AC-13C沥青混合料配比设计及性能试验研究

文中基于马歇尔试验的AC-13C设计方法和基于Superpave系统的Sup-13(即Superpave 13 mm)设计方法,对两种不同的沥青混合料配合比设计进行研究,对比各自的特点、优势以及适用性。研究表明,对于两种设计方法所得到的油石比设计指标来说,Superpave法的空隙率和毛体积相对密度表现较好,马歇尔法的矿料间隙率和沥青饱和度表现较好;对于沥青混合料的路用性能来说,Superpave法的高温和水稳定性更好,马歇尔法的低温性能更好。

RAP级配自动实时检测系统设计及仿真分析

为快速、准确检测沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement, RAP)的级配,提高RAP级配的检测效率并降低人工操作对检测结果的影响,将目前检测RAP性能常用的设备与方法相结合,提出了一种对RAP含水率、RAP的油石比及其级配一体化检测的方法。同时,针对目前RAP检测存在的问题,设计了新型的RAP级配自动检测设备,实现了RAP级配的自动实时检测。首先,根据RAP级配的检测功能要求设计了检测设备的整体结构。其次,建立了检测设备核心关键结构振动筛分部件的仿真模型,采用EDEM离散元仿真软件模拟了筛分全过程;仿真采用控制变量法对振动筛中的集料颗粒在不同筛面倾斜角、振动频率、振动方向角等参数的情况下进行对比分析。最后,以符合标准要求的最优筛分效率为目标对振动筛进行优化设计。结果表明:当振动筛倾斜角为3°、振幅为4 mm、振动频率为16 Hz、振动方向角为63°时,振动筛各层筛网的筛分效率均达到91%以上,能够满足实际需要。证明了RAP级配自动实时检测系统能实现RAP含水率、RAP的油石比、级配的检测,为实现智能再生拌合站的研发提供可能,同时该检测系统也可代替人工作为日常沥青混合料级配监测的新手段。

矿渣砂-水镁石纤维AC-20C沥青混合料路用性能研究

为缓解矿料紧缺难题,选用矿渣砂等质量替代石灰岩机制砂,引入水镁石纤维来改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境。在原材料研究的基础上,评价矿渣砂和水镁石纤维共同应用到沥青混合料中的可行性;通过配合比设计,确定不同矿渣砂及水镁石纤维掺量下沥青混合料的最佳油石比;通过开展相关路用性能试验评价矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料的路用性能。试验结果表明,水镁石纤维能够改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境,增强沥青与矿料之间的粘附能力;随着矿渣砂掺量的增加,沥青混合料高温性能逐渐增强,低温及水稳定性能逐渐降低;水镁石纤维的掺入,矿渣砂沥青混合料相关路用性能均得到改善;为最大限度地利用矿渣砂,同时保证AC-20C沥青混合料的路用性能,推荐矿渣砂的掺量为20%,水镁石纤维掺量为0.3%。

矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料性能研究

选用等质量的水镁石纤维及矿渣砂替代石灰岩机制砂以制备矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料,并评价该混合料的高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损害等路用性能,及探究矿渣砂的合理掺量。在深入研究矿渣砂与水镁石纤维等原材料特性的基础上,进一步研究它们共同应用于沥青混合料中的技术可行性与潜在优势;通过配合比设计,确定不同矿渣砂及水镁石纤维掺量组合下混合料的最佳油石比;通过开展高低温及水稳定性等室内试验,评价矿渣砂-水镁石纤维沥青混合料的路用性能。研究结果表明:不同时期生产的矿渣砂级配差距较大,使用时需先进行分档筛分再重组,以满足级配要求;矿渣砂不含有毒物质,不会对环境及人体身心健康造成危害;水镁石纤维能够改善矿渣砂沥青混合料的酸性环境,增强沥青与矿料之间的黏附能力;矿渣砂的掺入,会降低沥青混合料高低温性能及水稳定性能,掺量越大,则降低幅度越大;水镁石纤维的掺入,能改善矿渣砂沥青混合料的路用性能,当矿渣砂掺量为20%,水镁石纤维掺量为0.4%时,沥青混合料的水稳定性能与常规AC-13C沥青混合料的相当,而其高低温性能则明显优于常规AC-13C沥青混合料的。因此,使用矿渣砂等质量替代石灰岩机制砂,并添加水镁石纤维制备沥青混合料具备可行性和实用价值。

不同RAP改性SMA-13再生路用材料的性能研究

为了改善SMA-13再生路用材料的路用性能,延长再生沥青路面的使用年限。通过对不同RAP掺量、不同纤维类型的SMA-13再生沥青开展相关路用性能研究,评价玄武岩纤维、木质素纤维对再生沥青混合料性能的影响。试验结果表明,再生剂掺量为6%时,再生沥青整体性能最优;随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料高温稳定性能逐渐改善,低温及水稳定性能逐渐降低,工程应用中应合理确定RAP掺量;玄武岩纤维再生沥青混合料路用性能均优于木质素纤维。

基于DIC技术的大粒径水工沥青混凝土断裂性能研究

在水工沥青混凝土中断裂主要以张开型(I型)为主,为研究不同油石比下大粒径水工沥青混凝土的断裂性能,通过预裂缝小梁弯曲试验,并基于数字图像相关(DIC)技术对试件从加载到破坏过程中的水平应变进行分析。结果表明:在试验范围内不同油石比对大粒径水工沥青混凝土的断裂性能影响并不显著。不同油石比下沥青混凝土的临界应力强度因子和J积分断裂韧度变化均不明显,利用DIC技术可以较好地反映出试件在断裂过程中的应变情况,为沥青混凝土的断裂性能提供量化依据。

基于RAP全掺量下再生温拌沥青混合料路用性能研究

为实现资源的循环利用,降低高温作用对沥青的二次老化,引入N24型再生剂、A型合成蜡类温拌剂对RAP全掺量下再生温拌AC-16C沥青混合料展开研究.通过RAP原材料试验,确定RAP的矿料级配及油石比.在再生剂、温拌剂及再生温拌沥青等原材料研究的基础上制备再生温拌沥青,评价不同再生剂掺量下再生温拌沥青性能的改善情况,同时确定再生剂掺量为4%、温拌剂掺量为3%时沥青混合料的施工温度.通过对再生温拌沥青混合料开展高温抗车辙、抗水损害及低温抗开裂等试验,评价再生剂掺量对再生温拌沥青混合料路用性能的影响.结果表明,RAP中的粗集料发生了细化,但整体矿料级配与原矿料目标级配相当,无需对RAP进行级配调整;再生剂掺量为4%时,再生沥青性可能恢复到原道路石油沥青水平;3%温拌剂的掺入,沥青混合料拌和及压实成型温度分别降低30、40℃;再生剂掺量为4%时,再生温拌沥青混合料整体路用性能最优.

基于超薄层罩面技术的高粘沥青混合料性能及粘接力研究

为了探究超薄罩面层技术在实践应用方面研究的不足,解决沥青路面养护与维修的问题,对UTAC-7、Novachip-B及OGFC-7之3种超薄罩面层沥青混合料的路用性能展开研究。结果表明:3种沥青混合料动稳定度均不低于3000次/mm,Novachip-B沥青混合料动稳定度最优,低温环境下UTAC-7沥青混合料抗弯拉强度最大,且不同温度时UTAC-7沥青混合料弯曲破坏应变均最大;3种沥青混合料均表现出较好的水稳定性能,其中Novachip-B沥青混合料水稳定性能最优,OGFC-7沥青混合料抗滑能力最优;3种沥青混合料层间粘接强度随着乳化沥青撒布量的增加均呈现先升高后降低的趋势,乳化沥青撒布量相同时UTAC-7沥青混合料层间粘接强度均最优。

道路透水沥青混合料改性试验研究

为了有效解决城市热岛和内涝问题,配制了一种PAC-13透水沥青混合料,并利用消石灰和木质纤维对其进行改性试验。结果表明:PAC-13透水沥青混合料的最佳油石比为4.5%,在基本配合比下,空隙率可达25%,连通空隙率可达18.9%;随着消石灰掺量增大,PAC-13透水沥青混合料各项性能逐渐得到优化,消石灰对冻融劈裂强度比(水稳定性能)的改善效果最好,消石灰替代率每增加1%,冻融劈裂强度比将提升约2%;木质纤维对PAC-13透水沥青混合料也有一定的改良作用,但效果不及消石灰,木质纤维掺量不宜过高,当掺量过高时,需要根据析漏损失和飞散损失重新确定沥青混合料的最佳油石比。

高粘结冷态灌缝材料配合比对性能影响

研发了一种以乳化沥青和水泥为主要原料的高粘结冷态灌缝材料。研究了水灰比(W/C)、油石比(A/C)和砂灰比(S/C)对灌缝料性能的影响规律;确定出优化的高粘结冷态灌缝料配方。研究结果表明:W/C增大,灌缝料的流动性变好,可工作时间延长,但分离度变大,材料的均质性变差;A/C增大,流动性变差,可工作时间缩短,力学性能变差;S/C的选择应综合考虑可工作时间和力学性能。

基于响应曲面法硅藻土改性沥青混合料性能研究

为优化硅藻土改性沥青混合料配合比设计,基于曲面响应法,以油石比、硅藻土掺量和硅藻土细度3个因素为试验变量,以马歇尔稳定度、残留稳定度以及低温劈裂强度为响应指标,采用Box-Behnken模型进行沥青混合料试验设计,共17组试验方案;对试验结果进行回归分析,建立二次函数模型,分析3因素的最优配比。试验结果表明:当油石比为4.5%,且硅藻土的掺量和细度分别为20%和500目时,最终的响应指标马歇尔稳定度、残留稳定度及低温劈裂强度分别为15.55 kN、97%、4.13 kPa,所制备的沥青混合料能够符合甘肃陇东地区要求,且综合性能达到最优。硅藻土的掺入可有效提高沥青混合料的各项性能,其中以高温性能的提高最为显著;曲面响应法预测值与实际试验值之间最大误差未超过2.7%,表明曲面响应法模型能够较准确地预测三因素对沥青混合料性能影响的程度,将响应曲面法应用于硅藻土沥青混合料的设计及优化具有良好的适用性和优势。

絮状玄武岩纤维对SMA沥青混合料性能的影响研究

针对絮状玄武岩纤维在沥青玛蹄脂碎石混合料中具有降低沥青用量的特点,本文以SMA-13型沥青混合料为研究对象,采用絮状玄武岩纤维(Flocculent Basalt Fiber,FBF)与絮状木质纤维(Flocculent Wood Fiber,FWF)两种纤维进行试验,分析不同油石比下的沥青混合料体积指标与性能,并对最佳油石比下的动稳定度、疲劳、试件内部结构进行对比分析。结果表明:絮状玄武岩纤维能有效降低油石比12.9%,增加动稳定度11.2%,提高沥青混合料的抗疲劳性能。结合内部结构和试验数据,絮状玄武岩纤维下的SMA-13型沥青混合料矿料骨架结构嵌挤更紧密,综合性能更好。

薄层罩面技术及其在沥青路面中的应用

薄层罩面是一种在原有路面上新铺设一层薄沥青混凝土的技术,主要用于路面修复补强等,和其他路面修复技术相比,该技术在抗滑能力、防水性能、造价等方面具有明显的优势。施工完成后,可显著地提高路面使用舒适度,且施工速度快,对社会交通影响较小,能适应各等级国省干线公路预防性养护的要求,有效降低了养护成本,具有显著的社会和经济效益。

橡胶粉高粘改性排水沥青混合料性能研究

选用SBS及橡胶粉对基质沥青进行复合改性来制备高粘复合改性沥青,以弥补沥青路面因大孔隙路面结构特点带来的性能不足。在2种70^(#)基质沥青中分别掺入4.5%的SBS和0%、6%、8%、10%、12%、14%的橡胶粉制备橡胶复合改性沥青,并对复合改性沥青进行3大指标、60℃动力黏度、135℃布氏黏度试验得出,橡胶粉推荐掺量为10%~12%。对复合改性OGFC-13排水式沥青混合料开展配合比设计及高温性能、水稳定性能、析漏及分散性能研究得出,SBS掺量固定为4.5%,橡胶粉掺量为12%时,2种橡胶复合改性沥青混合料高温抗车辙能力、抗磨耗能力性能最优,橡胶粉掺量为10%时,2种橡胶复合改性沥青混合料抗水损害能力性能最优。

基于温拌技术沥青混合料性能研究

【目的】为避免施工过程中沥青二次老化,减少能源消耗,引入温拌技术来降低沥青路面施工温度。【方法】选用EC120、Sasobit两种温拌剂为研究对象,在基质沥青中EC120掺量为3.5%、SBS聚合物改性沥青中EC120、Sasobit掺量均为3%下进行AC-13C、SMA-13两种温拌沥青混合料拌和、击实温度试验及路用性能试验。【结果】EC120、Sasobit的掺入,使AC-13C、SMA-13两种沥青混合料的施工温度整体降低20℃左右,且高温稳定性、水稳定性均得到了改善,SMA-13沥青混合料低温性能有小幅度降低,但仍满足技术要求。【结论】EC120、Sasobit两种温拌剂的掺入能够降低沥青路面的施工温度,且沥青路面具有较好的路用性能。

以石灰岩为粗骨料的PAC-16型排水沥青混合料配合比设计研究

排水沥青混合料粗集料多采用强度较高的玄武岩或辉绿岩,石灰岩应用较少。为研究石灰岩用作排水沥青混合料粗集料的可行性,文章在借鉴国内外研究成果的基础上,结合石灰岩粗集料技术性能,通过级配的选择和油石比的确定,开展析漏、稳定度等排水沥青混合料技术指标验证,观察并分析了关键参数对石灰岩排水沥青混合料路用性能的影响,并确定了适用于本研究的最佳配合比设计。最终通过试验段的铺筑和6年后的性能测试,验证了石灰岩可作为排水沥青路面粗骨料进行使用。

SBR改性乳化沥青及其微表处路用性能研究

为探究更加适合于微表处的乳化改性沥青,选定SBR胶乳改性剂对乳化沥青进行改性,并采用四种不同的乳化剂进行改性沥青的制备。最终通过车辙试验、湿轮磨耗试验等得到试件的各项性能指标,最终得出最佳油石比和最佳SBR胶乳掺量。试验结果表明:随着SBR胶乳掺量的上升,沥青的针入度不断减小,软化点逐渐提升,其中乳化剂D各项性能最佳,最佳SBR掺量为4%。随着油石比的增大,改性后的乳化沥青微表处的耐磨耗性能与水稳定性能逐渐增大,抗车辙性能先增大后减小,油石比在7.0%左右适宜。

沥青路面施工质量控制研究

沥青路面凭借其表面平整、无接缝、行车舒适、振动小、噪声低、耐磨等优点在全世界范围内得到推广应用,而沥青路面在使用过程中的质量、耐久性问题备受关注。重点从沥青混合料质量控制方面探究沥青路面施工质量控制的具体方法,以AC-25沥青混合料为例,探究油石比对黏结力、内摩擦角等关键参数的影响。

大型油罐地基现场试验分析

目前国内已建成的容量最大的两座125000m3原油储罐,采用挤密砂石桩法进行地基处理。通过对油罐施工和充水试压期间地基的现场试验分析,论述了该处理方法的效果,探讨了地基变形、桩土应力、孔隙水压力等的变化发展规律,可为类似工程提供参考。

掺加沥青基碳纤维的沥青混合料路面的融雪研究

在沥青混合料中加入碳纤维和微胶囊相变材料,研究了微胶囊相变材料掺量和油石比对沥青混合料电阻率和融雪去冰效果的影响。结果表明,在马歇尔试件中油石比一定前提下,微胶囊掺量的增加会增大沥青混合料的电阻率,在通电情况下,路面掺加沥青基碳纤维的沥青混合料的热生成效率会提高,从而对路面融雪化冰效果会得到提升;马歇尔试件温度的降温趋势会随着微胶囊相变材料掺量的增加而逐渐变缓,稳定阶段的温度呈逐渐上升趋势;在实际掺加沥青基碳纤维的沥青混合料的配置过程中,如果碳纤维和微胶囊相变材料掺量一定的前提下,为了实现最佳的融雪化冰效果,油石比的选择可以直接采用最佳油石比。