盐冻融循环条件下复合纤维改性沥青混合料耐久性能研究

通过模拟盐冻融循环条件,采用OT试验、四点弯曲疲劳试验,以荷载损失率、疲劳寿命次数分析不同复合纤维对沥青混合料耐久性能的影响,并研究荷载损失率与疲劳寿命、累计耗散能之间的相关性。结果表明:随着盐冻融循环次数增大,5种沥青混合料荷载损失率逐渐升高,疲劳寿命及累计耗散能则呈下降趋势;相较于SBS改性沥青混合料,经过盐冻融循环后复合纤维C改性沥青混合料的荷载损失率显著降低,疲劳寿命与累计耗散能大幅提高,而复合纤维B与SBS改性沥青混合料的耐久性能大体相当;4种改性沥青混合料在不同盐冻融循环次数下,其荷载损失率与疲劳寿命、累计耗散能之间呈线性相关,且相关性系数均大于0.9,OT试验与四点弯曲疲劳试验均能够有效评价盐冻融循环前后沥青混合料的耐久性能。

介孔硅-玄武岩纤维复合改性沥青混合料路用性能试验研究

基于介孔硅和玄武岩纤维的自身特点,文章研究复合改性沥青混合料高低温和水稳定性等特性,用于评价这两种材料复合改性沥青混合料的路用性能以及应用于道路工程的可行性。结果显示:介孔硅和玄武岩纤维均能够改良沥青混合料的高低温性能,其中介孔硅的作用更为突出,而玄武岩纤维则不利于沥青混合料的水稳定性能,但加入介孔硅后水稳定性有一定的改善提升作用;综合复合改性沥青混合料的各方面性能,通过介孔硅-玄武岩纤维复合改性后的沥青混合料具有优异的高温稳定、低温抗裂和耐水损伤等路用性能,满足路用标准。

复合多聚磷酸改性沥青混合料动态力学性能

为研究多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)+SBS复合改性沥青混合料的动态力学性能,采用单轴压缩动态模量试验,分析温度和频率对动态模量和相位角的影响,并基于改进Havriliak-Negam(i HN)模型构建动态模量和相位角主曲线,同时与SBS改性沥青混合料相对比。结果表明:2种沥青混合料动态模量和相位角随温度和频率的变化呈现相同的趋势,HN模型可准确拟合2种沥青混合料的动态模量和相位角主曲线。相较于SBS改性沥青混合料,PPA+SBS复合改性沥青混合料的相位角在-10、20、50℃时均降低,而动态模量在-10℃时降低,20℃时变化较小,50℃时增加;较宽频域范围内,PPA+SBS复合改性沥青混合料在高温低频下动态模量变大,相位角变小,在低温高频下动态模量变小,相位角变化不大;PPA+SBS复合改性沥青混合料具有更优的动态力学性能。

岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料黏弹特性研究

为研究岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料的黏弹特性,采用沥青混合料性能试验机(asphalt mixture performance testing,AMPT)对不同岩沥青用量的复合改性沥青混合料在不同试验条件下的单轴动态压缩模量和相位角进行了测试,构建了动态模量主曲线,建立了动态模量预测模型。结果表明:当试验温度增大或加载频率降低时,岩沥青-胶粉复合改性沥青混合料的动态模量逐渐降低;随着岩沥青掺量的增加,AC-20复合改性沥青混合料抗车辙性能提高,疲劳性能降低;测定的复合改性沥青混合料20℃动态模量接近于14000 MPa,符合高模量沥青混合料的技术要求;经测试,所构建动态模量预测模型的预测精度可达83%。

复掺纤维对改性沥青混合料性能影响的研究

为研究透水沥青路面的性能,以含有质量分数为12%苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性剂的沥青混合料为基础材料,通过标准飞散试验、水稳定性试验、高温车辙试验、抗疲劳试验,在复掺不同含量聚酯纤维和玄武岩纤维的情况下,对改性沥青混合料的性能进行了研究,结果表明:复掺质量分数为0.2%的聚酯纤维和质量分数为0.1%的玄武岩纤维对沥青混合料透水性能的改善效果最好。

聚丙烯纤维改性沥青混合料性能研究

为探究纤维改性沥青混合料性能,文中对不同聚丙烯纤维含量对沥青混合料力学性能和路用性能的影响进行试验分析。研究表明,聚丙烯纤维可以有效改善沥青混合料的马歇尔稳定度,最大增幅为22.65%;聚丙烯纤维对沥青混合料的高温稳定性、低温抗弯拉强度、残留稳定度以及冻融后劈裂强度的改善效果显著,最佳纤维含量为0.3%,分别提升了21.23%、17.2%、33.33%和55.26%。综合各项试验指标,0.3%纤维含量的聚丙烯纤维改性沥青混合料的综合性能最佳。

玄武岩纤维改性沥青及沥青混合料路用性能研究

为了探究玄武岩纤维对沥青及沥青混合料性能的改善效果,对比分析了不同表面改性剂处理后的效果,比较了沥青胶浆软化点、沥青胶浆锥入度、沥青胶浆测力延度等方面的差异,分析了玄武岩纤维对沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性等方面的影响。试验结果显示,改性后的玄武岩纤维增强了与沥青间的物理吸附能力,提高了改性沥青抗剪切强度和低温抗拉性能,显著改善了沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性,对水稳定性能提升效果不显著。

纤维与硅藻土改性沥青混合料路用性能研究

为对比纤维和硅藻土两种改性剂对沥青混合料的路用性能差异性,基于响应面法开展纤维与硅藻土改性沥青混合料配合比设计,并对不同改性作用下的混合料高、低温性能及水稳定性进行试验与分析。结果表明:纤维、硅藻土和油石比的最佳比例分别为0.29%、12.02%、5.22%;相对基质沥青,纤维-硅藻土复合改性混合料将高温稳定性能提高2.6倍;硅藻土的内部空隙可增加自由沥青的粘附性,以此提高路用性能;玄武岩纤维通过与沥青共混形成胶结网络提高集料与沥青的界面粘附性,以减少水分对集料与沥青界面的损坏。

不同类型纤维对SBS改性沥青混合料性能的影响研究

受气候及交通量的影响,SBS改性沥青路面易出现水损害、裂缝等病害,对此,文章研究了纤维类型(玄武岩纤维、聚酯纤维和木质纤维)、长度及掺量对SBS改性沥青混合料低温及水稳定性能的影响,并对相关因素(纤维类型、长度及掺量)进行灰色关联分析。结果表明:推荐纤维为玄武岩纤维,推荐长度为18mm、掺量为3.5%,基于灰关联沥青混合料低温及水稳性能影响程度的大小排序为纤维类型>长度>掺量。

不同纤维及沥青复合改性BK-10混合料路用性能

【目的】对目标空隙率为13%的半开级配沥青混合料所用沥青和纤维进行优选,以提高混合料路用性能,实现其功能性与耐久性的平衡。【方法】对不同的沥青、纤维和矿粉进行8种组合制备不同的半开级配沥青混合料,通过开展室内试验,测试各混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性等路用性能,对比分析沥青、纤维和矿粉对沥青混合料路用性能的影响,并基于表面能理论以及通过开展动态剪切流变试验和延度试验,进一步分析论证复合沥青和复合纤维改善混合料路用性能的原因和效果。【结果】复合沥青与集料的黏附性最强,复合纤维与沥青胶浆结合能力最好。【结论】采用5%苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene,SBS)与15%橡胶粉复合改性沥青,以及用复合纤维(木质素纤维与玄武岩纤维质量比为1∶1)制备的半开级配沥青混合料的路用性能最优。

复合多聚磷酸改性沥青混合料高温蠕变特性与本构关系研究

为了研究复合多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料的高温蠕变特性,采用三轴重复蠕变恢复试验,根据竖向永久变形、应变速率和流动指数指标,对比分析了不同条件下SBS改性沥青混合料与PPA+SBS复合改性沥青混合料高温蠕变特性;综合运用黏弹塑性力学和损伤力学理论,建立了重复荷载作用下沥青混合料竖向永久变形的蠕变损伤力学模型。研究结果表明:在不同温度和应力水平下,PPA+SBS复合改性沥青混合料竖向永久变形和应变速率均小于SBS改性沥青混合料,但其流动指数却远大于SBS改性沥青混合料;将Burgers模型中串联的黏壶替换为黏塑性元件所形成的损伤本构模型,可以全面反映沥青混合料三阶段的竖向永久变形特性。

纤维-SiC改性沥青混合料路用性能研究

为弥补碳化硅(SiC)低温性能有所不足的缺陷,选取玻璃纤维、玄武岩纤维和聚酯纤维分别对SiC改性沥青混合料进行复合改性,设计复合改性方案并计算各方案最佳油石比,通过低温劈裂试验、冻融劈裂试验以及车辙试验测试其路用性能,并找到最佳复合改性方案。试验结果表明,SiC改性沥青混合料中加入3%玻璃纤维能够获得最大的路用性能提升效果。

石墨烯复合橡胶改性沥青SMA混合料性能分析

将石墨烯应用于土木工程的材料中,能有效改善材料的性能。结合甘肃省某公路沥青路面工程实例,通过室内模型试验分析石墨烯复合橡胶改性剂对沥青混合料性能的影响。结果表明:相同试验条件下,石墨烯复合橡胶改性剂对沥青混合料的空隙率、沥青饱和度及马歇尔稳定度等指标值影响显著;与SBS改性沥青混合料相比,石墨烯复合橡胶改性沥青混合料中的集料颗粒具有更好的黏附性;石墨烯复合橡胶改性沥青和SBS改性沥青均能有效改善SMA沥青混合料的水稳性能、高温稳定性及低温抗裂性,但石墨烯复合橡胶改性沥青对混合料水稳性能和高温稳定性的改善效果更为显著,而对低温抗裂性的改善效果较弱。研究结果可为石墨烯复合橡胶改性沥青在实际工程中的应用提供参考。

废胶粉/SBR复合改性沥青混合料性能影响研究

以4%SBS为对照组,通过针入度、软化点、延度和旋转黏度试验评价4%SBS+3%SBR、4%SBS+18%废胶粉两种复合改性沥青的常规性能,并利用车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验分别对两种复合改性沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性进行对比研究。试验结果表明,掺加废胶粉、SBR后可降低SBS改性沥青的针入度,增加低温延度和软化点、黏度;3%SBR和18%废胶粉均明显增强SBS改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性,其中4%SBS+3%SBR表现更佳;在水稳定性方面,3%SBR具有明显改善作用,而掺18%废胶粉一定程度降低抗水损害能力。综合各方面性能,推荐沥青改性方案为4%SBS+3%SBR。

干湿复合改性沥青混合料在国省干线公路车辙防治中的应用

为解决普通国省干线公路沿线重载交通、连续坡道、桥面铺装及交叉口等特殊路段沥青路面车辙防治问题,在湿法SBS改性沥青混合料AC-13C矿料级配优化的基础上,对不同改性、不同制备方式的改性沥青混合料路用性能试验的分析表明:湿法SBS改性沥青混合料外掺0.3%干法DTPE-M进行复合共混改性后,室内拌制与现场生产的干湿复合改性沥青混合料动稳定度分别提高了73.1%、78.6%,抗剪强度分别提高了66.5%、72.2%,低温破坏应变分别提高了9.6%、10.8%,残留稳定度分别提高了6.5%、7.9%,现场生产的各项路用性能比室内拌制均有所提高;干湿复合改性沥青混合料形成的多相复合交联网络结构显著提高了沥青混合料的动稳定度与抗剪强度,同时对低温抗裂及水稳定性也有较好改善作用。

抗车辙剂与玄武岩纤维复合改性沥青混合料及性能研究

将玄武岩纤维与抗车辙剂RA进行复配,对沥青混合料进行改性。分析了抗车辙剂和玄武岩纤维掺量对复合改性沥青混合料高低温性能、水稳定性和抗疲劳性能的影响,并与5%SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明,掺加抗车辙剂RA能显著改善沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,掺加玄武岩纤维能大幅度提高抗车辙剂RA改性沥青混合料的低温抗裂性能和抗疲劳耐久性能。推荐采用0.4%RA与0.35%玄武岩纤维复配方案,该复合改性沥青混合料的力学性能、路用性能与抗疲劳耐久性能优于5%SBS改性沥青混合料。

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。

复合纤维改性沥青混合料路用性能研究

分析和探讨了在两种复合纤维改性沥青混合料的路用性能。分析了不同纤维沥青混合料的性能影响规律,结果表明两种复合纤维改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳性能优良。

硅藻土/玄武岩纤维复合改性沥青与沥青混合料性能研究

针对我国南方湿热高温多雨对重载沥青路面高温稳定性、水稳定性和抗疲劳耐久性能的要求,同时兼顾沥青混合料的低温抗裂性能需求,选用硅藻土和玄武岩纤维对沥青混合料进行复合改性,研究了复合改性沥青胶浆的抗剪切性能和高低温流变特性及其混合料的高低温性能和水温稳定性。结果表明:掺加硅藻土与玄武岩纤维能显著改善沥青的高温抗变形能力,有效提高沥青的低温延展性与应力松弛性能;硅藻土与玄武岩纤维复合改性沥青混合料的低温性能、水稳定性优于5%SBS沥青混合料。

玄武岩纤维与抗车辙剂复合改性沥青混合料路用性能

为了探索玄武岩纤维和抗车辙剂复合添加对沥青混合料的增强效果,通过室内试验研究复合改性沥青混合料的路用性能,并与单掺一种改性剂的沥青混合料进行对比。试验表明与单掺玄武岩纤维沥青混合料相比,复合改性沥青混合料动稳定度提高320%,冻融劈裂强度比提高5%,疲劳破坏寿命提高14.6%;与单掺抗车辙剂的沥青混合料相比,复合改性沥青混合料低温抗弯拉应变提高53%,冻融劈裂强强度比提高8%,疲劳破坏寿命提高31.5%。玄武岩纤维与抗车辙剂复合改性能明显提升善沥青混合料路用性能。