高速公路沥青路面材料选择与性能提升研究

高速公路作为现代交通体系的重要组成部分,其沥青路面的性能直接影响着行车安全、舒适度以及道路的长期服役状况。近年来,随着交通运输量的持续增长、重型车辆比例的增加以及极端气候事件的频发,对沥青路面的耐久性、稳定性和环保性提出了更高要求。与此同时,新材料、新技术的快速发展为提升沥青路面性能提供了新的可能。因此,深入研究高速公路沥青路面材料的选择策略与性能提升技术,对于确保道路基础设施的长期高效运行,满足社会经济发展需求,以及实现交通领域的可持续发展目标具有重大意义。

道路桥梁工程中混凝土材料的应用与发展趋势

混凝土作为道路桥梁工程施工中的重要材料,关系到道路桥梁建设的效率和质量,在长期的工程建设中,混凝土材料不断更新,各项性能均有显著的提升,为公路桥梁建设奠定了坚实的物质基础,对混凝土材料的应用和发展趋势展开研究,对于我国道路桥梁工程的建设具有重要意义。本文结合我国道路桥梁工程的具体施工,对混凝土材料的应用和发展趋势展开研究,制定了科学的应用策略,旨在为工程建设中混凝土材料的选用提供参考,推动道路桥梁工程的建设。

TB胶粉改性沥青制备方法比较研究

高温法Terminal Blend(TB)胶粉改性沥青技术同时解决了传统橡胶沥青黏度大、存储稳定性差、恶臭排放的问题,但260℃高温工艺可能会引起安全问题,且生产难度较高。采用红外光谱分析(FTIR)、溶解度试验、凝胶渗透色谱分析(GPC)、流变学试验、存储稳定性试验,综合对比了高温法(260℃)、化学活化法(200℃)、高速剪切法(200℃)制备胶粉改性沥青的分子结构、溶解度、分子量分布、流变性质、离析等指标。结果表明:3种方法制备的胶粉改性沥青,均发生了脱硫反应(红外光谱966 cm^(-1)峰活性聚合物基团增强)与降解反应(部分胶粉大分子链段降解,产生与沥青质尺寸相当的分子链),高温法和化学活化法的脱硫降解程度比剪切法剧烈;高温法和化学活化法制备TB胶粉改性沥青的溶解度不低于96%,较剪切法提高4%~7%,135℃黏度约为1.2~1.3 Pa·s,约为剪切法的1/3;20%胶粉含量下,200℃高速剪切法及48 h发育难以制备出低黏度TB胶粉改性沥青;降低胶粉含量可在发育过程中加快胶粉的降解,高速剪切法具有制备低含量TB胶粉改性沥青的潜力。

基于LCA的干法湿法SBS改性沥青工艺技术评估分析

为了给沥青改性技术发展提供建议,通过热量平衡关系建立了沥青高温储存过程能耗及排放量计算模型,参考生命周期评价(LCA)方法,对比干法、湿法改性工艺在改性沥青的生产、运输、储存环节的能源消耗及污染物排放情况。结果显示:采用干法工艺可节约能源消耗2.34×10^(10)MJ/年,减少污染物排放128万t/年。与湿法改性工艺相比,干法改性环保优势显著,具有较高的推广价值和广阔的应用前景。

矿物油再生沥青二次老化后流变性能评价

文中采用矿物油再生剂对压力老化(PAV)后的沥青进行再生,以温度扫描、频率扫描、弯曲梁蠕变劲度试验(BBR)评价再生沥青与原样沥青在同等老化条件下的高低温性能,以多重应力蠕变恢复试验(MSCR)评估沥青的高温流变特性.结果表明:9%掺量的矿物油再生剂对老化沥青常规指标的恢复效果最佳;在同等老化条件下,再生沥青样品不同老化阶段的车辙因子(G/sinδ)、蠕变恢复率(R)、低温蠕变速率(m)增加,不可恢复蠕变柔量(J nr)、低温劲度模量(S)降低,矿物油再生剂提升了再生沥青的高低温性能,改善了再生沥青二次老化性能损失严重和长期耐久性差的问题.

高旧料掺量下平衡设计法与马歇尔设计法对比

平衡设计法秉持混合料性能平衡的理念,为增强就地热再生混合料性能提供了配合比设计领域的新方向。为探究平衡设计法在就地热再生领域所发挥的效能,采用就地热再生平衡设计流程对3种高旧料掺量(reclaimed asphalt pavement,RAP)的热再生沥青混合料进行配合比设计,并与马歇尔设计法进行对比,完成路用性能分析。以流变学性能指标确定了最佳再生剂掺量,以沥青混合料高低温性能试验确定了最佳沥青含量,以多类型路用性能试验研究了两种设计法在就地热再生技术中的适用性。结果表明:平衡设计法的最佳沥青含量在各RAP掺量下均高于马歇尔设计法;平衡混合料的路用性能均可满足规范要求;马歇尔混合料在70%~80%RAP掺量的低温性能不满足规范要求。虽然平衡设计法对混合料高温性能造成削弱,但RAP掺量越高,该影响越低;且比马歇尔设计法更能保证混合料的低温、疲劳与水稳定性能,显著增强了就地热再生混合料的综合性能。因此平衡设计法比马歇尔设计法更适用于就地热再生技术。

活化赤泥微粉温拌剂制备及泡沫温拌沥青性能研究

对烧结法赤泥进行高温活化处理,制备活化赤泥微粉矿物发泡温拌剂,在不同温拌条件下制备泡沫温拌沥青同时进行发泡特性测试,并采用室内试验测试发泡后沥青胶浆的性能,初步证实了赤泥作为矿物发泡温拌剂的可行性,并揭示了温拌剂及发泡残留水对沥青胶浆性能的影响规律。结果表明:活化赤泥微粉矿物发泡泡沫沥青具有超长半衰期;当温拌剂掺量为25%,发泡温度为150℃时,泡沫沥青发泡性能最好;温拌剂的掺入提高了沥青胶浆的高温稳定性,降低了温度敏感性;然而发泡残留水的存在削弱了沥青胶浆的低温性能,且随着试验温度的降低削弱作用更加显著。

基于AHP的深圳港集装箱运输系统港口综合竞争力评价

为推进深圳港集装箱运输的持续、健康发展,针对港口综合竞争力评价问题,以珠三角地区的深圳、香港、广州三港为研究对象,基于系统用户评价问卷调查的结果,采用AHP层次分析法,以港口集装箱运输系统综合竞争力为目标层,构建了评价指标体系,并分别对三港进行竞争力和优劣势评价。结果表明,深圳港集装箱运输系统在总体上落后于香港港,在港口自然条件与设施状况和系统服务水平方面比广州港具有较大优势。

沥青胶浆-集料界面水盐侵蚀损伤规律研究

沥青路面的水盐侵蚀是导致其性能劣化、服役寿命缩短的主要原因之一,为研究沥青混合料的水盐侵蚀损伤规律,本工作以沥青胶浆、沥青胶浆-集料界面为研究对象,研究了填料的物理化学特性对沥青胶浆流变性能与渗透性的影响,分析了沥青胶浆-集料界面在不同侵蚀工况(静态浸水、压力浸水)下界面强度的衰减规律。结果表明:填料类型对沥青胶浆的复数模量影响不大,但是其孔隙状态与比表面积对沥青胶浆的相位角与渗透性影响显著。相比于普通浸水,盐溶液侵蚀对沥青胶浆-集料界面强度衰减有显著促进作用,而其衰减速率受集料和填料的物理(孔隙体积、比表面积、微观形貌)、化学(矿物组成、化学成分)特性的综合影响。水压力的作用会加速沥青胶浆-集料界面强度的衰减,表明行车荷载产生的动水压力会推动沥青路面的水损害进程。

不同抗剥落剂对花岗岩沥青混合料路用性能影响研究

采用TR-500S(简称TR)、消石灰和胺类抗剥落剂3种抗剥落剂改善花岗岩沥青混合料抗水损害性能。冻融劈裂和汉堡试验结果显示:经改善后的花岗岩沥青混合料抗水损害性能得到明显提高,满足工程设计要求。然后利用加速加载试验研究花岗岩沥青混合料长期路用性能,抗剥落剂改善后的花岗岩沥青混合料承受加载次数增加,其中TR-500S对花岗岩沥青混合料长期路用性能提高最为显著。

高温贮存SBS改性沥青对其混合料性能影响研究

为了研究SBS改性沥青在高温密闭容器储存和运输期间性能下降对沥青混合料性能的影响,首先根据未经高温储存的改性沥青混合料性能试验确定最佳SBS含量。SBS改性沥青分别在150℃和180℃的密闭金属容器储存14 d,通过马歇尔试验、车辙试验和疲劳试验评价了不同存储时间下的SBS改性沥青制备的混合料性能。结果表明,SBS改性沥青在150℃存储过程中性能保持稳定,制备的沥青混合料性能基本不变。相反,在180℃的储存过程中,当SBS含量为4.5%(最佳用量)时,SBS改性沥青混合料的性能明显下降。4.5%SBS改性沥青在180℃下储存7、14 d制备沥青混合料,其马歇尔稳定度分别降低了28.4%、34.6%,车辙深度分别增加了39.7%、48.2%,疲劳寿命最大分别降低了51.0%、62.6%。沥青混合料性能的降低会严重影响沥青路面的整体寿命和稳定性,本研究将为SBS改性沥青在运输、存储期间的温度控制提供参考,最大程度保证沥青混合料性能,尽可能减少沥青路面病害,延长沥青路面的使用寿命。

基于能耗分析的橡胶改性沥青路面的碳排放及成本计算

轮胎从生产到废弃,都需要直接或间接消耗自然资源和能源,造成大量二氧化碳排放的问题,将废旧轮胎制备成一定粒径的粉料加入到沥青中再铺筑成道路,可以回收大量的物料和能源,将碳固定到产品中,达到节能减排的目的。研究分析了废轮胎通过机械破碎成胶粉后,生产高掺量橡胶复合改性沥青(以下简称橡胶沥青)用于路面摊铺,通过物料利用、碳排放和经济效益分析,以及与生产SBS改性沥青(以下简称改性沥青)产生的碳排放量的对比,探索轮胎资源化对能量利用、碳排放和经济效益的影响。从试验结果来看,在整个生命周期内,相同路段的改性沥青路面耗能为橡胶沥青的3.68倍,基质沥青路面的耗能也是橡胶沥青路面的2.54倍;相同路段的改性沥青路面的碳排量为橡胶沥青路面的4.7倍,基质沥青路面碳排量为橡胶沥青路面的2.7倍;传统路面结构中,1 km工程造价橡胶沥青比改性沥青节约18.65万元。从这三个方面不难看出,橡胶沥青路面比改性沥青路面更加节能环保,且造价低,是未来建造高速公路不错的方向。

不同抗剥落剂花岗岩沥青混合料的长期路用性能研究

采用TR-500S、消石灰和胺类抗剥落剂三种抗剥落剂改善花岗岩沥青混合料抗水损害性能,冻融劈裂结果显示,经改善后的花岗岩沥青混合料抗水损害性能得到明显提高,满足工程设计要求。然后利用加速加载试验研究花岗岩沥青混合料长期路用性能,经抗剥落剂改善后的花岗岩沥青混合料承受加载次数增加,其中TR-500S对花岗岩沥青混合料长期路用性能提高最为显著。通过分析加速加载试验车辙深度变化规律,将花岗岩沥青混合料试件整个试验过程分为压实、稳定、破坏三个阶段。

TR增强剂AC-20沥青混合料路用性能研究

为全面评价TR沥青混合料增强剂的路用性能,分别采用车辙、汉堡、动态模量、四点弯曲疲劳等试验方法,全面对比了TR增强剂AC-20沥青混合料和空白样的路用性能。

两种温拌沥青混合料的路用性能评价与应用

采用冻融劈裂、车辙、汉堡和低温弯曲试验分析室内拌和温拌沥青混合料与施工现场拌和沥青混合料性能,检测温拌试验路段压实质量,与热拌沥青混合料对比,评价温拌沥青混合料性能与现场实施效果。Sasobit温拌剂能够提高混合料高温性能,但对混合料低温性能有负面影响;TR温拌沥青混合料高温性能略有降低,但抗水损害性能和低温性能明显改善。温拌沥青混合料压实温度比热拌沥青混合料低30℃左右,其压实质量较热拌沥青混合料优异。

乳化沥青与热沥青在路面施工中能耗与碳排放的对比

对不同路面施工材料乳化沥青和SBS改性沥青进行能耗和碳排放对比,经定量分析方法计算得到两段路面养护材料的能量消耗总量和碳排放量值。同样是1 km的高速公路,SBS改性沥青路面耗能为14.157吨标煤,而乳化沥青只有7.498吨标煤;SBS改性沥青路面的碳排放为29.27tCO_(2)e,乳化沥青只有20.061tCO_(2)e。乳化沥青能耗和碳排放均优于SBS改性沥青。

乳化沥青胶浆黏度与悬砂能力关联性研究

研究乳化沥青胶浆黏度与悬砂能力的关联性,可为含砂雾封层新拌乳化沥青砂浆同时满足良好的均质性和流动性提供科学依据。通过采用乳化沥青胶浆黏度试验与悬砂试验考察沥青针入度等级、增稠剂掺量与类型对乳化沥青胶浆黏度与悬砂能力的影响,并根据黏度、沉降曲线的拟合参数建立黏度与悬砂能力之间的关联性。结果表明:随着沥青针入度等级的增大,胶浆黏度会降低,同时悬砂能力减弱。随着增加各类型增稠剂掺量,会使乳化沥青胶浆黏度增大、悬砂能力增强。对于不同类型增稠剂,在相同条件下,增黏效果由大到小的顺序为有机增稠剂、硅藻土和硅铝酸盐,但悬砂能力由大到小的顺序为硅藻土、硅铝酸盐、有机增稠剂。根据拟合结果分析了黏度参数与沉降速率的关联性,即两者呈现相同的增长性,确定了黏度与悬砂能力的关联性呈正相关。

厂拌热再生混合料平衡设计法与马歇尔设计法的对比研究

平衡设计法是近年来提出的一种新颖的沥青混合料设计理念,其为突破大掺量厂拌热再生混合料的性能瓶颈提供了重要的技术途径。为了探究平衡设计法在厂拌热再生沥青混合料配合比设计中所发挥的效能,采用第3类平衡设计法对不同RAP掺量的厂拌热再生沥青混合料进行了配合比设计,完成了路用性能分析。以3大指标和135℃布氏黏度为指标,对再生沥青结合料性能进行分析,确定了再生剂最佳掺量。以湿热耦合下沥青抗变形性能为设计沥青含量上限,以半圆弯拉抗裂性能为设计沥青含量下限,对5种不同沥青含量的再生混合料开展了性能研究,综合确定了最佳沥青含量。对平衡设计法下各RAP掺量的混合料进行性能测试,验证了平衡设计法对混合料配合比设计的影响以及RAP掺量对再生材料性能的影响。结果表明:相比于马歇尔设计法,平衡设计法在低RAP掺量下可主动降低配合比沥青含量,使材料具备更好的高温稳定性,而低温性能略逊于马歇尔设计法,空隙率稍大;在高RAP掺量下,基于抗裂性能需求,主动增加沥青用量能更好地保证再生沥青混合料的抗裂性,适当降低高温性能指标。平衡设计法能够有效降低RAP掺量增加带给再生材料性能的负面影响,比马歇尔设计法更注重抗裂性能以及水稳定性能指标波动范围的均衡,使材料具备更好的低温性能、更稳定的水稳定性能以及耐久性,有力地推动了厂拌热再生混合料配合比设计方法的技术进步。