吸波沥青混合料的制备及微波自愈合特性

吸波材料具有良好的微波传热能力,可用于沥青路面微裂缝自修复。本研究选取了炭黑粉、羰基铁粉和镍锌铁氧体粉3种吸波材料替换部分矿粉制备了SMA-13吸波沥青混合料。通过车辙试验、低温弯曲破坏试验和冻融劈裂试验对比分析了不同吸波沥青混合料的路用性能,并采用半圆弯曲(SCB)试验研究了吸波材料类型、掺量、微波加热时间等因素对吸波沥青混合料表面温度分布和自愈合性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析吸波材料的微观特性。结果表明,随吸波材料掺量从10%增至30%,炭黑粉沥青混合料的动稳定度和冻融劈裂强度比都呈现出逐渐上升趋势,而低温弯曲应变则表现出先增加后减小的特征;羰基铁粉沥青混合料动稳定度和低温弯曲应变均呈现先增加后减小的趋势,而冻融劈裂强度比表现出逐渐减小的特征;镍锌铁氧体粉沥青混合料动稳定度和低温弯曲应变均呈现逐渐减小趋势,而冻融劈裂强度比则与之相反。吸波沥青混合料的表面温度随着吸波材料掺量和微波加热时间的增加而逐渐上升,能够快速达到沥青混合料裂缝面的愈合温度,从而增强沥青混合料的微波自愈合性能。     

钢渣集料-沥青界面的水稳定性

为研究水长期作用对钢渣集料-沥青界面行为特性影响及相关机理,采用原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜以及浸水马歇尔试验、车辙试验等从宏、微观角度进行分析。研究结果表明：水长期侵蚀改变了钢渣表面化学特性,使得钢渣表面粗糙度、表面积及黏附力增大;相比石灰岩沥青混合料,钢渣沥青混合料的残留稳定度和动稳定度具有可成长性,但热闷钢渣和冷弃陈渣膨胀性不同,冷弃陈渣沥青混合料膨胀量大于热闷钢渣沥青混合料,在应用过程中应注意区别对待;冷弃陈渣集料中f-CaO消解速度慢,造成试件后期体积膨胀过大,加剧了试件表面微裂缝产生,致使冷弃陈渣沥青混合料冻融劈裂强度后期较差。     

天然岩沥青改性沥青试验及混合料性能研究

利用常规指标对不同掺量的岩沥青改性沥青进行评价;利用车辙试验、冻融劈裂试验对岩沥青改性沥青混合料进行评价。试验结果表明：天然岩沥青可以显著提高沥青的凝胶化程度,提高软化点和粘度;并显著改善沥青混合料的高温稳定性和水稳定性。     

RAP掺量对泡沫温拌再生沥青混合料路用性能的影响

为探求RAP掺量对泡沫温拌沥青混合料路用性能的影响,以AC-20型泡沫温拌再生沥青混合料进行配合比设计,成型RAP掺量分别为20%、30%、50%、60%和80%的马歇尔试件。分别利用车辙试验、低温小梁弯曲试验、冻融劈裂试验来评价其高温性能、低温性能和抗水损害性能。试验结果表明:随着RAP掺量的增加,泡沫温拌再生沥青混合料的高温性能不断提高,而其低温性能和抗水损害性能不断变差,当RAP掺量大于50%时,泡沫温拌再生沥青混合料的低温性能和抗水损害性能已不再满足规范要求。综合考虑混合料的路用性能,确定RAP在泡沫温拌再生沥青混合料中的最佳掺量为40%,供生产及控制时参考。     

添加剂对含盐高湿环境沥青混合料水稳定性的影响

采用玄武岩纤维、聚酯纤维、木质素纤维、抗剥落剂AMR、TJ-066和消石灰六种添加剂生产沥青混合料并成型试件,将试件在10%NaCl溶液中干湿循环15次以模拟含盐高湿环境的侵蚀作用,然后进行浸水马歇尔实验、冻融劈裂实验、动水压力冲刷劈裂实验和浸水汉堡车辙实验。实验结果表明,掺加6种添加剂后,沥青混合料的残留稳定度、冻融劈裂强度比和冲刷劈裂强度比均有不同程度的提高;不同添加剂均可以提高沥青混合料的破坏次数,延缓剥落现象的出现并降低剥落速率,减小混合料破坏时的车辙深度;玄武岩纤维改善沥青混合料水稳定性的效果最好,消石灰次之,两种抗剥落剂相对较差,建议在含盐高湿地区优先选择玄武岩纤维来提高沥青混合料的抗水损害性能。     

玄武岩纤维对老化沥青混合料路用性能的影响

为研究玄武岩纤维对老化沥青混合料路用性能的影响,通过车辙试验、低温弯曲小梁试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究了玄武岩纤维对沥青混合料抗老化性能的作用。试验结果表明:虽然玄武岩纤维沥青混合料的动稳定度随老化时间增加,但相对于普通沥青混合料而言,其增加的幅度减缓,提出采用相对变形率作为老化性能评价指标;玄武岩纤维延缓了沥青混合料老化性能的衰变,使得老化后的混合料低温抗裂性改善;经短期老化和长期老化后玄武岩纤维沥青混合料水稳定性能均优于普通沥青混合料,且玄武岩纤维显著降低了长期老化试件的未冻融劈裂强度,因此在应用中应适当增加碾压次数。     

短切PAN基碳纤维导电沥青混合料性能试验研究

为了确定碳纤维导电沥青混合料的合理碳纤维掺量,选用短切聚丙烯腈(PAN)基碳纤维作为导电相材料,通过大量室内试验分析了碳纤维掺量对导电沥青混合料AC-13C的马歇尔性能和导电性能的影响,并验证了其路用性能。结果显示,相同油石比下,随着碳纤维掺量的增加,导电沥青混合料的毛体积密度、沥青饱和度和马歇尔稳定度呈先增后减的变化趋势,空隙率和矿料间隙率呈先减后增的变化关系,而流值一直增大。通过对碳纤维掺量不同范围的沥青混合料分别采用AC、调整和SMA的技术标准,确定了合理的最佳油石比,且最佳油石比与碳纤维掺量之间呈良好的半对数相关关系。同时,在最佳油石比下,导电沥青混合料电阻率的对数与碳纤维掺量之间呈良好的幂函数关系,且0.1%碳纤维掺量的沥青混合料的各项路用性能指标均达到气候条件要求高的改性沥青混合料和SMA的技术要求。因此,适宜的碳纤维掺量对导电沥青混合料可起到优良的增强作用,并形成稳定的导电网络,综合各项性能和导电发热的技术要求,建议碳纤维的适宜掺量取0.1%。     

纳米SiO2改性沥青混合料的制备及性能研究

为探究纳米SiO₂对沥青性能的影响,制备了不同纳米SiO₂掺杂量的改性沥青混合料。通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂测试和低温抗裂测试对纳米SiO₂改性沥青混合料的性能进行了表征。结果表明,5%（质量分数）掺杂量纳米SiO₂的改性沥青针入度最低,具有较高的软化点和粘度。与基质沥青相比,5%（质量分数）纳米SiO₂改性沥青混合料在45和60 min的车辙深度分别降低了45.90%和52.27%,动稳定度提高了60.57%,浸水48 h后残留稳定度高达90.69%,冻融劈裂强度比达到91.24%,抗弯拉强度提高了17.70%,最大弯拉应变提高了11.36%,弯曲劲度模量提高了8.86%。综合来看,5%（质量分数）纳米SiO₂改性沥青混合料的高温性能、水稳定性和低温抗裂性均得到了显著提高,具有良好的路用性能和应用前景。     

玄武岩纤维掺量对大空隙沥青混合料路用性能的影响

为研究掺加玄武岩纤维的大空隙沥青混合料的路用性能,通过析漏试验和马歇尔稳定度试验确定了0％ ～0.5％ 六种玄武岩纤维掺量的最佳油石比.研究发现,当纤维掺量0.3％、油石比为4.9％ 时对应的稳定度值最大,析漏损失最少;掺加玄武岩纤维可以有效的提高大空隙沥青混合料的高温性能、水稳定性、低温抗裂性能和抗压强度,且玄武岩纤维掺量为0.3％ 时,各项指标达到最优.     

微波加热集料的传热特性及其影响因素

集料是微波加热沥青混合料自愈合的重要介质材料。本工作通过矢量网络分析试验、工业箱式微波炉微波加热试验及XRD、XRF分析，研究了石灰岩、玄武岩和钢渣三种集料的电磁参数、微波加热过程的加热响应以及集料粒径、钢渣掺量、化学成分和物相组成对集料传热性能的影响，并分析了集料与沥青混合料微波加热传热性能的关联性。结果表明，钢渣的电磁参数明显高于石灰岩和玄武岩，表明其电磁波吸收效果较好。相比石灰岩和玄武岩，钢渣因三氧化二铁含量较高，其微波加热传热性能更好。粒径、钢渣掺量和水分是影响集料微波加热传热性能的主要因素。随着粒径和钢渣掺量的增大，集料的传热性能呈增大趋势。相比干燥集料，含水率为0.3%～1.0%的集料微波加热升温速率均有所下降，降低幅度介于40%～50%。构建了不同含水率、钢渣掺量的集料微波加热表面温度与加热时间的线性关系方程，相关性系数R²均大于0.90,拟合效果良好。XRD和XRF分析表明，相比石灰岩和玄武岩，钢渣的活性金属化合物含量最高，微波加热的敏感性较好。微波加热试验表明，微波吸收能力由大到小依次为钢渣、钢渣沥青混合料、普通沥青混合料。钢渣微波加热传热性能优...     

沥青标号和用量对再生沥青混合料性能的影响

为研究新沥青标号和用量对回收沥青路面材料(RAP)再生沥青混合料性能的影响,分别选取70#和90#道路石油沥青,以最佳新沥青掺量(OAC)为基准,分别制备OAC、OAC+0.5％和OAC-0.5％,RAP掺量分别为0％、20％和40％的再生沥青混合料.通过沥青混合料动态模量试验、疲劳试验、低温圆盘拉伸试验和冻融循环试验分析了不同沥青混合料的性能;接着,为更好地区分不同再生沥青混合料的抗裂性能,萃取得到不同再生沥青混合料中的沥青,对沥青进行高温DSR频率扫描试验,应用G-R常数分析不同沥青的抗裂性能.结果表明:当新加沥青较软、掺量较高,而RAP掺量较低时,再生沥青混合料的抗疲劳开裂能力及抗低温抗裂能力更强;反之,当新沥青较硬,RAP掺量较高时,再生沥青混合料的硬度较高,有较好的抗车辙能力.当新加沥青为70#沥青,掺量为OAC-0.5％、40％RAP时,再生沥青混合料低温性能不满足要求.水稳定性分析表明,一次冻融循环用于评价再生沥青混合料的水稳定性具有一定局限性;两次冻融循环试验表明,再生沥青混合料的水稳定性比新沥青混合料差.沥青G-R常数分析表明,低标号沥青的RAP掺量较高时,萃取的沥青更接近开裂标线,更易发生开裂行为.     

PPA/LSBR复合改性沥青及混合料性能研究

为研究多聚磷酸(PPA)和液体丁苯橡胶(LSBR)复合改性沥青与混合料路用性能，选用2.0%掺量的LSBR和0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%的PPA进行复配，采用针入度、软化点、延度、旋转黏度以及四组分试验，分析了改性沥青基本性能、感温性能以及组分变化；通过车辙试验、低温小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验以及冻融循环试验，研究了复合改性后混合料的路用性能变化。结果表明，PPA可以有效改善LSBR改性沥青的温度敏感性，高温性能得到提升；随着PPA含量的增加，沥青质逐渐增加，胶质减小，导致沥青黏度增加；PPA/LSBR复合改性沥青混合料动稳定度较LSBR提高了77.2%,表现出良好的高温性能，破坏应变和冻融劈裂比较LSBR分别减小了6.1%与2.79%,但仍高出SBS改性沥青混合料2.0%与2.3%,其综合性能最佳。     

岩沥青对沥青混合料路用性能的研究

文章针对国产岩沥青的特性,对不同掺量的岩沥青改性沥青混合料和复合改性沥青混合料SMA-10的水稳定性,高温稳定性和低温抗裂性分别进行室内对比试验研究。结果表明,随着岩沥青掺量的增加,岩沥青改性混合料和复合改性沥青混合料的水稳定性,高温稳定性和低温抗裂性等路用性能改善明显,其中,以岩沥青掺量为沥青混合料质量的4%时,综合路用性能改善效果最好。     

关于对南方湿热地区矿物纤维沥青混合料路用性能的研究

为深入了解矿物纤维对改善南方湿热地区沥青路面抵抗高温永久变形、水损害及大交通量的能力,通过对不同掺量矿物纤维沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、抗压回弹模量和劈裂抗拉强度等各项指标进行分析比较,结果表明,合理的矿物纤维掺量可在一定程度上改善沥青混合料的路用性能和力学性能。     

生活垃圾焚烧飞灰沥青混合料的路用性能

为探索生活垃圾焚烧飞灰作为填料对沥青混合料路用性能的影响,将焚烧飞灰水洗预处理后测试技术指标,并以与AC-20C型沥青混合料进行配合比设计,通过改变飞灰添加量,研究不同飞灰掺量下沥青混合料的高温性能、低温性能和抗水损害性能,并分析其影响原因。结果表明:飞灰的筛分、密度、亲水系数和塑性指数等指标满足沥青混合料用填料技术要求,且飞灰做为填料具有颗粒小、比表面积大、碱性强等优点。飞灰的添加提高了沥青混合料高温稳定性和水稳定性,降低了低温抗裂性。当飞灰掺量为2.5%时,沥青混合料仍保有良好的高温,低温和水稳定性,能满足交通道路的使用要求,而达3.0%时,飞灰沥青混合料的低温破坏应变已不能满足规范要求。     

静水作用下沥青混合料强度衰减规律

将现场取芯的沥青混合料试件真空饱水后长期放置于静水中,定期测定试件的吸水率,采用劈裂试验和冻融劈裂试验测定试件的劈裂强度和TSR,采用60℃劈裂试验及无侧限抗压强度试验测定粘结力和内摩擦角,运用两种拟合方法对沥青混合料粘结力和内摩擦角变化趋势进行拟合。结果表明,沥青混合料试件初期阶段吸水率迅速增加,后期水分进入微空隙,吸水率增加缓慢;长期静水作用下沥青混合料的劈裂强度和冻融劈裂强度比均下降,前6个月下降速率较大,后期逐渐变慢,前期的下降速率是后期的3~4倍。在长达12个月的静水作用下,沥青混合料粘结力下降0.08 MPa,呈线性变化;内摩擦角下降10.3°,呈二次抛物线变化。     

岩沥青的路用性能试验研究

本文对岩沥青改性沥青的各项性能进行了试验研究,经分析得出,其各项性能优于基质沥青;继而又对岩沥青改性沥青混合料进行了试验研究,研究表明:掺加岩沥青后水稳定性、高温性能得到提高,低温性能有所下降。综合分析得出:掺加10%岩沥青的混合料各项性能优异,此掺量为最佳。     

基于灰关联熵分析法的高粘改性沥青关键指标

为了研究高粘改性沥青关键指标对排水沥青混合料性能的影响,选取SBS改性沥青、TPS高粘改性沥青和自主研制高粘改性沥青,采用灰关联熵分析法,分析了高粘改性沥青多种指标对排水沥青混合料高温抗车辙能力和抗水损害能力的影响。结果表明:高粘改性沥青混合料的动稳定度和劈裂强度比分别为SBS改性沥青混合料的2倍和1.2倍,因此能显著增强排水沥青混合料的高温以及水稳性能。沥青的零剪切粘度与混合料动稳定度的灰熵关联度为0.983,对排水沥青混合料的高温性能影响最大;沥青的粘韧性、韧性与混合料劈裂强度比的灰熵关联度分别0.991和0.989,对排水沥青混合料的水稳性能影响显著。建议采用沥青的60℃零剪切粘度、粘韧性和韧性作为评价高粘改性沥青的关键性指标。     

掺加纤维对高模量沥青混合料柔韧性及路用性能影响研究

为了评价单纤维及交织化复合纤维对BRA改性高模量沥青混合料性能的增强作用,并揭示纤维对高模量沥青混合料的增柔增韧改性机理。采用半圆针入度试验、直接拉伸试验和直接剪切试验研究了纤维对高模量沥青柔韧性和剪切性能的影响,通过电子显微镜(SEM)分析了纤维BRA高模量沥青的表面形貌特征,并采用车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、冻融劈裂、浸水马歇尔试验、间接拉伸疲劳试验和MMLS1/3加速加载试验评价了纤维高模量沥青混合料的各项性能。结果表明,掺加单纤维及交织化复合纤维能显著提高BRA高模量沥青的蠕变柔量和抗剪切强度;纤维的微观形貌差异决定了不同纤维原材料对高模量沥青及其混合料性能改善效果有一定侧重点,采用交织化纤维复配方案恰好实现了不同纤维对BRA改性沥青性能改善效果的叠加作用;m(木质素纤维)∶m(聚酯纤维)∶m(玄武岩纤维)=1∶2∶2组成的交织化纤维,其对高模量沥青混合料各项路用性能有较大提升并且更加均衡,改性效果更佳明显;交织化纤维方案对改善高模量沥青混合料低温抗裂性能、长期高温稳定性和抗疲劳耐久性方面有较好技术优越性。     

基于大样本的沥青与粗集料原料对混合料水稳定性的影响分析

沥青与粗集料的种类与质量是决定沥青路面质量的关键因素,为定量表征不同沥青型号、生产厂家、粗集料性质等对沥青混合料水稳定性的影响,分析相同种类、不同产地沥青混合料水稳定性差异的显著性水平。本研究基于大样本的沥青混合料生产配合比数据库,采用大数据分析方法,定量研究沥青与集料各参数差异对混合料水稳定性的影响程度。首先通过秩和检验法分析了不同沥青与粗集料种类组合之间水稳定性指标的差异性,然后通过广义因素方差分析法研究了不同厂家相同型号沥青混合料水稳定性的差异水平。研究表明,对于各种混合料的水稳定性:玄武岩与石灰岩性能相当;改性沥青优于普通沥青;标准沥青混合料(SUP)优于基质沥青(AC);公称粒径越小水稳定性越好;沥青生产厂家对沥青混合料的水稳定性影响不显著。基于大样本的分析方法适用于沥青混合料水稳定性分析,沥青标号、最大公称粒径及级配对混合料的浸水残留稳定比(MS0)的影响显著性高于对其冻融劈裂强度比(TSR)的影响显著性。