温拌再生沥青混合料水稳定性研究

研究了基于Evotherm添加剂的温拌沥青混合料在旧料掺量为0、30%、40%、50%时空隙率、残留稳定度、冻融劈裂强度比的变化,并与热拌再生沥青混合料的技术指标进行对比。结果表明,混合料空隙率随着旧料掺量增加而增大,残留稳定度及冻融劈裂强度比随着旧料掺量的增加先增大后减小;温拌再生沥青混合料残留稳定度及冻融劈裂强度比略高于热拌再生沥青混合料;旧料筛分、破碎、分档工艺有利于提高温拌沥青混合料残留稳定度及冻融劈裂强度比。     

级配和压实次数对沥青混合料性能的影响分析

以混合料的高温动稳定度、低温小梁弯曲应变、浸水马歇尔残留稳定度、劈裂强度、冻融劈裂强度以及AASH-TO T283劈裂强度比为评价指标,探讨集料级配和旋转压实次数对沥青混合料路用性能的影响。研究选取Sup13、Sup20粗、Sup20细3种级配和100次、125次的压实次数,用Tukey-Kramer方法对级配和设计旋转压实次数等水平的试验结果进行均值比较。结果表明:增加设计压实次数可以显著提高沥青混合料的高温动稳定度、低温弯曲破坏应变、劈裂强度和浸水劈裂强度,对混合料的水稳定性提高不显著。在相同设计压实次数下,粗级配相比细级配具有更显著的高温稳定性、低温抗裂性、劈裂强度和浸水劈裂强度,水稳定性相当。在混合料设计时,应优先考虑粗级配进行混合料设计。     

基于室内试验的沥青混合料离析标准研究

在室内设计了无离析、轻度、中度、重度和细集料离析5种不同离析程度的沥青混合料,测定了不同离析混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及力学强度特性,定量分析了不同离析程度对沥青混合料性能的影响,并建立了基于路用性能的混合料离析评价标准。结果表明:离析对混合料的路用性能有显著影响;与无离析混合料相比,当混合料发生中度和重度离析后,其高温稳定性显著下降,混合料剥落点处的车辙深度分别增加52.8%、51.8%,-10℃时的间接拉伸强度分别下降30.9%、42.8%,抗剪切强度分别下降45.8%和52.3%;基于路用性能的离析评价标准可用于指导沥青混合料非均匀性的定量检测和评价。     

Miber Ⅰ型矿物复合纤维沥青混合料水稳定性能研究

为探讨Miber Ⅰ型矿物复合纤维沥青混合料的水稳定性能,通过冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验,分析了掺入Miber Ⅰ型矿物复合纤维的AC-13和SMA-13沥青混合料水稳定性的影响因素,并运用灰关联熵分析法,以冻融劈裂强度比和浸水马歇尔残留稳定度为参考序列,探讨了纤维掺量、4.75 mm筛孔通过率、沥青针入度、沥青用量、沥青饱和度和沥青混合料空隙率等因素对混合料水稳定性的影响显著程度.研究结果表明:纤维掺量对MiberⅠ型矿物复合纤维沥青混合料的水稳定性影响最为显著,Miber Ⅰ型矿物复合纤维能够有效地改善沥青混合料的水稳定性.     

细集料对沥青混合料体积和高温特性的影响

通过2种细集料(天然砂、机制砂)、2种级配(AC-13、Sup-12.5)沥青混合料的试验研究,分析了细集料类型和禁区对混合料体积指标和高温动稳定度的影响,结果表明机制砂更能有效提高混合料的高温性能,禁区的存在可有效限制细集料特别是天然砂的用量,以明显提高沥青混合料重载作用下混合料的动稳定度。而体积参数结果表明,Superpave设计方法中用固定空隙率4%标准来确定最佳沥青用量的方法是否合理有待进一步验证。     

沥青集料混合料水敏感性的评价

通过水煮法、静态水浸法、光电比色法和净吸附法来研究不同类型沥青和集料之间的粘附性，用残留马歇尔试验和冻融劈裂实验研究由不同类型沥青和集料组成的沥青混合料的水稳定性，同时分析了各种不同方法之间的相关性。结果表明，不同性质集料对沥青混合料的水稳定性影响显著，但不能忽视沥青对混合料水稳定性的作用，残留马歇尔试验和净吸附法试验与冻融劈裂实验有着很好的线性相关关系，对于沥青与集料之间粘附性可采用净吸附法试验来评价。对于沥青混合料的水敏感性可采用残留马歇尔试验和冻融劈裂实验来评价。     

沥青混合料离析与空隙率的相关性分析

以SUP16型沥青混合料为例,对现场施工中不同离析状况的沥青混合料进行了性能分析和试验研究,分析了沥青混合料集料离析和温度离析与空隙率的变化关系,以及空隙率对沥青路面压实度和平整度的影响.结果表明:粗集料集中混合料的空隙率平均值为9.5,吸水率高达2.0,粗集料离析对沥青混合料性能的影响更严重;空隙率的变化受沥青混合料温度的影响很明显.随着温度降低幅度增加.空隙率与设计值的偏离增大.路面的压实质量和平整度变差.     

AC-20全钢渣集料沥青混凝土路用性能试验研究

为研究某钢铁厂钢渣全部替代普通集料用于沥青混凝土的工程可行性,用扫描电镜分析钢渣的微观结构,将钢渣代替普通AC-20沥青混凝土中的全部粗细砂岩集料,研究钢渣对沥青混合料路用性能的影响。结果表明:掺入钢渣后,沥青用量较砂岩集料沥青混凝土增加0.4%,提高了沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性,但对体积膨胀性、水稳定性影响有限,体积膨胀率、残留稳定度和劈裂抗拉强度比均满足规范要求;研究认为AC-20钢渣沥青混凝土性能良好,可以用于沥青路面的中上面层。     

多孔玄武岩细集料含水状态对沥青混合料水稳定性能影响研究

多孔玄武岩可以替代优质天然集料作为石材,在确保路面性能的基础上,实现节约资源的目的。但由于其表面的多孔特性,在用于路面时,需重视其水稳定性能。本文设计了 AC-20 沥青混合料,通过马歇尔试验得到混合料的最佳沥青含量,并制备出对应级配的沥青混合料,以浸水马歇尔试验得出的残留稳定度和冻融劈裂试验得出的冻融劈裂试验强度比评定沥青混合料的水稳定性能研究。研究发现,集料粒径越小,对水的敏感程度越高,越容易吸水;水分会影响沥青与集料之间的黏附情况,从而对混合料的稳定性产生不利影响。SBS 改性沥青混合料水稳定性能优于 70 号石油沥青混合料。     

基于动水冲刷作用的沥青混合料短期水损害特性

针对车辆荷载引起的动水冲刷作用,设计开发了一种模拟动水冲刷的试验装置,结合冻融循环试验,对动水冲刷与静态浸水模式下沥青混合料的空隙率、吸水率以及劈裂强度等技术指标进行测试,并借助CT扫描试验,从微观的角度探讨动水冲刷作用下沥青混合料的短期水损害机理。试验结果表明:随着冻融循环次数的递增,动态冲刷浸水模式和静态浸水模式作用下的沥青混合料试件空隙率增幅分别为47.62%和22.5%;吸水率增幅分别为263.2%和86.4%,冻融劈裂强度比(TSR)降幅分别为34.0%和24.9%,动水冲刷作用会加剧沥青混合料物理和力学性能的衰退。CT图像分析表明:随着冻融循环次数的增加,混合料试件的内部产生了新的空隙,试件外缘集料存在不同程度的剥落现象;动水冲刷作用会加剧水体对沥青薄膜的机械侵蚀速率,加速沥青的剥离和细集料的流失,导致原有空隙体积的进一步增大,混合料抗水损害性能下降更为显著。     

沥青路面施工质量控制指标试验分析

以AC-13C型沥青混凝土路面为研究对象,进行了试件的马歇尔、浸水马歇尔、冻融劈裂和车辙试验,得到这些性能指标随油石比的变化关系,分析了马歇尔稳定度控制指标偏低对混合料路用性能的影响。结果表明,在沥青路面施工质量的检验过程中,马歇尔稳定度指标偏低会导致混合料水稳性和抗车辙能力达不到规范要求;为得到较佳的路面质量,混合料冻融劈裂残留强度比和车辙试验动稳定度也应作为检验指标加以考虑。     

含盐高湿环境对沥青混合料性能及内部形态的影响

为了深入研究含盐高湿环境对沥青混合料的侵蚀机理,促进临海地区沥青路面的建设。在5%、10%和15%的NaCl溶液中干湿循环沥青混合料以加速模拟含盐高湿环境的侵蚀,通过室内试验研究氯盐溶液对沥青混合料性能的影响,并采用CT扫描研究混合料内部微观结构的变化。结果表明:混合料的高温、低温、水稳及耐久性能均随NaCl溶液浓度的增加逐渐下降,尤其是水稳定性下降最严重,残留稳定度和冻融劈裂强度比无法满足规范要求;混合料的空隙率随干湿循环次数的增加逐渐增大,混合料内部析出氯盐晶体并不断膨胀,最终导致了沥青混合料性能劣化。     

温拌再生沥青混合料压实特性

通过对AC-13温拌再生沥青混合料在不同成型温度下的马歇尔试验,模拟沥青路面在不同压实温度下的碾压施工,分析压实温度对温拌再生沥青混合料空隙率、矿料间隙率、稳定度、流值等体积参数变化的影响.结果表明,随着压实温度的升高,沥青混合料空隙率、矿料间隙率以及流值不断降低而沥青饱和度和稳定度不断增大.     

KSH系列温拌沥青混合料性能研究

通过对添加不同温拌机理的KSH系列温拌剂的沥青混合料进行试验研究,对比分析了其在水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性能等方面与相同级配热拌沥青混合料的差异,发现即使温拌沥青混合料60℃马歇尔稳定度达不到8kN,其残留稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度、低温弯曲破坏应变等亦可达到甚至超过同条件热拌沥青混合料的相应指标,说明在使用基质沥青时要求温拌沥青混合料的稳定度达到8kN是不合理的,添加KSH系列温拌剂的混合料可以满足热拌沥青混合料的路用性能要求。     

阻燃剂对SBS改性沥青混合料路用性能影响

采用阻燃剂与SBS改性沥青复合制备了阻燃SBS改性沥青,测试了不同阻燃剂掺量下SBS改性沥青的阻燃性能和物理性能,研究了阻燃剂掺量对SMA沥青混合料路用性能的影响。结果表明:阻燃剂可显著提高SBS改性沥青的阻燃性,在阻燃剂掺量为8%时,改性沥青的氧指数可达到24.5%;阻燃剂的加入,增大了改性沥青的粘度,导致SMA沥青混合料空隙率增大,降低了沥青混合料的马歇尔稳定度,浸水残留稳定度比和冻融劈裂强度比也减小,但车辙动稳定度提高。     

矿料级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能影响研究

为了研究不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响,分别选取AC-13和AC-16各5种S型级配进行室内试验,分析不同级配对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律.试验结果表明:各级配沥青混合料的动稳定度及低温劈裂强度在紫外光老化后都呈降低的趋势,但级配不同其降低幅度有所不同;在S型级配矿料组成中,粗集料含量越多,紫外光老化后沥青混合料的动稳定度下降越少.细集料含量越多,紫外光老化后沥青混合料的低温劈裂强度下降越少.其中AC-13S5型、AC-16S4型级配具有较好的高温抗紫外光老化性能,AC-13S1型、AC-16S2型级配具有较好的低温抗紫外光老化性能.     

沥青稳定碎石混合料集料级配分形规律及其应用

为了分析和利用沥青稳定碎石混合料集料级配分形规律,基于分形几何的基本理论,推导出沥青稳定碎石混合料集料的分形几何模型;以ATB-30为例,计算了集料级配分维值,并通过沥青混合料体积参数的测试,研究了分形维数与体积参数的关系.结果表明:规范级配范围对应的ATB-30分维值D范围为2.4117～2.5744;分维值D与空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度等体积参数有很好的相关性.利用集料级配分形规律,可对具有不同分维值D的沥青稳定碎石混合料的体积参数进行预估,使混合料的配合比设计更具针对性.     

高模量沥青混合料路用性能试验研究

对硬沥青混合料、70#沥青混合料、SBS改性沥青混合料分别进行高温稳定性(为0.7 MPa下50 ℃、60 ℃、70℃3个温度状况下的车辙试验)、低温抗裂性(小梁低温弯曲试验)、水稳性(冻融劈裂试验、残留稳定度试验)、疲劳性能(APA疲劳试验)的全面对比试验.试验结果表明,高模量沥青混合料具有较好的抗车辙性能;在-5℃时极限荷载约14 000 N,表明了其仍然具有良好的低温抗裂性能;冻融劈裂试验表明,AC-20C(30#)沥青混合料具有高的冻融劈裂强度比,具有较好的水稳定性.     

橡胶颗粒沥青混合料路用性能室内试验研究

为评价橡胶颗粒沥青混合料路用性能,采用室内试验的方法对橡胶颗粒掺量3%、采用不同活化及改性方式的橡胶颗粒沥青混合料进行路用性能分析.得到如下主要结论:TPS改性沥青加入后,混合料浸水残留稳定度及冻融劈裂强度比分别达到94%和90%,TPS可显著提高混合料的水稳定性,采用环烷油浸泡及TOR改性的方式可更大程度地提高混合料水稳定性;TPS可显著提高混合料的高温稳定性,随TPS掺量增加,混合料动稳定度逐渐提高,采用TOR复合改性和环烷油浸泡活化方式对混合料高温稳定性提高较小;不同的沥青改性方式和橡胶颗粒活化方式对其低温抗开裂性能影响甚微.     

基于抗车辙性能的AC-13沥青混合料级配范围研究

以2.36mm作为AC-13沥青混合料级配的粗细集料分界点;对2.36mm以上粗集料部分,采用各粒径不同比例的堆积密度试验进行研究,并以最小矿料间隙率作为判据确定粗集料的合理级配组成;选取不同细集料组成、不同粗细比例的9种级配的AC-13沥青混合料进行冻融劈裂试验和车辙试验。研究结果表明:2.36mm通过率对沥青混合料高温抗车辙能力和水稳定性影响较大;根据室内试验结果和级配应用经验,提出了适应于夏炎热区气候特点的AC-13沥青混合料工程设计级配范围,以提高夏炎热区沥青路面抗车辙能力。