TLA与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料路用性能研究

为了改善热再生沥青混合料的路用性能及耐久性,首先采用TLA与聚酯纤维进行复配设计,然后基于马歇尔、高温车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂、两点弯曲与浸水APA等试验,针对TLA与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳耐久性能展开综合考察。结果表明:单掺TLA或聚酯纤维均能改善热再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能及水稳定性,且TLA的各项性能改善效果相对较为明显;经复掺TLA与聚酯纤维改性后热再生沥青混合料的路用性能均得到显著的提升,可适用于我国北方严寒或南方高温湿热多雨等复杂气候地区的沥青路面建设之中;TLA能够有效提高热再生沥青混合料的劲度模量与疲劳寿命,合理复掺聚酯纤维后提升效果更为明显,均符合高模量沥青混合料的规定及要求;采用合理比例的TLA与聚酯纤维进行复掺,可综合提升热再生沥青混合料的路用性能及耐久性。

聚酯纤维对高掺量RAP的沥青混合料路用性能的影响

为探究聚酯纤维对再生沥青混合料路用性能的影响,取质量分数为60%、80%和100%的废旧沥青混合料(RAP)并掺加质量分数为1%、2%、3%、4%的聚酯纤维,制成再生沥青混合料,对再生沥青混合料开展了冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、低温小梁弯曲试验和高温车辙试验。试验结果表明:掺加质量分数3%聚酯纤维时,混合料试件具有最佳高温稳定性能;掺加质量分数2%聚酯纤维时,混合料试件具有最佳低温抗裂性能。因此,建议掺加质量分数为2%~3%的聚酯纤维来改善高掺量RAP再生沥青混合料的路用性能。

聚酯纤维对再生沥青混合料路用性能影响研究

为研究聚酯纤维对再生沥青混合料路用性能的影响,制备了AC-13系列的再生沥青混合料,其中RAP掺量为20%、25%及30%,聚酯纤维掺量为0~0.4%(以0.1%递增),测试了不同聚酯纤维掺量下再生沥青混合料的路用性能。结果表明:适量的聚酯纤维对再生沥青混合料的路用性能具有提升作用。掺加0.3%聚酯纤维对提升再生沥青混合料的高温抗车辙能力和低温抗裂性能最有利;聚酯纤维掺量为0.2%~0.3%时,再生沥青混合料的水稳定性更佳;再生沥青混合料的低温抗裂性能是研究者关注重点,掺加0.3%聚酯纤维+25%RAP的再生沥青混合料综合性能最优。

硅藻土与聚酯纤维复合改性沥青混合料的路用性能研究

将硅藻土与聚酯纤维同时掺入AC-13沥青混合料中,采用60℃车辙试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验及四点弯曲疲劳试验,针对不同改性沥青混合料进行路用性能及抗疲劳耐久性能分析,得出以下结论:硅藻土能够增强沥青胶结料与集料的粘结性,而聚酯纤维在沥青混合料中能起到良好的桥接、增韧、阻裂、传递等作用,故掺入硅藻土或聚酯纤维均能改善沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性能;硅藻土改性沥青混合料的高温抗车辙性能和水稳定性能优于聚酯纤维沥青混合料,但其低温抗裂性能和抗疲劳耐久性能较差;与硅藻土、聚酯纤维单一改性相比,复合改性沥青混合料的各项性能均表现最佳,采用硅藻土与聚酯纤维复合改性可综合提升沥青混合料的服役质量和使用寿命。

透水聚酯纤维沥青混合料动力学特性研究

聚酯纤维透水沥青混合料是国内透水沥青路面材料的主要研究方向。目前相关研究主要集中在聚酯纤维透水沥青混合料静态、准静态条件下的力学性能研究,缺少冲击、撞击作用下的动态性能分析。该研究通过SHPB试验系统,成型试件后开展冲击压缩试验与劈裂试验,分析了混合料的动力学特性及规律。结果表明:(1)混合料存在明显的冲击抗压强度应变率效应,属于应变率敏感性材料,冲击抗压强度随应变率增大而提高;冲击压缩应力-应变曲线分为弹性变形、塑性变形、破坏三个阶段。(2)冲击劈裂强度随着冲击气压的增大而增大;(3)聚酯纤维的掺入可以显著提升透水沥青混合料的动力学特性,最佳掺量为0.4%,过量掺入会导致混合料抗劈裂强度下降;(4)集料断裂是聚酯纤维透水沥青混合料动态破坏的重要原因。

考虑冻融循环的聚酯纤维沥青混合料性能研究

为研究聚酯纤维掺量对沥青混合料路用性能和冻融损伤劣化规律的影响,通过高温车辙试验、低温劈裂试验、水稳定性试验和冻融循环条件下小梁弯曲试验,对比分析聚酯纤维掺量为0.0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%时沥青混合料动稳定度、极限弯拉强度、弯拉应变、残留稳定度、冻融劈裂强度比和冻融弯曲应变的变化。结果表明,随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料路用性能指标和冻融损伤性能呈现先增大后减小的趋势,聚酯纤维掺量为0.2%左右时,沥青混合料动稳定度出现峰值(3512次/mm),抗弯拉强度提高12.4%,极限弯曲应变增加7.6%,弯曲劲度模量超过2670 MPa,马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比分别提高2.2%、3.2%;聚酯纤维掺量为0.2%左右、冻融循环次数为12次时,弯曲破坏应变出现峰值,抗冻融性能最佳;聚酯纤维沥青混合料的弯曲破坏应变与冻融循环周期呈负相关关系,冻融循环次数超过12次时,弯曲应变下降速率减小并逐渐趋于稳定。

聚酯纤维对再生沥青混合料路用性能的影响

通过制备不同纤维掺量的再生沥青混合料试验试件,分别对再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能及水稳定性能进行对比分析。结果表明:聚酯纤维对再生沥青混合料的各项路用性能均有较好的改善作用;对于改善再生沥青混合料的高温性能和水稳定性能而言,纤维的最佳掺量为3%;对于改善再生沥青混合料的低温抗裂性能而言,纤维的最佳掺量为2%。

聚酯纤维对超薄罩面沥青混合料性能的影响分析

超薄罩面广泛应用于沥青路面预防性养护工程,能有效延长道路服务寿命。然而,在工程实践中超薄罩面因性能不足而引起的路面病害也时有发生,尤其是开裂与集料脱落。为了提高超薄罩面沥青混合料的路用性能,延缓或避免早期病害,通过混合料相关试验对比分析了聚酯纤维对超薄罩面沥青混合料的路用性能影响。结果表明,聚酯纤维对超薄罩面沥青混合料的路用性能有积极影响,建议空隙型UTO-10混合料采用长度9 mm的聚酯纤维、掺量0.3%,UTOD-5采用6 mm的聚酯纤维、掺量0.2%。

不同纤维改性透水沥青混合料水稳定性的试验研究

通过将不同掺量的玄武岩纤维与聚酯纤维掺入透水沥青混合料中进行改性,采用室内冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验及浸水飞散试验,系统考察纤维类型及掺量对透水沥青混合料水稳定性的影响规律。结果表明:随着BF、PF纤维掺量的增加,透水沥青混合料的劈裂强度、稳定度、冻融劈裂强度比及浸水残留稳定度大致均呈先增大后减小变化,而浸水分散损失则随之呈先减小后增大变化;适量BF、PF纤维的掺入能起到良好的加筋分散作用,有利于沥青混合料空间结构稳定,改善透水沥青混合料的水稳定性,BF纤维和PF纤维的最宜掺量分别为0.4%和0.2%;BF纤维能够显著提高透水沥青混合料的冻融劈裂强度比,而PF纤维能够显著提高透水沥青混合料的浸水残留稳定度及浸水飞散损失,故BF纤维适用于北方季冻地区,而PF纤维则更适用于南方多雨地区。

纤维增强钢渣改性沥青混合料抗裂和水稳定性能研究

为研究钢渣掺量和纤维对开级配沥青混合料(OGFC)性能的影响,选用4种钢渣替代率和4种纤维掺量,基于析漏和分散试验法进行OGFC-13配合比设计,并分析其抗裂和水稳定性能。结果表明,由于沥青的温度敏感性,钢渣掺量会使得沥青混合料性能发生显著变化;钢渣掺入不利于混合料断裂能提升,而纤维则有积极作用;钢渣50%+纤维0.60%的组合能产生最佳的抗裂性能和水稳定性能,最大程度上可将断裂能、劈裂强度比提高30.2%,8.2%。

聚酯纤维及沥青对高RAP掺量沥青混合料路用性能的研究

通过车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验,深入研究了聚酯纤维掺量和沥青用量分别对高RAP掺量沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性的影响。研究结果表明:相对纤维本身的作用而言,沥青混合料的高温稳定性更多地是通过沥青膜厚度及自由沥青的多少来产生影响;纤维和沥青的合理比例是影响沥青混合料低温及水稳定性能的最关键因素。相对而言,纤维自身的强度对沥青混合料低温及水稳定性能的影响非常有限,沥青含量超过最佳油石比时,沥青含量和沥青膜厚度的增加,不但不一定会提高沥青混合料的低温及水稳定性能,还有可能造成负面影响。

聚酯纤维复配RET改性沥青混合料的技术性能

为了研究聚酯纤维和RET对沥青混合料的性能影响,通过贯入剪切试验、半圆弯拉试验以及小梁弯曲疲劳试验,采用贯入剪切强度、断裂能密度与疲劳寿命评价聚酯纤维与RET对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及抗疲劳性能的影响,并与SBS,SBR改性沥青混合料进行对比研究.最后采用Weibull分布,分析不同沥青混合料在不同失效概率下的疲劳性能.研究结果表明:相比于SBS,SBR改性沥青混合料,复配改性沥青混合料的贯入剪切强度、断裂能密度以及疲劳寿命显著提高,因此聚酯纤维复配RET能够显著改善沥青混合料的高温稳定性,有效改善RET改性沥青混合料的低温性能,且对沥青混合料的疲劳性能有较显著的影响.

聚酯纤维对沥青混合料性能影响的研究

选用进口和国产两种聚酯纤维,通过对掺与不掺聚酯纤维的相同级配沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性能的室内对比试验研究,探讨了纤维增强沥青混合料的强度形成机理,较全面认识了纤维沥青混合料的性能。试验表明,聚酯纤维对沥青混合料的多种性能均有所改善,可在工程中参考使用。

聚酯纤维沥青混合料合理粉油比范围研究

采用自行研制的锥入度试验方法评价沥青胶浆的高温性能，由低温弯曲试验方法评价沥青胶浆的低温性能。根据试验结果可知：对于相同粉油比纤维胶浆的高温性能，加纤维的胶浆比不加纤维的胶浆其锥入度值变小、抗剪强度增大、高温性能提高，粉油比不宜低于0．8；对于纤维胶浆的低温性能，粉油比高于1．5后，低温劲度模量显著增大，即粉油比不宜高于1．5。沥青混凝土的低温性能提高，在粉油比为0．73～1．59范围内时，混合料的低温性能较好。全面考虑混合料综合路用性能，当粉油比在0．95～1．59时，性能较好，应根据地域气候要求在此范围调整选用。

RET与聚酯纤维复合改性沥青混合料路用性能及改性机理分析

反应性弹性体三元共聚物(RET:Reactive Elastomeric Terpolymer)是一种全新的化学聚合物沥青改性剂,经RET改性后沥青的布式粘度增加,高温性能有着较为明显的提高,温度敏感性降低,抗老化能力提高,但其对沥青混合料的低温改善效果并不显著或有负面影响,为改善RET改性沥青混合料的低温抗裂性,提出采用RET与聚酯纤维复配方案,并分别以基质沥青混合料和4.5%SBS的改性沥青混合料为参照对象,深入研究了RET与聚酯纤维改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能,从而评价分析了RET掺量对复合改性沥青混合料路用性能的改善效果,最终基于综合路用性能试验推荐了RET与聚酯纤维复合改性沥青混合料最佳的复配方案。

聚酯纤维透水性沥青混合料配合比设计

为了确定聚酯纤维在透水性沥青混合料中的最佳掺量,研究马歇尔指标随聚酯纤维掺量的变化规律,进行了质量分数为0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%的5组纤维掺量的马歇尔试验。试验结果表明:当纤维掺量为0.4%时,透水性沥青混合料的马歇尔稳定度和流值均达到了最大值,为最佳纤维掺量,透水性沥青混合料的空隙率和矿料间隙率随纤维掺量的增大而减小,沥青饱和度随纤维掺量的增大而增大。

中空聚酯纤维沥青混合料性能的试验研究

在沥青混合料中掺加中空聚酯纤维,改善了沥青混合料的性能。室内试验表明:加入中空聚酯纤维后,沥青混合料的最佳油石比增大,稳定度、流值增大,劈裂强度增大,冻融循环后劈裂强度比及车辙试验动稳定度明显增加。中空聚酯纤维改善了沥青与集料的粘附性,使沥青混合料的路用性能得到明显改善,而其性能价格比明显优于普通沥青混合料。特别适用于季节性冰冻地区。

煤矸石粉/聚酯纤维沥青混合料低温抗裂性研究

为了研究煤矸石粉、聚酯纤维和反射裂缝对沥青混合料低温抗裂性能的影响,通过三点弯曲加载试验,选用五种煤矸石粉替代率(0%(质量分数,下同)、25%、50%、75%、100%)和六种聚酯纤维掺量(0%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%),对试件底部中心无预切口和预切口偏移中心0 mm、10 mm、20 mm(模拟反射裂缝)的沥青混合料半圆形试件的低温抗裂性能进行研究;采用扫描电镜对煤矸石粉、聚酯纤维对沥青混合料低温抗裂性能的改善机理进行微观分析。通过试验得出:对于无预切口的SCB试件,聚酯纤维的最佳掺量为0.4%,煤矸石粉的最佳替代率为50%;对于有预切口的SCB试件,聚酯纤维的最佳掺量取值范围为0.38%~0.42%;随着预切口偏移距离的增大,沥青混合料所能承受的极限荷载逐渐减小,试件更容易破坏。微观机理分析得出:煤矸石粉的掺入,使填料级配得到了进一步细化,更有利于提高沥青混合料的抗裂性能;同时,聚酯纤维在沥青混合料内部能够充分形成均匀相互搭接的网格结构,沥青混合料的低温抗裂性能也最好。因此,掺加煤矸石粉和聚酯纤维能够减小反射裂缝对沥青混合料低温抗裂性能的危害。

聚酯纤维掺量和冻融循环对沥青混合料水稳定性影响

为研究聚酯纤维掺量和冻融循环次数对沥青混合料水稳定性能的影响,制作聚酯纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%的沥青混合料试件。对试件进行冻融循环次数分别为0、2、4、6、8次的冻融劈裂试验。结果表明:随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度呈先上升后下降的趋势,聚酯纤维的最佳掺量为0.2%。冻融循环为0次时,聚酯纤维掺量为0.1%、0.2%、0.3%较不掺聚酯纤维的沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度分别提高19.8%、30.2%、13.4%,聚酯纤维的掺入会提高沥青混合料的水稳定性。聚酯纤维掺量为0.2%时,冻融循环2、4、6、8次时,对应沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比分别为86.0%、80.2%、70.1%、61.5%。随着冻融循环次数的增加,沥青混合料的水稳定性逐渐降低。

聚酯纤维对排水性沥青混合料最佳沥青用量的影响

在谢伦堡析漏试验的基础上研究了聚酯纤维掺量对排水性沥青混合料最佳沥青用量的影响。试验结果表明,排水性沥青混合料的最佳沥青用量随纤维掺量的增大而增大,纤维掺量为0.4%时,其对排水性沥青混合料析漏损失的减少效果最明显,为最佳纤维掺量。