高粘性沥青应力吸收层防治反射裂缝研究

为提高半刚性基层沥青路面的防反射裂缝能力,采用高粘性沥青、改进的Superpave方法设计了富沥青、砂粒式的应力吸收层沥青混合料.试验研究表明,高粘性沥青应力吸收层混合料具有极好的低温变形、抗疲劳及弹性恢复能力,并具有较高的抗拉伸能力,能有效延缓沥青路面反射裂缝的发生,采用此材料铺筑的试验路和观测结果验证了室内试验的结论.     

HDPE-橡胶粉复合改性沥青应力吸收层混合料疲劳性能

针对反射裂缝在半刚性基层沥青路面中普遍存在问题,为延缓半刚性基层沥青路面反射裂缝的产生和扩展,本文开展了HDPE－橡胶粉复合改性沥青混合料疲劳性能的研究。在分析了HDPE－橡胶粉复合改性沥青性能对应力吸收层疲劳寿命的影响规律的基础上,通过实体工程的监测开展了HDPE－橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能的研究。结果表明：HDPE－橡胶粉复合改性沥青的性质对沥青混合料疲劳特性具有显著的影响,性能良好的沥青使得混合料具有良好的抗疲劳能力,能有效延缓沥青路面反射裂缝的发生。经过试验路的应用,也证明了HDPE－橡胶粉复合改性沥青混合料作为应力吸收层是沥青路面防止反射裂缝的有效途径之一。     

应力吸收层沥青混合料的力学性能评价

为评价应力吸收层沥青混合料的力学性能,在室内试验测定沥青材料技术性能的基础上,基于马歇尔设计法,针对齐鲁70#沥青、稳定型橡胶改性沥青及应力吸收沥青设计了三种砂粒式应力吸收层沥青混合料。通过基本性能试验系统测定应力吸收层沥青混合料的动态模量,并建立动态模量和相位角的主曲线,主要探索了以齐鲁70#、稳定型橡胶改性沥青及应力吸收沥青作为胶结料的应力吸收层沥青混合料的力学特性。结果表明,稳定型橡胶改性沥青和应力吸收沥青作为胶结料用于应力吸收层均有良好的力学性能。     

开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面车辆荷载应力分析

反射裂缝是半刚性基层沥青路面和刚性基层沥青路面的主要病害之一.针对这一问题,提出了采用开级配大粒径沥青碎石混合料(Open-graded Large Stone asphalt Mixes,简称OLSM)作为裂缝缓解层的方法,利用其大粒径矿料多、沥青含量少及空隙率大的结构特点消散及吸收裂缝处路面结构应力.介绍了开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面车辆荷载应力的计算原理,以通用有限元软件ABAQUS为基础,采用三维有限元法,对开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的车辆荷载应力进行分析,探讨了开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面结构层参数对其车辆荷载应力的影响规律,明确了开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面车辆荷载应力的主要影响参数,为寻求开级配大粒径沥青碎石缓解层沥青路面的结构设计方法提供理论基础及依据.     

应力吸收层沥青混合料配合比研究

加铺沥青面层是旧路改造的主要形式之一,但是在温度应力和荷载应力周期性重复作用下,沥青加铺层的相应位置就容易产生反射裂缝,因而会降低路面的平整度和使用性能。从材料试验的角度把Superpave理论中的体积设计法与马歇尔设计法相结合,进行应力吸收层材料配合比设计的研究,通过对沥青混合料路用性能的检验,体现出应力吸收层在延缓或抑制旧水泥混凝土路面的反射裂缝方面具有一定的优越性.     

应力吸收层沥青混合料贯入试验研究

针对应力吸收层沥青混合料抗剪性能评价方法的不足,在相关研究的基础上提出了评价应力吸收层沥青混合料高温性能的贯入试验方法。分析了试验温度、加载速率、沥青结合料类型、矿料级配等对试验结果的影响,提出了适宜的试验条件和评价指标。结果表明:试验条件采用60℃温度,2mm/min的加载速率较为合理,而破坏模量可表征应力吸收层沥青混合料的抗剪强度和变形综合性能,破坏荷载可反映抗剪强度。研究成果为应力吸收层沥青混合料的质量控制及实际推广应用提供了试验依据。     

温度影响下的橡胶沥青应力吸收层的应力分析

高温开裂已经成为沥青路面的主要危害之一。橡胶沥青是良好的沥青改性剂,其具有吸收应力,改善沥青高温性能、延长路面使用寿命、延缓反射裂缝等优点。利用ABAQUS有限元软件,选取15℃、20℃和60℃下沥青路面的热特性参数,分析在不同温度下橡胶沥青应力吸收层对半刚性基层路面结构和柔性基层路面结构的应力应变规律,推荐合理的沥青路面结构层设计参数,为工程实践提供理论依据。     

大粒径沥青混合料(LSM)在反射裂缝防治中的应用

反射裂缝是旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层的主要病害之一,针对这一问题,提出了采用开级配大粒径混合料抗反射裂缝的方法。通过有限元分析,大粒径混合料多空隙结构能减小接缝处由交通荷载及环境温度变化所产生的应力,说明大粒径混合料用于防治反射裂缝是可行的。并介绍了大粒径沥青混合料的级配范围与施工工艺,以便推广大粒径混合料的应用。     

细粒式沥青混合料高温稳定性试验研究

车辙是沥青路面的主要病害之一,但目前对沥青混合料高温稳定性的研究还有欠深入。本文在分析高温稳定性的影响因素的基础上,选取了几个AC-13C型典型级配,分别进行了各项沥青混合料高温稳定性的试验研究。结合试验数据,讨论了矿料级配对AC-13C型沥青混合料高温稳定性的影响。在此基础上提出湖北地区重载交通下上面层沥青混合料矿料级配的选择建议。     

应力吸收层贯入试验数值分析与试验方法评价

为了评价应力吸收层沥青混合料的抗剪性能,对应力吸收层沥青混合料进行了不同温度下抗压回弹模量试验和贯入试验的数值分析,分析了试件规格、压头大小、矿料级配等对试验结果的影响.根据数值分析和室内试验结果,验证了应力吸收层沥青混合料贯入试验的可行性,得到适宜的试验条件.分析表明:采用直径和高度均为100 mm的圆柱形静压试件和直径19 mm的压头进行贯入试验时,试验数据稳定,可有效区分应力吸收层矿料级配的优劣.研究成果为应力吸收层沥青混合料的质量评价提供了理论和试验依据.     

沥青混合料沥青膜厚度的确定

通过对传统方法进行分析,并结合沥青混合料的集料比表面积的实测结果,提出了不同于常用方法的沥青混合料的集料比表面积的确定方法,并确定了集料比表面积的计算公式。在此基础上,通过研究现有的沥青混合料沥青膜厚度计算方法,提出了修正后的沥青混合料沥青膜厚度计算公式。实践证明,这一方法更能反映沥青混合料中集料比表面积的真实情况,确保沥青混合料沥青膜厚度计算的准确性,对沥青混合料配合比设计具有指导意义。     

Long term performance of warm mix asphalt versus hot mix asphalt

The fatigue behavior, indirect tensile strength (ITS) and resilient modulus test results for warm mix asphalt (WMA) as well as hot mix asphalt (HMA) at different ageing levels were evaluated. Laboratory-prepared samples were aged artificially in the oven to simulate short-term and long term ageing in accordance with AASHTO R30 and then compared with unaged specimens. Beam fatigue testing was performed using beam specimens at 25℃ based on AASHTO T321 standard. Fatigue life, bending stiffness and dissipated energy for both unaged and aged mixtures were calculated using four-point beam fatigue test results. Three-point bending tests were performed using semi-circular bend (SCB) specimens at -10℃ and the critical mode I stress intensity factor K I was then calculated using the peak load obtained from the load-displacement curve. It is observed that Sasobit and Rheofalt warm mix asphalt additives have a significant effect on indirect tensile strength, resilient modulus, fatigue behavior and stress intensity factor of aged and unaged mixtures.     

沥青路面环氧乳化沥青黏层性能研究

采用剪切试验和拉拔试验对不同黏层材料配方、不同洒布量和不同温度条件下的环氧乳化沥青黏层的抗剪性能和抗拔性能进行研究,分析了配方、洒布量和温度对黏层的粘结力、内摩阻角和抗拔强度的影响,通过与SBS改性沥青、海川高黏沥青和环氧树脂沥青的性能对比试验对环氧乳化沥青黏层的粘结性能进行了进一步分析.结果表明:抗剪强度随正应力的增大近似呈线性增大,符合库伦-莫尔理论;粘结力、内摩阻角和抗拔强度均随洒布量的增加先增大后减小,粘结力和抗拔强度随温度的升高大幅度降低;20℃、40℃及60℃条件下抗剪强度、粘结力最大值对应的洒布量分别为0.6、0.8、0.8kg/m~2;环氧乳化沥青的最佳配方及最佳洒布量分别为环氧树脂∶固化剂∶乳化沥青=16∶4∶80及0.8kg/m~2;与其他3种黏层材料相比,环氧乳化沥青的粘结性能较优异.     

水泥沥青复合砂浆拌合物乳化沥青破乳过程研究

针对水泥沥青复合砂浆(CA砂浆)中乳化沥青的破乳过程,从CA砂浆固化过程中体系的粘度、颗粒粒径变化、水泥掺量对乳化沥青破乳的影响及乳化沥青的聚集过程的角度,分析了乳化沥青的破乳过程及其影响因素。研究表明:减水剂对乳化沥青粘度变化有较大影响,减水剂的用量越多,CA胶浆在低粘度状态下的保持时间越长,减水剂可调节乳化沥青的破乳速度。CA砂浆中乳化沥青的破乳过程分为3个阶段:水泥与乳化沥青的接触阶段、动态平衡阶段及加速破乳阶段。当水泥含量较多时,水泥颗粒被沥青包裹程度较小,水化速率较快,促进了乳化沥青的破乳和聚集。通过光学显微镜分析表明,CA砂浆中乳化沥青的破乳过程即是沥青颗粒的聚集结合过程。     

设计沥青混合料

“设计沥青混合料”与路用沥青混合料组成设计具有本质的差别。尽管国内外在沥青混合料组成设计方面进行了广泛的研究，但距离“设计沥青混合料”仍存在较大差距。本文根据以往的研究成果和对于国内外研究趋势的分析明确提出了设计沥青混合料的概念，重点分析了按体积设计沥青混合料、材料组成与沥青混合料路用性能关系等问题，并根据目前科学技术发展水平预测了这一研究领域未来十年的技术进展。     

复合改性炭沥青稳定性研究

将两种软化剂分别掺入煤沥青,制得软化煤沥青,再与石油沥青混合,经SBS改性后得到复合改性炭沥青。采用四组分分析法和胶体不稳定指数（IC）研究复合改性炭沥青的胶体稳定性。结果表明,加入适量的软化煤沥青能够增加复合改性炭沥青中沥青质含量,减少饱和分含量,同时达到调节芳香分和胶质含量的作用,使复合改性炭沥青的四组分含量分布合理。所制复合改性炭沥青的IC值较低,胶体体系稳定。     

Curing behavior of epoxy asphalt

The curing process of epoxy asphalt was analyzed by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. Effect of curing temperature on viscosity of epoxy asphalt, and changes of mechanical properties with curing time were investigated. The evolution of concentration of epoxy band was followed as a function of the applied curing process. The experimental results indicate that the curing reaction rate of epoxy asphalt is invariable before 70 min at 120 °C, and it decreases when curing time exceeds 70 min. The viscosity of epoxy asphalt increases slowly with curing time at initial curing stage. But it increases quickly after initial curing stage and the initial curing time decreases as the curing temperature increases. The tensile strength increases slowly at incipient curing stage and increases rapidly when curing time is form 20 min to 70 min. The elongation at break shows a decrease with curing time, but it exceeds 200% after cured.     

泡沫沥青黏温特性与混合料疲劳性能研究

为分析SBS改性沥青的发泡特性与混合料路用性能特点,开展了室内试验研究工作,并依托徐州市某公路养护工程,评估了泡沫温拌沥青路面的应用效果.结果表明:SBS改性沥青最佳发泡条件为发泡温度160℃、发泡用水量2.5%;并且泡沫沥青的黏度变化由初期的不稳定逐渐向原样沥青转变,气泡消散后黏温曲线与原样沥青一致;四点弯曲疲劳试验表明,泡沫温拌沥青混合料在加载100万次后,模量损失为25.8%,具有较好的疲劳特性;配合比设计表明泡沫温拌沥青混合料体积指标与路用性能指标均能满足规范要求;试验与应用表明,泡沫温拌沥青路面长期性能良好.     

热拌沥青混合料筛分

用由马歇尔设计法得到AC 13与AC 20的沥青混合料,搅拌后将混合料依次通过孔径为16 mm、13.2 mm、4.75 mm的方孔筛进行筛分;对筛分得到的四档沥青混合料按照一定比例进行重新分配得到新的AC 13（n）与AC 20（n）.通过燃烧法试验测定AC 13（n）与AC 20（n）的沥青含量及其矿料级配曲线.分别对比AC 13（n）、AC 20（n）与AC 13、AC 20的沥青含量和矿料级配曲线变化情况,结果表明:通过对热拌沥青混合料筛分得到的沥青混合料,在沥青含量和矿料级配曲线方面均符合规范规定的范围,且偏离最初的设计很小,因此,热拌沥青混合料的筛分是可行的.     

橡胶沥青相关性能的试验研究

通过室内试验分析研究了不同橡胶粉掺量对基质沥青的改性效果,分析了橡胶沥青的高温性能,水稳定性,耐久性性能指标。结果表明：在试验范围内,轮胎橡胶粉能显著提高沥青混合料的高温性能,轮胎橡胶粉掺量越高,混合料的高温性能越好;橡胶沥青混合料的残留稳定度要比基质沥青混合料有所提高,体现了橡胶沥青较好的抵抗水损害的能力;橡胶粉改性沥青的耐老化性能也有了一定的提高。