纳米CaCO3/SBR复合改性沥青及混合料的高温性能

为改善SBR改性沥青的高温性能,选取纳米CaCO3作为改性剂,制备纳米CaCO3/SBR复合改性沥青。通过室内试验,评价了纳米CaCO3/SBR复合改性沥青及混合料的高温性能。结果表明:随着纳米CaCO3掺量的增加,纳米复合改性沥青的软化点、当量软化点、135℃运动粘度明显增大,延度则呈现先上升后下降的趋势;原样及老化状态下,纳米CaCO3/SBR复合改性沥青的车辙因子均远远高于SBR改性沥青;与SBR改性沥青混合料相比,纳米CaCO3/SBR复合改性沥青混合料的动稳定度提高了38.2%,流变次数Fn、流变时间Ft分别提高了34.5%、63.2%,破坏弯拉应变虽稍有下降,但仍能满足夏炎冬寒地区的要求。因此,采用纳米CaCO3改善SBR改性沥青的高温性能是可行的。     

沥青混合料疲劳耐久极限研究

为了评价沥青混合料是否存在疲劳耐久极限,通过控制应变的小梁疲劳试验,研究了沥青混合料疲劳性能随应变水平的变化情况。结果表明:当应变水平较高时,沥青混合料劲度模量随荷载作用次数的增大而急剧减小;随着应变水平的减小,劲度模量的减小趋势逐渐变缓;当应变水平低于200με时,疲劳寿命以非线性增加;当应变水平进一步降为100με和70με时,疲劳寿命曲线呈典型的渐近线特征,这表明沥青混合料确实存在某一疲劳耐久极限,当作用的应变水平低于该极限应变时,沥青混合料倾向具有无穷的寿命。     

用于粘结层的高性能乳化沥青制备与性能评价

为提高粘层沥青的路用性能,采用SBS改性剂和乳化剂A、B、C,并选取LD胶乳和BB胶乳作为增粘剂,无机A、B和有机A、B作为稳定剂,制备高性能乳化沥青;通过室内试验研究了改性剂、乳化剂等原材料类型和掺量对改性乳化沥青性能的影响;将优选的高性能乳化沥青、普通乳化沥青和SBS改性乳化沥青用于粘层,成型复合板并钻取芯样,对芯样进行直剪试验,进一步评价高性能乳化沥青的路用性能。研究结果表明:当采用1.0%乳化剂A+0.2%无机A+0.4%有机A+4.8%SBS+1.2%BB胶乳时,乳化沥青具有优良的高低温性能和粘结力;竖向荷载、剪切速率、试验温度对层间抗剪强度影响很大,无论在何种试验条件下,高性能乳化沥青均表现出较好的抗剪能力,能够满足旧水泥路面上加铺的磨耗层对粘层材料的高要求。     

露石混凝土改善桥面铺装结构稳定性研究

为了评价露石混凝土对桥面铺装结构稳定性的改善,利用复合试件直接剪切试验和拉拔试验,研究了露石表面、刻槽表面、凿毛表面和原状表面的抗剪强度随正压力的变化情况,以及防水层存在对各纹理表面抗剪强度的影响。结果表明:不同正压力作用下,露石表面的抗剪强度及随正压力增大速率都明显高于其他表面形式;防水层对层间过渡区的抗剪强度贡献取决于桥面,表面纹理丰富和粗糙,内摩阻角大,则防水层的粘结贡献就小;露石表面抗剪强度主要由其表面丰富的纹理形成的摩阻力提供,所以露石表面的抗剪强度受防水层影响较小,因此使用露石桥面板能够明显提高桥面铺装的结构稳定性。     

SBS改性沥青混合料疲劳极限拉应变研究

为了证实和确定SBS改性沥青混合料疲劳极限标准,通过控制应变的小梁疲劳试验,研究了SBS改性沥青混合料疲劳寿命随拉应变水平的变化规律,拉应变水平的变化模拟了实际路面沥青层厚度变化对层底拉应变的影响.结果表明:当拉应变水平较高时,沥青混合料疲劳寿命有限;随着拉应变水平降低,疲劳寿命逐渐增大,且拉应变水平越低,增幅越大;当拉应变水平由400×10-6向100×10-6变化时,疲劳曲线在200×10-6处有明显的转折,此后,随着拉应变水平进一步降低,疲劳曲线明显变得平缓,呈现典型的渐近线特征,这证实了SBS改性沥青混合料存在疲劳极限这一假设;基于交通发展、设计年限和经济性,通过理论计算,建议SBS改性沥青混合料疲劳极限拉应变可以采用140×10-6.     

风化石粒料基层材料压实特性研究

通过室内振动压实试验研究，分析了振动台的振动频率、振动时间和振幅对风化石压实效果的影响；同时，通过振动压实和重型击实的对比试验，研究了适合风化石粒料基层材料的室内压实方法。结果表明，振幅对风化石压实效果影响最大，其次为振动频率和振动时间，振动频率存在一个最佳频率：振动压实对碎石原来级配破坏较小，而击实对碎石原来级配破坏较大。     

不同沥青基材料砂浆抗剪力学性能分析

为了量化分析沥青混合料中不同沥青基材料砂浆抗剪力学性能的优劣,使其结果作为判断沥青砂浆影响混合料路用性能的依据,以剪切试验为基础,分析了常规条件与冻融条件下,橡胶沥青砂浆、70#沥青砂浆及其加入外掺剂砂浆的应力响应规律,提出了定量分析砂浆抗剪性能的指标,对4种砂浆的抗剪力学性能进行了对比分析。研究结果表明:常规条件下,70#沥青砂浆的黏聚强度c与内摩擦角φ分别为橡胶沥青砂浆的77%和76%,加入外掺剂橡胶沥青砂浆的黏聚强度c与内摩擦角φ分别为未加外掺剂橡胶沥青砂浆的1.41倍和1.29倍,由此可知,使用橡胶沥青与加入外掺剂,不仅能够提高砂浆的强度,而且可以改善砂浆的抗剪力学性能;冻融条件下,70#沥青砂浆的黏聚强度c与内摩擦角φ分别为橡胶沥青砂浆的64%和61%,加入外掺剂70#沥青砂浆的黏聚强度c与内摩擦角φ分别为未加外掺剂70#沥青砂浆的1.18倍和1.46倍,由此可知,使用橡胶沥青与加入外掺剂能够改善砂浆的水稳定性,减少冻融损伤,确保冻融后砂浆的抗剪切力学性能。     

细粒式薄表层沥青混合料中粗集料的骨架特性

为研究薄表层沥青混合料的骨架特性,同时为保证公称最大粒径9. 5 mm(UTL-10)矿料级配的稳定性,在4. 75 mm与9. 5 mm筛孔中间增设7. 5 mm筛孔,通过捣实密度试验分析了不同粗集料配比的集料骨架间隙率(VCA)。同时,提出了利用粗集料-沥青胶浆试件的单轴贯入试验来研究不同组合的粗集料抗剪强度相关参数,确定了薄表层粗集料的级配设计控制指标,最终给出了薄表层粗集料的推荐配比范围。结果表明:集料内摩阻角φ能够很好地反映粗集料级配的骨架强度稳定性;采用VCA和内摩阻角φ双重指标可以有效控制薄表层沥青混合料的粗集料配比设计;公称最大粒径为13. 2 mm(UTL-13)矿料级配三档集料含量的推荐范围分别为12. 5%～22. 2%,37. 5%～44. 4%,33. 3%～50%;UTL-10三档集料含量的推荐范围分别为10%～16. 7%,40%～50%,33. 3%～50%。     

废旧LDPE/SBS复合改性沥青SMA混合料的路用性能研究

以韩国SK-90#沥青作为基质沥青,选用废旧LDPE与SBS作为改性剂制备SMA沥青混合料,通过室内试验,测试和评价沥青混合料的路用性能,分析LDPE与不同类型SBS改性剂对混合料性能的影响。应用有限元程序对LDPE/SBS复合改性沥青SMA混合料的路面结构力学响应规律进行研究,分析表征其性能效益的指标。研究结果表明:其混合料高温性能、低温性能与抗水损坏能力都有所提高,且LDPE与星型SBS复合改性沥青混合料的各项性能优于LDPE与线型SBS复合改性沥青混合料;使用LDPE/SBS复合改性沥青不仅能够提高路面使用寿命,而且可以优化路面结构,起到节约成本的目的。     

橡胶沥青胶浆车辙因子特性研究

胶浆高温特性与沥青混合料路用性能密切相关。为了评价橡胶沥青胶浆高温流变特性,采用动态剪切流变仪,研究了3种橡胶粉掺量、3种橡胶粉细度以及8种粉胶质量比(0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.3,1.4)对橡胶沥青胶浆高温车辙因子的影响。结果表明:橡胶沥青胶浆的车辙因子随着橡胶粉掺量的增大而增大,粉胶比越低改善效果越明显;40目橡胶粉吸附和溶胀效果最好,制成的橡胶沥青胶浆的车辙因子最大,60目次之,20目最小;当粉胶比为1.0~1.2时,变化粉胶比对车辙因子改善最明显;推荐采用22%橡胶粉掺量、40目胶粉和粉胶比1.0~1.2。