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.

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。

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。

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。

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。

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。

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。

温拌掺钢渣再生沥青混凝土的制备及性能研究

论文设计了纯天然集料、钢渣+天然集料、钢渣+RAP(Reclaimed Asphalt Pavement,RAP)+天然集料三种集料组成的AC-13沥青混合料进行马歇尔实验研究;在此基础上,采用表面活性剂型温拌剂对掺钢渣再生沥青混凝土进行温拌和路用性能研究。结果表明:钢渣作为粗集料替代天然集料,能够提升沥青混凝土的性能,同时对再生沥青混合料的性能也有改善作用;再生沥青混凝土中加入温拌剂,在降低施工温度的同时,使RAP中的老化沥青能够更好地与新沥青及再生剂融合,从而改善再生沥青混凝土的性能。

大空隙沥青混合料配合比设计与性能研究

针对国省干线公路对抗滑、降噪功能需求日益提高的问题,通过对大空隙沥青混合料配合比设计与性能研究,分别选取了PAC-13型和PAC-10型大空隙沥青混合料,在试验路段分别采用了4组不同配合比进行施工,之后对铺筑后的试验路段进行了路用性能检测。研究结果表明:PAC-13型大空隙沥青混合料的最佳油石比为4.6%,PAC-10型大空隙沥青混合料的最佳油石比为4.8%;随着0.6~4.75 mm集料含量的增加,空隙率、有效空隙率和有效空隙率百分比均减小;PAC-13型试件路面容易形成丰富的宏观纹理,促进道路抗滑性能提升,使得在同样的环境条件下,其表现出更为优异的抗滑性能;PAC-10型大空隙沥青混合料的空隙率最大,空隙的曲折度最高,吸声效果最好。该研究采用的大空隙沥青混合料满足规范要求,能够为国省干线公路抗滑、降噪功能的提升提供参考。

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。

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.

大掺量温拌再生沥青混合料路用性能研究

为了提高沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)掺量,解决热再生混合料拌和温度过高的问题,针对大掺量温拌再生技术开发专用温拌再生剂,对温拌再生沥青性能进行分析;基于和易性一致原则提出大比例温拌再生温度控制工艺设计,完成大比例温拌再生混合料配合比设计,并开展温拌再生混合料综合路用性能分析。结果表明,开发的大比例温拌再生剂具备良好的再生效果,可以实现在降低20℃条件下完成拌和及压实,路用性能检验高低温性能变化、水稳定性变化及动态模量变化,均能达到普通热拌沥青混合料路用性能效果。提出的温拌再生剂及大比例温拌再生混合料设计方法为道路固废资源化利用提供了有效的工程应用参考。

絮状玄武岩纤维沥青混合料技术研究及工程应用

絮状玄武岩纤维作为一种高性能的新型矿物纤维,与沥青混合料具有很高的相容性。为研究絮状玄武岩纤维对沥青混合料路用性能的改善效果,首先分析了絮状玄武岩纤维的技术指标,其次开展絮状玄武岩纤维沥青混合料的配合比试验,最后评价了絮状玄武岩纤维沥青混合料试验路的铺筑效果。结果表明,絮状玄武岩纤维沥青混合料的体积参数满足技术要求,具有优异的高温稳定性,依托宁连一级公路养护工程,铺筑的絮状玄武岩纤维SMA-13试验路取得了较好的应用效果。

温拌剂对含RAP沥青混合料力学性能的影响

为评价含RAP(Recycled Asphalt Pavement,铣刨料)的温拌沥青混合料高温和低温下力学性能并优选适用于含RAP混合料的温拌剂,初选Sasobit、Aspha-min、RH和Evotherm四种温拌剂,通过劲度模量试验、动态蠕变试验和半圆弯曲试验,分别得到劲度模量、加载次数和不同抗裂指标,分别评价混合料抗永久变形性能、高温力学性能和低温抗裂性能。结果表明:RAP使混合料劲度模量、加载次数、最大荷载、断裂能和应变能增加,但柔性指数和抗裂指数降低。温拌剂对混合料不同性能的影响受温拌剂类型影响较大。同时掺加RAP和温拌剂的混合料中,劲度模量最大的对应Sasobit,其次为Evotherm和RH;加载次数最大的对应RH,其次为Evotherm;采用均一化评价方法,抗裂性能最佳的对应Evotherm。综合各项性能,在混合料中添加RAP后宜优选Evotherm温拌剂,对应混合料兼具良好的抗永久变形性能和抗裂性能。