TLA与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料路用性能研究

为了改善热再生沥青混合料的路用性能及耐久性,首先采用TLA与聚酯纤维进行复配设计,然后基于马歇尔、高温车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂、两点弯曲与浸水APA等试验,针对TLA与聚酯纤维复合改性热再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳耐久性能展开综合考察。结果表明:单掺TLA或聚酯纤维均能改善热再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能及水稳定性,且TLA的各项性能改善效果相对较为明显;经复掺TLA与聚酯纤维改性后热再生沥青混合料的路用性能均得到显著的提升,可适用于我国北方严寒或南方高温湿热多雨等复杂气候地区的沥青路面建设之中;TLA能够有效提高热再生沥青混合料的劲度模量与疲劳寿命,合理复掺聚酯纤维后提升效果更为明显,均符合高模量沥青混合料的规定及要求;采用合理比例的TLA与聚酯纤维进行复掺,可综合提升热再生沥青混合料的路用性能及耐久性。

聚酯纤维对透水沥青混合料的高温性能影响

为了研究聚酯纤维对透水沥青混合料的高温性能影响,采用马歇尔稳定度和车辙动稳定度评价了不同聚酯纤维掺入量时[0%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%(质量分数)]透水沥青混合料的高温性能。向透水沥青混合料中掺加不同掺量的聚酯纤维制备聚酯纤维透水沥青混合料,对透水沥青混合料试件进行马歇尔稳定度试验和车辙动稳定度试验。分析对比试验结果可知:掺加适量的聚酯纤维可以有效地提高透水沥青混合料的马歇尔稳定度和车辙动稳定度;0.4%掺量下的聚酯纤维对透水沥青混合料的高温性能提升较大,不宜添加超过0.4%的聚酯纤维。

纤维增强钢渣改性沥青混合料抗裂和水稳定性能研究

为研究钢渣掺量和纤维对开级配沥青混合料(OGFC)性能的影响,选用4种钢渣替代率和4种纤维掺量,基于析漏和分散试验法进行OGFC-13配合比设计,并分析其抗裂和水稳定性能。结果表明,由于沥青的温度敏感性,钢渣掺量会使得沥青混合料性能发生显著变化;钢渣掺入不利于混合料断裂能提升,而纤维则有积极作用;钢渣50%+纤维0.60%的组合能产生最佳的抗裂性能和水稳定性能,最大程度上可将断裂能、劈裂强度比提高30.2%,8.2%。

纤维增强高模量沥青混合料的路用性能表征与机理研究

高模量沥青混合料具有优异的高温和抗疲劳性能,但低温性能有待提升。为此,采用聚酯纤维与玄武岩纤维对高模量沥青混合料的路用性能进行提升。通过单掺和复掺2种方式,制备不同纤维含量的沥青混合料,利用车辙试验、低温弯曲试验和半圆疲劳试验对其路用性能进行分析,并通过沥青胶浆的多应力重复蠕变恢复试验、弯曲梁流变试验和低温小梁断面的扫描电子显微镜微观表征揭示纤维在沥青胶浆中的作用机理。研究结果表明:复掺纤维可以显著提升高模量沥青混合料的动稳定度、低温破坏应变与疲劳寿命,在玄武岩纤维与聚酯纤维质量比为1:2的条件下,高模量沥青混合料的动稳定度、低温破坏应变和疲劳寿命(应力比为0.4时)分别提高61.7%、49.2%和200.0%,高模量沥青胶浆的不可恢复蠕变柔量(应力为3.2 kPa时)降低63.0%,蠕变速率(-12℃时)提高9.0%。复掺纤维的方式可以充分发挥玄武岩纤维刚性与聚酯纤维柔性的特点,牢固的纤维网络能够有效传递并分散沥青混合料的内部应力。因此,推荐采用复掺玄武岩纤维和聚酯纤维优化高模量沥青混合料的性能。

不同纤维改性透水沥青混合料水稳定性的试验研究

通过将不同掺量的玄武岩纤维与聚酯纤维掺入透水沥青混合料中进行改性,采用室内冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验及浸水飞散试验,系统考察纤维类型及掺量对透水沥青混合料水稳定性的影响规律。结果表明:随着BF、PF纤维掺量的增加,透水沥青混合料的劈裂强度、稳定度、冻融劈裂强度比及浸水残留稳定度大致均呈先增大后减小变化,而浸水分散损失则随之呈先减小后增大变化;适量BF、PF纤维的掺入能起到良好的加筋分散作用,有利于沥青混合料空间结构稳定,改善透水沥青混合料的水稳定性,BF纤维和PF纤维的最宜掺量分别为0.4%和0.2%;BF纤维能够显著提高透水沥青混合料的冻融劈裂强度比,而PF纤维能够显著提高透水沥青混合料的浸水残留稳定度及浸水飞散损失,故BF纤维适用于北方季冻地区,而PF纤维则更适用于南方多雨地区。

聚酯纤维对高掺量RAP的沥青混合料路用性能的影响

为探究聚酯纤维对再生沥青混合料路用性能的影响,取质量分数为60%、80%和100%的废旧沥青混合料(RAP)并掺加质量分数为1%、2%、3%、4%的聚酯纤维,制成再生沥青混合料,对再生沥青混合料开展了冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、低温小梁弯曲试验和高温车辙试验。试验结果表明:掺加质量分数3%聚酯纤维时,混合料试件具有最佳高温稳定性能;掺加质量分数2%聚酯纤维时,混合料试件具有最佳低温抗裂性能。因此,建议掺加质量分数为2%~3%的聚酯纤维来改善高掺量RAP再生沥青混合料的路用性能。

LX-450温拌剂对短切玄武岩纤维SMA性能影响研究

为探讨温拌剂LX-450对短切玄武岩纤维沥青玛蹄脂碎石路用性能和成型温度的影响,以SMA-13级配类型为对象,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、车辙试验,评价温拌剂LX-450对短切玄武岩纤维SMA-13水稳定性和高温稳定性的影响;通过对比不同成型温度下,混合料的体积指标,评价温拌剂对混合料成型温度的影响。研究表明:在添加0.8%的LX-450温拌剂后,短切玄武岩纤维沥青混合料SMA-13的水稳定性和高温稳定性均有降低,但仍满足现行规范要求;同时试件击实温度由原来的165℃降低至145℃,可明显降低混合料的成型温度。

聚酯纤维及沥青对高RAP掺量沥青混合料路用性能的研究

通过车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验,深入研究了聚酯纤维掺量和沥青用量分别对高RAP掺量沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性的影响。研究结果表明:相对纤维本身的作用而言,沥青混合料的高温稳定性更多地是通过沥青膜厚度及自由沥青的多少来产生影响;纤维和沥青的合理比例是影响沥青混合料低温及水稳定性能的最关键因素。相对而言,纤维自身的强度对沥青混合料低温及水稳定性能的影响非常有限,沥青含量超过最佳油石比时,沥青含量和沥青膜厚度的增加,不但不一定会提高沥青混合料的低温及水稳定性能,还有可能造成负面影响。

聚酯纤维改性沥青混合料的高温和水稳定性

基于车辙试验和浸水马歇尔试验,研究了聚酯纤维和SBS改性剂对沥青混合料高温稳定性和水稳定性的影响.结果表明：聚酯纤维适宜掺量为0.20%~0.25%（质量分数）;采用聚酯纤维和SBS改性剂对沥青混合料进行综合改性,可使其路用性能更趋完善.

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.

加入聚酯纤维对沥青混合料动态模量的影响

为了研究纤维的加入对沥青混合料动态模量的影响,采用SPT简单性能试验机测试普通AC13沥青混合料及加入聚酯纤维的AC13沥青混合料在3种不同温度及10种不同频率下的动态模量值,根据时温等效原理,利用Origin 8软件的非线性曲线拟合功能,拟合出这两种沥青混合料的动态模量主曲线sigmoidal模型,从而得出纤维的加入对沥青混合料动态模量的影响,并将分析对象外延至纤维的加入对沥青混合料高低温路用性能的影响。试验结果表明,在较低温度(5℃)时,纤维的加入使得沥青混合料的动态模量降低;在较高温度(45℃)时,纤维的加入使得沥青混合料的动态模量提高。

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。

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.

合成纤维对沥青混合料耐水性影响的试验研究

为探讨合成聚合物纤维对沥青混合料耐水性的影响,先由马歇尔试验和车辙试验确定纤维的最佳掺量,然后按照现行规范JTG F40-2004规定的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价合成聚合物纤维对沥青混合料耐水性的改善效果.试验结果表明,聚酯纤维、聚丙烯腈纤维对沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度分别提高了4.4%和7.8%;在50次和75次压实功下,聚酯纤维对沥青混合料的冻融劈拉强度比分别提高了4.5%和3.1%;聚丙烯腈纤维分别提高了6.9%和8.6%.

煤矸石粉/聚酯纤维沥青混合料低温抗裂性研究

为了研究煤矸石粉、聚酯纤维和反射裂缝对沥青混合料低温抗裂性能的影响,通过三点弯曲加载试验,选用五种煤矸石粉替代率(0%(质量分数,下同)、25%、50%、75%、100%)和六种聚酯纤维掺量(0%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%),对试件底部中心无预切口和预切口偏移中心0 mm、10 mm、20 mm(模拟反射裂缝)的沥青混合料半圆形试件的低温抗裂性能进行研究;采用扫描电镜对煤矸石粉、聚酯纤维对沥青混合料低温抗裂性能的改善机理进行微观分析。通过试验得出:对于无预切口的SCB试件,聚酯纤维的最佳掺量为0.4%,煤矸石粉的最佳替代率为50%;对于有预切口的SCB试件,聚酯纤维的最佳掺量取值范围为0.38%~0.42%;随着预切口偏移距离的增大,沥青混合料所能承受的极限荷载逐渐减小,试件更容易破坏。微观机理分析得出:煤矸石粉的掺入,使填料级配得到了进一步细化,更有利于提高沥青混合料的抗裂性能;同时,聚酯纤维在沥青混合料内部能够充分形成均匀相互搭接的网格结构,沥青混合料的低温抗裂性能也最好。因此,掺加煤矸石粉和聚酯纤维能够减小反射裂缝对沥青混合料低温抗裂性能的危害。

聚酯纤维对排水性沥青混合料最佳沥青用量的影响

在谢伦堡析漏试验的基础上研究了聚酯纤维掺量对排水性沥青混合料最佳沥青用量的影响。试验结果表明,排水性沥青混合料的最佳沥青用量随纤维掺量的增大而增大,纤维掺量为0.4%时,其对排水性沥青混合料析漏损失的减少效果最明显,为最佳纤维掺量。

聚酯纤维掺量和冻融循环对沥青混合料水稳定性影响

为研究聚酯纤维掺量和冻融循环次数对沥青混合料水稳定性能的影响,制作聚酯纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%的沥青混合料试件。对试件进行冻融循环次数分别为0、2、4、6、8次的冻融劈裂试验。结果表明:随着聚酯纤维掺量的增加,沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度呈先上升后下降的趋势,聚酯纤维的最佳掺量为0.2%。冻融循环为0次时,聚酯纤维掺量为0.1%、0.2%、0.3%较不掺聚酯纤维的沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度分别提高19.8%、30.2%、13.4%,聚酯纤维的掺入会提高沥青混合料的水稳定性。聚酯纤维掺量为0.2%时,冻融循环2、4、6、8次时,对应沥青混合料的冻融劈裂抗拉强度比分别为86.0%、80.2%、70.1%、61.5%。随着冻融循环次数的增加,沥青混合料的水稳定性逐渐降低。

聚酯纤维对生活垃圾焚烧飞灰/沥青混合料TSR的改善效果

为了缓解焚烧飞灰对沥青混合料冻融劈裂强度的影响,利用聚酯纤维桥连加筋、增韧阻裂的效应,将其作为添加剂添加到焚烧飞灰/沥青混合料中。试验对比分析了单掺聚酯纤维、聚酯纤维与水泥造粒共作用两种方法对焚烧飞灰/沥青混合料冻融劈裂强度的改善效果,并研究了不同纤维种类、沥青种类的叠加效应。结果表明:焚烧飞灰因含可溶盐(如氯盐、硫酸盐等)、遇水反应膨胀物(如CaO,Ca(OH)_(2)等)、低价阳离子(如Na^(+),K^(+)等)等物质,分别能够在低温下产生结晶膨胀作用、水化时固相体积增加以及与沥青膜接触产生乳化与侵蚀作用等,严重损害了沥青混合料的TSR;单掺聚酯纤维时,对焚烧飞灰/沥青混合料的冻融劈裂强度提高程度有限且难以弥补焚烧飞灰对TSR造成的影响,单独采用水泥封装焚烧飞灰时,对可溶盐溢出引起的TSR性能恶化的缓解效果亦有限,而在两者的共作用下TSR改善效果显著且满足规范要求;对于质量比分别为1:0.25,1:0.5,1:1,1:1.5的焚烧飞灰/水泥颗粒,在聚酯纤维的叠加作用下,TSR满足规范要求的焚烧飞灰最大容许掺量依次为0.71%,1.82%,2.24%,3.36%;在对焚烧飞灰/沥青混合料的TSR改善效果上,聚酯纤维因桥连加筋效果显著而优于木质素纤维,改性沥青因物理力学性能优势而优于普通沥青。

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。

短切玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为探讨短切玄武岩矿物纤维在增强沥青混合料路用性能方面的适用性,以聚酯纤维为对比对象,通过马歇尔试验、浸水马歇尔试验、高温车辙试验,评价了短切玄武岩纤维沥青混合料的路用性能,并根据复合材料理论探讨了玄武岩纤维改善沥青混合料路用性能的基本原理。研究发现短切玄武岩纤维的最佳掺量为0.3%。并且其性能优于聚酯纤维;短切玄武岩纤维沥青混合料的高温抗车辙能力和水稳定性能均优于聚酯纤维沥青混合料,可作为提高沥青路面综合性能的添加材料用于道路工程中。