The Influence of Material Related Parameters on the Mechanical Properties of Foamed Asphalt Mix

By indirect tensile strength （ITS） test and unconfined compressive strength （UCS） test, the influence of various material related parameters, including asphalt foamability, aggregate temperature, mixing moisture content （MMC） and foamed asphalt （FA） content, on the mechanical properties of FA mixes was studied. The results indicated that both asphalt foamability and aggregate temperature greatly affected ITS of FA mixes. Too low aggregate temperature was unfavorable for mechanical properties of FA mixes. Foamed index alone was unfit for the evaluation of asphalt foamability. Compared with half-life, expansion ratio had more prominent influence on ITS of FA mixes. MMC had significant impact on the mechanical properties of FA mixes and should be optimized by trial and test in FA mix design. The mechanical properties of FA mix were sensitive to the change of FA content. Compared with the ITS determined with standard Marshall specimens, both the ITS and UCS determined with static compressed specimens by 15 cm diameter were more effective in terms of choosing the optimal asphalt content for FA mixes.

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。

温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能研究

为研究再生SBS改性沥青混合料(RAP)掺量和温拌剂种类对温拌SBS改性再生沥青混合料的路用性能的影响,通过车辙试验、小梁弯曲试验和冻融劈裂试验分析了在RAP掺量为0,10%,30%,50%,Sasobit温拌剂掺量为3.0%和Evotherm温拌剂掺量为2.0%的温拌SBS改性再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳性能,并通过灰色关联度分析RAP掺量对两种温拌再生沥青混合料路用性能的影响。结果表明,RAP的掺入可以极大地改善温拌再生沥青混合料的高温性能,但不利于其低温抗裂性能和水稳定性能。不同RAP掺量的沥青混合料对各项路用性能影响程度大小排序均为:水稳定性能<低温抗裂性能<高温稳定性能。在RAP掺量为30%时,掺入Evotherm温拌剂的再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能优于掺入Sasobit温拌剂的再生沥青混合料。

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。

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。

废油/树脂/己二酸二辛酯复合再生剂制备及温拌剂对沥青拌合老化保护效果评价

为验证废油对老化沥青性能恢复的适用性,借助响应面法使用废油、C9石油树脂、己二酸二辛酯配制了一种复合废油再生剂。为避免再生沥青拌合过程中轻质组分的挥发及老化,研究引入温拌剂降低拌合温度进而实现对再生沥青的性能保护。同时,测定了再生剂对老化沥青的再生效果以及温拌剂的保护效应。研究发现,老化沥青低温延展性不良的缺陷得到恢复,再生沥青高温抗变形能力优于基质沥青;再生沥青经温拌后,黏性成分更多,进而低温流变表现占优。再生剂有效补充了老化沥青的芳香族化合物;温拌再生沥青小分子油分物质得到了保护,二次老化中大分子物质基团的生成得到了控制。

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.

不同制备工艺的温拌橡胶沥青性能

为了研究不同制备工艺的温拌橡胶沥青性能差异,分析温拌橡胶最佳的制备工艺,分别制备了3种不同制备工艺的温拌橡胶沥青,包括:先制备橡胶沥青,再与温拌剂混合;先混合温拌剂与橡胶颗粒,再制备温拌橡胶沥青;制备橡胶沥青过程中加入温拌剂。通过开展不同制备工艺的温拌橡胶沥青针入度试验、软化点试验、流变试验与红外光谱试验,分析不同制备工艺的温拌橡胶沥青针入度、软化点、车辙因子、相位角、疲劳因子、劲度模量与化学组成的指标差异,研究温拌剂以及不同制备工艺对橡胶沥青性能的影响。同时,采用不同制备工艺的温拌橡胶沥青进行沥青混合料试件成型,研究适宜的击实温度及路用性能,包括高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性。结果表明:温拌剂的掺入将导致橡胶沥青针入度增大,软化点减小,抗车辙性能下降,但不会对橡胶沥青的低温抗裂性与抗疲劳性能产生影响;温拌剂可有效降低混合料的击实温度,不会对橡胶沥青混合料的低温抗裂性与水稳定性产生影响,但其将导致混合料的抗车辙性能下降;提前混合温拌剂与橡胶颗粒的制备工艺可以增加橡胶颗粒与沥青的溶合效应,将温拌剂对橡胶沥青抗车辙性能的影响减少到最低,同时可以降低橡胶沥青与橡胶沥青混合料的生产温度,在3种不同制备工艺中具有明显的优势。

短期老化对温拌橡胶沥青路用性能的影响

为了研究短期老化对温拌橡胶沥青路用性能的影响,首先利用质量损失实验对其老化前后组成成分的质量变化进行初步的评估与分析;采用针入度、软化点、动态剪切流变实验对旋转薄膜烘箱短期老化前后橡胶沥青材料路用性能的差异性进行比较,同时借助凝胶渗透色谱对作用机制进行分析与验证。研究表明:虽然老化前后橡胶沥青的路用性能稍微减弱,但改性作用仍然在可接受范围内,且均比普通基质沥青高出很多;虽然液态降黏减阻剂本身平均分子质量较小,在短期老化过程中容易蒸发,但这种作用保护了基质沥青当中的轻质组分,有效地减缓了老化进程,温拌橡胶沥青较普通橡胶沥青和基质沥青具有更好的抗老化性能。

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。

温拌阻燃沥青混合料优化设计与性能评价

为开发阻燃性能较好、适用于隧道路面的沥青混合料,基于正交试验设计,确定温拌剂、阻燃剂的最佳质量分数,设计温拌阻燃沥青混合料并进行路用性能评价;试验确定温拌阻燃沥青混合料最佳拌和温度与压实温度,并评价其路用性能、抗疲劳性能及阻燃性能。结果表明:温拌阻燃沥青混合料的最佳拌和温度为150℃,最佳压实温度为140℃;其水稳定性及抗疲劳性能均得到显著改善,高温、低温性能得到一定提高;从燃烧时间、质量损失水平及残留稳定度等参数分析表明,温拌阻燃沥青混合料可增加路面材料的阻燃性能,提高火灾事故后道路材料的基本路用性能,可为温拌阻燃沥青混合料在隧道工程中的应用提供参考。

复掺纤维对冷拌环氧沥青混合料性能的影响

为了研究复掺纤维对冷拌环氧SMA-10沥青混合料性能的影响,采用玄武岩纤维(basalt fiber,BF)和聚酯纤维(polyes⁃ter fiber,PF)复掺,分析多种复掺纤维比例对冷拌环氧SMA-10沥青混合料高温性能、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳性能及抗老化性能的影响。通过数字图像处理和离散元仿真技术构建沥青混合料二维数值模型,提取离散元模型的骨架特征参数以确定纤维最佳掺配长度。复掺纤维掺量变化分别为0.3%PF、0.2%PF+0.1%BF、0.2%BF+0.1%PF、0.3%BF。结果表明:单掺0.3%玄武岩纤维的路用性能、抗疲劳性能、抗老化性能提升效果均优于单掺0.3%聚酯纤维。其中0.2%BF+0.1%PF的性能提升最佳,相较于单掺聚酯纤维和单掺玄武岩纤维,动稳定度分别由37058次·mm^(-1)和42000次·mm^(-1)增到45000次·mm^(-1),增长了21.4%和7.1%,抗弯拉强度由29.01 MPa和30.53 MPa上升为32.08 MPa,提高了10.6%和5.1%,650με应变条件疲劳寿命由163万次和183万次增至197万次,提高了20.9%和7.7%。在冷拌环氧SMA-10沥青混合料中复掺纤维可以提升其路用性能,玄武岩纤维和聚酯纤维复掺效果优于单掺。

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。

SBS改性沥青再生废旧聚氨酯混凝土的配制及旧料掺量的影响评价

聚氨酯混凝土是一种新型铺装材料,研究废旧聚氨酯混凝土的再生利用对该材料的推广应用意义重大。首先,通过聚氨酯混凝土室内模拟老化制备了RPC;其次,选用0%、25%、30%、35%、40%、45%和50%7种RPC掺配比例配制了AC-13型SBS改性沥青再生废旧聚氨酯混凝土;再次,对不同RPC掺量下的SBS改性沥青再生RPC进行了路用性能评价;最后,对SBS沥青-石灰岩、SBS沥青-老化聚氨酯和老化聚氨酯-石灰岩3种界面的黏附性能进行了测试,对比分析了RPC对路用性能影响的成因。结果表明,除50%RPC掺量的SBS改性沥青再生RPC外,其余6种RPC掺量的均满足相关技术要求,且随RPC掺量的增加,其高温性能减弱而低温性能和水稳定性增强;SBS沥青-老化聚氨酯和老化聚氨酯-石灰岩的界面黏附性能优于SBS沥青-石灰岩。

沥青混合料摊铺离析评价及螺旋布料器EDEM仿真优化

沥青混凝土路面由于级配设计、现场施工技术以及后续维护不足等原因,其实际使用寿命远远低于设计寿命。本文通过沥青混合料动力学,抗离析试验以及针对试验结论仿真分析三种不同螺径并选出最优螺径方案。试验得出在仿真模型中,螺径460mm的仿真离析较小,在实际现场施工时宜选用直径较大、转速较低的螺旋分料器,并合理调整分料器中混合料的高度,使混合料充满螺旋分料器。

玄石混合集料耐磨耗性及其AC-13混合料抗滑性能研究

为探究不同玄武岩与石灰岩质量配比的混合集料的耐磨耗性及其AC-13混合料的抗滑性能,测试了不同掺配比例玄石混合集料的磨耗值、磨光值、混合集料及AC-13混合料的动态摩擦系数衰减速率、衰减终值及抗滑寿命。结果表明:7个玄石混合集料掺配组的磨耗值均满足相关指标要求,混合集料中玄武岩质量比越大,其抗滑耐磨性能越好。向石灰岩中掺配硬质石料可降低其衰减速率,提高衰减终值及抗滑寿命,改善抗滑性能。

界面糙化对刚柔复合式路面剪切强度的影响

为解决刚柔复合式路面层间易出现滑移、剪切破坏的问题,以刚柔复合式路面层间构造为研究对象,研究采用嵌石构造层间界面对复合式路面层间剪切强度的影响。碎石粒径分别为2.36~4.75 mm、4.75~9.5 mm、9.5~13.2 mm,每种粒径下碎石的撒布面积设置为25%、50%及75%,嵌入深度为其粒径的2/5~3/5,利用自制的斜剪夹具,通过室内试验研究了三种碎石粒径下,各粒径对应三种碎石撒布面积时的复合试件层间剪切强度的大小。试验结果表明:(1)刚柔复合式路面层间剪切强度随着碎石粒径的增大而增大;(2)在三种撒布粒径对应的25%、50%、75%的撒布面积下,层间剪切强度随着撒布面积的增大而增大。

生物和再生沥青及其混合料性能研究

通过设计再生生物沥青方案来探讨其在筑路材料应用中的可行性:首先采用生物沥青替代沥青,然后加入高比例的RA(>30%),最后在较低的温度(140℃)下生产沥青混合料,并系统评估了胶结料和混合料的性能。结果表明,温拌再生生物沥青混合料具有良好的承载力,50%和70%RA掺量的再生生物沥青的劲度模量分别为18120 MPa和15683 MPa,50%和70%RA掺量的再生生物沥青的永久变形百分比分别为0.5%和0.7%。70%RA掺量的再生生物沥青具有较好的水敏感性,其间接拉伸强度比为97%。本研究可为温拌再生生物沥青的研究提供参考。