压实温度对温拌NovaChip沥青混合料路用性能的影响

在添加温拌剂（EvothermTM和Sasobit ）的条件下,分别在压实温度为135、145、155、165C时成型不同类型的混合料试件,并进行相关试验,以确定压实温度对NovaChip Type C型沥青混合料路用性能的影响并得出其合理的压实温度范围.试验数据分析显示：压实温度对NovaChip Type C的高温稳定性影响较为明显,随着压实温度从135℃提高到165℃时,混合料的高温稳定性呈现出先增大后减小的趋势,马歇尔稳定度在155℃时达到最大值,动稳定度在145℃时达到最大值;压实温度对NovaChip Type C的水稳定性影响不明显,随着压实温度的提高,混合料的水稳定性呈现出先增大后减少的趋势,但变化的幅度不大;NovaChip Type C的低温抗裂性随着压实温度的提高呈现出先减少后增大的趋势,-10℃的破坏弯拉应变在165℃时达到最大值;NovaChip Type C的合理压实温度范围为135 ～ 145℃.

TiO_(2)/ZnO-BF复合改性沥青及混合料性能研究

为了缓解沥青路面在运营阶段出现高温车辙、低温开裂、水损害及疲劳破坏等早期病害及延长其使用寿命,引入纳米材料(TiO_(2)/ZnO)、玄武岩纤维(BF)作为改性剂对沥青及混合料进行复合改性并制备密级配TiO_(2)/ZnO-BF复合改性AC-13C沥青混合料。在沥青、TiO_(2)/ZnO、玄武岩纤维等原材料性能研究的基础上,制备复合改性沥青,通过软化点、延度、旋转黏度、薄膜烘箱、温度敏感性分析等试验评价不同掺量TiO_(2)/ZnO及6%玄武岩纤维对沥青性能的影响。通过配合比设计,确定TiO_(2)/ZnO、玄武岩纤维不同掺配组合下混合料的最佳油石比。通过对沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳性能等相关室内试验评价复合改性沥青混合料路用性能。结果表明:随着TiO_(2)/ZnO掺量的增加,软化点、旋转黏度及老化后的针入度比试验结果逐渐增大,针入度、延度、温度敏感性、老化后软化点增量及质量损失试验结果逐渐降低,掺有4%TiO_(2)/ZnO+6%BF的复合改性沥青整体性能较基质沥青最优,TiO_(2)/ZnO推荐掺量为4%;6%玄武岩纤维及4%TiO_(2)/ZnO的掺入能够改善混合料的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害及疲劳性能;其中仅掺4%TiO_(2)/ZnO沥青混合料的高温及水稳定性优于仅掺6%玄武岩纤维沥青混合料。

SMA-13沥青玛蹄脂混合料配合比设计

本文针对SMA-13沥青玛蹄脂混合料的配合比设计进行了研究。通过对骨料、沥青和填料的选择与优化,以及混合料性能指标的要求,基于配合比设计方案,通过大量的实验验证和现场应用,按照马歇尔配合比设计方法进行配合比设计,试验结果表明:结合工程实际,SMA-13沥青混合料最佳沥青用量为5.8%,木质素纤维(沥青混合料质量%)0.3%时,该配合比设计方案可行并符合规范要求。实际施工中,采用该方案制备的SMA-13沥青玛蹄脂混合料具有较高的强度、稳定性和耐久性,能够满足道路工程的要求。

掺加复合纤维的硬质高模量沥青混合料性能研究

将木质素纤维与玄武岩纤维复合纤维添加到硬质沥青混合料中制备高模量沥青混凝土,基于动态压缩模量试验、高低温与水稳定性试验、四点弯曲疲劳试验,分析掺加玄武岩纤维、木质素纤维及其复合纤维对硬质沥青混合料动态模量、高低温与水稳定路用性能及疲劳性能的增强作用。结果表明:掺加木质素与玄武岩复合纤维明显增大了硬质高模量沥青混合料的油石比,硬质高模量沥青混合料具有优异的抗车辙性能、高低温路用性能、水稳定性及抗疲劳性能。

玄武岩纤维增强乳化沥青冷再生混合料性能研究

采用室内试验研究玄武岩纤维掺量对乳化沥青冷再生混合料力学性能的增强规律,优化玄武岩纤维掺量。基于控制应力四点弯曲疲劳试验、控制应变三点加载疲劳试验及MMLS3加速加载试验,研究玄武岩纤维增强乳化沥青冷再生混合料的抗疲劳性能与高温长期荷载作用下的稳定性。结果表明:随着玄武岩纤维掺量增大,乳化沥青冷再生混合料的力学性能呈二次函数关系变化,推荐最佳玄武岩纤维掺量为0.40%;掺加玄武岩纤维显著提高了乳化沥青冷再生混合料的力学性能、抗疲劳耐久性能与抗永久变形性能。

压实温度对温拌NovaChip~沥青混合料物理指标的影响

实验室实验采用温拌剂添加剂EvothermTM和Sasobit,分别在压实温度为135、145、155、165℃时成型NovaChipType C沥青混合料试件,并对其物理指标试验,以确定压实温度对物理指标的影响。试验数据表明:在添加EvothermTM温拌剂时,NovaChipType C混合料试件的毛体积相对密度和有效沥青饱和度随着压实温度的提高而增大,当压实温度从135℃提高到165℃时其值分别增大了1.45%和6.39%;试件的空隙率和矿料间隙率随着压实温度的提高而减小,当压实温度从135℃提高到165℃时其值分别减小了7.90%和4.60%;在添加Sasobit温拌剂时,NovaChip Type C混合料试件的毛体积相对密度和有效沥青饱和度随着压实温度的提高呈现出先增大后减小的趋势,在压实温度为155℃时其值达到最大,当压实温度从135℃提高到155℃时其值分别增大了1.49%和6.47%;试件的空隙率和矿料间隙率随着随着压实温度的提高呈现出先减小后增大的趋势,在压实温度为155℃时达到最小值,当压实温度从135℃提高到155℃时其值分别减小了8.10%和4.67%。

不同钢渣掺量AC-16沥青混合料性能研究

研究将钢渣应用于道路建设中的可行性和钢渣沥青混合料性能特点,揭示混合料性能随钢渣掺量不同的变化规律。将钢渣0%、25%、50%、75%掺量代替石灰岩集料制备钢渣沥青混合料,采用高温单轴贯入试验、低温劈裂强度试验、冻融劈裂强度试验、间接拉伸疲劳试验,分别针对不同钢渣掺量下沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性与疲劳性能展开相应研究。试验结果表明,钢渣各项性能指标均满足规范要求,可以作为集料制备沥青混合料,掺加钢渣后沥青混合料各项性能均有不同程度提高。随着钢渣掺量的提高沥青混合料各项性能变化规律不同,建议钢渣掺量控制在50%左右,以达到沥青混合料综合性能最优。

沥青温拌技术分类及温拌效果的试验评价方法

沥青温拌技术日益广泛应用于路面工程,为了定量评价温拌沥青混合料在拌和生产过程中的温拌效果,提供试验评价方法,本研究自主开发了一种沥青混合料变速拌和试验装置,采用70^(#)基质和SBS改性两种沥青、自主研发的一种表面活性剂型沥青温拌剂(取名为Alube)和一种有机降黏型沥青温拌剂(取名为ACMP),以市场成熟产品Evotherm为参照,分别制备了温拌沥青及其AC-13C型混合料,测试了不同沥青和温拌沥青的三大指标、布氏黏度和动态剪切流变指标,分析了沥青的黏温曲线特性,通过混合料的变温击实试验和变速拌和试验,研究了沥青混合料的压实特性和拌和流动特性,提出了沥青混合料的拌和流动模型。研究结果表明,有机降黏型温拌剂减小了沥青的黏度,增大了沥青的流动性,改变了沥青的技术性能,如针入度、延度、相位角等增大,软化点、布氏黏度等减小,而表面活性剂型温拌剂不改变沥青的基本技术性能;黏温曲线法仅可表征有机降黏型温拌沥青的温度变化,等黏温度降低约9℃,变温击实法和变速拌和法则可以同时表征两大类温拌剂的温拌效果;沥青混合料的拌和流动性服从宾汉黏塑性模型,从流变理论上解答了混合料的拌和流动性及和易性,推荐采用变速拌和试验来评价温拌沥青混合料的温拌效果;综合考察现有沥青温拌技术可知,在常用温拌剂掺量下,温拌沥青的生产拌和温度可比热拌沥青混合料低20~30℃,符合常规认识。

SMC再生SBS沥青的流变性能和微观特性研究

【目的】探究新型温拌再生剂甲基苯乙烯共聚物(styreneic methyl copolymer,SMC)对老化苯乙烯系热塑性弹性体(styrene butadiene styrene,SBS)改性沥青的再生效果和再生机理。【方法】首先,在室内制备不同老化程度的沥青。然后,采用SMC再生剂对不同老化程度的SBS改性沥青进行再生。接着,对再生后的SBS改性沥青进行动态剪切流变和低温弯曲蠕变试验,以评价其流变性能。最后,开展红外光谱试验以揭示其作用机理,进行电镜扫描试验以验证SMC再生剂的再生效果。【结果】SMC再生剂会降低老化SBS改性沥青的车辙因子,降低老化SBS改性沥青的恢复率,同时会使老化SBS改性沥青的低温性能得到极大提升。SMC再生剂未与SBS改性沥青发生化学反应,两者仅为物理共混。同时,SMC再生剂能够弥补沥青因老化产生的裂缝。【结论】SMC再生剂对老化SBS改性沥青具有较好的修复效果,能够为沥青的再生提供一种新的途径。

聚乙烯蜡温拌再生沥青性能研究

聚乙烯蜡可提升沥青路用性能,同时具有良好的经济效益而受到研究人员的广泛关注。选取新聚乙烯蜡(NPEW)与回收聚乙烯蜡(RPEW)按照等比混掺的方式作为温拌剂(PEW),将PEW与再生剂(LBS)加入新旧共混沥青中制备了聚乙烯蜡温拌再生沥青,其中新旧共混沥青中分别含20%、30%、40%的老化SBS改性沥青(AAM),用于模拟实际路面再生过程中旧沥青比例。通过沥青三大指标、布氏黏度对不同PEW及AAM掺量下温拌再生沥青的感温性能、高低温性能及降黏效果进行分析。结果表明,AAM和PEW的添加可减少温拌再生沥青的温度敏感性;当温拌再生沥青中AAM掺量一定时,随着PEW掺量的增加,高温抗变形能力,低温抗裂性能均有显著提升;当温拌再生沥青中AAM掺量较低时,PEW的掺入可有效降低黏度;当AAM掺量30%,PEW掺量2%时,温拌再生沥青兼具最佳的路用性能及经济效益。

混掺纤维透水沥青混料的路用性能试验研究

外掺纤维材料可在一定程度上综合提升透水沥青混合料的服役性能,研究对不同组合方案下的透水沥青混合料与普通透水沥青混合料进行性能对比分析。纤维组合方案包括单掺BF、单掺PP、复掺BF+PP在内共计15种。分别对混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性、疲劳性能及排水性能进行综合考察,认为玄武岩纤维可综合促进透水沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及疲劳性能,但对水稳定性的提升不明显。而经过适宜比例复掺的混合料(0.4%BF+0.2%PP和0.4%BF+0.1%PP),能够对水稳性能在内的各项路用性能都进行显著提升,提升幅度可达到20%以上,这对于透水沥青路面的高品质发展及推广应用具有重要意义。

纤维增韧水性环氧乳化沥青混合料性能研究

为提升水性环氧乳化沥青混合料的韧性,采用3种不同类型的纤维材料,分别为木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维,并探究它们在不同掺量(0.2%,0.4%,0.6%)下对水性环氧乳化沥青混合料路用性能的影响规律,对9组纤维改性后的水性环氧乳化沥青混合料进行了马歇尔稳定度试验、单轴压缩蠕变试验、低温劈裂试验、冻融劈裂试验、动态模量试验和间接拉伸疲劳试验,得到了马歇尔稳定度、蠕变变形量、破坏拉伸应变、冻融劈裂抗拉强度比、动态模量和疲劳寿命等评价指标结果,并与空白样的各项性能进行了对比分析。研究结果显示:纤维的掺加增加了混合料的最佳乳液含量,并显著增强了集料间的黏结力,从而有效改善了混合料的抗水损害能力。同时,纤维改性对水性环氧乳化沥青混合料的韧性和扩张力也有显著影响,经过纤维增韧处理的混合料在低温劈裂试验中的破坏拉伸应变最大可提升33.6%。基于纤维在提升水性环氧乳化沥青混合料性能方面的效果进行排序,玄武岩纤维表现最佳,其次为聚酯纤维,而木质素纤维排在第3。综合考虑路用性能和经济性,木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维的推荐掺量分别为0.2%,0.2%,0.4%。值得注意的是,高掺量的纤维可能导致其在混合料中分散性差,形成力学薄弱点,因此在选择纤维掺量时应对其予以谨慎考虑。

沥青混合料拌和和易性评价方法研究综述

为明确沥青混合料拌和和易性的评价方法及研究现状,通过查阅国内外相关研究文献,对比分析各种不同的沥青混合料和易性评价方法、指标及研究结论,系统归纳了不同沥青混合料和易性评价方法的适用性及评价效果,并对拌和和易性的主要影响因素作出对比分析及综合评述。结果表明:沥青混合料拌和和易性的评价方法,大多是通过量化拌和过程中的阻力或能量消耗来构建相应的指标定量评价和易性,也有部分方法是通过压实体积指标或工作效能作为间接验证来评价和易性。混合料中材料组成及拌和条件直接影响沥青混合料的和易性,若提升和易性,不仅能够改善混合料的成型及压实性能,还能显著提升路面工程质量。不断优化和提升沥青混合料和易性评价方法以及相应评价指标,能够使混合料和易性得到更加精确合理的评价,这不仅有助于促进路面工程新技术的推广应用,还可以降低能量消耗、减少污染物与碳排放等。

玄武岩纤维直径对其沥青混合料性能的影响

为研究玄武岩纤维直径对其沥青混合料性能的影响,设计制备掺有7、16、25μm这3种直径玄武岩纤维的AC-13沥青混合料,采用车辙试验、单轴贯入试验、低温小梁试验、浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验测试其路用性能,通过理想开裂试验、动态模量试验测试其力学性能。结果表明:玄武岩纤维直径对沥青混合料各项性能指标的改善效果影响较大,沥青混合料的最佳油石比随着玄武岩纤维直径的减小而略有升高;由于相同纤维掺量和纤维长度条件下,纤维直径越小,其根数越多,在沥青混合料中形成的筋体网络越丰富,故7μm直径玄武岩纤维对沥青混合料的高低频动态模量、中低温抗裂性能以及高温抗变形能力改善效果最为显著。研究结论可为沥青混合料用玄武岩纤维的精细化设计提供参考。

乳化沥青冷再生混合料断裂性能试验研究

乳化沥青冷再生沥青路面的开裂问题是制约其大规模推广使用的主要原因之一。为了研究冷再生沥青混合料断裂性能的评价指标及抗裂性能提升措施,以普通乳化沥青、外掺玄武岩纤维和SBR改性乳化沥青3种冷再生混合料为研究对象,开展了有预制裂缝中梁的四点弯曲强度试验及其断裂过程的声发射测试;以应变能释放速率、应力强度因子和声发射测试中所采集的能量及振铃计数‒撞击数等参数为评价指标,对比分析了3种不同乳化沥青冷再生混合料的断裂性能。试验结果表明:使用SBR改性乳化沥青和外掺玄武岩纤维均对乳化沥青冷再生混合料的抗断裂性能有较为显著的提升,且相比于使用SBR改性乳化沥青,外掺玄武岩纤维更为有效。振铃计数和撞击数参数可以较好地描述材料的断裂特征,声发射试验结果与断裂力学参数计算结果满足较好的线性相关性。声发射信号参数能够很好地描述乳化沥青冷再生混合料在四点弯曲试验中的断裂特征。

热拌沥青混合料拌和和易性的评价方法

基于沥青混合料的材料组成及分布,采用扫描电镜(SEM)测定热拌沥青混合料中集料表面裹附的沥青膜厚度,并提出一种拌和和易性评价指标.采用集料分布均匀性和压实度测试结果进一步验证和分析不同热拌沥青混合料拌和和易性的变化规律.结果表明:沥青种类、级配类型及拌和温度对热拌沥青混合料拌和和易性影响作用不同;沥青膜在集料表面裹附得越均匀,热拌沥青混合料的拌和和易性就越好,集料分布的离散性越小,热拌沥青混合料成型的压实度越大.

滨海高速公路改扩建温拌沥青混合料综合性能评价

评价不同温拌剂对沥青混合料性能影响规律,为工程应用中温拌剂的选择提供技术依据。分别选取Sasobit、Aspha-min、Evotherm 3种温拌剂制备温拌沥青混合料,基于车辙、低温弯曲、冻融劈裂、汉堡轮辙和动态模量试验,分析3种温拌剂对沥青混合料路用性能和动态模量的综合影响。研究表明,Evotherm温拌剂对混合料的降温效果最佳,Aspha-min温拌剂与Sasobit温拌剂对沥青混合料的降温效果相当;Sasobit温拌剂能够提高混合料的高温性能,Evotherm温拌剂能够提高混合料的水稳定性,Aspha-min温拌剂的水热性能较差;中温条件下添加Evotherm温拌剂混合料模量最高,高温条件下添加Sasobit温拌剂混合料模量最高;构建混合料动态模量主曲线,Sasobit和Evotherm温拌剂均能够改善混合料的高温性能,Sasobit温拌剂造成混合料低温性能降低,Evotherm和Aspha-min温拌剂对混合料的低温不产生影响。

基于响应曲面法确定玄武岩纤维热再生沥青混合料最佳配合比

在进行沥青混合料配合比设计时,由于掺加两种或两种以上掺合物时,采用马歇尔试验法或正交试验法进行沥青混合料配合比存在不足,为了确定沥青混合料最佳配合比,通过基于响应曲面法中的BBD(Box-Behnken design)法对级配类型AC-13掺加玄武岩纤维、RAP的热再生沥青混合料进行级配优化设计。结果表明,计算优化得出最佳油石比为5.17%、旧料掺量RAP为31.89%及玄武岩纤维掺量0.26%。并通过试验对预测模型进行验证,预测值与实测值模型之间相对误差较小(小于3%),可见BBD法建立的二阶模型具有较好的拟合效果,对再生沥青混合料各掺量配合比设计能进行有效优化,并且最佳各掺量下的玄武岩纤维热再生沥青混合料具有良好的路用性能。

冷拌环氧沥青及其混合料性能研究进展

由于独特的三维交联网络结构和特殊的官能团,环氧沥青具有良好的力学性能、热稳定性、耐腐蚀性和使用寿命。冷拌环氧沥青在不牺牲环氧沥青材料性能的前提下,在降低能源消耗、减少温室气体排放和可加工性方面显示出许多优势。对冷拌环氧沥青的技术研究进行了综述,介绍了冷拌环氧沥青的基本组成及复合机理,包括其固化反应过程和三维交联网络的形成,详细阐述了冷拌环氧沥青及其混合料的各项性能与环氧树脂、添加剂、改性剂和热氧老化等因素的关联性。总结并展望了冷拌环氧沥青及其混合料在性能方面的优点以及未来研究方向,推动冷拌沥青混合料的相关研究和实际路面应用。

玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及抗裂性能

为研究玄武岩纤维对沥青混合料路用性能和断裂性能的影响,基于马歇尔试验确定了不同玄武岩纤维掺量下的最佳油石比,并基于此分析纤维掺量对路用性能、老化性能、抗断裂性能的影响规律及其改善效果.结果表明:(1)玄武岩纤维掺量将影响最佳沥青用量,需同时考虑纤维掺量以确定最佳油石比;(2)纤维质量掺量为0.1%时,具有最佳的改善效果,最大可将高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提升31.5%~38.4%、24.4%~37.3%、1.2%~5.5%.纤维对老化沥青混合料的高温稳定性的改善程度最佳,尤其是动稳定度,改善程度是其他性能的1.28~15.0倍;其次是低温抗裂性;水稳定性的改善效果最弱.纤维可通过增加沥青混合料的延性,以提高峰值荷载对应的裂纹张开位移,且玄武岩纤维在中温情况下对沥青混合料的抗断裂性能改善效果要高于低温条件,最大可提升21.64%的断裂韧性.