、湿轮磨耗试验、冻融循环试验、轮辙变形试验,探究水性环氧掺量对WESEA胶结料及其微表处混合料路用性能的影响。结果表明:WESEA胶结料高温性能、黏度与黏附性均随着水性环氧掺量增加而提升;当水性环氧掺量为10%时,WESEA微表处混合料1h湿轮磨耗值、6d湿轮磨耗值分别较SBR改性乳化沥青微表处混合料降低50.2%、44.0%,宽度变形率降低了41.8%;WESEA微表处混合料的耐磨性、抗水损能力以及抗车辙性能均优于SBR改性乳化沥青微表处混合料。

老化条件下聚丙烯纤维改性乳化沥青及其微表处混合料性能分析

为探究老化条件下聚丙烯(polypropylene,PP)纤维改性乳化沥青及其微表处混合料的性能,以丁苯橡胶(SBR)改性乳化沥青为黏结剂,PP纤维为改性剂,对不同老化条件下改性乳化沥青结合料蒸发残留物的流变性能展开研究,通过湿轮磨耗试验、车辙变形试验和低温劈裂试验探究5 d和12 d老化条件对微表处混合料路用性能的影响.研究结果表明:老化条件下改性乳化沥青结合料蒸发残留物的车辙因子和应力敏感性均随老化时间延长而增大,其高温抗车辙能力提升,而承受荷载变化下的弹性恢复能力下降.在2.5%应变幅值时,相较于未改性的乳化沥青,老化后PP纤维改性乳化沥青结合料蒸发残留物的疲劳寿命提高,抵抗疲劳损伤的能力提升明显.在0.2%PP纤维掺量下老化后微表处混合料的黏聚力提升11%,1 h及6 d湿轮磨耗值分别降低32%及25%,轮辙变形率降低46%,低温劈裂抗拉强度提升16%,微表处混合料路用性能得到提升.

不同养生龄期下VAE改性乳化沥青冷再生混合料的路用性能

乳化沥青冷再生技术应用于道路工程时,常因养生龄期的限制和冷再生混合料自身水稳定性不足导致出现各种路面病害。以提高冷再生混合料的水稳定性为出发点,采用一种新型的改性剂醋酸乙烯-乙烯共聚物(VAE)对乳化沥青进行改性;探究VAE改性乳化沥青冷再生混合料在较长养生期间其路用性能的变化规律,以普通乳化沥青冷再生混合料为参照,采用干湿劈裂试验、冻融劈裂试验、20℃肯塔堡飞散试验、车辙试验和-10℃弯曲试验综合分析VAE改性乳化沥青冷再生混合料的路用性能,并从微观角度分析VAE改性乳化沥青冷再生混合料性能提升的机理。试验与分析结果表明:养生3~7 d是乳化沥青冷再生混合料发育形成强度的关键阶段;无论从水稳定性、抗剥落性方面还是高低温性能方面,VAE改性乳化沥青混合料的各项性能均优于普通乳化沥青冷再生混合料,具有推广应用价值。

乳化沥青冷再生混合料疲劳性能及机理分析

乳化沥青冷再生混合料的抗疲劳开裂性能会影响沥青路面结构层整体服役寿命。为了评价不同增强方式下乳化沥青冷再生沥青混合料的疲劳性能,以普通乳化沥青、外掺玄武岩纤维和SBR改性乳化沥青这3种冷再生混合料为研究对象,开展了乳化沥青冷再生混合料中梁试件的四点弯曲疲劳试验,建立了3种乳化沥青冷再生沥青混合料的疲劳方程,揭示了疲劳过程中动态弯拉模量和累积耗散能的演化规律。采用扫描电镜试验获取了乳化沥青冷再生混合料疲劳破坏界面的微观形貌。试验结果表明:动态弯拉模量衰减至初始模量的70%~80%即可能发生断裂。动态弯曲劲度模量比κ越小、累积耗散能越大,疲劳性能越好。SBR改性乳化沥青和外掺玄武岩纤维均可以改善乳化沥青冷再生混合料的抗疲劳性能。SEM试验揭示了乳化沥青冷再生混合料的抗疲劳性能增强机理。研究成果可为乳化沥青冷再生混合料的抗疲劳性能提升及其耐久性设计提供参考。

100%RAP的废机油-乳化沥青冷再生沥青及混合料性能试验

基于100%RAP再生率,采用废机油预润再生老化沥青,并对其进行三大指标和红外光谱试验,同时对其混合料进行干湿劈裂试验、冻融试验及马歇尔稳定度试验,以评价其力学及水稳性能。试验结果表明:废机油可以在三大指标上使老化沥青接近新沥青,但掺量过高会导致软化点过低,使冷再生混合料性能降低;红外光谱表明废机油具有降低亚砜基和羰基极性官能团指数的作用;经过废机油预润再生后,RAP表面老化沥青初步激活,与乳化沥青更好的粘结,可提高混合料的强度及水稳性能;废机油掺量为10%的乳化沥青再生混合料性能较差,这与废机油过量有关。

乳化沥青冷再生混合料断裂性能试验研究

乳化沥青冷再生沥青路面的开裂问题是制约其大规模推广使用的主要原因之一。为了研究冷再生沥青混合料断裂性能的评价指标及抗裂性能提升措施,以普通乳化沥青、外掺玄武岩纤维和SBR改性乳化沥青3种冷再生混合料为研究对象,开展了有预制裂缝中梁的四点弯曲强度试验及其断裂过程的声发射测试;以应变能释放速率、应力强度因子和声发射测试中所采集的能量及振铃计数‒撞击数等参数为评价指标,对比分析了3种不同乳化沥青冷再生混合料的断裂性能。试验结果表明:使用SBR改性乳化沥青和外掺玄武岩纤维均对乳化沥青冷再生混合料的抗断裂性能有较为显著的提升,且相比于使用SBR改性乳化沥青,外掺玄武岩纤维更为有效。振铃计数和撞击数参数可以较好地描述材料的断裂特征,声发射试验结果与断裂力学参数计算结果满足较好的线性相关性。声发射信号参数能够很好地描述乳化沥青冷再生混合料在四点弯曲试验中的断裂特征。

冷拌冷铺乳化沥青混合料压实时机确定方法室内模拟研究

冷拌冷铺乳化沥青混合料的强度形成受多种因素的影响,导致其压实时机难以把握,而现行规范中缺少冷拌冷铺乳化沥青混合料压实时机的判定标准,制约了该材料的推广应用。为此,对冷拌冷铺乳化沥青混合料压实时机的确定方法和判据开展室内模拟研究。首先,通过室内试验建立了乳化沥青混合料劈裂强度、高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性与试件成型时机的关系方程,相关性分析表明,劈裂强度与高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性之间的相关性极显著,可以用劈裂强度作为代表性指标来确定压实时机。在此基础上,以路用性能满足热拌改性沥青混合料的规范要求为判据,确定了乳化沥青混合料压实时机的判定指标和标准,即判定指标为劈裂强度,判定标准为劈裂强度Q≥0.69 MPa。该成果对乳化沥青混合料压实时机的确定具有参考价值。

温拌型沥青混合料两阶段拌和技术研究

基于中心复合设计方法及沥青混合料路用性能试验,对温拌型沥青混合料两阶段拌和技术进行研究。得出两阶段拌和模式下拌和质量的影响因素,设计和验证拌和温度、预拌沥青用量、预拌时间、第二阶段拌和时间等重要的拌和工艺参数;路用性能试验结果表明:温拌型沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等方面均有显著提升。

冷补植物沥青混合料制备及应用

采用植物沥青替代石油沥青制备冷补植物沥青混合料,计算了不同油石比下冷补植物沥青混合料的贯入度(高温下)、低温弯拉强度、渗水系数及冻融劈裂抗拉强度比,得出最佳油石比。采用油石比6.5%制备冷补植物沥青混合料,对寒区无砟轨道防水保护层粉化进行整治,并检测其整治效果。结果表明:随着油石比增大,冷补植物沥青混合料的贯入度逐渐增加但增幅不大,低温弯拉强度先增大后减小,渗水系数逐渐减小,冻融劈裂抗拉强度比逐渐增大;油石比为6.5%时,冷补植物沥青混合料高温抗变形、低温抗开裂、防渗及水稳定性的综合性能最佳;整治后,沥青混合料防水保护层平整密实,横向和纵向排水坡度满足要求,排水通畅。冷补植物沥青混合料具有良好应用效果。

不同级配改性乳化沥青混合料的路用性能研究

为探究不同级配条件下乳化沥青混合料的路用性能,文中以AC-13、AC-16乳化沥青混合料为主,对水泥含量为0、1%、2%和3%冷拌冷铺沥青混凝土低温性能、水稳定性能和高温性能差异展开试验分析。结果显示,AC-13和AC-16乳化沥青混合料掺加1%、2%水泥时高温性能良好,水泥掺量提升能够有效改良乳化沥青水稳定性、高温稳定性;同时也会导致混合料低温性能受到不利影响。综合考虑,推荐1.0%~1.5%为水泥最佳掺量。