蓄盐沥青混合料与冰层粘结程度评价方法探究

为了能更精确地评价蓄盐沥青混合料与冰层的粘结程度,通过对拉拔头、冰层冻结方式、拉拔方式等方面进行改进,采用粘结强度和残冰率作为蓄盐沥青混合料与冰层粘结程度的评价指标,开发出一种基于马歇尔试件全断面的试验方法。试验结果表明,试件与冰层之间的粘结强度及残冰率随温度降低而增加,蓄盐沥青混合料在-10℃以内能降低试件与冰层的粘结强度30%以上,-7℃的粘结强度相比于普通沥青混合料减小约50%,-9℃以内残冰率减小比例均大于50%。冰层与试件粘结强度的测量准确度随残冰率的增大而降低,建议在-10℃内采用本试验方法。开发的评价试件与冰层粘结程度的试验方法区分度较高,试验的变异系数在10%以内,稳定性较好。

融雪盐对蓄盐沥青胶浆高温性能的影响

为探究融雪盐对蓄盐沥青胶浆高温性能的影响,通过针入度、软化点和黏度等常规试验,以及温度扫描、多重应力蠕变与恢复等流变试验对SBS组沥青胶浆和HEA组沥青胶浆的高温性能进行了表征。结果表明,与SBS组相比,HEA组沥青胶浆的针入度更低,软化点和黏度更高。融雪盐掺量越多,沥青胶浆的针入度提高、软化点和黏度降低。沥青胶浆中结构沥青含量可能是导致这一结果的重要因素。沥青胶浆的复数模量和车辙因子随融雪盐掺量的增加而降低,但融雪盐对沥青胶浆的相位角影响较为复杂。沥青胶浆的蠕变能力随融雪盐掺量增加而增加,但高弹聚合物可显着降低蠕变性能。HEA100的抵抗蠕变性能甚至高于SBS00,由此高弹聚合物可弥补融雪盐对沥青胶浆高温性能的负面影响。综上,融雪盐虽然增加了沥青路面融冰雪的潜力,但也降低了沥青胶浆的高温抗车辙能力。蓄盐路面材料可与高弹聚合物结合使用,以减少融雪盐对沥青胶浆高温性能带来的负面影响。

路用蓄盐除冰纤维配比设计及除冰性能确定

为解决道路凝冰问题,基于环保、经济、实用等原则,针对适用于沥青路面主动抗凝冰的蓄盐纤维填料的配合比进行设计,并对其相关性能展开研究。通过基于单纯形重心设计的融冰试验和电导率试验对蓄盐除冰材料配比进行探究,并基于融冰试验和冻粘剪切试验分析其除冰性能。试验结果表明:选用乙酸钠∶乙酸钾∶甲酸钠=7∶2∶1、复合有机盐∶纤维=3∶1为蓄盐纤维各种成分的最佳配合比;在融冰试验中,蓄盐纤维替换率为66%的除冰材料在较高负温下融冰速率能达到1022 g·(h·m 2)-1,表明其融冰性能良好;凝冰后,蓄盐纤维沥青混合料表面冻粘强度比普通沥青混合料下降33%,能够有效降低冻粘强度。基于最佳配合比,新型路用环保蓄盐除冰材料具有良好的融冰能力和除冰降粘功效。

蓄盐抗凝冰填料对沥青混合料性能影响研究

为评价自主研发的蓄盐抗凝冰沥青混合料的路用性能与抗凝冰效果,利用等体积置换矿粉填料的方法对自主研发的一款蓄盐抗凝冰填料进行配合比设计,并设计对照组实验,研究掺量对沥青混合料性能的影响。结果表明,自研蓄盐填料的掺入在一定程度上会降低沥青混合料的各项路用性能;自研蓄盐填料具有较好的抗凝冰性能;蓄盐抗凝冰沥青混合料的各项性能指标仍可满足规范要求。

基于离散元的蓄盐沥青混合料低温劈裂试验分析

为了对比探究蓄盐沥青混合料低温劈裂下的细观特性,在室内劈裂试验的基础上,基于离散元随机生成算法,按照室内试验相应的级配比例和试验参数,分别构建了蓄盐沥青混合料和普通沥青混合料数学模型,并进行了数值模拟试验。通过改变粗集料形态、摩擦因数以及试件空隙率时,在细观层面对其劈裂强度、裂纹类型及数量等方面进行了对比分析。实验表明:普通沥青混合料的劈裂强度明显高于蓄盐沥青混合料,且裂纹数目相对较少;当粗集料形态在中值时,可以获得较大的劈裂强度值,此时,其摩擦因数对混合料的劈裂强度影响不大,而且,随着空隙率的减小,劈裂强度还会有所提高。宏观和细观试验研究认为:添加蓄盐材料后对混合料的低温抗裂性能会有一定劣化影响;沥青混合料的空隙率与劈裂强度为负相关,而集料的摩擦因数对劈裂强度没有显著影响。当沥青混合料中集料的形态和空隙率适当时,可以获得较好的低温性能。研究成果对于融雪路面的推广和应用具有实际意义。

环氧树脂掺量对蓄盐沥青混合料性能的影响

为增强沥青路面的融雪抑冰性能,降低冰雪对沥青路面造成的损害,制备了不同环氧树脂掺量下的蓄盐沥青混合料试件,并对其施工可操作性、路用性能、融雪抑冰性能等进行分析和评价。首先,采用旋转黏度试验与马歇尔稳定度试验,分别评估了不同环氧树脂掺量的环氧沥青胶结料和蓄盐沥青混合料的施工可操作性,并通过荧光显微镜(Fluorescence Microscopy,FM)观察了其微观结构并分析了其反应机理。在此基础上,基于车辙试验、低温弯曲试验、残留稳定度试验和冻融劈裂试验评价了蓄盐沥青混合料的路用性能。最后,借助盐化物释放试验与冰黏附试验分析了蓄盐沥青混合料的融雪抑冰性能。研究结果表明,与热塑性SBS改性沥青相比,不同环氧树脂掺量下蓄盐沥青混合料性能变化存在明显的阈值:当环氧树脂掺量小于等于30%时,其对蓄盐沥青混合料路用性能影响较小,但对其融雪抑冰性能影响显著;而当环氧树脂掺量大于30%时,蓄盐沥青混合料的路用性能显著提升,但同时其融雪抑冰性能受到不良的影响。通过荧光显微镜观察并分析可知:随着环氧树脂掺量的增加,环氧沥青体系发生了从“沥青为连续相、环氧固化物为分散相”到“沥青为分散相、环氧固化物为连续相”的相转变,导致性能发生了显著的变化。因此,在使用蓄盐沥青混合料时应该综合考虑其路用性能和融雪抑冰性能,建议内掺融雪剂的环氧沥青混合料中环氧树脂掺量为20%~30%。

融冰雪蓄盐材料制备及性能研究

针对融冰雪蓄盐材料盐分释放速度快、使用年限短等问题,以多孔火山灰为载体,将NaCl与火山灰经850℃高温煅烧2 h后,用不同改性剂对其进行憎水处理,再加入到菱镁水泥中,通过搅拌、养护、破碎、球磨等工艺制备新型融冰雪蓄盐材料,以替代或部分替代沥青混合料中的矿粉。对制备的蓄盐材料进行物理性能测试、电导率测试,并对沥青混合料进行性能试验分析。结果表明,NaCl-火山灰复合材料经改性剂处理后,盐分释放速度明显降低,且采用硅烷偶联剂KH-570改性效果最好;采用KH-570改性的蓄盐材料替代矿粉后,沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度随掺量增加而增加,高温和低温性能也有所提升,且替代矿粉质量比例取60%较适宜。

蓄盐沥青路面缓释络合盐填料的研制

为使缓释络合盐填料国产化,促进蓄盐沥青路面的发展,通过渗水性试验、溶出性试验和氯离子浓度测定试验对缓释络合盐填料的载体、生产工艺、憎水处理剂以及成分配比进行了设计和选择.确定了具有除冰雪功能和缓释功能的缓释络合盐填料组成为载体C,氯化钠,改性聚硅氧烷A和乙醇,且四者的比例约为4g∶19g∶3mL∶30mL.同时确定了该缓释络合盐填料的生产工艺为:将载体C放在过饱和的氯化钠溶液中,于60℃下恒温搅拌至糊状,然后在135℃下烘干,粉碎后用湿法表面改性工艺对粉体进行憎水处理,最后在135℃下烘干、粉碎.试验结果证明添加了该缓释络合盐填料的沥青路面具有很好的除冰雪能力.

蓄盐融雪除冰剂微观分析及对混合料水稳定性的影响

在冬季,我国国土面积的85%受到凝冰现象影响,路面凝冰使路面抗滑系数下降,极易引发交通事故,严重影响人们的生产及生活。本研究借助SEM、EDS、XRD和FT-IR等微观测试方法分析蓄盐融雪除冰剂的表面形貌、元素种类及分子结构;通过降低冰点试验、融冰性能评价蓄盐融雪除冰剂的融冰效果;通过冻融劈裂试验评价含有蓄盐融雪除冰剂沥青混合料的水稳定性,结合微观测试方法综合分析影响其水稳定性的重要原因。微观分析结果表明,蓄盐融雪除冰剂中主要抗凝冰成分为NaCl,同时还含有其他的有机物质,表面多孔有助于NaCl的释放及周围水蒸气进入;蓄盐融雪除冰剂降低冰点效果明显,且融冰效果较好。蓄盐融雪除冰剂加入到沥青混合料中,由于其抗凝冰成分NaCl溶于水后的盐溶液更易浸湿集料以及NaCl的析出造成混合料空隙率增大,较大的动力压力及盐溶液的双重作用使得其水稳定性降低,但是仍能满足规范要求。

高弹蓄盐沥青混合料破冰效果细观仿真研究

高弹蓄盐沥青混合料是一种同时具备良好去冰融雪特性和路用性能的新型功能性路面材料,由于采用橡胶颗粒替换部分细集料,使冰层与路表橡胶颗粒接触位置处的力学特性发生很大的改变,同时也使得高弹蓄盐沥青路面结构的整体变形性能显著提高,从而实现一定的自应力除冰功能。为了评价高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰效果,明确橡胶颗粒作用的除冰机理,通过建立不同工况下路面结构细观二维平面有限元模型,对橡胶颗粒的破冰特性进行分析,并研究冰层厚度、温度、橡胶颗粒粒径及高弹蓄盐沥青层模量等参数对高弹蓄盐类沥青路面破冰效果的影响。仿真结果显示:橡胶颗粒在一定温度和一定冰层厚度条件下具备良好的自应力除冰效果,当温度低于-10℃或冰层厚度大于8 mm,橡胶颗粒将失去其自应力除冰能力。在保证高弹蓄盐沥青路面路用性能的前提下,适当增加橡胶颗粒的掺量或者选用较大粒径的橡胶颗粒,可以显著提高高弹蓄盐沥青路面的自应力除冰能力。

憎水蓄盐型抗凝点沥青路面外加剂的制备

目的为了提高蓄盐抗凝点沥青路面外加剂中盐分的缓释性能,解决国内同类产品普遍存在的缺乏长效性等问题.方法选用火山岩、硅藻土、沸石、粉煤灰、改性火山岩5种多孔物质为载体,通过电导率的测定,载体BET比表面积的测定,确定最适宜的盐化物载体;用表面活性剂对盐化物进行包裹处理,经渗水性实验及扫描电镜测试分析评价包覆效果;对盐化物载体与表面活性剂配比、改性温度等制备条件进行了选择.结果确定改性火山岩粉体作为载体,span-80和span-60作为包覆盐化物的表面活性剂,表面活性剂与载体盐化物的配比为1∶5时缓释效果最好,80℃为表面活性剂改性的适宜温度.结论掺加自制外加剂的沥青混合料与国外产品MFL的沥青混合料相比抗凝点效果更长久.

蓄盐缓释融雪抑冰材料的制备及性能研究

通过表面改性试验、溶出试验和溶液电导率测定试验,筛选出可用于蓄盐缓释融雪抑冰材料的载体(载体A)和表面改性剂(表面改性剂J),通过优化制备方法和成分配比,开发出具有降低溶液冰点功能和缓释功能的蓄盐缓释融雪抑冰材料。吸附试验和电导率测定试验的结果表明:载体A能够吸附的氯化钠含量较高,适合作为材料的载体;采用湿法吸附制备的融雪抑冰材料的缓释性能优于干法吸附制备的材料;随着表面改性剂J添加量的增大,融雪抑冰材料的缓释性增强。自制的蓄盐缓释融雪抑冰材料的组成为氯化钠、载体A、表面改性剂J,三者的质量分数分别为57.91%、38.60%、3.49%。溶出试验和溶液冰点测试试验表明自制的蓄盐缓释融雪抑冰材料具有良好的缓释性和降低溶液冰点能力。

盐化物材料中蓄盐载体的选择及最优配合比

为了提高融雪沥青路面的整体性能,对盐化物材料中蓄盐载体的选择及最优配合比进行了研究.通过比表面积、电导率测试及扫描电子显微镜(SEM),比较了不同蓄盐载体对融雪盐的承载性能和缓释性能;通过扭转试验、电导率试验和冻融劈裂试验,评价了不同融雪盐与蓄盐载体配合比条件下盐化物材料的融雪性能与水稳定性能.结果表明:大部分融雪盐吸附在蓄盐载体表面,仅有少部分融雪盐存储在蓄盐载体的孔隙之中;蓄盐载体对融雪盐的缓释效果影响不大,掺入表面改性剂可以有效调节材料的缓释性能;盐化物材料中融雪盐与蓄盐载体的质量比越大,在一定程度上其融雪性能越好,水稳定性越差;存在融雪盐与蓄盐载体的最优配合比,能够同时保证融雪性能和路用性能的稳定.

蓄盐集料对融冰化雪沥青路面性能的影响研究

针对融冰雪蓄盐路面材料盐分释放速度快、融冰化雪使用年限短等问题,将NaCl与火山灰一起经高温煅烧对NaCl进行缓释处理,并加入到菱镁水泥中,制备菱镁水泥蓄盐集料,对材料的压碎值、浸水电导率及混合料的路用性能进行测试。结果表明,当NaCl-火山灰缓释材料掺量为菱镁水泥质量的10%时,菱镁水泥蓄盐集料的压碎值最小;菱镁水泥蓄盐集料的浸水电导率随时间变化缓慢,具有较好的缓释性能;将菱镁水泥蓄盐集料等体积替代AC-13C型沥青混合料级配粒径4.75 mm以下部分时,沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度随其掺量的增加而降低,动稳定度逐渐增大,菱镁水泥蓄盐集料体积掺量为10%时,沥青混合料的性能最佳。

蓄盐路面技术及其防冰性能试验方法研究

从作用原理、技术优势、融雪防冰效果等角度对蓄盐路面技术进行了系统研究。首次将蓄盐路面技术与自应力弹性路面技术相结合,提出了新型融雪防冰路面技术,理论分析及试验结果表明了两种技术相结合的可行性。同时分析了现有路面除冰能力试验方法的不足,提出了基于斜剪试验的蓄盐路面除冰效果评价方法,为蓄盐路面技术的优化和发展提供了参考。

蓄盐沥青混合料路用性能及析出规律

为推广蓄盐沥青路面的应用,选用V-260、MFL两种蓄盐物质制备AC-13沥青混合料,研究不同蓄盐物质对混合料路用性能的影响,并开发设备,研究降雨对蓄盐物质析出的影响,评价其融雪寿命。结果表明,蓄盐沥青混合料的水稳定性和飞散损失下降明显,高低温性能良好,掺加V-260沥青混合料的性能优于MFL沥青混合料,降雨导致的蓄盐物质析出较少,且析出规律符合对数形式。

高弹蓄盐沥青混合料组成设计及性能评价

针对现有的融冰除冰技术存在效率低、污染环境等缺陷,根据弹性路面材料在行车荷载下产生自应力和融雪剂盐分析出降低冰点等原理,将橡胶颗粒和蓄盐填料以等体积代替方法代替混合料中部分集料和矿粉开发了高弹蓄盐沥青混合料,并进行了混合料表面融冰试验和轮碾破冰试验及融冰除冰能力的评价.结果表明,2%橡胶颗粒、40%蓄盐填料掺量下混合料路用性能最佳;高弹蓄盐沥青混合料的表面冰层脱落时间较常规混合料减少50%、轮碾破冰试验中表面冰层破碎率达77%,而仅添加蓄盐填料或橡胶颗粒的混合料破碎率仅为51%、49%.表明设计的高弹蓄盐沥青混合料可保证良好的路用性能,且具有良好的融冰除冰能力,为冬季路面融冰除冰提供一种新方案.

蓄盐类SMA沥青混合料配合比设计研究

以掺入V-260蓄盐类上面层SMA-13沥青混合料为例,在《公路沥青路面施工技术规范》及《公路沥青及沥青混合料规程》的基础上进行细化,提出具体的蓄盐类SMA沥青混合料配合比设计,并成功运用于江西某高速公路中,取得了良好的效果。

蓄盐沥青混合料除冰雪性能探讨

蓄盐路面诞生于上世纪60年代,前期欧洲国家瑞士、德国等应用较多,如蓄盐路面的添加剂Ver-glimit防冻剂即被瑞士首次研制产生。其能够将路面冰点降至-20℃,能够有效避免或延缓路面结冰。我国研究蓄盐路面起步晚,张丽娟等研究了添加Mafilon的蓄盐路面,认为配合比设计时可选取容积替换法,提出于油石比、体积指标、路用性能而言,盐化添加剂影响较小。但目前在蓄盐路面分析中存有诸多问题,如路面材料表面水膜的冻结温度等,为更好地了解蓄盐沥青混合料的除冰雪性能,本文主要通过试验对其相关性能进行了分析。

蓄盐沥青混合料除冰雪性能研究

为了有效评价沥青路面除冰雪性能、揭示蓄盐沥青混合料除冰雪机理及效果,首先对蓄盐沥青混合料的路用性能进行了研究;其次开发了冰膜与沥青混合料表面粘结力测试系统,提出采用极限破坏拉力和破坏界面等级综合评价混合料与冰的粘结能力,分析了级配类型、温度对粘结能力的影响;并设计了冰点试验方法,研究了蓄盐沥青混合料除冰雪机理;最后通过室内试验和室外实体工程对除冰雪效果进行了验证。结果表明:蓄盐沥青混合料能有效降低混合料与冰之间的粘结力,-5℃时蓄盐混合料的极限破坏拉力比普通混合料降低了27.8%;开级配沥青混合料与冰之间的粘结力大于密级配沥青混合料,且粘结力随公称最大粒径的增加或温度降低而增大,破坏界面等级随温度降低而下降;蓄盐路面具有良好的路用性能和除冰雪效果。