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。

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。

热拌环氧浇注式沥青混合料性能试验研究

浇注式沥青混合料密水性、协调变形能力及耐久性优,而环氧沥青混合料的强度及高温抗重载能力极为突出,为实现两种混合料的优势集成,研发了环氧浇注式沥青混合料。对3种来源的热拌环氧沥青进行环氧树脂、热拌环氧沥青力学性能及170℃黏度试验;在热拌环氧浇注式沥青混合料配合比设计基础上,开展搅拌时长为45,135 min的混合料流动性、马歇尔、贯入度、车辙、弯曲及疲劳性能试验。结果表明,3种环氧树脂和热拌环氧沥青的力学性能基本一致,170℃黏度达1 Pa·s时间在3 h以上;混合料性能随搅拌时长增加衰减较大;环氧沥青类型对除流值和极限弯拉应变外性能指标影响不显著。搅拌45 min的XB环氧浇注式沥青混合料性能最优,流动度<5 s且可施工流动性维持时间在135 min以上,马歇尔稳定度超过48 kN,动稳定度达到18945次/mm,贯入度增量仅0.1 mm,-10℃极限弯拉应变>3000με,疲劳性能指标冲击韧性达到3517 N·mm,各项性能远超常规浇注式沥青混合料,多项指标也超过环氧沥青混合料,同时成本也较低。热拌环氧浇注式沥青混合料较好兼顾了浇注式沥青混合料和热拌环氧沥青的优点,可有效提高浇注式沥青混合料高温强度,对提高我国钢桥面铺装质量及耐久性具有重要意义。

聚酯纤维掺量对环氧沥青及其混合料技术性能的影响

为了提高环氧沥青混合料的低温抗裂性和抗疲劳性能，本文通过黏度、BBR、马歇尔、低温弯曲和三分点加栽疲劳试验分析了1％-5％聚酯纤维掺量对环氧沥青及其混合料性能的改善作用。试验结果表明：掺聚酯纤维后，改性环氧沥青的容留时间缩短，且聚酯纤维掺量越大，改性环氧沥青黏度增长越快，容留时间越短；聚酯纤维的加入改善了环氧沥青及其混合料的低温抗裂性，且2％-3％纤维掺量条件下改性环氧沥青的抗疲劳性能最佳。综合考虑聚酯纤维改性环氧沥青混合料的路用性能和施工和易性，推荐最佳聚酯纤维掺量为2％-3％。

水性环氧乳化沥青混合料二次成型及性能研究

为改善水性环氧乳化沥青混合料成型养护方法,提高混合料路用性能,提出了二次成型养护方法。通过三因素三水平正交试验,确定最佳的二次成型养护方法和养护时间,对二次成型和非二次成型的混合料试件进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂实验、高温车辙试验、低温弯曲试验、构造深度测量和摆值测量。试验结果表明,经过二次成型养护,水性环氧乳化沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性均有明显提高。抗滑性能相差不大,满足规范要求。路用性能得到明显提高。

聚酯纤维掺量对环氧沥青桥面铺装混合料技术性能的影响

为了提高环氧沥青混合料的低温抗裂性和抗疲劳性能,通过黏度、BBR、马歇尔、低温弯曲和三分点加载疲劳试验分析了1%~5%聚酯纤维掺量对环氧沥青及其混合料性能的改善作用。试验结果表明：掺聚酯纤维后,改性环氧沥青的容留时间缩短,且聚酯纤维掺量越大,改性环氧沥青黏度增长越快,容留时间越短;聚酯纤维的加入改善了环氧沥青及其混合料的低温抗裂性,且2%~3%纤维掺量条件下改性环氧沥青的抗疲劳性能最佳。综合考虑聚酯纤维改性环氧沥青混合料的路用性能和施工和易性,推荐最佳聚酯纤维掺量为2%~3%。

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。

聚酯纤维复配RET改性沥青混合料的技术性能

为了研究聚酯纤维和RET对沥青混合料的性能影响,通过贯入剪切试验、半圆弯拉试验以及小梁弯曲疲劳试验,采用贯入剪切强度、断裂能密度与疲劳寿命评价聚酯纤维与RET对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及抗疲劳性能的影响,并与SBS,SBR改性沥青混合料进行对比研究.最后采用Weibull分布,分析不同沥青混合料在不同失效概率下的疲劳性能.研究结果表明:相比于SBS,SBR改性沥青混合料,复配改性沥青混合料的贯入剪切强度、断裂能密度以及疲劳寿命显著提高,因此聚酯纤维复配RET能够显著改善沥青混合料的高温稳定性,有效改善RET改性沥青混合料的低温性能,且对沥青混合料的疲劳性能有较显著的影响.

RET与聚酯纤维复合改性沥青混合料路用性能及改性机理分析

反应性弹性体三元共聚物(RET:Reactive Elastomeric Terpolymer)是一种全新的化学聚合物沥青改性剂,经RET改性后沥青的布式粘度增加,高温性能有着较为明显的提高,温度敏感性降低,抗老化能力提高,但其对沥青混合料的低温改善效果并不显著或有负面影响,为改善RET改性沥青混合料的低温抗裂性,提出采用RET与聚酯纤维复配方案,并分别以基质沥青混合料和4.5%SBS的改性沥青混合料为参照对象,深入研究了RET与聚酯纤维改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能,从而评价分析了RET掺量对复合改性沥青混合料路用性能的改善效果,最终基于综合路用性能试验推荐了RET与聚酯纤维复合改性沥青混合料最佳的复配方案。

聚酯纤维改性沥青混合料路用性能研究

基于MMLS3加速加载试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、小梁弯曲试验、APA疲劳试验分别研究了聚酯纤维掺量对沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性以及疲劳性能,并将其与SBS改性沥青混合料进行了对比。试验结果表明,聚酯纤维的添加可显著改善沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性,聚酯纤维的加入虽能改善沥青混合料的水稳定性和疲劳性能,但和SBS改性沥青混合料相比其改善效果并不明显,综合考虑聚酯纤维改性沥青混合料的路用性能和工程的经济性,最终推荐了聚酯纤维的合理掺量范围。

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。

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。

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。

两种炭质材料对沥青混合料的抗热氧老化性能影响研究

热氧老化是沥青混合料的主要老化形式之一,提升沥青混合料抗热氧老化性能是决定沥青路面耐久性的关键因素。为了研究两种炭质材料对沥青混合料的抗热氧老化性能影响,分别制备出不同生物炭掺量、不同炭黑掺量以及生物炭与炭黑复合掺配的改性沥青混合料并通过一系列室内试验评价不同掺配方式下沥青混合料老化前后的路用性能。结果表明,当生物炭与炭黑复合掺配比例为9%:3%时,改善了沥青混合料老化前后各项路用性能,使其拥有良好的抗热氧老化性能。若是干燥、严寒地区可将生物炭与炭黑复合掺配比例调整为6%:6%,使沥青混合料的低温抗裂性保持最佳。

聚酯纤维改性沥青混合料路用性能研究

通过级配调试、配合比设计和相关试验,研究AC-16聚酯纤维改性沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂和水稳定等性能,结果表明:聚酯纤维改性沥青混合料具有良好的路用性能,是一种值得推广的沥青路面材料。

聚酯纤维复合改性沥青混合料路用性能研究

为了研究聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配下沥青混合料的路用性能,分析了聚酯纤维掺量变化对沥青混合料路用性能的影响,从而确定出聚酯纤维的最佳掺量,且优化了硅藻土的掺量。通过与基质沥青、SBS改性沥青混合料路用性能的对比得出:聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配,其各项路用性能相较于基质沥青混合料均有大幅度提高;相比于SBS改性沥青混合料,其高温稳定性、水稳定性以及抗疲劳性改善效果明显,但两者的低温抗裂性能差异性不大。

基于BRA岩沥青与聚酯纤维复合改性技术宽温域沥青混合料性能研究

为了解决重载交通宽温域沥青混凝土路面车辙、低温开裂和抗疲劳开裂病害突出的问题，将BRA岩沥青和聚酯纤维按照不同比例掺人沥青混合料配制宽温域沥青混合料，利用聚酯纤维与BRA各自的路用性能改善效果侧重点来对沥青混合料起到综合改性的作用，系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明，BRA与聚酯纤维复配可大幅度改善BRA岩沥青以及聚酯纤维改性沥青混合料的综合路用性能，干法工艺掺加BRA与聚酯改性剂后，复合沥青混合料兼具优良的高低温性能，相比SBS改性沥青混合料，高温性能提升45％，低温性能提升幅度高达82％，4‰聚酯＋8％BRA、3％o聚酯＋8％BRA、3‰聚酯＋10％BRA共3种复合改性方案下的抗疲劳性能优于SBS改性沥青混合料，推荐适用于重载交通的沥青混合料中聚酯纤维掺配比例为3‰～4‰，BRA掺量为8％～10％。工程实践表明，布敦岩沥青与聚酯纤维复合改性沥青混合料能够改善沥青路面的综合路用性能，可替代SBS改性沥青。

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。

聚酯纤维和TB胶粉对高RAP掺量沥青混合料路用性能和自愈合性能的影响

为改善高比例RAP掺量(RAP掺量≥25%)热再生混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,研究了不同TB胶粉掺量(14%、18%、22%)和聚酯掺量(0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)条件下纤维TB胶粉复合改性高RAP掺量热再生混合料的路用性能、抗疲劳耐久性能和自愈合性能。结果表明,SBS改性沥青热再生混合料在水温耦合作用下并未呈现出较好的抗车辙性能和水稳定性,热再生混合料的路用性能不仅取决于沥青、集料的性能,也受新旧料交融程度及新沥青与老化沥青的配伍性。掺加聚酯纤维与TB胶粉复合改性剂可显著提高热再生混合料的高低温性能、水稳定性,在0.3%~0.4%聚酯纤维和18%~22%TB胶粉掺量时高RAP掺量热再生混合料高低温性能达到最优。0.3%~0.4%聚酯纤维与18%~22%TB胶粉复合改性方案下热再生混合料低温弯曲应变可达到3 500~4 200με,克服了高RAP掺量热再生混合料低温性能差的技术缺陷。证明了TB胶粉对热再生混合料自愈合性能的改善效果,在14%~18%TB胶粉掺量范围内,热再生混合料的劲度模量恢复率可达67.6%~76.9%,疲劳寿命恢复率可达57.6%~74.3%,劲度模量恢复率为基质沥青、SBS改性沥青热再生混合料的2.9~3.1倍、1.9~2.2倍。

聚酯纤维改性沥青混合料路用性能研究

通过研究掺加聚酯纤维的改性沥青混合料的马歇尔试验、水稳定性、低温抗裂性能、高温稳定性、疲劳性能的结果发现:掺加聚酯纤维的改性沥青混合料的马歇尔稳定度增强,在水稳定性能、低温抗裂性能、高温稳定性能及抗疲劳性能方面都有不同程度的提高。