冻融循环下纤维增韧型环氧沥青混合料损伤演化

为了研究季冻区玄武岩纤维增韧型环氧沥青混合料的性能劣化规律,首先,通过沥青黏温曲线分析和直接拉伸性能测试,初步确定纤维长度和掺量,并对比纤维改性前后的环氧沥青混合料(EAC)的路用性能,进一步确定最佳纤维长度和掺量,形成玄武岩纤维增韧型环氧沥青混合料(FEAC)的设计流程。随后,进行低温弯曲试验,测试不同冻融损伤程度沥青混合料的弯拉强度、弯拉应变、弯曲劲度模量和弯曲应变能密度。研究结果表明:6%(质量分数)玄武岩纤维掺量的FEAC具有较好的高温性能和低温抗裂性,并保持了与EAC相当的水稳定性。随着冻融循环次数的增加,EAC和FEAC的弯拉强度、弯曲劲度模量和弯曲应变能密度逐渐降低,而弯拉应变的变化趋势则与之相反。相较于EAC,FEAC表现出更高的弯拉强度、弯拉应变和较低的弯曲劲度模量。FEAC和EAC的弯曲应变能密度冻融损伤变化均呈现明显的3段式性能下降。S形逻辑函数能够有效地描述冻融循环的损伤变化规律,其中模型参数a、k和x c显示出玄武岩纤维对延缓环氧沥青混合料冻融损伤增长具有积极作用。

不同纤维增韧环氧沥青混合料性能

为探究不同种类纤维(玄武岩纤维、玻璃纤维和聚酯纤维)对环氧沥青混合料抗开裂和耐疲劳性能的提升效果,在混合料配比设计的基础上,采用车辙试验、低温小梁试验、浸水马歇尔试验以及冻融劈裂试验等对其进行路用性能测试。通过冲击试验,探究纤维对环氧沥青混合料的三种增韧效果:在环氧沥青混合料中添加纤维可以不同程度提高其路用性能;低温性能再加入纤维后,提升效果较为明显;添加玄武岩纤维路用性能优于玻璃纤维和聚酯纤维。

初期荷载作用下环氧沥青混合料损伤分析

采用劈裂试验和三点弯曲疲劳试验,研究环氧沥青混合料强度发展规律,分析在初期荷载作用下环氧沥青混凝土疲劳性能的影响。结果表明:环氧沥青混合料的强度增长速度在初期较慢,随着养生时间的延续,强度增长速率不断提高,当强度达到一定的值之后,强度增长变慢,最后强度不再显著增长;环氧沥青混合料初期养生时间越短,强度越小,在相同的荷载作用次数下,疲劳寿命越小,损伤程度越大;机场环氧沥青混凝土道面合适的交通开放时间可选为施工后6 h。研究成果为环氧沥青混合料的进一步应用提供参考。

聚酯纤维环氧沥青混合料在高速公路养护中的应用研究

文章依托某高速公路沥青路面养护工程,探讨了聚酯纤维环氧沥青混合料的路用性能,对聚酯纤维环氧沥青混合料作为超薄罩面的预防性养护效果展开综合评价。结果表明:聚酯纤维环氧沥青混合料的路用性能优于基质沥青和环氧沥青混合料,其具有良好的服役质量及寿命;聚酯纤维环氧沥青混合料作为超薄薄层罩面施工后沥青路面的各项性能指标均满足规范使用要求,预防性养护效果表现良好,可在高速公路沥青路面预养工程中推广与应用。

冷拌环氧沥青混合料在机场道面维修中的施工技术

简述某机场道面维修工程概况、质量目标、施工计划和施工工序,从机场道面面层铣刨与处理、洒布环氧沥青黏结层、冷拌环氧沥青混合料制备、混合料摊铺与碾压以及后续施工作业等方面,阐述冷拌环氧沥青混合料在机场道面维修中的施工技术。检验结果表明:该项施工技术取得了良好的工程质量,展示了良好的应用前景。

国产高温固化环氧沥青混合料生产施工关键技术研究

针对环氧沥青材料的性能特点,研究了国产高温固化环氧沥青混合料在不同温度下的施工可操作时间;考察了拌和工艺和生产施工温度对混合料马歇尔指标的影响;并研究了养护条件对混合料强度形成的影响规律。试验结果表明:在160~180℃范围内,国产高温固化环氧沥青混合料具有较长的施工可操作时间(3~4 h),能满足工程应用需要;拌和工艺对混合料性能影响较小,通常工艺为主剂和固化剂先混合均匀,再与基质沥青及石料拌和;生产施工温度对混合料的性能有显著影响,其中拌和温度宜为160~180℃,碾压温度不宜低于130℃,施工环境温度不宜低于10℃;混合料强度的发展主要取决于养护时间和养护温度;准确把握高温固化环氧沥青混合料在生产施工过程中的关键节点,可有效地保证工程顺利实施。

环氧沥青混合料在高速公路养护工程中的应用研究

针对当前高速公路沥青路面的车辙问题,提出采用环氧沥青混合料提升沥青路面抗车辙性能的方法。设计不同养护时间下的环氧沥青混合料劈裂试验,验证其劈裂强度随养护时间变化的规律,对比SMA-13沥青混合料,分别评价环氧沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性,并依据镇溧(镇江—溧阳)高速公路的预防性养护工程对环氧沥青路面的性能进行验证,结果表明:环氧沥青混合料的马歇尔稳定度和劈裂强度与养护时间呈正相关关系;环氧沥青混合料的高温稳定性明显优于SMA-13沥青混合料,水稳定性较SMA-13沥青混合料稍优;利用环氧沥青混合料处置后的沥青路面的动稳定度可提高一倍,且通车7个月后车辙深度仍小于3 mm。

后掺法环氧沥青混合料施工工艺研究及应用

为解决环氧沥青混合料可容许施工时间短的难题,降低因其引发的质量风险,系统研究了现行环氧沥青混合料施工工艺各环节,提出将环氧沥青B组分、A组分分别在拌合站及摊铺过程中添加的后掺法施工工艺。在室内模拟后掺法工艺制备混合料试件,进行路用性能及长期使用性能试验研究;联合某机械厂家研发了专用摊铺机,通过实体工程对后掺A组分均匀性及准确性进行检验,工后检测路面各项性能指标。结果表明:采用后掺法制备的环氧沥青混合料具备较好的路用性能及长期使用性能;摊铺过程中A组分添加计量准确、分散均匀性良好,工后路面各项性能指标检测良好。证明该工艺可行,为环氧沥青混合料施工提供了一种工艺选择。

玄武岩纤维对不同级配环氧沥青混合料性能的影响研究

通过将不同掺量的玄武岩纤维掺入三种AC级配环氧沥青混合料中进行改性,以动稳定度、最大弯拉应变、浸水残留稳定度、冻融劈裂强度比及疲劳寿命次数为试验指标,系统研究了玄武岩纤维掺量对不同AC级配环氧沥青混合料路用性能的影响规律。结果表明:通过增大级配公称最大粒径可以改善环氧沥青混合料的高温稳定性,但不利于其低温抗裂性、水稳定性及抗疲劳性,故建议选择公称最大粒径较小的级配;掺入玄武岩纤维能够有效改善环氧沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性;掺入玄武岩纤维虽对环氧沥青混合料的抗水损害能力有所影响,但仍满足规范使用要求;玄武岩纤维改性环氧沥青混合料的推荐掺量为6%,有利于提升其使用性能及寿命。

玻璃纤维改性环氧沥青混合料路用性能试验研究

为了研究玻璃纤维对环氧沥青混合料路用性能的影响,采用车辙、小梁弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂及疲劳弯曲试验,考察了0~0.4%玻璃纤维掺量下不同AC级配环氧沥青混合料的路用性能。结果表明:玻璃纤维具有加筋、增韧、阻裂等作用,掺入玻璃纤维能够有效增强环氧沥青混合料的路用性能且高温抗稳定性、低温抗裂性以及抗疲劳性能的增幅效果较为明显;级配公称最大粒径越大,环氧沥青混合料的高温稳定性越好,但其低温抗裂性、水稳定性及抗疲劳性则会越差,因此环氧沥青混合料不建议选择公称最大粒径过大的级配;综合玻璃纤维环氧沥青混合料的路用性能可知,推荐采用掺量为0.3%的玻璃纤维改性,有助于提高环氧沥青混合料的服役质量及使用寿命。

钢桥面环氧沥青混合料铺装结构养护方案对比分析

结合鄂东长江公路大桥钢桥面铺装养护工程,针对双层环氧铺装结构养护维修,提出了双层冷拌环氧沥青铺装结构、双层热拌环氧沥青铺装结构、UHPC(超高性能混凝土)+EBCL抗滑磨耗层铺装结构三种养护维修方案。对三种养护方案的路用性能和施工条件进行对比分析,对比结果表明:冷拌型环氧沥青混合料和热拌型环氧沥青混合料的层间黏结效果和混合料力学性能略低于UHPC,但施工条件相对简单,工期短、利于施工组织,对于钢桥面环氧沥青铺装养护工程具有一定的技术优势。

环氧沥青混合料路用性能及机理研究

对环氧沥青混合料的空隙率测定方法、马歇尔稳定度增长规律、抗裂、抗滑等关键性能及机制进行了试验研究。结果表明:环氧沥青混合料的沥青吸收系数大于1,用饱水率计算空隙率更为合理;较粗的级配会降低初期马歇尔稳定度,较小的气温日较差和一定时长的日照有利于稳定度增长;已固化颗粒的物理填充不能提高稳定度,混合料的高强度源于环氧树脂与沥青混溶后的共同固化。应依据不同的固化特性制定有针对性的水稳定性检验方案,固化度不足时残留稳定度会大于100%。环氧沥青混合料低温劈裂强度和韧性较高,劈裂应变较小,劈裂强度是表征抗裂性能的最佳指标,空隙率和容留时间的增加会降低抗裂性能;粗集料断裂增加环氧沥青混合料的脆性,砂浆含量的增加有益于韧性,两者协同影响抗裂能力。不同配合比的构造深度差异很小,级配越细、沥青砂浆越粗糙、固化度越低时摆值越大。路面磨损会使构造深度进一步减小,但摆值增加。

环氧沥青混合料强度的时温依赖性

分析了环氧沥青化学反应机理及强度增长特征,并根据固化进程中环氧沥青体系黏度增长规律,建立其强度的时温模型,进而研究了促进剂的含量对强度增长的影响。依据等温养生试验,解析强度方程参数,并采用强度方程对自然养生的强度进行预测。结果表明:理论预测强度和实际强度较为吻合;混合料强度增长主要与结合料体系的黏度增长有关;该方法可用于实体铺筑环氧沥青混合料的强度预测,并确定实际养生期限以及开放交通的时间。

环氧沥青混合料低温性能及评价指标

为了给低温条件下环氧沥青混合料道面设计提供理论依据,通过室内试验,研究了环氧沥青混合料低温开裂性能及性能评价指标.通过沥青混合料多种低温评价指标适用性分析,建议低温劈裂强度作为评价环氧沥青混合料低温抗裂能力的指标;寒冷地区新建的环氧沥青道面结构设计,以低温开裂临界温度-31℃作为考虑面层低温开裂的设计指标,以低温劈裂强度作为结构设计控制指标.结果表明,环氧沥青混合料在低温条件下蠕变速率小,塑性差,但低温抗裂性能较好,抗拉强度是同类型改性沥青混合料的1.3~2.0倍,劲度模量为1.3~1.9倍.

基于简单性能试验的环氧沥青混合料动态模量研究

为了探索钢桥面铺装用热固性环氧沥青混合料的动态模量规律,首先通过简单性能试验(SPT)分析了不同影响因素下环氧沥青混合料动态模量值的变化规律,并将其同其他常用沥青混合料的动态模量进行对比;进而根据时温等效原理,通过最小二乘拟合分析建立了环氧沥青混合料动态模量的预估模型.结果表明:环氧沥青混合料的动态模量值比相同试验条件下其他材料的动态模量值大,同时,环氧沥青混合料的动态模量值随温度的升高而减小,随加载频率的升高而增大.最后建立了参考温度为20℃时环氧沥青混合料的动态模量主曲线,为环氧沥青桥面铺装的设计与分析提供了材料动态参数.

基于低温性能的橡胶颗粒环氧沥青混合料研究

为了分析橡胶颗粒对环氧沥青混合料低温性能的改善作用,在选择形状特征及硬度合适的橡胶颗粒的前提下,基于抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量、脆化点温度及应变能密度对不同橡胶颗粒体积掺量下的环氧沥青混合料的低温性能进行研究,并通过室内试验对不同橡胶颗粒体积掺量下的环氧沥青混合料的水稳定性及高温性能进行验证.结果表明:橡胶颗粒的细长扁平颗粒含量越小、邵尔A型硬度越大,橡胶颗粒环氧沥青混合料的压实效果及抗松散性越好;体积掺量合适的橡胶颗粒对环氧沥青混合料的抗弯拉强度、水稳定性及高温性能影响不大,但能显著提高其低温变形能力,降低其脆化点温度,改善其低温性能;在-15℃时,5%橡胶颗粒体积掺量下的环氧沥青混合料相对未掺加橡胶颗粒的环氧沥青混合料,应变能密度提高了108.0%.

轻质环氧沥青混合料性能试验研究

选取碎石型和圆型两种类型陶粒,对其主要性能指标进行测试,然后对以不同质量替代率替代玄武岩集料的碎石型陶粒和圆型陶粒轻质环氧沥青混合料使用性能进行了研究,通过强度、抗车辙性能、水稳定性试验,确定了陶粒种类和替代率对轻质环氧沥青混合料性能的影响程度,推荐替代率为70%(质量分数)的圆型陶粒轻质环氧沥青混合料作为超长跨径桥梁和特殊结构桥梁(如开启桥等)钢桥面铺装的材料.

基于弯曲试验模式的环氧沥青混合料动态模量

为研究环氧沥青混合料的动态特性,采用弯曲试验模式,测试并分析-15,5,25,45,60℃以及0.1,0.5,1.0,5.0,10.0,20.0 Hz条件下环氧沥青混合料的动态弯曲模量及其应力依赖性,依据时-温等效原理和WLF模型建立了动态弯曲模量主曲线,并与改性沥青SMA进行对比.研究结果表明:环氧沥青混合料动态弯曲模量主要受温度影响,随温度升高而显著减少,-15℃与60℃时相差2个数量级,动态弯曲模量还随频率的增大而增加;动态弯曲模量具有一定的应力依赖性,随应力水平的增大而减小;非线性S形主曲线连续而光滑,可以很好地预测任意温度和频率组合的动态弯曲模量;环氧沥青混合料动态弯曲模量在宽频范围内均大于改性沥青SMA.

基于Superpave的机场环氧沥青混合料配合比设计

通过对Superpave配合比设计方法原理及特点分析,结合机场特殊荷载条件,展开对机场道面环氧沥青混合料配合比设计的研究。结果表明:考虑到飞机荷载的特殊性,推荐选用设计旋转压实次数为80次,设计压实次数下的空隙率和矿料间隙率为确定环氧沥青用量的体积设计指标,并以初始旋转压实次数的压实度和最大旋转压实次数下的压实度作为最佳环氧沥青用量的验证指标。最后通过选择两种集料进行配合比设计,通过对比分析选择最优级配,并确定最佳沥青用量为5.12%。

基于灰关联分析的环氧沥青混合料抗弯拉性能研究

通过对沥青混合料开裂机理的分析,采用能综合反映沥青混合料强度和变形特性的弯曲应变能密度临界值作为环氧沥青混合料抗弯拉性能的评价指标.在M TS810材料试验机上进行不同温度条件下环氧沥青混合料的小梁弯曲试验.采用灰色关联分析法分析了不同温度条件下环氧沥青混合料的弯拉强度、临界弯拉应变及弯曲劲度模量等指标与混合料弯曲应变能密度临界值的相关联程度.研究表明,与弯拉强度、临界弯拉应变相比,弯曲应变能密度临界值能较为科学地评价环氧沥青混合料的抗弯拉性能;弯曲劲度模量与应变能密度临界值指标的关联性较差,因此,弯曲劲度模量作为环氧沥青混合料抗弯拉性能评价指标还有待于进一步研究.