大孔隙排水沥青混合料下面层路用性能试验分析

在OGFC的基础上,提出一种设置在下面层的大孔隙排水沥青混合料的级配,并对其进行路用性能(高温稳定性、疲劳性能、水稳性)试验,通过对比发现此级配混合料的高温稳定性与疲劳性能均优于ATPB-25,且掺入2%的消石灰后水稳性良好,这可为排水类沥青混合料的设计和施工提供参考。

赤泥填料对排水沥青混合料路用性能的影响

为探究赤泥填料对排水沥青混合料路用性能的影响,首先选择两种国产高黏改性剂PT-HVA和AR-HVA制备得到高黏改性沥青,并将成品苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrene-butadiene-styrene,SBS)改性沥青作为对照组,对三种改性沥青进行各项沥青性能试验。结果表明:两种改性剂的最佳掺量均为15%。接着以三种改性沥青为胶结料配制三种排水性沥青混合料(填料为赤泥和矿粉),并进行各项路用性能试验。结果表明:由赤泥制备的混合料的路用性能良好,其中AR-HVA高黏改性沥青+赤泥制备的混合料性能最优,动稳定度达11053次/mm,残留稳定度为91.46%,冻融劈裂比为89.60%,飞散损失为5.20%,老化系数为24.60%。同时,由赤泥制备而成的混合料的弯拉强度和弯拉应变比由矿粉制备的混合料的小,这表明赤泥虽能有效地提高混合料的高温性能、水稳性能、抗松散性能和抗老化性能,但会降低混合料的低温性能。

排水型钢渣沥青混合料路用性能研究

为了提高钢渣固废材料在道路工程建设中的利用率,采用体积换算法将不同掺量(0、25%、50%、75%)的转炉钢渣(2.36~16 mm)替代玄武岩集料,开展高温车辙、冻融劈裂、动水冲刷、体积膨胀率和渗水系数试验。结果表明:随钢渣掺量增加,8%高黏剂和0.2%聚酯纤维的排水型钢渣沥青混合料最佳油石比随之增大,混合料高温抗车辙性能、抗水损害性能及渗水性能得以提高,对体积稳定性不利,浸水体积膨胀率增大,但仍符合JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》不大于1.5%的要求。综合考虑,建议钢渣掺量控制在50%~75%,此时混合料各项路用性能较优,可实现钢渣固废材料的高效利用。

一种排水沥青混合料及其制备方法

本发明属于建材制品领域,公开一种排水沥青混合料及其制备方法和用途。所述排水沥青混合料,包括如下重量份的原料:沥青4~5份、石灰岩12~14.5份、玄武岩30~40份、钢渣46~57.5份。本发明采用制砂机在降低钢渣原料的孔隙率的同时保持了低压碎值,其与沥青、石灰岩和玄武岩形成的排水沥青混合料(OGFC-10)的油石比<4.4,显著低于常规透水沥青混合料低,且20℃肯塔堡飞散损失、60℃动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂强度等性能良好。

排水沥青混合料配合比设计及老化性能研究

为了研究影响排水沥青路面性能的关键指标,首先进行排水沥青混合料配合比设计,提出矿料级配和最佳油石比,并对路用性能进行验证。设计混合料老化模拟方案,研究不同老化条件前后混合料的抗飞散性能及水温定性。研究结果表明:基于浙江中部气候条件,以PA-16型级配为基础,确定A级配为生产配合比的矿料级配,相应最佳油石比为5.0%,该配合比成型试件均满足规范路用性能要求。老化会导致混合料抗飞散性能降低,轻微老化可使混合料水稳定性增强,但过度老化又会削弱混合料的水稳定性,并严重影响强度。

基于平衡设计法的排水沥青混合料及工程应用

排水路面作为一种典型的功能型路面,在南方高温湿润环境中具有较好的应用场景。基于平衡设计法进行了排水沥青混合料配合比设计以及功能性试验。研究结果表明,提出了空隙率20.3%,连通空隙率15.7%为排水沥青混合料渗水系数5000mL/min的下限值。依托江西某高速公路养护工程进行排水路面工程应用,提出了配套的排水路面施工工艺,现场检测其渗水系数、抗滑性能、层间剪切强度等技术指标均满足规范要求。验证了排水路面作为路面功能层和结构层在南方地区适用性。

排水沥青混合料性能及施工技术分析

为了探寻排水沥青混合料的最佳空隙率,基于CAVF设计方法,对不同空隙率排水沥青混合料进行级配优化设计。通过室内试验,对排水沥青混合料的性能进行了研究,结果表明:空隙率从16%~20%变化时,排水性能随着空隙率的增加而增大,而高温稳定性、沥青混合料抗飞散性能及水稳定性均降低。基于以上研究成果,在广东省云浮至湛江高速公路应用并对排水沥青路面施工技术总结,形成质量控制要点,可为类似项目施工提供技术支撑。

纤维稳定剂对排水沥青混合料抗水温循环损伤能力的影响

为研究纤维稳定剂对排水沥青混合料的抗水温循环损伤能力的影响,采用不加纤维稳定剂、添加木质纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维的4种排水沥青混合料进行对比试验。通过标准飞散和浸水飞散试验,分析混合料的抗剥落能力,在相同沥青条件下添加纤维稳定剂后,排水沥青混合料的标准飞散损失均有不同程度的减小,可以在一定程度上增加排水沥青混合料的抗剥落性;通过对经过和未经过水温循环损伤的试件进行劈裂、间接拉伸试验和车辙试验,分析混合料的抗水温循环损伤能力,添加纤维稳定剂后排水沥青混合料的劈裂强度都有所增加;通过间接拉伸试验,发现掺加纤维稳定剂后排水沥青混合料的劲度模量均有所增加,其中掺加了玄武岩纤维的沥青混合料低温抗裂性能最好,其次是木质纤维;通过车辙试验发现玄武岩纤维稳定剂的加入对排水沥青混合料试件动稳定度的提高最明显。结果表明:聚酯纤维和玄武岩纤维的添加能明显改善浸水环境对排水沥青混合料的剥落影响,玄武岩纤维能明显提高混合料的抗水温循环损伤能力、低温抗裂性以及高温稳定性。

封装修复剂作用下沥青混合料反射裂缝的自愈合

封装修复剂可以延缓沥青混合料中反射裂缝的发展,并且有助于延长沥青表面的养护周期。当沥青出现裂缝破坏时,胶囊膜会发生破裂,其中的修复剂会释放到裂缝附近。本试验研究揭示了当沥青受到循环荷载作用时,油相从胶囊中释放出来的量及其对沥青自然裂缝自愈合能力的提高作用。通过力学和化学测试相结合的方法发现,大多数胶囊都能抵抗沥青的拌和和压实,研究还发现,在多孔沥青中,油相会在沥青的服役寿命内逐渐释放出来,而在密级配沥青混合料中,油相则会在裂缝开始出现时就释放。结果表明,沥青的级配是设计沥青基自修复胶囊强度的关键参数,此外,多孔沥青和沥青玛蹄脂碎石的自愈合效率要高于密级配沥青混合料。最后,发现在沥青路面的服役寿命中存在一个胶囊能够最有效地修复现有裂缝损伤的时刻。

钢渣排水沥青混合料路用性能研究

为提高钢渣在道路工程的资源化利用率,先对钢渣进行化学成分与浸水膨胀率测试,再在排水沥青混合料中,采用体积替代法把钢渣分别替代40%,50%,60%的4.75~16 mm玄武岩粗集料。为保证排水沥青混合料结构的稳定性,采用飞散实验、析漏实验得到了油石比。最后对不同钢渣掺量的排水沥青混合料进行车辙、低温小梁弯曲等实验。结果表明,钢渣掺量增多,沥青用量也会增大,加入钢渣提升了混合料高低温性能。在混合料的水稳定性方面,掺入适量钢渣,残留稳定度与抗浸水飞散损失都得到了提升。钢渣对混合料的冻融劈裂强度比和体积安定性有不利影响,但在规定许可范围内。考虑各实验结果,建议在排水沥青混合料中钢渣用量为60%,可提供良好的路用性能。

不同类型高黏沥青及排水沥青混合料的性能发展规律

为了解决排水沥青混合料养生时间长的问题,分析了早强型高黏剂对高黏沥青及排水沥青混合料性能发展规律的影响。首先,根据不同养生时间下高黏沥青及排水沥青混合料的性能发展规律,明确了常规排水沥青混合料适宜的养生时间范围。其次,采用研发的早强型高黏剂分别制备了高黏沥青和排水沥青混合料,分析了养生时间对二者关键性能发展规律的影响。结果表明:与室内高速剪切法相比,拌制排水沥青混合料时高黏剂与沥青的融合效果较差,发育时间较长,在养生24~48 h后排水沥青混合料的性能方才趋于稳定;早强型高黏沥青的高温性能、疲劳性能在6~12 h较短时间内即趋于稳定;掺加早强型高黏剂显著提高了排水沥青混合料的早期强度,并且混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性均有一定程度改善;采用早强型高黏剂可以加快排水沥青混合料的性能发展,将养生时间缩短至12 h以内。

基于主结构形成准则的细粒式排水沥青混合料级配优化

将基于颗粒填充理论的主结构形成准则应用于细粒式排水沥青混合料的级配设计,在规范规定级配范围内进一步优化主结构粒径范围内的集料含量,以提升集料的骨架结构强度和混合料的高温性能。将室内试验和理论分析研究方法相结合,通过骨架贯入试验验证该准则对提升骨架强度的适用性,并通过单轴压缩蠕变试验判断级配骨架强度对高温性能的影响。结果表明:将主结构形成准则应用于级配设计可提升集料的骨架强度和混合料的高温性能,并且集料的骨架强度与混合料的高温性能有很好的相关性,集料骨架强度越高,混合料的高温性能越好。

多孔隙沥青混合料排水层渗水性能研究

文中通过试验的方法研究多孔隙沥青混合料排水层的空隙率及渗水系数的相关性,并提出了多孔隙沥青混合料的设计值,以供工程借鉴。

玄武岩纤维增强排水沥青混合料路用性能研究

为改善排水沥青混合料路用性能,通过室内试验研究玄武岩纤维掺量对基质沥青混合料和高黏沥青混合料路用性能的影响规律。研究结果表明:玄武岩纤维掺量对基质沥青混合料和高黏沥青混合料的稳定度、流值影响规律相近;掺入玄武岩纤维后,沥青混合料弯拉应变增大,低温抗裂性提高,当玄武岩纤维掺量>0.3%时,高黏沥青混合料弯拉应变降低趋势较明显;随着玄武岩纤维掺量增加,高黏沥青混合料水稳定性较优,0.2%玄武岩纤维掺量的高黏沥青混合料冻融劈裂强度比最大,与未掺加玄武岩纤维的高黏沥青混合料相比其冻融劈裂强度比提高约3.3%;掺加0.2%玄武岩纤维的沥青混合料表面构造深度降低较小,对抗滑性影响不明显。

高黏高弹改性沥青在排水沥青混合料中的应用研究

为了将高黏高弹改性沥青应用于排水沥青混合料中,解决其高温稳定性、水稳定性差及使用寿命短的工程问题,通过在基质沥青中掺加橡胶粉和SBS改性剂制备高黏高弹改性沥青,开展针入度、软化点、黏度、多重应力蠕变和线性振幅等试验评价沥青性能,并进行冻融劈裂、汉堡车辙和渗水等试验评价其混合料性能。试验结果表明,在基质沥青中掺加SBS改性剂和橡胶粉后,沥青的针入度明显降低,而软化点和黏度明显增加,蠕变恢复率、车辙深度下降。表明高黏高弹改性沥青具有良好的高温性能,疲劳寿命较基质沥青明显提升;橡胶粉的加入使沥青混合料的水稳定性有所增强,使高黏高弹排水沥青混合料的渗水系数稍微下降但仍然可以保证排水沥青路面有足够的排水能力。通过对高黏高弹改性沥青和混合料的性能进行综合分析,建议橡胶粉的最佳掺量为20%。

以石灰岩为粗骨料的PAC-16型排水沥青混合料配合比设计研究

排水沥青混合料粗集料多采用强度较高的玄武岩或辉绿岩,石灰岩应用较少。为研究石灰岩用作排水沥青混合料粗集料的可行性,文章在借鉴国内外研究成果的基础上,结合石灰岩粗集料技术性能,通过级配的选择和油石比的确定,开展析漏、稳定度等排水沥青混合料技术指标验证,观察并分析了关键参数对石灰岩排水沥青混合料路用性能的影响,并确定了适用于本研究的最佳配合比设计。最终通过试验段的铺筑和6年后的性能测试,验证了石灰岩可作为排水沥青路面粗骨料进行使用。

基于飞散特性的排水沥青混合料材料组成优化设计研究

为研究排水沥青混合料的原材料组成设计对其抗飞散性能影响,从沥青黏度、沥青油膜厚度、粗集料类型、纤维类型与掺量以及填料类型5个方面出发,以基准配合比为基础,制备排水沥青混合料马歇尔试件,测试了试件的基本体积指标和力学性能,同时在满足规范要求和差异性较小的情况下,开展了马歇尔肯塔堡飞散试验。研究结果表明:高黏沥青相较于SBS改性沥青和橡胶沥青动力成型的试件抗飞散性能更好;沥青油膜越厚抗飞散性能越好,建议油膜厚度为12.5μm;掺加生石灰或消石灰等量替代矿粉以及玄武岩或聚酯纤维均有利于提高混合料抗飞散性能。

橡胶高黏沥青排水混合料性能及施工效果评价研究

排水性沥青路面兼具降噪与排水的功能,但其多孔结构对沥青混合料的路用性能有不利影响。为了保障排水沥青混合料的性能,发挥废弃橡胶粉改性沥青的经济环保优势,文章提出利用高黏改性剂对橡胶沥青进行改性。通过试验对比橡胶沥青混合料与橡胶高黏沥青排水混合料的各项性能后发现,高黏排水沥青混合料的水稳定性、抗车辙性能、浸水飞散性能均远远优于橡胶沥青混合料,并且渗水性能良好。在实体工程中,橡胶高黏沥青排水路面压实度、摩擦系数、渗水系数、平整度等性能满足工程技术要求。

抗滑降噪大孔隙沥青混合料性能研究

本文对HVA-H抗滑降噪大孔隙沥青混合料进行路用性能研究,首先,确定混合料的拌合工艺,然后,采用马歇尔试验方法确定HVA-H抗滑降噪大孔隙沥青混合料的最佳油石比,最后,在确定级配及施工工艺的基础上,对HVA-H型、HVA型和粉末型抗滑降噪大孔隙沥青路面的路用性能进行比较,其中,路用性能研究包括:高低温性能、水稳定性、力学强度性能,飞散性能,为HVA-H型抗滑降噪大孔隙沥青混合料应用于实际工程提供参考。该部分技术要求均参照排水规范中排水沥青混合料设计技术要求。

玄武岩纤维增强高黏改性排水沥青混合料路用性能研究

选用HVA高黏剂与玄武岩纤维对排水沥青混合料的性能进行改善,对HVA+SBS复合改性沥青的掺配方案进行了设计,对不同玄武岩纤维掺量下,HVA+SBS复合改性排水沥青混合料OGFC-13的路用性能进行了室内试验。试验结果表明:随着HVA高黏剂掺量的增加,HVA+SBS复合改性沥青针入度逐渐减少,软化点、延度与动力黏度逐渐增加,建议高黏复合改性沥青中掺配比采用8%HVA+92%SBS;掺入高黏剂、玄武岩纤维后,OGFC-13排水沥青混合料的低温性能、水稳定性能及抗疲劳性能均得到了较好的提升,高温稳定性得到了显著提升,其中相比于SBS排水沥青混合料,HVA+SBS、HVA+SBS+0.3%纤维沥青混合料的动稳定度分别提高了约31.5%、83.8%;在排水沥青混合料中,建议玄武岩纤维的最佳掺入量取0.3%可得到最佳路用性能。