硅烷偶联剂对半柔性路面材料性能增强机理研究

为研究掺加硅烷偶联剂对半柔性路面材料的性能影响规律及作用机理,采用马歇尔稳定度、车辙、低温弯曲、冻融劈裂等试验,测试了添加不同掺量硅烷偶联剂的半柔性路面材料的力学性能与路用性能,并确定硅烷偶联剂的最佳掺量,采用高拍仪等仪器观察硅烷偶联剂基于界面改性原理的微观改性机理。结果表明:随着硅烷偶联剂掺量的增加,半柔性路面的高温性能、低温性能和水稳定性能均发生了不同程度的提高,同时其掺量对性能的影响存在峰值,马歇尔稳定度、动稳定度、弯拉应变与冻融劈裂强度比均在掺量为0.5%左右处达到峰值,超过峰值后性能随掺量增加而下降,最终确定硅烷偶联剂的最佳掺量为0.5%。通过测定连通空隙率和灌注率的变化定量反映界面紧密度,通过对比观察普通半柔性路面材料与硅烷偶联剂最佳掺量下的半柔性路面材料的水泥-沥青界面可明显发现,硅烷偶联剂能够在水泥基灌浆材料与沥青混合料之间发生一系列化学反应,从而通过改变水泥-沥青界面的形态,有效改善水泥-沥青界面稳定度并减少水泥-沥青界面裂缝,结合性能试验,硅烷偶联剂可通过界面优化改善半柔性路面的力学及路用性能。

高性能灌注式半柔性路面材料的路用性能

研制了一种面向重载重交通场景的高性能灌注式半柔性路面材料(SFP),系统测试了其各项路用性能.结果表明:SFP的强度与高温抗变形能力极其优异,且受温度影响较小;SFP的强度随龄期增长逐渐增强并趋于稳定,其水稳定性远高于SMA-13混合料;在高温浸水及轮载作用下,SFP未出现剥落破坏,其车辙受荷载的影响远低于SMA-13混合料;SFP的低温抗裂性与抗疲劳性相对较弱,低于SMA-13混合料而显著优于普通混合料;半柔性铺装结构的长期耐久性良好,100万次加速加载后其车辙深度仅为SMA铺装结构的1/10.

地聚物砂浆半柔性路面材料的路用性能分析

将地聚物砂浆和水泥砂浆作为灌浆材料制备半柔性路面,在灌注率分别为85%,90%,95%的条件下进行马歇尔稳定度、高温车辙、冻融劈裂和低温抗裂试验,以评价两者的路用性能.结果表明:当灌注率为90%时,两者的路用性能最佳;相较于水泥砂浆半柔性路面材料,地聚物砂浆半柔性路面材料的马歇尔稳定度明显提升,高温稳定性与水稳定性更优,但低温稳定性不佳;地聚物砂浆推荐配合比的矿灰比为0.43,碱激发剂掺量为14%,水玻璃模数为1.5,水胶比为0.45,砂胶比为0.2.

拉萨地区不同空隙率的半柔性路面材料冻融试验研究

为解决现有水泥混凝土和沥青混凝土路面材料在拉萨地区推广应用中受冻融作用破坏的问题,对不同空隙率的半柔性路面材料在拉萨的应用进行研究。采用灌注式的方式将水泥胶浆灌入不同空隙率的开级配沥青混合料母体中制成试件,并根据拉萨独特的气候特征设定冻融试验的时间和温度;再进行高温稳定试验和低温抗裂试验,得出趋近于真实冻融环境的试验数据。分析试验数据可得,半柔性路面材料在受到冻融作用破坏时,低温抗裂强度随着空隙率的增大呈逐渐上升趋势,劈裂位移量随着空隙率的增大呈逐渐减小趋势;而表征高温稳定性能的动稳定度随着空隙率的增大呈先上升后下降的趋势,变形速率随着空隙率的增大呈先下降后上升的趋势。研究结果表明,半柔性路面材料采用27%的空隙率并添加塑弹性材料有利于抵抗冻融破坏,从而能够在高原地区推广和应用。

钢渣集料半柔性路面材料的制备与性能研究

为了提升沥青路面材料的高温性能和路用性能,使用钢渣作为集料制备多孔沥青混凝土,通过灌浆制备半柔性路面材料,利用标准车辙实验和间接拉伸实验对其性能进行表征,结果表明,抗车辙性能和间接拉伸疲劳性能相对于母体沥青混合料有大幅度提升,且采用钢渣集料制备的半柔性路面材料与采用玄武岩集料制备的半柔性路面材料相比,在高温稳定性和路用性能上相差不明显.

半柔性路面材料沥青用量研究

半柔性路面是一种新型路面,其材料结构属于骨架-密实结构,作为其母体的沥青混合料则属于骨架-空隙结构。国外对于半柔性路面的研究和应用从1954年法国成功研制'灌水泥浆开级配沥青混凝土路面施工法'算起已有50多年历史,国内对半柔性路面的研究尚处于起步阶段,近年来也取得了大量研究成果。一、半柔性路面材料沥青用量的一搬确定方法国内研究认为,由于基体沥青混合料设计空隙率超过20%。

半柔性路面材料的抗裂性能

为了评价半柔性路面材料的抗裂性能,分析其开裂机理,采用半圆弯曲试验方法评价不同温度、不同母体孔隙率下半柔性路面材料的抗裂性能。试验结果表明,半柔性路面材料的断裂韧度随温度的降低而降低、随着母体沥青混合料空隙率和养护龄期的增加而增大;当环境温度达到沥青的软化点时,半柔性路面材料的断裂韧度大幅度下降。

半柔性路面材料级配设计与性能研究

以体积法设计母体沥青混合料矿料级配,结合马歇尔、谢伦堡析漏和肯塔堡飞散试验确定混合料沥青用量。通过室内试验(车辙试验、浸水马歇尔试验)以及实验段现场性能检测(抗滑性能试验、渗水性能试验)评价其综合路用性能。结果表明,半柔性路面材料具有优良的高温稳定性、水稳定性和抗渗水性,但其抗滑性能稍显不足。

半柔性路面材料的疲劳寿命研究

针对半柔性路面材料开展不同试验条件下的三点弯曲疲劳试验,研究其在循环荷载作用下的变形规律,进行损伤演化过程分析,并基于永久变形相对变化率的平稳值建立疲劳方程。结果表明:半柔性路面材料的变形分为可恢复变形和永久变形,其中可恢复变形的恢复速率随着荷载作用次数的增加而降低,永久变形随着荷载作用次数的增加而增加。半柔性路面材料的损伤会随着永久变形相对变化率的快速增大而越快地演化至失效阈值。疲劳寿命随着永久变形相对变化率平稳值的增大呈幂函数趋势下降。不同养护时间的疲劳寿命预测值与实际值的相对误差平均值为6%~29%,表明所建立的疲劳方程能很好地预测半柔性路面材料的疲劳寿命。

高等级公路半柔性路面材料性能及施工质量研究

为了探究半柔性路面材料在不同设计孔隙率下的力学性能、稳定性能和疲劳性能,引用最优设计孔隙率对半柔性路面材料进行材料性能验证。结果表明:半柔性路面材料的各项性能优异;随着设计孔隙率的增加,半柔性路面材料的力学性能增加,但会变得更脆,不利于结构的稳定;在实际工程中,通过严格控制原料配比和施工顺序,半柔性路面材料的力学性能可以达到试验效果,路面抗病害能力有较大的提升。

公路半柔性路面材料路用性能分析研究

针对传统道路存在的车辙、低温开裂等问题,介绍了一种半柔性路面材料,其主要采用A、B型2种灌浆料完成半柔性路面材料的制备。为提升该材料的路用性能,对其进行不同时间的养护;利用性能测试的方式对半柔性路面材料的路用性能进行研究。半柔性路面材料具有良好的灌注性能、水稳定性以及抗高温变形等性能,将其应用于实际路面施工建设中,有利于提升路面施工的整体经济效益。

不同因素对半柔性路面材料抗裂性能的影响研究

半柔性材料作为一种新型的路面材料,兼具水泥路面强度高和沥青路面柔性好的优点。为了研究不同因素对半柔性材料的抗裂性能的影响,文章通过大量室内试验,分析了三种集料与三种沥青对半柔性材料低温和疲劳性能的影响,试验结果表明,采用玄武岩集料和高粘改性沥青的效果最好,可为半柔性材料在公路路面建设中的应用提供参考。

彩色保水半柔性路面材料降温效果研究

文章采用大孔隙基体沥青混合料中灌注浅色保水砂浆,在室内模拟太阳光照射升温至60℃后进行人工洒水与自然降雨的试验方法,记录了洒水前升温、洒水后降温、水分蒸发后再次升温三个阶段的路面温度变化,并对比研究了普通沥青试块、保水半柔性试块和彩色保水半柔性试块的降温效果。结果表明:彩色保水半柔性路面材料相较于普通沥青混合料反射率高,吸收热量少,保水降温效果明显,对缓解城市热岛效应具有一定的促进作用。

基于AMPT 和2PT 试验机半柔性路面材料动态模量试验研究

采用CORELOK法测试半柔性路面材料母体沥青混合料连通空隙率,得出连通空隙率大于15%可满足设计要求;同时采用AMPT和2PT试验机测试半柔性路面材料的动态模量,在不同温度和频率下的模量较沥青混合料要高,具有良好的抗车辙能力。

半柔性路面材料抗疲劳性能的试验研究

半柔性路面材料的结构不同于普通沥青混凝土,为对半柔性路面材料的抗疲劳性能进行深入探讨。从温度以及频率的角度对半柔性路面材料的疲劳性能进行试验研究,结果表明半柔性路面材料的疲劳性能受温度影响较大,受频率影响较小。

彩色半柔性路面材料的设计与性能研究

为深入探究彩色半柔性路面材料性能特点,使其更好地适用于重载、渠化交通路段,采用体积法对基体沥青混合料进行设计,结合肯塔堡飞散试验和谢伦堡析漏试验确定最佳沥青用量。通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温小梁弯曲试验研究灌入流动性良好的彩色水泥灌浆料后半柔性路面材料的路用服役性能。结果表明,彩色半柔性路面材料具有良好的高温性能、水稳定性,低温性能还需要改善。

基于冻断试验的半柔性路面材料低温抗裂性影响因素研究

为了研究半柔性路面材料低温性能的影响因素,采用冻断试验评价半柔性路面材料低温性能,以冻断温度为评价指标,研究了沥青类型(90~#基质沥青、SBS改性沥青、TPS高黏改性沥青)、水泥基灌浆料种类(普通型灌浆料、橡胶粉型灌浆料、乳化沥青型灌浆料)以及基体空隙率(20%,24%,28%,32%)对半柔性路面材料低温性能的影响规律。试验结果表明:冻断试验能有效地区分出不同沥青、不同水泥基灌浆料、不同基体空隙率半柔性路面材料的低温抗裂性改善效益;冻断温度可有效地评价半柔性路面材料低温性能;基体空隙率在20%~32%范围内,冻断温度随着基体空隙率的增大呈先下降后上升的变化规律,基体空隙率在24%附近时,半柔性路面材料低温性能达到最佳;灌浆料增弹对半柔性路面材料低温抗裂性的改善效果明显,其中,乳化沥青灌浆料对半柔性路面材料低温性能的改善效果好于橡胶粉灌浆料;基体采用改性沥青后对冻断温度的降低幅度达到31.4%~38.3%,远大于灌浆料的影响,基体沥青的增弹比增黏对改善半柔性路面材料低温抗裂性更有利。

苯丙乳液改善灌入式半柔性路面材料性能的试验研究

为研究苯丙乳液对灌入式半柔性路面材料的性能影响规律,采用单轴压缩动态模量、车辙、低温弯曲、冻融劈裂等试验,测试了添加苯丙乳液灌入式半柔性路面材料的力学和路用性能。结果表明:苯丙乳液能够明显降低灌入式半柔性路面材料的动态模量,使其柔性增强。随着掺量的增加,材料动态模量呈持续降低的趋势。不同试验频率下,掺量低于6%时模量随频率的变化趋势与空白组接近,高于9%时变化趋势加快,掺量6%~9%区间前后的变化趋势有一定差异;苯丙乳液对混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性都有明显改善,其掺量对性能的影响存在峰值,超过峰值时呈不利变化。随着苯丙乳液掺量的增加,动稳定度呈先提高后降低的变化趋势,在9%出现峰值,此时动稳定度可提高21%。改善高温稳定性的最优苯丙乳液掺量约为灌浆料中胶凝材料的9%。弯拉应变呈先增大后降低的变化趋势,在6%掺量时出现峰值,此时改变幅度可达54%。改善低温抗裂性的最优苯丙乳液掺量约为灌浆料中胶凝材料的6%。改善水稳定性的最优苯丙乳液掺量约为灌浆料中胶凝材料的9%。冻融劈裂强度比呈先增大后降低的变化趋势,在9%掺量附近出现峰值,此时冻融劈裂强度比可提高10%。

基体沥青混合料的体积参数对半柔性路面材料的性能影响分析

基体沥青混合料体积参数是半柔性路面材料设计的重要指标,它关系到半柔性路面的各项使用性能。通过体积法设计了不同空隙率以及相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,并且对不同龄期半柔性路面材料进行了力学性能和路用性能的试验,然后与普通沥青混合料的性能进行比较,分析研究基体沥青混合料的空隙率和孔结构对半柔性路面材料性能的影响规律。研究结果表明:随着基体沥青混合料空隙率的增加,半柔性路面材料的力学性能明显提高,路用性能有所改善;对相同空隙率、不同孔结构的基体沥青混合料,均匀级配设计的力学性能和路用性能优于连续级配设计。采用30%空隙率均匀孔结构基体沥青混合料制备的半柔性路面材料,7 d马歇尔稳定度高达17.69 kN,7 d劈裂强度达到6.32 kN,残留稳定度和冻融劈裂强度比均超过100%,动稳定度达到30000次/mm以上,低温抗弯拉劲度模量达到6486 MPa,抗压回弹模量模量达到2812 MPa。

掺ECC砂浆半柔性路面材料自愈合耐久性能研究

采用半圆弯拉试验对掺ECC砂浆半柔性路面材料和掺普通砂浆的半柔性路面材料进行多次断裂—愈合—断裂试验,以强度恢复率和断裂能恢复率作为评价指标,评价半柔性路面材料的自愈合耐久性。研究结果表明:聚乙烯醇纤维有利于提高自愈合性能;断裂能恢复率指标能较好地评价半柔性路面材料的自愈合耐久性;自愈合环境影响了沥青和水泥砂浆的自愈合效果,常温干燥条件不损坏母体沥青混合料的自愈合效果,60℃水浴恒温条件可增强水泥浆体强度,但削弱沥青的自愈合效果。因此,存在一个沥青与水泥砂浆用量的最佳比值,使材料在不同环境下的自愈合耐久性达到最佳。