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。     

级配对开级配大粒径沥青碎石路用性能的影响

为了分析集料级配对开级配大粒径沥青碎石路用性能的影响,采用变i法设计开级配大粒径沥青碎石(OLSM)的集料级配,通过浸水大马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验和低温弯曲试验等性能试验,研究OLSM集料级配与其空隙率、强度、水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性等路用性能的关系.结果表明:随着i值的减小、粗集料含量的增加,OLSM的空隙率增大,强度、水稳定性和高温稳定性降低,低温抗裂性先提高后降低;并基于路用性能的技术要求,推荐了满足各项性能的OLSM集料级配.     

SAMPAVE沥青混合料级配设计研究

SAMPAVE(Stress Absorbing Mixtures Pavement)沥青混合料是一种新型的延缓和防止反射裂缝的应力吸收层材料,具有抗裂、防渗、粘结等特性.根据变i法对SAMPAVE混合料进行矿料组成设计,并与AC-5、美国规范、科氏公司推荐的级配范围进行比较.结果表明,对于变i法设计的SAMPAVE混合料,级配上限、级配下限确定的沥青用量在设计工程级配沥青用量的±0.3%范围内,满足生产控制的要求,且SAMPAVE混合料具有优良的耐高温、耐低温、抗变形、耐疲劳、抗水损害等路用性能.     

应力吸收层沥青混合料的低温抗裂性能

通过对自主研发的Sampave等3种改性沥青结合料和不同级配的应力吸收层沥青混合料进行低温弯曲和低温蠕变试验,分析沥青结合料和矿料级配对应力吸收层沥青混合料低温抗裂性能的影响.结果表明:自主研发的Sampave特种改性沥青混合料具有优良的低温抗裂性能,但单一改性剂SBR改性沥青并不能达到应力吸收层沥青结合料的性能要求;矿料4.75 mm、0.075 mm筛孔通过率对其低温抗裂性能影响较敏感.     

硫酸盐-干湿循环侵蚀环境下纤维沥青混合料低温抗裂性研究

基于国内外对硫酸盐腐蚀环境下纤维沥青混合料的低温抗裂性鲜有研究的现状,采用干湿循环作用下不同浓度(5%、10%)Na2SO4溶液加速劣化试验,研究了水镁石纤维沥青混合料在Na2SO4腐蚀介质中的低温抗裂性变化规律,并与聚酯纤维和玄武岩纤维沥青混合料进行对比;探索了沥青混合料硫酸盐腐蚀损伤机理及纤维在混合料中的阻裂作用。研究结果表明:与纯净水环境相比,沥青混合料在盐蚀环境下的低温抗裂性能劣化程度更为严重;Na2SO4溶液渗入沥青混合料空隙和裂缝中发生的结晶型侵蚀是导致沥青混合料低温抗裂性劣化的主要诱因;水镁石纤维具有优良的增强增韧效应,可以有效提高沥青混合料在硫酸盐腐蚀环境下的低温抗裂性。研究成果可为硫酸盐富集地区沥青混合料材料组成设计提供参考。     

高粘沥青胶浆抗剪性能评价与分析

针对不同沥青与矿粉组成的3种高粘沥青胶浆抗剪性能进行研究,分析锥重、材料组成、温度、粉胶比等对高粘沥青胶浆抗剪性能的影响。结果表明,锥重对沥青胶浆抗剪强度影响很小。随着温度升高,沥青胶浆抗剪强度下降,在25～35℃之间,且当粉胶比大于1.2时,抗剪强度变化趋势显著加快。同种沥青胶浆,随着粉胶比增大其抗剪强度增大,但抗剪强度随温度敏感性先减小后增大,粉胶比为1.2时沥青胶浆抗剪性能温度稳定性最好。与矿粉类型相比,沥青性质对胶浆抗剪强度及其温度敏感性影响更为显著。     

应力吸收层结合料流变特性研究

应力吸收层的抗裂抗渗功能对其改性沥青结合料提出了更高的要求,但长期以来,国内外对应力吸收层结合料的研究相对较少,尤其是对其流变特性的研究,而改性沥青在不同温度下的流变性能与其实际的路用性能关系密切。选取两种应力吸收层改性沥青、两种普通改性沥青和一种基质沥青,根据SHRP规范推荐的试验方法,对比研究了5种沥青老化前后的高温、中温和低温流变性能。结果表明,应力吸收层结合料具有较好的抗老化性能,并具有良好的低温抗裂和中温抗疲劳性能。研究成果为应力吸收层的推广应用提供了试验依据。     

排水沥青混合料的矿料组成设计方法研究

通过引入VMA*,借鉴贝雷法的骨架思想,结合体积法的填充原则,提出基于VMA*的排水路面沥青混合料矿料组成设计方法。针对基于VMA*设计的排水沥青混合料矿料组成特点,提出贝雷法三参数级配评价中CA值的修正公式及其参数FAc和FAf范围。计算及验证结果表明,基于VMA*的矿料组成设计方法适合排水路面沥青混合料矿料组成设计,修正后的贝雷法三参数级配评价法适用于评价排水沥青混合料,其参数FAc和FAf范围应为0.5～0.8。     

透水性沥青路面高粘改性沥青动态力学性能

采用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪,对SK70#、Shell70#、SBS改性沥青、TPS高粘改性沥青以及自主研制高粘改性沥青的高温、中温以及低温动态力学性能进行对比研究,分析了复数剪切模量、相位角、车辙因子、零剪切粘度、蠕变动度和速率、疲劳因子以及损失正切值的变化.结果表明:5种沥青的复数剪切模量、车辙因子均随温度的升高而减小,自主研制高粘改性沥青减小得最慢;3种改性沥青的60℃动力粘度远大于其零剪切粘度,且自主研制高粘改性沥青的零剪切粘度大于20 000 Pa· s;3种改性沥青的PG低温分级均为PG-28,但自主研制高粘改性沥青的蠕变劲度最小、蠕变速率最大;各沥青的疲劳因子随着温度的降低显著增大,自主研制高粘改性沥青的增幅最小,直到6℃时才发生疲劳破坏.综合各指标来看,自主研制高粘沥青表现出较好的动态力学性能.     

环氧树脂体系固化反应动力学特征

采用非等温差式扫描量热方法(DSC)对双酚A型环氧树脂(E-51)与日本TAF环氧沥青(J-2)固化剂的固化反应动力学特征进行了研究.根据不同升温速率下环氧树脂体系固化反应的DSC曲线特征,通过n级自催化反应模型,求解出固化反应动力学参数,进而得到其固化反应动力学方程,探讨其固化反应机理.试验结果表明,通过固化反应动力学模型所得到的曲线与试验得到的DSC曲线吻合较好,所确立的模型在5～25 K/min的升温速率下能较好地描述环氧树脂体系固化反应过程,为研究环氧沥青固化机理提供理论基础,有利于制定和完善环氧沥青合理的固化工艺.