沥青混凝土路面低温性能研究综述

从低温工作性能角度,对沥青混凝土研究现状进行梳理,总结了沥青混凝土在低温条件下,其抗拉强度、结构层温度应力和常见病害低温收缩裂缝、温度疲劳裂缝的研究现状,提出了性能改善方法。     

铣刨机铣削力及铣削功率的计算

铣刨机的重要设计参数铣削力及铣削功率的计算方法尚无专门的资料作依据,铣刨机铣刨转子对沥青混凝土路面的铣削,可类比斜齿圆柱多刃铣刀对灰铸铁的铣削,铣刨机铣削力及铣削功率可通过灰铸铁材质与沥青混凝土材质强度的等值换算得出.选用两种材料的抗拉强度的比值作为换算系数,灰铸铁的抗拉强度值为400 MPa,沥青混凝土的抗拉强度,根据我国现行<公路沥青路面设计规范TJT014-97>,采用劈裂试验测得的劈裂值(细粒式密级配沥青混凝土,沥青针入度≤90,温度15 ℃)为1.2～1.6 MPa,取1.6 MPa为计算值,两者相比所得换算系数为250.将灰铸铁和沥青混凝土的延伸率作比较,灰铸铁的延伸率由<金属切削原理及刀具设计>工件材料切削加工性分级表中查得,取值14%,沥青混凝土的延伸率由<道路建筑材料>中查得为12%,两者相比得计算铣刨机铣削沥青混凝土铣削力及铣削功率的修正系数为1.167.将换算系数和修正系数代入灰铸铁的铣削力和铣削功率计算公式,可得铣刨机铣削混凝土铣削力和铣削功率的计算公式.以LX1200铣刨机为例进行计算,所得数据与国内同行业厂家同类机型所做的试验数据相比,结果非常相近.     

PVA纤维水泥沥青混凝土纤维长度与掺量研究

水泥沥青混凝土是常温冷拌的路面材料,添加纤维有助于抑制路面裂缝的产生。因为是常温的沥青混凝土,所以本研究选择成分为PVA的塑料纤维作为改性添加剂。本研究通过14 d龄期的劈裂抗拉强度和马歇尔稳定度来探讨PVA纤维长度和纤维掺量对水泥沥青混凝土强度的影响。研究表明,6 mm长度的纤维各项力性能学性能表现最优;集料颗粒越粗马歇尔稳定值和劈裂抗拉强度与纤维长度相关性越小;粒径较大的级配集料不利于纤维分散;在FCAC中的纤维最佳掺量为0. 3%。     

橡胶沥青应力吸收层技术应用控制要点

随着经济的发展,我国高等级公路路面的常用结构是在半刚性基层上铺设沥青混凝土,然而,当半刚性基层的水平、竖向位移产生的拉应力超过沥青混凝土罩面层的抗拉强度时,罩面层便会出现大量的反射裂缝,进而影响路面结构的稳定性和使用寿命。为了防止反射裂缝的产生,在半刚性基层与沥青混凝土面层之间铺设应力吸收层,一直是人们研究和关注的热点。     

聚酯纤维增强沥青混凝土在公路与铁路两用大桥中的应用研究

通过对聚酯纤维增强沥青混凝土进行马歇尔试验、间接抗拉强度试验、蠕变试验和车辙试验等特性研究,结果表明,纤维对沥青混凝土的增强作用是明显的.短细的纤维在沥青中起到提高粘结性、热稳定性、抗流变性等作用,提高了抗压、抗拉、抗剪等力学强度.该试验结果在公、铁路两用大桥桥面铺装实桥试验段中获得了成功应用.     

混凝土抗拉强度试验有限元分析

《公路工程水泥混凝土试验规程》已经实施多年，其中水泥混凝土的抗拉强度的计算公式与《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中规定的公式相同，但二者试验试件的尺寸和形状明显不同，因此在实际应用中会引起一系列问题。本文对二者的区别做一简单分析。     

沥青混凝土水稳定性深入研究

影响沥青混凝土水敏感性的因子有很多,包括材料性质、沥青混合料性质、施工质量及交通与环境条件。水的扩散及沥青混合料空隙率为重要影响因素。许多实验室以不同试验方法评估沥青混凝土水侵害的行为,较常用试验方法包括煮沸试验、马歇尔抗拉强度试验、浸没试验、修正Lottman试验等。以上这些试验方法简单操作,而其有效性仍无法提供沥青混凝土水侵害破坏的机制。本研究目的是在实验室分别制作8%及11%空隙率的密级配沥青混凝土试件,并施予70~80饱和度,进行动态模量试验及获得动态模量主曲线,并探讨在不同空隙率下沥青混凝土的水敏感性。试验结果表明,空隙率与水饱和越小,模量衰减程度较大,表示应力松弛较快,抗裂性较佳,水敏感性较佳。     

煤沥青碳纤维增强混凝土的性能研究

本文对煤沥青碳纤维增强混凝土的抗弯冲击性能和轴拉性能进行了试验研究。随着纤维掺量的增加,混凝土冲击性能显著提高,纤维体积掺量为0.076%时,改性煤沥青碳纤维混凝土的初裂冲击次数、破坏冲击次数分别比素混凝土提高1458%、1462%;当掺量大于0.076%时,冲击韧性不再明显提高。当纤维体积掺量为0.1%时,纤维混凝土的抗拉强度比基准混凝土提高11%,极限拉伸应变提高24%,断裂能提高47.8%。试验证明,碳纤维具有良好的阻裂性能,可增强硬化混凝土的抗裂性能。     

用聚乙烯催化改性道路沥青的研究

本研究旨在提高沥青混凝土的稳定性和降低其热敏感性。研究结果表明,掺入5％(重量比)聚乙烯和2％(重量比)催化剂,能使D70沥青的软化点提高27.2℃,25℃时针入度降低50.7,并且使地沥青灌缝的抗剪强度提高2.26×10~5N·m~(-2)。经修改过的马歇尔试验测定,粘结料中含有5％(重量比)聚乙烯的中粒式沥青混凝土的稳定度,较之含未改性沥青的混凝土提高2.72kN。在10℃和-20℃下,检测改性沥青混凝土试件的流变性,结果表明,试件的抗拉强度提高,其劲度系数则下降。用含有聚乙烯改性沥青的粘结料的矿物沥青混合料筑路和修水工封层,可以延长其使用寿命,从而能节约大量开支。     

超高韧性混凝土特性与应用研究

超高韧性混凝土轻型组合桥面结构可提高桥面系整体刚度,有效解决钢桥面疲劳开裂与铺装层破损病害,提高桥梁耐久性。超高韧性混凝土具有高强度、高韧性等特点,抗拉强度可达30MPa以上,抗压强度可达120MPa以上。对超高韧性混凝土工作机理进行研究,并对比分析其与常规混凝土、环氧沥青混凝土的区别,总结超高韧性混凝土适用范围。     

单向碳纤维复合材料拉伸力学性能试验研究

通过对8组碳纤维试件的拉伸对比试验,研究了材料、粘贴层数对碳纤维复合材料的拉伸强度、σ—ε曲线的影响,并从机理上进行了相应的分析,研究表明:布材主要决定复合材料的力学性能,粘贴层数对其拉伸强度的影响不大,且破坏前材料呈线弹性变化。     

稻秆/Na2SO4定形相变板材的制备及性能

将浸渍有Na2SO4的稻秆与特定组成的硅酸盐水泥浆体拌合,再经模压制得定型相变板材.测试了该板材的拉伸强度、隔热及燃烧性能等,用SEM观察了该板材的显微形貌.结果表明,稻秆能装载自身质量4倍的Na2SO4·10H2O,板材的拉伸强度为0.96MPa,经30次相变循环后质量损失为1.87％,燃烧等级达GB/T2408-1996的FH-1级.对于稻秆相变板材,在其受热面温度为80℃,冷面起始温度为14.5℃条件下,冷面达到25℃的时间为17h,比插入未加Na2SO4的稻秆板材延长了5h;当受热持续保持5h后,其冷面温度仅上升2.7℃.若以该板材为墙体材料,即使在夏天,在无制冷条件下室内温度可基本不变,具有显著的节能及改善人居环境的效果.     

聚氨酯泡沫/木质纤维复合材料的制备及其性能初探

以聚醚多元醇、多次甲基多苯基异氰酸酯(MDI)及木质纤维为原料,采用一步法制备了木质纤维增强硬泡聚氨酯复合材料。研究了木质纤维的长径比、用量对复合材料的力学性能、导热系数和其他性能的影响。结果表明,当长径比为40:1、添加量为10%时,复合材料的拉伸强度、压缩强度分别为4.8、5.6 MPa,与未增强的材料相比分别提高了2.06、2.20倍。并且增强聚氨酯复合材料的导热系数比未增强材料的导热系数更低,为0.017 W/(m.K)。     

高模量沥青胶结料路用性能流变学分析

以基质沥青、高模量改性沥青和SBS改性沥青的路用性能为研究对象,通过常规流变学试验方法,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂对基质沥青黏弹特性的定性影响,并量化分析了不同外掺剂种类对基质沥青路用性能的影响;通过多应力重复蠕变恢复试验,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂在提高基质沥青抗车辙能力上的差异和提高效果;基于加速疲劳试验方法对上述三大类沥青胶结料的疲劳损伤及失效特性进行对比研究,分析比较了不同沥青胶结料在疲劳损伤演化和疲劳寿命方面的差异.结果表明:RA(resin alloy)和PR(PR plasts)这2种常用高模量外掺剂在提高沥青胶结料劲度模量方面具有相近的效应;三大类沥青胶结料在相同试验温度条件下的永久变形抵抗能力排序为:高模量改性沥青SBS改性沥青基质沥青;三大类沥青胶结料疲劳寿命的排序为:SBS改性沥青高模量改性沥青基质沥青;此外,在使用相同基质沥青的条件下,掺加RA的高模量改性沥青比掺加PR的高模量改性沥青具有更好的抗疲劳性能.     

岩沥青对软硬沥青复配混合料的增强作用

采用沥青常规试验、动态剪切流变试验以及红外光谱试验,分析岩沥青品种和掺量对软硬沥青复配胶结料的增强作用及其增强机理;采用车辙试验和疲劳试验,分析岩沥青掺量对软硬沥青复配混合料的增强作用,并与热拌沥青混合料性能进行比较.结果表明：在相同的掺量下,Gilsonite岩沥青的增强效果显著高于BMA岩沥青;Gilsonite岩沥青可以有效地提高软硬沥青复配胶结料的软化点和车辙因子,而且该车辙因子具有随着时间延长而增长的特征;软硬沥青复配混合料的抗车辙能力随着Gilsonite岩沥青掺量的增加而显著增大,在一定的掺量下,软硬沥青复配混合料的抗车辙能力和疲劳寿命均高于同级配类型的热拌沥青混合料.试验路的使用效果验证了Gilsonite岩沥青的增强作用.     

锰渣矿粉沥青混合料抗腐性能研究

利用锰渣矿粉替代沥青混合料中的石灰岩矿粉配制成锰渣沥青胶浆和锰渣矿粉沥青混合料,进行锰渣沥青胶浆直剪试验、吸持性能试验及锰渣矿粉沥青混合料马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂强度试验,测试不同替代量锰渣沥青胶浆粘附性能和锰渣矿粉沥青混合料抗腐性能的变化.结果表明,利用锰渣矿粉替代沥青混合料中的石灰岩矿粉能有效地改善和提高沥青胶浆粘附性能和沥青混合料抗腐性能.同时,通过锰渣矿粉改善和提高沥青胶浆粘附性能和沥青混合料抗腐性能的性能机理分析,揭示锰渣矿粉替代量影响沥青胶浆粘附性能和沥青混合料抗腐性能变化的原因.     

天然岩沥青在沥青路面中的适用性研究

对国产岩沥青的路用价值展开研究,明确岩沥青应用方式、使用效果,以及岩沥青最佳用量。试验结果表明,岩沥青两种应用方式效果相差不大;干法应用较为方便;岩沥青的最佳掺量为基质沥青质量的8%左右,同时岩沥青与基质沥青有一定的配伍性;岩沥青改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料在路用性能方面相差不大,而且天然岩沥青使用方便,成本较低,具有较好的经济性。     

Sasobit温拌剂对改性沥青混合料体积参数的影响

测试了不同温度条件下,胶结材料为SK、壳牌以及克拉玛依等三种SBS改性沥青及克拉玛依基质沥青中添加Sasobit的混合料的毛体积相对密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等体积参数。结果表明:Sasobit可以在一定温度范围内有效地改善沥青的粘度,降低沥青混合料的成型温度,从而使毛体积密度增大、空隙率减小、矿料间隙率减小、沥青饱和度增加,但这种改善有一定的作用范围;Sasobit对基质沥青敏感性高于改性沥青;对于不同的改性沥青Sasobit对其降温区间也有一定的差异;加入Sasobit都能降低沥青混合料室内成型温为27℃,降低沥青混合料室内成型温度12℃。     

2种改性剂对沥青表面形貌的影响

为了研究改性剂对沥青表面形貌的影响,利用原子力显微镜(AFM)对基质沥青、SBS改性沥青以及Sasobit改性沥青老化前后的表面形貌进行测试.结果表明:SBS改性沥青"蜂状结构"数量及所占面积比基质沥青更小,表面更粗糙,Sasobit改性沥青"蜂状结构"为细长形,数量很少,表面粗糙度很大;3种沥青老化后"蜂状结构"均表现为体积增大,数量增加,表面粗糙度增大;SBS改性剂可以提高沥青的高温稳定性及短期抗老化能力;Sasobit改性剂能够改变沥青的晶体结构分布,提高沥青抗老化性能;单个"蜂状结构"平均面积变化情况能较好地评价沥青老化特性.     

沥青路面沥青混合料针对性设计

由于沥青混合料设计不合理,造成沥青路面产生严重的车辙,因此沥青混合料原材料选择和配合比设计要充分考虑其对路面高温稳定性能的影响。从矿料的颗粒形状和化学性质、沥青性质、矿料级配、沥青混合料空隙率、矿料间隙率、路面中面层沥青混合料性能等方面对沥青路面车辙产生的原因进行了分析,提出了针对车辙产生原因的沥青混合料设计措施。