基于OT试验的乳化沥青冷再生面层混合料抗反射裂缝性能研究

乳化沥青冷再生技术多应用于路面基层,将其应用于路面面层有利于提高旧料利用率,但需重视冷再生面层混合料的抗反射裂缝性能.本文采用OT试验研究不同材料组成因素对乳化沥青冷再生混合料抗裂性能的影响规律,并探究其抗裂性能的设计评价指标及标准.结果表明:1200次加载条件下的载荷损失率适宜作为面层用乳化沥青冷再生混合料抗裂性能评价指标,且矿料级配类型、水泥类型及掺量、RAP掺量、基质沥青类型均对荷载损失率具有显著影响;为提高面层用乳化沥青冷再生混合料抗裂性能,RAP掺量不宜超过70％,水泥掺量不宜超过1.5％,优先选用PO42.5水泥、70#沥青制备的乳化沥青以及粗粒式矿料级配;建议面层用乳化沥青冷再生混合料配合比设计中增加OT试验抗裂性能的检验评价,并要求荷载损失率不超过80％.     

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。     

掺生物沥青的乳化沥青冷再生混合料强度特性及路用性能研究

再生剂对老化沥青混合料的改善作用,可使老化沥青混合料的路用性能在一定程度上恢复还原。在进行再生沥青路面混合料设计之前,必须对旧料中沥青的含量及性质、旧料的级配组成及技术指标等进行全面了解,以确定回收的废旧沥青和旧集料性质,为新添集料性质、级配提供掺量依据。本文分析了掺生物沥青的乳化沥青冷再生混合料的概况,对原材料配比和乳化沥青制备情况进行了阐述,接着对不同的生物重油掺量乳化沥青再生混合料力学强度进行实验分析,最后总结了不同生物质重油掺量乳化沥青冷再生混合料路用性能,旨在为提高高速公路的质量以及延长其使用寿命提供保障。     

泡沫沥青与乳化沥青冷再生施工关键工艺比较研究

泡沫沥青与乳化沥青冷再生混合料在室内许多物理力学性能等方面表现不同,由此两种再生材料在具体施工细节及质量控制方面也存在异同点,为了指导施工单位注意区分和掌握不同再生方式的关键质量控制方法,保证施工质量,本文对泡沫沥青与乳化沥青就地冷再生施工关键工艺进行比较研究,研究发现两种冷再生技术在施工流程及施工设备等方面相同,在混合料中沥青制作设备、最佳拌和用水量确定方法、施工最小厚度及纵缝搭接等方面有所不同。     

公路养护超薄罩面混合料配置及性能测试

该文以温拌剂、改性沥青、乳化沥青、粗集料、细集料、矿粉、聚酯纤维等为原料,配置公路养护用的超薄罩面的混合料。进一步以粗集料空隙率、超薄罩面混合料目标空隙率为约束条件,确定粗集料、细集料、矿粉、沥青等成份之间的配比关系。试验中,确定粗集料连续配比方式为该文混合料的配比方式,并通过混合料空隙率、混合料、矿料间隙率、混合料稳定度3组参数的变化曲线,确定油石百分比为5.5%的沥青为该文混合料制备中选用的沥青。     

桥面沥青铺装环氧乳化沥青粘结层性能研究

环氧乳化沥青是一种新型的桥面沥青铺装粘结层材料,目前对其研究尚少.通过剪切试验和拉拔试验,研究不同环氧乳化沥青配方、洒布量及温度条件下的抗剪强度及抗拔强度;通过SBS改性沥青、海川高粘沥青和环氧沥青对比试验,进一步验证环氧乳化沥青的优良粘结性能.结果表明:抗剪强度随正应力的增大近似呈线性增大,粘结力和摩擦力以及抗拔强度均随洒布量的增加先增大后减小;20℃、40℃及60℃条件下抗剪强度、粘结力最大值对应的洒布量为0.8 kg/m2、0.6 kg/m2、0.6 kg/m2;A(环氧树脂)∶B(固化剂)∶C(乳化沥青)=16∶4∶80时,其粘结性能最好.由此确定了环氧乳化沥青作为粘结层材料的最佳配方(A∶B∶C=16∶4∶ 80)和最佳洒布量(0.6kg/m2).     

泡沫沥青冷再生混合料成型方法

采用振动成型设备以压实度为指标确定了泡沫沥青冷再生混合料振动成型的振动时间。振动成型、静压成型、马歇尔成型及旋转压实成型试件在总空隙率相同的条件下,对比了不同成型方法混合料的力学强度,分析了强度差异产生的原因。基于CT检测手段,分析了不同成型方法混合料内部空隙分布状态、空隙分形维数、最可几孔径及平均孔径。结果表明:旋转压实的"揉搓作用"显著增大了冷再生混合料的间接拉伸强度,振动成型次之,静压成型与马歇尔成型混合料间接拉伸强度(ITS)较接近,而四种成型方法混合料的无侧限抗压强度差别不大;旋转压实及振动成型会影响泡沫沥青冷再生混合料内部细颗粒的分布,进而影响混合料内部空隙的分布状态,这两种成型方式混合料内部空隙数目多且等效半径小。不同压实方法的压实机理的差异导致混合料内部空隙平均孔径、空隙维数及最可几孔径存在差异。空隙特征的不同是引起冷再生混合料力学强度差异的本质原因。     

盐冻融循环对沥青混合料性能的影响因素研究

为了研究沥青混合料在冻融循环及除冰盐溶液共同作用下的抗裂性能,在断裂力学理论基础上,采用半圆试件弯拉实验,并通过J积分来评价沥青混合料的抗裂性能;利用极差分析法原理和灰色关联熵分析法原理深入分析沥青种类、冻融循环次数和除冰盐浓度对沥青混合料抗裂性能的影响。结果表明,盐冻融循环作用下,对断裂韧度影响程度的大小关系为沥青种类冻融循环次数除冰盐浓度;与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料和复合胶粉改性沥青混合料相比,橡胶粉改性沥青混合料具有更好的抗裂性;随着冻融循环次数及盐浓度的增加,混合料的抗裂性逐步降低。     

沥青混合料抗剪性能研究综述

总结并评价了沥青混合料抗剪试验方法、抗剪机理及抗剪设计研究现状,对9种剪切试验方法的分析和评价有助于设计、施工和科研人员正确选用这些试验方法。混合料剪切强度由沥青胶泥的性质、集料和沥青界面的剪切强度和集料之间的嵌挤情况共同决定,为提高混合料抗剪性能指出了方向。抗剪设计在应用于工程前尚需深入研究容许剪应力法中相关系数的确定、基于抗剪性能的车辙预估模型的标定等问题。     

粗集料棱角性对OGFC多孔沥青混合料性能的影响

采用洛杉矶磨耗机对粗集料进行不同程度磨耗后,按照OGFC-10、OGFC-13和OGFC-16等3种级配制备了12种OGFC沥青混合料。在室内借助集料图像测量系统得到了不同OGFC沥青混合料的粗集料棱角性综合值Ic,并测试了各沥青混合料的相关路用性能。结果表明,当集料级配相同时,粗集料棱角性下降会造成OGFC沥青混合料马歇尔稳定度、动稳定度、空隙率和抗滑性能均有明显下降,但对渗水性能影响不大。当集料级配不同时,3种OGFC沥青混合料中,随着粗集料棱角性综合值Ic的下降,OGFC-16的马歇尔稳定度、动稳定度和抗滑性能下降最明显,OGFC-10的空隙率下降最明显。     

超高性能混凝土与普通混凝土的黏结抗冻性能

对147个超高性能混凝土与普通混凝土的100mm×100mm×100mm立方体黏结试件进行了冻融循环后的黏结性能研究,测量了冻融后试件的相对动弹性模量、质量损失率以及劈裂抗拉强度,研究了超高性能混凝土中的钢纤维掺量、普通混凝土的强度等级、黏结面形式、试件的浇筑方向等因素对黏结试件抗冻性能的影响。结果表明,冻融循环结束后,所有黏结试件中的超高性能混凝土部分都没有出现损伤,超高性能混凝土可以作为普通混凝土结构的理想外围护材料;随着冻融循环次数的增加,黏结试件的相对动弹性模量逐渐减小,质量损失率先降低后增加,黏结试件的劈裂抗拉强度线性下降;影响黏结试件冻融后劈裂抗拉强度下降速度的关键因素是超高性能混凝土中的钢纤维掺量和黏结面的形式。     

冻融条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座抗剪试验

公路桥梁橡胶支座比建筑橡胶支座更容易受到气候的影响,为了研究公路桥梁板式氯丁橡胶支座在受到气候影响时的各项抗剪性能指标变化情况,采用标准冻融试验箱模拟低温气候变化,对氯丁橡胶支座进行冻融循环处理25、50、75、100次,并对其进行抗剪试验,采用与标准试件进行对比分析的方法,研究冻融循环对氯丁橡胶支座的抗剪承载力、抗剪强度、水平等效刚度、抗剪弹性模量的影响。结果表明,氯丁橡胶支座在冻融循环处理条件下比标准试件更易发生破坏,且钢板外露、裂缝等破坏现象更严重。氯丁橡胶支座的抗剪承载力、抗剪强度、水平等效刚度、抗剪弹性模量都随冻融程度的加深而降低。采用最小二乘法对其抗剪强度和抗剪弹性模量变化进行分析并给出衰减曲线和衰减函数,抗剪强度和抗剪弹性模量的变化趋势基本符合幂函数规律。     

恶劣环境下纤维增强聚合物片材拉伸性能

通过拉伸试验,研究了恶劣环境作用后纤维增强聚合物(FRP)片材的拉伸性能。试验参数包括恶劣环境类别和作用方式、FRP片材种类和层数。试验结果表明,常温环境下、冻融和干湿循环作用后,碳纤维增强聚合物(CFRP)片材和玻璃纤维增强聚合物(GFRP)片材的拉伸应力-应变关系近似为直线;常温环境下,CFRP片材和GFRP片材的拉伸强度和延伸率几乎不受片材层数的影响;冻融循环对GFRP片材的影响大于CFRP片材,冻融循环75次时,CFRP片材和GFRP片材的拉伸强度分别是未冻融的0.978倍和0.898倍,并且随着循环次数的增加,CFRP片材和GFRP片材拉伸强度逐渐下降;干湿循环作用对GFRP片材拉伸性能没有明显的影响。基于对有关文献及本文试验结果的分析,提出了恶劣环境下FRP片材拉伸强度的计算方法。     

冻融循环对CFRP-烧结粘土砖界面粘结性能影响

为考察冻融循环对碳纤维增强聚合物复合材料(CFRP)-烧结粘土砖界面粘结性能的影响,通过模拟自然冻融环境,在试件经过不同次数的冻融循环后对其进行单面剪切试验。结果表明:在冻融循环作用下,CFRP-烧结粘土砖试件界面粘结性能发生了显著的退化,即随着冻融循环次数的增加,界面承载力和剪应力不断降低;界面剪应力在不同冻融次数下的分布具有相似性,均表现为随着荷载的增加剪应力逐渐由加载端向自由端传递,在传递过程中,有效传递长度变化不显著。在已有界面理论的基础上,根据试验提出了考虑冻融循环时间的界面粘结-滑移模型,通过对比分析,该模型能够很好地反映冻融循环作用下界面粘结性能退化规律。      

冻融低剪跨比RC梁抗震性能试验研究

通过人工气候模拟实验室对6榀剪跨比为2.6的钢筋混凝土(Reinforced concrete, RC)梁试件进行加速冻融循环试验,继而对其进行拟静力加载试验,根据试验结果分析了冻融循环作用和混凝土强度变化对RC梁试件破坏形态、滞回曲线、承载能力、变形能力和耗能能力等抗震性能指标的影响。结果表明:冻融后混凝土抗压强度降低,内部孔隙率变大,微裂缝增多,梁试件表面出现裂缝。各梁试件在拟静力加载试验后均发生了弯剪破坏。随着冻融循环次数的增加,试件的承载能力与耗能能力逐渐退化,延性先略微增长后显著下降;随着混凝土强度等级的提高,试件受冻融循环作用造成的损伤程度有所减轻,各试件的屈服、峰值、极限承载力均有所增大,耗能能力增强,延性无明显变化。     

Impact of salt and freeze-thaw cycles on performance of asphalt mixtures in coastal frozen region of China

The impact of salt on asphalt binders was first studied through basal experiments of binders. The complex influence of freeze-thaw cycles and salt on strength, volume and weight of three types of asphalt mixtures was then investigated through freeze-thaw tests. Test results indicate that salt has a significant effect on the low temperature performance of asphalt binders; Freeze-thaw is a main influencing factor when the percentage of salt is less than 3%, and the erosion effect of salt accelerates the failure of asphalt mixtures when the percentage of salt is more than 3%. The damage of asphalt mixtures is initiated by ice expansion load and accelerated by the interfacial damage between asphalt and aggregate or fracture of asphalt mortar. It can therefore be concluded that different types of asphalt mixtures have fixed residual lives after a number of freeze-thaw cycles. Freeze-thaw cycles, salinity, percent air void, asphalt property and 4.75 mm percent passing are main factors having an influence on freeze-thaw strength.     

Laboratory investigations on the mechanical properties degradation of granite under freeze-thaw cycles

To understand the deteriorate characteristics of granite in cold regions, the influences of freeze-thaw cycles on the mechanical properties need to be investigated. The rock specimens (biotite granite from Tibet in China) were frozen and thawed in a temperature and humidity controlled container where the temperature varied from + 40 to − 40 °C and the humidity was kept at 100% continuously. The freeze-thaw tests were conducted for one cycle including 4 h of freezing and 4 h of thawing, and the number of cycles was from 0 to 150. The deterioration of the specimens was examined by the changes of strength, deformation characteristics, elastic modulus, cohesive strength and internal frictional angle in a series of uniaxial and triaxial compression tests. The experimental results show that (1) the axial strain corresponding to the peak stress increases with an increasing of confining pressure and freeze-thaw cycles; (2) The compressive strength decayed exponentially with the number of freeze-thaw cycles, as well as elastic modulus and cohesive strength; (3) the internal frictional angle remained constant in the process of freeze-thaw cycles; (4) The interrelation among compressive strength, confining pressure and number of cycles can be described by Mohr-Coulomb strength criterion.     

寒旱区路基冻融风蚀复合侵蚀机理试验研究

寒旱区路基常年受到风沙侵蚀,同时由于强烈温差变化造成路基填料因积雪融水入渗而引起冻融循环侵蚀破坏。路基会因风蚀和冻融侵蚀的复合作用引起结构损伤下抗剪强度的持续衰减。以内蒙古那-苏省际大通道锡林郭勒盟桑根达来段的风沙土填方路段为例,考虑不设边坡防护的裸边坡为最不利情况,通过冻融风蚀风洞试验研究路基在冻融循环和风蚀循环前后填料土体抗剪强度的变化规律,将路基填料土体抗剪强度的变化作为其抗复合侵蚀能力的表征,分析冻融循环侵蚀和风蚀作用对填料土体侵蚀机理的不同,以及两种不同侵蚀作用受填料含水率的影响,揭示寒旱区路基冻融风蚀复合侵蚀机理。     

盐冻融循环条件下沥青高温流变性能及微观结构

利用动态剪切流变仪(DSR)和原子力显微镜(AFM)对冻融循环前后的基质沥青和胶粉改性沥青进行测试,比较分析了不同盐浓度和冻融循环次数下两种沥青的动态黏弹参数及微观结构,并测试了冻融前后两种沥青的基本指标。结果表明:经历冻融循环后,基质沥青储存模量和车辙因子均增加,疲劳因子减小,而胶粉改性沥青没有明显变化,冻融循环增加了基质沥青的高温弹性性能,但显著降低了抗疲劳性能,而冻融循环对胶粉改性沥青的高温性能影响不大;AFM观测表明基质沥青出现"蜂形"结构,冻融循环后"蜂形"变大、变长,而胶粉改性沥青的结构几乎没有变化,因此北方寒冷地区使用胶粉改性沥青作为路面材料更具优势。     

玻璃纤维复合材料孔隙率对超声衰减系数及力学性能的影响

在0.1~0.6 MPa热压压力条件下, 制备了不同孔隙率含量的玻璃纤维布/618环氧树脂层压板试件。采用超声C扫描及烧蚀密度法测定了试件的超声衰减系数与平均孔隙率, 并通过金相显微分析对孔隙的分布、 形状及尺寸进行了表征。讨论了孔隙率对层压板拉伸、 弯曲和层间剪切性能及超声衰减系数的影响规律, 获得了使力学性能下降的临界孔隙率及衰减系数值。结果表明, 随着固化压力减小, 孔隙率从0.976%增加到5.268%, 抗拉强度、 弯曲强度和层间剪切强度均下降, 衰减系数由1.460 dB·mm^-1增加到2.150 dB·mm^-1, 使力学性能下降的临界衰减系数约为1.5 dB·mm^-1。