岩沥青改性混合料设计及施工质量关键技术研究

为提升岩沥青改性混合料的路用性能,采用分级掺配法进行岩沥青改性混合料配合比设计,通过铺设试验路,提出混合料施工与质量控制要点。结果表明,采用分级掺配法设计沥青混合料,且在70#基质沥青混合料中添加8%岩沥青,抗车辙性能有较大幅度提升。岩沥青路面施工时应注意拌和时间、拌和温度与碾压温度的控制,碾压过程中应特别注意控制温度并实时监测,避免温度降低影响压实效果。分级掺配改进沥青混合料配比对于提升沥青路面建设的质量和社会经济效益,具有积极的促进作用。

抗车辙岩沥青改性混合料性能研究

采用2种基质沥青(SK 70#、中海70#沥青),以3种不同天然岩沥青(北美天然岩沥青、明星天然岩沥青及青川天然岩沥青)为改性剂制备岩沥青改性沥青,研究了改性沥青性能;并通过优化,以AC-16岩沥青改性沥青混合料作为研究目标,系统研究了天然岩沥青改性沥青混合料的高温稳定性(动稳定度、蠕变模量)、水稳定性能及疲劳性能;得到了天然岩沥青混合料在大幅提高沥青混合料高温抗车辙性能的同时,其他性能也能得到不同程度改善的结论,为天然岩沥青改性混合料用于我国沥青混合料路面建设提供了重要参考。

阿尔巴尼亚岩沥青改性混合料设计及性能试验

为分析阿尔巴尼亚岩沥青改性剂的适用性,以AC-13C型沥青混合料为研究对象,对5种不同ARA掺量的改性混合料的配合比设计和路用性能进行了室内试验。基于天然沥青中纯沥青和矿物质分别等量替代普通沥青混合料中部分石油沥青和矿粉的原则,提出了天然沥青改性混合料配合比设计的调整计算公式;再采用ARA改性沥青粘温曲线确定了不同ARA掺量的改性混合料的拌和与压实的温度范围;据此进行了ARA改性混合料的马歇尔试验验证和路用性能试验检验。试验结果表明:ARA是一种沥青含量超过70%的硬质天然沥青,实际应用中宜采用538℃燃烧法测试其沥青含量;随着ARA掺量的增加,ARA改性混合料的马歇尔稳定度逐渐增加,而流值逐渐减小;动稳定度、抗弯拉强度和劲度模量加速递增,马歇尔残留稳定度和冻融劈裂强度比呈"S"型增长,最大弯拉应变呈平缓的加速递减,而表面渗水系数和构造深度无明显变化规律。ARA的掺入可显著提高其改性混合料的高温稳定性和抗疲劳性能,有效增强水稳定性,但对低温抗裂性能有所降低,而对表面抗渗和抗滑性能影响较小。建议ARA的适宜掺量范围为其改性混合料质量的0.5%～1.0%。

沥青纤维改性混合料在混凝土桥面铺装层的应用

说明了混凝土桥面铺装层的使用要求和沥青纤维改性混合料的作用原理。

沥青纤维改性混合料在混凝土桥面铺装层的应用

说明了混凝土桥面铺装层的使用要求和沥青纤维改性混合料的作用原理。

沥青纤维改性混合料在混凝土桥面铺装层的应用

说明了混凝土桥面铺装层的使用要求和沥青纤维改性混合料的作用原理。

沥青纤维改性混合料在混凝土桥面铺装层的应用

说明了混凝土桥面铺装层的使用要求和沥青纤维改性混合料的作用原理。

温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能研究

为研究再生SBS改性沥青混合料(RAP)掺量和温拌剂种类对温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能的影响,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验分析了在RAP掺量为0,10%,30%,50%,Sasobit温拌剂掺量为3.0%和Evotherm温拌剂掺量为2.0%的温拌SBS改性再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳性能,并通过灰色关联度分析RAP掺量对两种温拌再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明,RAP的掺入可以极大地改善温拌再生沥青混合料的高温性能,但不利于其低温抗裂性能和水稳定性能。不同RAP掺量的沥青混合料对各项路用性能影响程度大小排序均为:水稳定性能<低温抗裂性能<高温稳定性能。在RAP掺量为30%时,掺入Evotherm温拌剂的再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能优于掺入Sasobit温拌剂的再生沥青混合料。

上面层改性沥青混合料低温性能综合对比评价

【目的】分析足尺路面试验环道所用7种上面层细粒式改性沥青混合料的低温性能。【方法】通过小梁低温弯曲、中梁线收缩系数和法国M2F梯形梁动态模量3种室内试验开展研究及相关性分析,并应用多指标试验结果的无量纲归一化赋权求和法进行综合对比评价。【结果】最大弯拉应变、应变能密度、线收缩系数、复模量和相位角均可作为改性沥青混合料低温性能的合理评价指标;对比改性沥青类型,采用低温延性强的SBS改性沥青制备的混合料低温性能最优,橡胶沥青混合料的次之,掺抗车辙剂能增强SBS改性AC类混合料的低温性能;对比矿料合成级配,SMA类的低温性能最优,SBS改性AC类中粗集料含量越低,其低温性能越好;多孔排水式高黏SBS改性PAC类具有优良的黏弹性和低温收缩性能。【结论】评价结果可为环道沥青路面低温性能长期监测对比提供参考。

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。

改性钢渣-沥青混合料的性能及机理

采用甲基硅酸钠溶液、二氧化硅胶体溶液、聚丙烯酸酯乳液对钢渣进行浸泡改性处理,通过性能测试、扫描电子显微镜(SEM)、声发射等测试方法研究了改性钢渣的物理、力学性能,改性钢渣-沥青混合料的性能,钢渣的改性机理和改性钢渣-沥青混合料的抗裂机理。结果表明,4.75~19 mm钢渣经1%~4%浓度溶剂改性后,物理性能得到明显改善;经3%浓度溶剂改性后的钢渣制备的改性钢渣-沥青混合料的体积稳定性较未改性钢渣-沥青混合料(RSAM)提高了27.92%~39.09%;改性钢渣表面包裹着不同状态的不溶于水的改性保护层,经二氧化硅改性后的钢渣(SMS)表面呈现出致密的层状结构且保持表面粗糙,改性效果最优;二氧化硅改性钢渣-沥青混合料(SMSAM)的裂纹宽度减小,主裂纹出现的时间较晚,SMS对SMSAM的断裂破坏起到了一定的减缓作用,提高了混合料的抗开裂性能。

废胶粉改性沥青混合料路用性能研究

为保证我国道路工程建设持续高质量绿色发展,文章依托国内大市场优势,采用国产原材料与15%掺量的废胶粉改性沥青分别拌制AC-13(C),SBS(Ⅰ-D)SMA-13混合料,依据现行规范测试混合料的各项路用性能指标。测试结果表明,密级配废胶粉改性沥青混合料的高温稳定性与抗损水性能较基质沥青混合料大幅提高,基本接近SBS(Ⅰ-D)改性沥青混合料。低温抗裂性能方面表现出良好的路用性能,更适用于温差较大的地区。文章研究内容可为废胎胶粉改性沥青混合料的应用提供参考和借鉴。

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。

基于响应曲面法的PCB/WCF改性沥青混合料优化设计

为改善废轮胎热解炭黑(PCB)改性沥青混合料的水稳定性,利用废弃鸡羽毛(WCF)的羊毛状纤维有益于沥青混合料水稳定性提升的特点,制备了AC-13 PCB/WCF改性沥青混合料。首先通过激光粒度仪,扫描电子显微镜与能谱仪分析了PCB与WCF的微观形貌与表面化学元素分布。然后基于响应曲面法(RSM)设计了PCB掺量、WCF掺量以及油石比对沥青混合料AC-13的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比影响的试验方案。最后通过方差分析(ANOVA)方法研究了3个自变量及其交互作用对沥青混合料的空隙率、马歇尔稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比的影响,并建立了PCB/WCF改性沥青混合料AC-13性能预测模型。结果表明:PCB的粒径分布集中在197~358 nm,表面灰分会降低PCB与沥青的相容性;WCF羽轴两侧的羽片呈扇状分布,主要化学元素为碳、氮、氧、硫。由优化模型获得的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13最佳优化参数为,PCB掺量0.52%,WCF掺量0.36%以及油石比5.5%;对应预测值为空隙率3.85%,马歇尔稳定度11.79 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.56%;基于最优参数配合比制备的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13验证试验结果为空隙率3.69%,马歇尔稳定度11.6 kN以及冻融劈裂抗拉强度比84.9%,且都在95%置信区间内,表明模型具有较好的预测能力;优化设计的PCB/WCF改性沥青混合料AC-13的预测值和试验验证值均满足中国改性沥青混合料的性能要求。

基于灰靶决策模型的改性钢渣-沥青混合料路用性能评价

针对钢渣体积稳定性差、钢渣-沥青混合料道路过早开裂的问题,采用二氧化硅胶体溶液对钢渣进行浸泡改性处理,通过力学性能测试、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)检测、路用性能测试等方法研究了改性钢渣的物理力学性能、改性钢渣-沥青混合料的性能和钢渣的改性机理,并引入灰靶理论决策方法,综合改性钢渣-沥青混合料的各项性能指标,确定钢渣的最佳改性方案。结果表明:钢渣改性后,物理力学性能明显提高;钢渣的改性浓度越大,沥青混合料的高温性能越佳;延长钢渣的改性时间,沥青混合料的低温抗裂性能提高;且钢渣改性之后,沥青混合料的水稳定性能显著提高。基于灰靶决策理论,最终确定钢渣的最佳改性方案是在改性浓度(溶液质量分数)为3%的溶液下浸泡24 h。

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%。

改性沥青混合料动态模量的多影响因素分析

为探明多因素作用下沥青混合料力学性能,采用UTM-25万能试验机测定添加3种外加剂(橡维联、抗车辙剂和PR-Module(PR.M))的混合料动态模量,研究其与外加剂、温度和频率的作用规律。结果表明:3种外加剂均可有效提升混合料力学性能,橡维联体现在改善其粘弹特性,抗车辙剂和PR.M表现于调节其内部嵌挤作用。5种沥青混合料的抗变形能力均随温度升高或频率降低而下降,但同时掺加橡维联和抗车辙剂可有效缓解其衰减趋势。较基质沥青混合料,频率变化对改性沥青混合料的影响程度更大,说明其弹性更强,抵抗高温变形的能力更优。温度升高导致不同沥青混合料相位角相异,且混合料承受荷载的主要因素改变,由低温时粘结力为主,过渡到高温时内部嵌挤作用为主。

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。

多种改性沥青混合料路用性能的差异性试验

研究采用废旧塑料、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、水泥-玄武岩纤维等3种改性剂对沥青改性,开展多种改性沥青混合料路用性能试验。在动稳定度方面,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青混合料试验结果为3200次·mm^(-1),旧塑料改性沥青混合料为2600次·mm^(-1),水泥-玄武岩纤维改性沥青混合料为1800次·mm^(-1);在抗弯拉性能方面,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青混合料的抗弯拉应变达到3615.00μ,抗弯拉强度达到11.63MPa,远高于其他2种改性沥青混合料,其劲度模量为3221.30MPa,三者中最低,说明其开裂风险较低;在水稳定性方面,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青混合料的抗水损害能力显著提升,浸水残留稳定度比为94.11%。试验结果表明改性剂对沥青混合料的路用性能具有较大影响,可优选苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性剂。