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。

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。

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。

改性乳化沥青混合料胶浆特性及强度分析

为探究改性乳化沥青混合料的性能,设计不同配合比的乳化沥青胶浆,研究不同粉胶比、水泥替代率、养护时间对乳化沥青胶浆黏度特性的影响,分析不同胶浆乳化沥青混合料的初始强度,并测试不同温度、湿度、风力等环境条件下乳化沥青混合料的马歇尔稳定度。研究结果表明:粉胶比越大,水泥替代率越高,乳化沥青胶浆的黏度越大;当粉胶比为1.0且水泥替代率不超过50%时,乳化沥青胶浆的马歇尔初始稳定度为3.32 kN。温度越高,湿度越小,风力越大,越有利于加速乳化沥青破乳,促进乳化沥青混合料强度的形成与发展;随着养护时间的延长,乳化沥青混合料的马歇尔强度增大,该强度发展呈前期增长较快、后续逐渐减缓甚至趋于平稳的规律。

水泥乳化沥青混合料性能的影响因素

针对外界因素对乳化沥青混合料性能的不同影响,通过室内试验研究了成型工艺和结合料等因素对密级配水泥乳化沥青混合料力学性能的影响,并结合扫描电镜(SEM)分析了相关机理.结果表明:采用"四步"成型工艺制备的混合料其马歇尔性能指标最优.水泥、乳化沥青用量明显影响混合料力学性能,乳化沥青用量不变时,增加水泥用量,混合料稳定度、抗压强度和抗压模量、抗折强度和抗折模量均明显提高;水泥用量不变时,随着乳化沥青用量的增加,混合料相应性能指标降低;推荐水泥、乳化沥青用量分别为3%和8%(以集料质量计).结合料的影响机理总结为水泥加速乳化沥青破乳、水化产物改善浆体结构、提高浆体与集料界面黏结和乳化沥青延缓水泥水化等四个方面.

乳化沥青混合料强度影响因素的灰关联熵分析

在修正的高温马歇尔试验基础上,运用灰关联熵分析法对影响乳化沥青混合料强度的各主要因素:水泥掺量、集料级配(采用分形维数表征)、沥青用量、乳化沥青混合料空隙率、密度和沥青饱和度等进行了分析.研究表明,水泥掺量、空隙率对乳化沥青混合料强度有重要影响.在乳化沥青混合料配合比设计和施工时,应对这两个因素进行严格控制.

水泥乳化沥青混合料动态模量特性

采用简单性能测试系统（SPT系统）对水泥乳化沥青混合料的动态模量和相位角进行测试，基于Sigmoidal数学模型回归得到了水泥乳化沥青混合料的动态模量主曲线方程．对比了水泥乳化沥青混合料和普通的热拌沥青混合料的动态模量特性，通过微观形貌观察对水泥乳化沥青混合料的动态模量特性进行了解析．结果表明：在温度为15～25℃、加载频率为0．1～25．0HZ时，水泥乳化沥青混合料动态模量在1541～5921MPa变化；水泥乳化沥青混合料动态模量曲线移位因子小于热拌沥青混合料，即水泥乳化沥青混合料温度敏感性较热拌沥青混合料低．水泥与乳化沥青中水生成的水化产物不仅降低了水泥乳化沥青混合料的黏性，使之更具有弹性性质，同时也改善了水泥乳化沥青混合料的温度敏感性．

水泥改善乳化沥青混合料的使用性能

研究了不同水泥掺量对乳化沥青混合料稳定度、抗压强度和抗压回弹模量、抗折强度和抗折回弹模量、高温稳定性、水稳性和低温抗裂性能的影响.使用扫描电镜观察了掺水泥前后乳化沥青胶浆及胶浆与集料界面微观结构的变化.结果表明:随着水泥掺量的增加,乳化沥青混合料的力学性能和路用性能明显提高;水泥水化产物与沥青胶浆形成的复合胶浆增大了沥青胶浆黏度,改善了胶浆与集料界面黏结情况,提高了乳化沥青混合料的使用性能.

用水量对乳化沥青混合料性能影响的研究

从乳化沥青混合料的拌和用水量与绝对用水量双重角度,讨论水对乳化沥青混合料性能的影响.以乳化沥青混合料最终强度为评价标准,通过马歇尔稳定度试验、间接拉伸试验,分析用水量对三种乳化沥青混合料性能的影响.从拌和、击实、养生等多阶段研讨水的作用.认为不同级配存在着不同的最佳拌和用水量,拌和水主要起润湿集料的作用,绝对用水量影响混合料的压实、成型、混合料强度形成及最终强度.

水泥乳化沥青混合料中合理CA比的试验研究

采用强度、收缩、疲劳等试验手段分析了水泥沥青复合胶浆中水泥用量与其对应的最佳沥青用量的质量比(CA比)对水泥乳化沥青混合料(CAM)路用性能的影响,通过扫描电镜观察不同CA比下水泥沥青复合胶浆的微观结构,以解释不同CA比对于水泥与沥青的交互作用机理以及混合料性能的影响.结果表明:随着CA比的增大,水泥沥青复合胶浆由柔性向刚性转变;CAM的强度、高温稳定性和水稳定性提高,干缩程度增加,柔韧性、低温性能和疲劳性能存在峰值.综合考虑水泥与沥青之间的交互作用机理以及CAM路用性能试验结果,推荐水泥沥青复合胶浆中合理CA比宜在1.2左右.

耦联剂-水泥乳化沥青混合料的成型方法及抗压强度研究

适宜掺量的耦联剂能够改善水泥乳化沥青混合料胶凝材料-集料的界面结构，提高混合料性能．采用最大公称粒径为19．0mm的集料，通过正交试验方法，分析耦联剂用量、沥青用量及水泥掺量（重点分析耦联剂用量）对马歇尔试件早期、后期马歇尔力学指标以及旋转压实成型试件（常温7d养生）的单轴抗压强度的影响情况．对比马歇尔试验和单轴抗压试验结果，并考虑混合料性能要求和经济性，推荐原材料适宜掺量为：耦联剂水溶液（m（耦联剂）：m（水）=1：3）4％，乳化沥青7％～8％，水泥2％～3％．对比旋转压实1次成型旋转压实试件和2次击实成型马歇尔试件的空隙率，结果表明，2次击实方法得到的试件空隙率小，更加密实．

水泥乳化沥青混合料的级配优化

为系统研究级配变化对水泥乳化沥青混合料性能的影响,进行马歇尔稳定度试验、低温劈裂试验、肯塔堡飞散试验以及车辙试验,分析了水泥乳化沥青混合料3种级配结构形态的路用性能及细集料和粗集料组成对混合料性能的影响规律。结果表明:悬浮密实结构更有利于发挥水泥乳化沥青混合料路用性能;水泥乳化沥青混合料性能对于细集料级配的变化敏感,随着细料组成部分变粗,混合料的马歇尔稳定度、劈裂强度及抗剪强度均有不同程度降低,而飞散损失则增大。在保证水稳定性满足要求的情况下,增大细集料含量有利于提高混合料性能。

碳纤维-水泥乳化沥青混合料的微波除冰功能研究

冬季道路易积雪、结冰,常常引发严重的交通事故.为此,将碳纤维加入普通水泥乳化沥青混合料以期实现冬季道路的微波除冰功能.首先,介绍了道路微波融冰技术的工作原理.其次,采用红外热成像仪测试了碳纤维对乳化沥青混合料的生热速率,并测试其微波融冰效果.借助扫描电子显微镜观察了碳纤维在混合料胶浆中的微观形貌.结合电磁原理,解析了碳纤维-乳化沥青混合料的微波发热机理.结果表明:碳纤维-水泥乳化沥青混合料的表面平均温度与碳纤维含量在小于等于6%时呈正比关系;当碳纤维含量超过6%,试件表面平均温度与碳纤维含量呈反比关系.试件的微波发热能力与碳纤维在复合胶浆中的分散程度密切相关.加热时间为20 s的生热速率k_(20)显著高于k_(40)及k_(60).其中,CF6试件的k20最大,为340.38 J/s. CF6的融冰时间最短为53 s,较之CF0试件的172 s,其融冰效率提高了3.24倍.碳纤维含量为6%,照射时间为20 s时最为经济、高效,在微波除冰车的辅助下,冰层可以被有效清除.

水泥-乳化沥青混合料配合比设计试验方法研究

水泥 乳化沥青混合料在实践中已经得到较为广泛的应用,而其试验方法、评价指标等在国内外并不成熟。本文通过大量的实验,采用无侧限抗压强度试验和作者自己提出的修正马歇尔试验研究水泥 乳化沥青混合料配合比设计中的试验方法。最后提出用初始无侧限抗压强度试验评价水泥 乳化沥青混合料初始强度,用成型修正马歇尔试验评价混合料的成型强度。同时,对试验结果进行分析,并提出评价指标。

水泥对乳化沥青混合料路用性能的影响

针对乳化沥青混合料路用性能特点,研究不同水泥剂量时,乳化沥青混合料在7 d和28 d龄期的路用性能变化规律.采用SEM,EDAX和Zeta电位仪等分析其机理.结果表明:乳化沥青混合料马歇尔稳定度、静压强度、回弹模量、动稳定度及冻融劈裂比等随水泥剂量增加而增大;在一定范围内,水泥剂量增加,混合料低温劈裂强度增大,但脆性增加,较合理水泥剂量为混合料重量的3.0%.水泥水化硅酸钙(C─S─H)等水化产物能够提高混合料Zeta电位,增加Ca,Si元素数量,减少自由沥青比例,从而增强浆体致密性,减小浆体与集料界面距离,改善混合料路用性能.

水泥乳化沥青混合料初期强度影响因素及机理

为了探究水泥乳化沥青初期强度影响因素,进行了水分损失试验、掺加材料需水率试验、马歇尔稳定度试验、孔隙率测定试验以及扫描电镜试验。在聚类分析理论基础上,研究了粉煤灰、硅粉、水泥和乳化沥青掺量,以及养护条件、孔隙率、水分损失对混合料初期强度的影响。研究结果表明:随着粉煤灰掺量、硅粉掺量、孔隙率以及水分损失的增加,水泥用量减少,混合料的马歇尔稳定度不断降低。养护条件对混合料初期强度没有显著影响。内部空间结构松散程度和黏结状态是影响混合料初期强度的主要因素,粉煤灰、硅粉、乳化沥青的掺加使微观结构面变得松散,影响混合料的整体强度。养护条件的变化并不能显著改善微观结构面的黏结状态。混合料的初期强度影响因素中,影响程度依次为:水泥掺量>孔隙率>12 h水分损失>硅粉掺量>乳化沥青掺量>粉煤灰掺量。

结合料对水泥乳化沥青混合料干缩性能的影响

为研究水泥乳化沥青混合料中结合料对其干缩性能的影响,采用AC-10集料级配,以不同水泥用量等质量代替混合料中的矿粉,变化乳化沥青用量,并结合光学显微镜、SEM和XRD微观手段研究分析水泥乳化沥青混合料干缩率的变化规律和机理。结果表明:混合料的干缩率随着水泥用量增加而减小,随着乳化沥青用量增加而增大;水泥乳化沥青胶浆中含有较多结构致密的结晶系水化产物,利于降低混合料干缩率。

乳化沥青混合料击实特性的研究

对乳化沥青混合料(简称混合料)失水率、试件成型高度、马歇尔稳定度等指标进行了试验与分析.结果表明:击实特性对混合料中水的排出以及混合料的密实度和强度具有很大影响,击实标准越高,混合料被挤出的水分越多,其密实度愈大,强度愈高.对于同一击实标准,二次击实的效果优于一次击实的效果.

乳化沥青混合料应用过程中过早破乳的原因探讨

乳化沥青混合料应用过程中过早破乳,造成混合料离析,对其成型及路面结构强度造成不利影响。从温度、搅拌强度、拌和水3个方面研究了乳化沥青混合料过早破乳的现象。结果表明,温度和拌和水是影响破乳最主要的因素。

乳化沥青混合料配合比设计方法研究

要想实现乳化沥青混合料在结构、路用性能、环保等方面的技术优势,核心是配合比设计,根据乳化沥青混合料的使用环境,在借鉴和总结国内外相关应用经验和研究成果提出基于劈裂强度和无侧限抗压强度峰值确定乳化沥青混合最佳油乳化沥青用量,试验结果表明,经室内加速加载、SCB、三分点加载疲劳试验验证,该法具有较好的技术优越性,研究成果可对今后同类型工程设计提供技术参考。