沥青胶浆纤维拉拔试验机研制与应用

为有效测试沥青胶浆与纤维间的黏结特性,研制了一种沥青胶浆纤维专用拉拔试验机。通过拉拔力测试,以黏结强度指标定量评估沥青胶浆与纤维间的黏结性能;并对拉拔仪的功能和效果进行了验证。结果表明,拉拔试验机运行平稳,精确度高,重复性良好,为测试沥青胶浆与纤维的界面黏结特性提供了一种可靠的试验方法。

复合纤维沥青胶浆性能试验研究

为了全面提升沥青胶浆性能,增强沥青混合料路用性能,以玄武岩纤维为基础,分别与聚酯、木质素纤维以不同质量比例复掺制备纤维沥青胶浆,研究纤维复掺对沥青的吸附性能、纤维沥青胶浆的锥入度、软化点等常规性能。结果表明:木质素纤维对沥青吸持能力最出色,聚酯纤维次之,玄武岩纤维最差;与未掺纤维的沥青相比,纤维的掺入有效提升沥青的软化点及抗剪强度;不同纤维类型对相同沥青的软化点及抗剪强度提升程度优劣为聚酯纤维>木质素纤维>玄武岩纤维;随着纤维复掺比例变化,玄武岩纤维比例随之减少,复合纤维沥青胶浆的软化点及抗剪强度则随之上升。与单掺纤维改性沥青相比,复掺纤维改性沥青的软化点及抗剪强度均更出色。

植物茎秆纤维结构及其沥青胶浆流变特性

本研究将棉秸秆、玉米秸秆、废竹、蔗渣制备出植物纤维。采用相关分析和试验评价各植物纤维沥青胶浆的物化特性。结果表明:在微米级结构层面上,棉秸秆纤维、玉米秸秆纤维和蔗渣纤维呈现出空腔管状结构,竹纤维、木质素纤维为实心结构;各纤维的化学成分存在差异,且影响其热解速率。掺入纤维后,沥青胶浆高温稳定性改善明显,在初始试验温度下各纤维沥青胶浆车辙因子提升了23.8%~75.7%,弹性恢复率提高了9.4%~18.5%。掺加纤维后,沥青胶浆低温抗裂性能略有下降,但植物纤维类型对其影响并不显著。

改性秸秆纤维沥青胶浆路用性能研究

为研究改性玉米和棉花秸秆纤维对沥青胶浆路用性能的影响,对不同纤维掺量的沥青胶浆进行锥入度试验、软化点试验、弯曲梁流变试验及黏韧性试验,并与木质素纤维沥青胶浆进行对比,分析纤维种类和掺量对沥青胶浆性能变化的影响规律。结果表明:沥青胶浆的高温性能和抗剪切性能随改性秸秆纤维掺量的增加显著增强,最佳纤维掺量为1.5%~2.0%;改性秸秆纤维沥青胶浆的抗剪切能力、高温抗变形能力和应力松弛能力比未改性纤维沥青胶浆平均提高23.1%、6.5%、5.7%;沥青胶浆掺入改性秸秆纤维后综合性能接近木质素纤维。

镍粉/碳纤维复合导电沥青胶浆的电热性能

基于电阻率、升温速率、车辙因子和劲度模量等指标优选出镍粉/碳纤维复合导电沥青胶浆Ni-CF-2,研究了其电性能和热性能,并根据其内导电材料微观分布研究其导电机理。结果表明,Ni-CF-2在交流电下的电流值显著大于直流电,但非线性伏安特性离散性较大,且同时存在温敏效应和压敏效应;10 mm厚Ni-CF-2的导热系数比基质沥青高18.8%,通电时热量呈现层状的均匀分布,20 min内升温幅度达50℃以上,并具有良好切缝愈合能力;Ni-CF-2试样由导电颗粒的接触或电子跃迁形成导电通路。

煤矸石粉/水镁石纤维复合改性沥青胶浆流变特性研究

煤矸石是煤在开采和洗选的过程中挑选出来的废弃物,大量堆积的煤矸石增加了环境负荷。目前国内外鲜见以煤矸石粉作为填料对沥青混合料进行改性的研究成果,其对沥青混合料性能的改善效果尚待深入探讨。鉴于此,本文开展对煤矸石粉/水镁石纤维复合改性沥青混合料性能研究,明确其适用性及使用效果。结果表明:煤矸石粉可有效改善沥青胶浆的温度敏感性,阻碍沥青中分子链段的运动,提高了沥青胶浆的玻璃态转变温度;煤矸石粉与水镁石纤维的复掺,可进一步降低煤矸石粉改性沥青胶浆的温度敏感性,显著提高其高温性能与抗剪强度。本研究对于提高煤矸石及水镁石纤维在道路工程中的资源化利用率具有重要意义。

纤维改性沥青胶浆高温流变性及低温韧性研究

为了研究纤维改性沥青胶浆的性能,借助针入度、软化点、黏度、动态剪切及低温小梁弯曲试验,研究了不同纤维类型(纤维素、玻璃纤维和聚酯纤维)对沥青胶浆性能的影响规律。结果表明:纤维的添加降低了沥青的针入度,增加了软化点和黏度,说明纤维可以改善沥青胶浆的高温稳定性,也可以改善沥青的高温流变特性和低温韧性;其中纤维素纤维对沥青胶浆的高温流变性能提升效果最佳,聚酯纤维对低温韧性提升效果最明显。

纤维对沥青胶浆性能的影响研究

为了研究纤维对沥青胶浆性能的影响,分别对木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维的性能进行归纳分析,采用三大指标、车辙因子和拉伸断裂能等指标对纤维沥青胶浆的高温和低温性能进行研究分析。结果表明,三种纤维均会对沥青胶浆的性能造成不同程度的提升,木质素纤维的提升效果最佳。结合纤维自身热稳定性和经济性,可根据实际工程情况选择适宜的纤维类型。

不同类型纤维沥青胶浆性能试验研究

研究三种类型的纤维(聚酯纤维、玄武岩纤维、木质素纤维)掺入对沥青胶浆性能影响的好坏程度。通过DSR(动态剪切流变试验)、BBR(弯曲蠕变劲度试验)分析不同类型纤维掺入后沥青胶浆的高低温性能。结果表明:纤维掺入对沥青胶浆的高温性能有显著的提升作用,尤其以聚酯纤维提升效果最好,其高温抗车辙因子是不掺纤维沥青胶浆的2.7倍。在对沥青胶浆低温性能的提升效果上,木质素纤维最好,玄武岩纤维最差。

复合纤维SMA沥青胶浆性能试验研究

针对复掺纤维SMA沥青胶浆性能变化规律,依据沥青胶浆理论,对比复掺纤维添加到高弹复合改性沥青中,与单掺掺纤维前后沥青胶浆的高低温性能的差异,研究复掺聚酯纤维和玄武岩纤维中聚酯纤维含量在复掺纤维中占比为30%、50%、70%时,直剪实验和DSR实验验证高温性能、BBR实验验证低温性能的变化,得出下列结果,复掺纤维能够提高高弹复合改性沥青高低温性能,改善效果最优的是聚酯纤维和玄武岩1∶1复掺,内摩擦角比单掺玄武岩纤维提高了2.18倍,抗车辙因子是玄武岩纤维沥青胶浆的1.67倍,m值比单掺玄武岩纤维m值降低21.6%。

基于流变学的BF-SBS改性沥青胶浆性能研究

为研究玄武岩纤维(BF)对SBS改性沥青流变性能的影响,制备了不同掺量(质量分数为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%)玄武岩纤维-(质量分数为4.5%)SBS改性沥青。采用动态剪切流变仪(DSR)对BF-SBS改性沥青进行温度扫描和多重应力蠕变恢复试验(MSCR)以评价其高温流变性能;通过弯曲梁流变试验(BBR)测得的蠕变劲度s、蠕变速率m等指标分析沥青的低温流变性能。结果表明:随着试验温度上升,各掺量BF-SBS改性沥青胶浆的复数剪切模量G^(*)降低,相位角δ增大,表明BF-SBS改性沥青胶浆拥有更好的弹性特性。在各应力水平下,随着BF掺量增加,BF-SBS改性沥青胶浆的不可恢复蠕变量J_(nr)不断降低,当掺量达到0.4%时,J_(nr)值降至最低。而R值高于基质沥青与SBS改性沥青胶浆,表明BF能够有效提升SBS改性沥青胶浆在高应力作用下的高温变形恢复能力。蠕变劲度模量s、蠕变速率m低温指标测值表明适量玄武岩纤维对沥青胶浆低温性能有一定提升,其中掺量为0.4%的BF-SBS改性沥青表现出最佳的高、低温流变性能。

速生草植物纤维及其沥青胶浆的热性能研究

为探究速生草植物纤维及其沥青胶浆的热性能,采用物理性能试验、热失重试验和差示扫描量热试验测试并比较竹纤维、芦苇纤维及其沥青胶浆的物理性能和热性能,并与木质素纤维及其沥青胶浆进行对比。结果表明:植物纤维的加入可有效提高沥青的高温性能,但对沥青的低温性能有轻微的抑制作用;各路用植物纤维在不同温度范围内的质量损失规律一致;3种植物纤维中,木质素纤维的热稳定性最优,竹纤维次之,芦苇纤维最差;植物纤维可有效改善沥青胶浆的热熔融性,在提高沥青胶浆热稳定性的同时降低温度敏感性;竹纤维沥青胶浆具有最优的低温抗裂性和温度敏感性,速生草植物纤维的低温稳定性优于木质素纤维。

玄武岩纤维沥青胶浆性能试验研究

通过改变玄武岩纤维规格与掺量,研究了玄武岩纤维沥青胶浆抗剪性能、抗裂性能及高温流变性能的变化规律,并借助扫描电镜(SEM)对其微观机理进行了分析.结果表明:玄武岩纤维的掺加大幅提高了沥青胶浆的极限拉力(最高约为原沥青胶浆的4.5倍);高温流变性能显著提高,PG分级由PG70提升至PG76;在玄武岩纤维端部,沥青呈突起状,有利于纤维相互桥接形成网状结构,使其应力分散,从而提高了沥青混合料的稳定性.

棉秸秆纤维改性沥青胶浆试验研究

采用棉秸秆纤维制备不同纤维掺量的沥青胶浆,以锥入度试验和动态剪切流变试验对其路用性能进行评价,并与木质素纤维沥青胶浆进行对比。结果表明,纤维的加入可以明显降低沥青胶浆的锥入度和温度敏感性,提高沥青胶浆的抗剪切强度、复数剪切模量及车辙因子。与木质素纤维相比,在15~50℃、纤维掺量1%~4%的情况下,棉秸秆纤维沥青胶浆锥入度平均减小7.0%,抗剪强度平均高出17.1%。在纤维用量同为2%的情况下,棉秸秆纤维胶浆的复数剪切模量高出32.2%,车辙因子高出31.9%。随着纤维掺量增加,纤维沥青胶浆的锥入度降低,抗剪强度增大,其中纤维掺量1%~3%之间变化明显。纤维在沥青中的最佳掺量为2%~3%。随温度升高,纤维沥青胶浆的锥入度增大,抗剪强度降低,其中15~25℃抗剪强度降低幅度较大。纤维的稳定增韧作用主要体现在高温区。

玄武岩纤维增强沥青胶浆试验与性能研究

沥青胶浆作为沥青混合料的重要组成部分,对沥青混合料的性能有非常重要的影响。根据SHRP研究结果,沥青与矿粉对于高温车辙的贡献率为29%,对疲劳的贡献率为52%,对温度裂缝的贡献率为87%。在混合料中,沥青吸附在填料表面形成薄膜并和填料一起组成沥青胶浆后,既对其它的粗细集料产生粘附作用,又起到填充粗细集料孔隙的作用,对沥青混合料强度的形成有着重要的影响。玄武岩纤维改性沥青胶浆是在沥青胶浆中掺入合适用量的玄武岩纤维,通过对纤维沥青胶浆的高温、低温和疲劳性能研究,深入了解玄武岩纤维及其掺量对沥青胶浆性能的影响。

纤维沥青胶浆剪切性能的DSR试验研究

沥青混合料的剪切性能与路面高温车辙等病害密切相关,对于纤维沥青混合料而言,纤维沥青胶浆的剪切性能将对沥青混合料的性能产生直接的影响。为了研究纤维沥青胶浆的动态剪切性能,在64℃、70℃、76℃3种试验温度下,对不同纤维掺量和粉胶比的沥青胶浆进行了DSR动态剪切试验。结果表明:纤维沥青胶浆的抗剪性能随着纤维掺量和粉胶比的增加而提高,并对矿粉和纤维对剪切性能的作用机理进行了分析;粉胶比与纤维掺量影响结果对比分析表明,胶粉比提高0.3和纤维掺量增加1%对剪切性能的影响近似相同。

纤维种类对沥青胶浆及沥青混合料性能的影响研究

为在实际路面工程中合理选择纤维种类,本文将木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维加入沥青及混合料中并对其性能进行研究。通过测试不同种类纤维沥青胶浆的流变性能、抗剪性能、抗裂性能以及纤维沥青混合料的高、低温性能,抗反射裂缝性能、水稳定性等指标,结果表明:纤维的添加可以改善沥青胶浆及沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性以及抗反射裂缝性能,其中,聚酯纤维在低温性能、抗反射裂缝性能方面优于木质素纤维和玄武岩纤维,而玄武岩纤维在高温性能、力学性能方面优于聚酯纤维和木质素纤维,因此,可根据路面工程实际服役环境优选纤维或考虑纤维混掺等措施。

玄武岩纤维对沥青胶浆性能的影响研究

文章为研究玄武岩纤维对沥青胶浆性能的影响,在石油沥青中添加不同规格的玄武岩纤维,通过石油沥青的布氏旋转黏度试验、拉伸试验、动态剪切流变试验(DSR)来研究不同掺量、不同长度的玄武岩纤维对石油沥青工作性能、低温抗断裂性能、高温流变性能的影响。结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,石油沥青的黏度逐渐增加,工作温度提高;随着玄武岩纤维掺量的增加,-5℃时低温抗断裂性能显著提高,-10℃、-15℃时低温抗断裂性能先增加后降低;结合本次试验的数据可知,玄武岩纤维最佳掺量为4%,玄武岩纤维长度为6 mm较适宜;相比不添加纤维,玄武岩纤维的加入可以很好地提高沥青胶浆的车辙因子。

碳纤维沥青胶浆路用性能试验研究

碳纤维是"外柔内刚"的新一代增强纤维。采用锥入度试验、低温延度试验和动态剪切流变试验,分析不同掺量和不同长度碳纤维条件下沥青胶浆的抗剪强度、低温性能和高温流变特性。结果表明:掺入碳纤维沥青胶浆抗剪切性能显著增强;随着纤维掺量增大、纤维长度增加,沥青胶浆抗剪强度提高,但其低温延度有所降低;碳纤维能显著提高沥青胶浆高温抗车辙性能,其对沥青的稳定与增强作用是主要原因。

矿物纤维沥青胶浆性能试验研究

常规的SMA沥青混合料中以添加木质素纤维为主,为了研究矿物纤维对SMA沥青混合料的影响及其适应性,分析了不同矿物纤维掺量及纤维品种对沥青胶浆性能的影响,发现矿物纤维掺量的变化对沥青胶浆性能的影响程度要大于纤维品种的调整,对于SMA这种骨架密实型混合料,矿物纤维掺量在0.4％～0.6％内是合适的,综合混合料性能、工程造价等多方面因素考虑,可采用0.4％的矿物纤维掺量,此时沥青胶浆的135℃运动黏度最小,施工和易性最好.