沥青材料自修复能力研究进展

总结了国内外沥青材料自修复的研究现状及进展,从自修复机理、自修复能力影响因素及评价方法等方面来介绍沥青材料自修复能力的概况,并指出了国内外现有研究存在的主要问题;随后,概述了提高沥青材料自修复能力的方法:电磁感应加热法、微波加热法、微胶囊法、光催化修复法等先进技术,并指出各种方法的缺陷;最后,根据国内外现有研究,提出了下阶段研究的重点应为:根据自修复机理及影响因素,进行基质沥青选择及沥青混合料的组成优化设计,为真正实现自修复沥青路面提供理论基础.     

简化扩展有限元法精度的验证及在DCT试验中的应用

在扩展有限元方法(XFEM)和相互作用积分的基础上,建立了不含裂尖增强函数的简化XFEM法.并通过该方法计算了经典算例的应力强度因子,与传统的J积分方法和应力强度因子手册中的解析解进行了对比分析.结果表明,简化XFEM法与传统的J积分法相比,其精度更高且不需划分过密的网格.之后,采用简化XFEM法对沥青混合料圆盘拉伸试验(DCT)进行了数值模拟分析,通过与室内试验对比发现,简化XFEM法模拟的裂纹扩展路径和试验结果接近,并有助于分析试验过程中的断裂机理.该简化XFEM法能为非均质材料等更复杂问题断裂模拟提供新的解决思路.     

EMAA/SBS复合改性沥青及混合料的路用性能和自愈性能

为研究离子型聚合物乙烯-甲基丙烯酸甲酯(EMAA)和SBS对沥青及沥青混合料路用性能、自愈性能的影响,分别通过动态剪切流变(DSR)试验和弯曲梁流变(BBR)试验对EMAA/SBS复合改性沥青及沥青混合料的路用性能进行评价,采用自愈合延度试验和DSR疲劳-愈合-再疲劳试验研究复合改性沥青及沥青混合料的自愈性能.结果表明:相比于基质沥青、SBS改性沥青及其混合料,复合改性沥青及其混合料的高温稳定性、耐久性及自愈性能有了显著提升;复合改性沥青及其混合料的低温性能较之SBS改性沥青及其混合料有所降低,但仍满足规范中改性沥青的要求.     

沥青路面平整度评价指标研究综述

路面平整度是评定路面质量的主要技术指标之一,它关系到行车的安全、舒适以及路面和交通工具的使用寿命,因此路面平整度能够衡量一段沥青路面的优劣。从国内外路面平整度的定义出发,对目前各种沥青路面平整度评价方法的特点进行了分析,并指出了国际平整度指数的缺陷。最后,总结出了目前平整度评价指标所存在的问题,并预测了路面平整度评价指标的发展趋势。     

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.     

再生沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能

为了分析废旧沥青路面材料(RAP)对热拌沥青混合料的黏弹性动态响应及疲劳性能的影响,设计了不同RAP掺量(10%、20%、30%)及不同级配(AC-13和AC-16)的沥青混合料,采用沥青混合料性能试验仪(AMPT)在不同温度和加载频率下的动态模量,之后采用时间-温度等效原理,确定了不同沥青混合料的动态模量主曲线;并对不同沥青混合料进行了单轴拉伸疲劳试验,通过简化的黏弹性连续损伤模型(S-VECD),确定了不同级配、不同RAP含量的沥青混合料的损伤特征曲线(C-S),及基于能量的疲劳失效标准与疲劳加载次数之间的关系(GR-Nf).结果表明:沥青混合料的动态模量随着温度的升高、加载频率的降低而降低,温度越低、频率越高,沥青混合料越接近弹性体,反之越接近黏性体;从不同级配的沥青混合料的动态模量主曲线中可以看出,RAP含量越高,其动态模量越高,但总体来看相差不大.疲劳试验及分析表明:RAP含量较高时,其疲劳性能较低,表明其应力松弛能力较差,因此应更加关注再生沥青混合料的抗疲劳性能.     

掺加国产TOR的橡胶沥青黏温特性及路用性能研究

维他连接剂(TOR)可以通过化学手段改善橡胶沥青的性能,降低橡胶改性沥青在高温下的黏度,并改善沥青混合料的施工和易性。分别制备了掺加进口和国产TOR的橡胶改性沥青,并采用黏温指数VTS、针入度指数PI和塑性温度范围等评价了TOR对橡胶沥青高温黏度和施工和易性的影响;通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温小梁弯曲试验等室内试验,评价了掺加TOR的橡胶改性沥青的路用性能。结果表明,国产TOR能够明显改善橡胶沥青混合料的施工和易性,可使施工温度降低15~25℃,并且混合料路用性能结果显示,国产TOR对干法制备橡胶沥青混合料中胶粉与沥青之间的反应有进一步的促进作用,可以使混合料的路用性能有进一步的提高,且对干法工艺可能引发的病害起到遏制作用。