纤维沥青混合料细观损伤断裂试验新型测试方法的应用

沥青混合料的抗裂性能在很大程度上决定了沥青路面的使用寿命,其粗集料骨架及细观介质成分(FAM)等内部结构组成的差异又会影响沥青混合料的抗裂性能。纤维因其优异的物理力学特性被广泛应用于提升沥青混合料的抗裂性能,为了有效表征纤维沥青混合料的瞬时损伤演化并评估其断裂特性,开发了一种新型测试方法,通过原位动态拉伸(ISDT)试验对沥青混合料细观损伤断裂性能进行表征。为了研究纤维沥青混合料细观损伤与宏观断裂性能之间的关系,设计添加和不添加纤维的沥青混合料,进行宏观半圆弯拉(SCB)及细观ISDT试验,定义荷载-位移曲线的特征参数表征其抗裂性能,并实时观测细观裂纹密度扩展情况。结果表明,随着纤维用量的增加,沥青混合料和FAM的断裂能和断裂韧性有相当的增加趋势,且沥青混合料及FAM的裂纹萌生及扩展存在滞后效应。因此,ISDT试验是评价纤维沥青混合料细观损伤断裂性能的一种有效手段。

基于图像散斑技术的纤维沥青混合料开裂演化行为研究

选用3种纤维(聚酯纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维)对AC-13沥青混合料进行改性。通过半圆弯拉试验同步结合图像散斑技术,研究纤维沥青混合料抗裂性能。根据混合料预切缝处的速度、裂纹演化趋势以及应变,探寻纤维沥青混合料裂缝起裂、发展规律。结果表明:纤维的添加可以提高沥青混合料的柔性指数,延缓混合料峰值荷载拐点出现的时间,全场应变可以较为高效地反映纤维沥青混合料横向和竖向的裂纹发展规律。半圆弯拉试验力学指标(柔性指数)与图像散斑技术指标(第I阶段速度变化率和转折点1的时间)的线性相关系数R2均大于0.9。对于沥青混合料开裂阻滞作用,依次为玄武岩纤维优于玻璃纤维、聚酯纤维。

纤维沥青混合料老化耐久性能研究

为明确纤维沥青混合料的老化耐久性,提高沥青路面路用性能,通过室内老化试验、力学性能试验、低温弯曲试验及水稳定性试验综合评价了纤维沥青混合料的老化耐久性,对比分析了多种纤维沥青混合料的耐久性能。试验结果表明:竹纤维沥青混合料比木质素纤维沥青混合料的低温稳定性和水稳定性更佳,但前者的力学性能较弱;通过吸附、稳定及加筋作用,纤维能有效抑制裂缝的产生及发展;掺加竹纤维可以显著提升沥青混合料的抗老化及抗变形能力。

21世纪以来基于CiteSpace的纤维沥青混合料研究进展分析

为探究21世纪以来国内纤维沥青混合料的研究现状,并为后续阶段的研究提供参考方向,文章以中国知网2000—2021年共712篇文献为研究样本,借助CiteSpace可视化文献分析软件,依次以作者和关键词为节点,制作纤维沥青混合料相关的知识可视化图谱,并从研究现状、焦点及演进趋势多维度对其研究进行分析和总结。研究表明,自2013年以来,纤维沥青混合料的研究总体上呈稳步发展趋势;发文作者的分布较为分散,虽有一定的网状结构,但未形成明显聚类。后续研究应着眼于价格低廉、绿色环保的新型纤维材料发展,提高路面耐久性、抗变形能力等,最终达到延长路面使用寿命的目的。

纤维沥青混合料路用性能

纤维沥青混合料以其优良的技术性能与合理的经济性,受到人们的普遍关注,但目前对其性能研究尚缺乏系统性。从不同纤维的微观特性出发,通过不同级配纤维沥青混合料的车辙试验、低温弯曲和弯曲蠕变试验、小梁疲劳试验和混合料耐水害性能试验,分析了纤维和级配类型对沥青混合料路用性能的影响,并从复合材料角度对纤维的加强和改善作用机理进行了分析。

纤维沥青混合料的低温抗裂性能

从不同纤维的微观特性和纤维沥青胶浆的沉锤试验出发 ,通过 3种级配的纤维沥青混合料低温弯曲蠕变试验 ,分析了纤维和级配对沥青混合料低温抗裂性能的影响 ,并从复合材料角度对纤维的加强和改善作用机理进行了剖析 .结果表明 ,纤维的加入可明显提高沥青混合料的低温抗裂性能 。

纤维沥青混合料性能试验分析

通过对纤维沥青混合料的水稳定性试验、高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性能试验全面研究纤维沥青混合料的性能。结果发现:纤维和沥青的粘附性很好,掺纤维后沥青混合料水稳定性也得到了提高,但应注意控制混合料的空隙率;纤维使混合料高温稳定性增强,动稳定度明显提高;建议在车辙试验采用动稳定度为指标时,剔除部分虚假试验结果,正确评价混合料高温稳定性。同时,验证了纤维对混合料低温抗裂性和疲劳寿命都有提高作用,而且聚合物纤维对混合料各方面性能改善作用都较明显,木质素纤维对混合料水稳性改善明显。

纤维沥青混合料增强作用机理分析

纤维复合材料是常用的工程材料之一,而在沥青混合料中添加纤维已取得了成功的经验。通过对普通沥青混合料的组成结构和强度作用特性的分析,表明要改善沥青混合料的性能可通过添加纤维来改善沥青的性能入手,并讨论了纤维增强沥青混合料作用机理的有关理论与观点,分析了纤维沥青混合料同其它纤维复合材料性能特性存在差异的原因及纤维增强效果,分析了纤维沥青混合料的增强机理。

纤维沥青混合料马歇尔试验

近年来 ,纤维沥青路面得到了广泛应用 ,但在设计与施工中却存在许多问题 ,对其推广应用不便。为了便于设计与施工控制 ,通过对不同纤维类型、纤维长度、细度及纤维用量的沥青混合料马歇尔试验研究 ,分析了纤维对沥青混合料马歇尔试验结果影响的原因 ,从而得到了纤维沥青混合料马歇尔指标的变化规律 ,为纤维沥青混合料设计与施工提供了依据 ,为大面积使用该路面结构提供了便利条件。

基于加权灰靶理论的纤维沥青混合料综合性能评价

为了研究纤维沥青混合料的综合性能,对掺加了聚酯纤维、木质素纤维、玄武岩纤维和海泡石纤维等4种纤维的试件进行了车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验以及小梁弯曲疲劳试验.基于动稳定度、低温弯曲应变、冻融劈裂强度比、疲劳寿命和每平方米造价为评价指标,应用加权灰靶模型,对掺加4种纤维沥青混合料的方案进行了多指标评价,优选出基于路用性能和成本效益的最佳方案.结果表明:利用熵权法对传统灰靶模型加以改进,能够有效地解决评价模型中的等权问题,提高了评价的准确性;在同等条件下,玄武岩纤维沥青混合料的路用性能和经济性较好.

纤维沥青混合料最佳纤维掺量的确定

为确定纤维沥青混合料中纤维的最佳掺量,通过对不添加纤维和各添加0.3%时的4种纤维沥青混合料进行高温车辙试验、水稳定性试验、低温弯曲试验和疲劳试验,对同一纤维不同含量的纤维沥青混合料进行低温弯曲试验,并对纤维沥青混合料破坏时的应变能进行分析,同时分析抗弯拉强度、弯拉应变和弯曲劲度模量是否在正常使用范围。结果表明:沥青混合料在添加纤维后高温性能和低温性能明显提高,并且各纤维都存在最佳掺量;应变能可以较为明显地反映纤维变化对混合料整体性能的影响,确定的纤维最佳掺量更精确,并且在应变能确定的最佳纤维掺量下,混合料的其他技术指标均处于较为理想的状态。

纤维沥青混合料性能研究

通过对纤维沥青混合料的一系列性能试验,研究了纤维沥青混合料的高、低温性能和水稳定性.试验证明,掺纤维后沥青混合料高温稳定性增强,既吸附沥青又具有明显加筋作用的聚合物纤维效果较显著;纤维沥青混合料低温抗裂性提高,水稳定性改善,其中木质素纤维掺量合适的沥青混合料低温和水稳性效果明显.通过对混合料高温车辙试验结果的分析表明,采用“车辙变形的时间累积”指标和动稳定度指标综合使用可以更有效地评价混合料的车辙试验.

聚酯纤维沥青混合料合理粉油比范围研究

采用自行研制的锥入度试验方法评价沥青胶浆的高温性能，由低温弯曲试验方法评价沥青胶浆的低温性能。根据试验结果可知：对于相同粉油比纤维胶浆的高温性能，加纤维的胶浆比不加纤维的胶浆其锥入度值变小、抗剪强度增大、高温性能提高，粉油比不宜低于0．8；对于纤维胶浆的低温性能，粉油比高于1．5后，低温劲度模量显著增大，即粉油比不宜高于1．5。沥青混凝土的低温性能提高，在粉油比为0．73～1．59范围内时，混合料的低温性能较好。全面考虑混合料综合路用性能，当粉油比在0．95～1．59时，性能较好，应根据地域气候要求在此范围调整选用。

纤维沥青混合料高温性能研究

论文从不同纤维的微观特性出发 ,结合不同级配的纤维沥青混合料的车辙试验试验结果 ,分析了纤维的自身特性对沥青胶浆和沥青混合料的高温性能的影响 ,并分析了不同纤维计量下沥青混合料的高温性能 。

纤维沥青混合料最佳纤维掺量与动稳定度计算模型

在原材料物理力学性能试验的基础上,利用图解法并经过配合比调整和优化,得出沥青混合料AC—13Ⅰ的配合比.通过不同纤维种类、不同纤维掺量下沥青混合料的马歇尔试验,得出纤维沥青混合料的最佳沥青用量OAC,然后通过高温车辙试验,研究纤维种类和掺量对沥青混合料动稳定度的影响,得出不同种类纤维的最佳掺量.结果表明:纤维能显著改善沥青混合料的高温性能;不同种类的纤维在沥青混合料中对应着不同的最佳掺量.最后,建立了考虑基体沥青混合料动稳定度与纤维掺量、纤维类型影响的纤维沥青混合料动稳定度的计算模型.

细粒式纤维沥青混合料配合比设计与性能试验分析

为了分析纤维对沥青混合料的增强作用,选取2种代表纤维(聚酯纤维和玄武岩纤维)及3种常用表面层细粒式级配(AC-13C,SMA-13和OGFC-13),进行了大量沥青混合料配合比设计和室内性能试验.试验结果表明:玄武岩纤维比聚酯纤维具有更强的桥接、加筋和吸附作用;纤维的掺入可有效改善沥青混合料的各项物理和力学性能及路用性能,且对密实级配沥青混合料的增强效果优于开级配沥青混合料的,而玄武岩纤维的增强作用总体优于聚酯纤维的;由此确定细粒式纤维沥青混合料的适宜纤维掺量为:聚酯纤维0.2%～0.3%,玄武岩纤维0.3%～0.4%,可供工程应用参考.

矿物纤维沥青混合料中纤维最佳掺量的试验研究

纤维沥青混合料中纤维的最佳用量是由纤维吸附沥青的能力、矿质混合料的级配类型以及纤维的分散性的强弱等因素共同决定的。在实际工程中,掺加纤维的混合料类型多为骨架-密实型,如SMA。以骨架-密实型沥青混合料为主要研究对象,按照矿物纤维掺量0%、0.3%、0.5%、0.7%和0.9%为试验前提,选用玄武岩矿物纤维,通过高温车辙试验和低温小梁弯曲试验,对比不同沥青条件下矿物纤维沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性等,确定矿物纤维的最佳掺量,从而改善沥青混合料的路用性能。

玄武岩纤维沥青混合料路用性能试验研究

玄武岩纤维沥青混合料具有优良的技术性能,在道路工程领域备受关注。通过车辙试验、间接拉伸试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验分别评价不同纤维掺量玄武岩纤维沥青混合料的高温稳定性、低温稳定性和水稳定性。试验结果表明:与普通AC-13沥青混合料相比,掺加玄武岩纤维的沥青混合料其高温性能、低温性能和水稳定性能均有所改善;当玄武岩纤维掺量为0.15%时,沥青混合料能获得最佳综合路用性能。

蔗渣纤维沥青混合料超薄路面层抗腐性能试验研究

以路用蔗渣颗粒状木质纤维为纤维稳定剂,按油石比5.3%、5.6%、5.9%、6.2%、6.5%配制蔗渣纤维SMA-8沥青混合料作为超薄路面结构层材料。通过SMA-8沥青混合料试样浸水、冻融劈裂强度、不浸水的浸水车辙、浸水(或动水)的浸水车辙等抗腐性能试验研究,证实路用蔗渣颗粒状木质纤维可以作为SMA沥青混合料的纤维稳定剂,油石比为5.94%~6.04%制成的蔗渣纤维SMA-8沥青混合料超薄路面层抗腐性能最佳。

热老化后的纤维沥青混合料性能试验

通过使用强制通风烘箱使纤维沥青混合料试件高温热老化来模拟纤维沥青混合料在施工中受到的热老化,进一步通过间接拉伸试验、冻融循环试验和疲劳试验测试热老化后试件的间接拉伸强度、冻融间接拉伸强度比、动态劲度模量和疲劳寿命。试验结果表明:热老化后,纤维沥青混合料间接拉伸强度稍增大,水稳定性变差.动态劲度模量增大,疲劳寿命降低。