硅藻土/玄武岩纤维复合改性沥青与沥青混合料性能研究

针对我国南方湿热高温多雨对重载沥青路面高温稳定性、水稳定性和抗疲劳耐久性能的要求,同时兼顾沥青混合料的低温抗裂性能需求,选用硅藻土和玄武岩纤维对沥青混合料进行复合改性,研究了复合改性沥青胶浆的抗剪切性能和高低温流变特性及其混合料的高低温性能和水温稳定性。结果表明:掺加硅藻土与玄武岩纤维能显著改善沥青的高温抗变形能力,有效提高沥青的低温延展性与应力松弛性能;硅藻土与玄武岩纤维复合改性沥青混合料的低温性能、水稳定性优于5%SBS沥青混合料。     

盐冻融循环对沥青混合料低温性能的影响

采用低温弯曲试验,以最大弯拉应变比、弯曲劲度模量和应变能密度等指标分析了盐冻融循环条件下沥青混合料低温性能的衰变规律,研究了掺加纤维等添加剂后,在盐冻融循环条件下沥青混合料低温性能的改善效果.结果表明:沥青混合料经盐冻融循环后,其最大弯拉应变比、应变能密度显著减小,弯曲劲度模量增大;随着盐冻融循环次数的增加,各指标变化幅度逐渐减小;盐溶液质量分数越高、冻融温度越低,对沥青混合料的低温性能影响也越大;应变能密度与盐冻融循环次数呈指数函数变化;玄武岩纤维对盐冻融循环条件下沥青混合料低温性能的改善效果较好.     

玄武岩纤维沥青混合料劈裂试验研究

玄武岩纤维具有高强度和极高的弹性模量特点,掺入沥青混合料稍加混合就能均匀分布并发挥作用,提高路用沥青综合性能。研究了玄武岩纤维掺量对2种不同沥青混合料劈裂强度的影响。结果表明:在常温(25℃)及低温(-10℃)条件下,掺加玄武岩纤维的沥青混合料劈裂强度均较未掺玄武岩纤维的有显著的提高;在低温(-10℃)条件下玄武岩纤维对沥青混合料劈裂强度的提高效果更明显;玄武岩纤维对沥青混合料加筋效果明显并起到了阻止裂缝产生的作用。     

多级配下纤维掺量对沥青混合料性能影响研究

为探究多种级配下纤维掺量对提升沥青混合料路用性能影响,研究了AC-13、AC-25密级配下掺入两种路用聚酯纤维和玄武岩纤维的沥青混合料的抗水损坏性、高低温性能;通过两种纤维试验结果的对比,研究在相同性能条件下纤维掺量的经济效益。结果表明：聚酯纤维和玄武岩纤维增强沥青混合料性能呈先增大后减小趋势,与不掺纤维相比,纤维对沥青混合料的抗车辙性和抗开裂性能改善最为明显,车辙动稳定度和最大弯拉应变最多可提高89.4%和50.3%。AC-13和AC-25级配中,当聚酯纤维和玄武岩纤维的掺量分别为0.2%、0.25%和0.3%、0.35%时,其沥青混合料各项性能指标与经济效益关系最好。     

级配玄武岩纤维增强改性沥青混合料性能试验研究

为评价纤维长度和掺量组合对沥青混合料性能的影响,在AC-20沥青混合料中掺入由3种长度组成的5种掺量组合的短切玄武岩纤维(即级配玄武岩纤维)。分别采用车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验研究5种级配玄武岩纤维对沥青混合料路用性能的影响规律。结果表明,不同级配玄武岩纤维对沥青混合料各项路用性能均有一定程度的提高;进一步的灰色关联分析表明,第Ⅳ种级配玄武岩纤维对沥青混合料路用性能增强效果较优,3种长度复掺的纤维连续级配时性能更佳。     

玄武岩纤维沥青胶浆及混合料的低温性能关联性

采用拉伸试验和低温弯曲试验,研究了玄武岩纤维沥青胶浆(BFAM)及混合料的低温性能,并对两者的关联性进行了分析;同时对BFAM相态变化及混合料的微观结构进行了测试与表征,深入分析了玄武岩纤维对沥青胶浆及混合料低温性能的改善机理.结果表明:BFAM与混合料的低温性能有良好的相关性,-20℃下BFAM的拉伸断裂能与混合料的弯拉应变关联性最大;基于低温性能推荐玄武岩纤维的最佳掺量为0.4%;-20℃下最佳玄武岩纤维掺量BFAM的拉伸断裂能是普通沥青胶浆的4.6倍,-10、-20℃下玄武岩纤维沥青混合料弯拉应变比普通沥青混合料分别提高了19.0%、25.0%;BFAM具有良好的低温性能和热稳定性,其玻璃化转变温度比普通沥青胶浆低3.75℃,从高弹态到黏流态转化过程中吸热量增加0.1525J/g;普通沥青混合料内部连接较薄弱,玄武岩纤维增强了沥青混合料的整体性,同时玄武岩纤维能承受和传递应力,约束裂纹的扩展,进而改善混合料的抗裂性.     

混掺纤维沥青混合料耐久性试验研究

采用普通沥青、玄武岩纤维沥青、聚丙烯纤维沥青和复掺纤维沥青等4种混合料进行耐久性试验分析,主要考察了材料多重老化高温性能、多重浸水稳定性能和多重冻融劈裂性能.研究结果显示:普通沥青混合料受高温老化影响最大,掺加玄武岩纤维可缓解材料老化过程;复掺纤维可以促进沥青混合料内部结构的稳定,受水损伤和冻融损伤的影响较低,可提升沥...     

不同纤维沥青混合料的路用性能研究

选择木质素、聚酯、玄武岩和聚丙烯腈4种不同的纤维,分别从高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损和抗疲劳方面研究纤维的种类和掺量对沥青混合料性能的影响,并与未掺加纤维的混合料进行对比。结果表明：4种纤维均能不同程度地改善沥青混合料的路用性能,根据动稳定度指标确定木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维的最佳掺量分别为混合料质量的0.3%、0.2%、0.3%、0.3%;在几种纤维中,玄武岩纤维提高沥青混合料性能的幅度最大,建议采用掺量为0.3%的玄武岩纤维来提高沥青混合料的路用性能。     

玄武岩纤维沥青胶浆及沥青混合料低温性能研究

为了分析玄武岩纤维掺量对沥青胶浆及沥青混合料低温性能的影响,对不同玄武岩纤维掺量的沥青胶浆进行了弯曲梁流变试验,对不同纤维掺量的沥青混合料进行了低温弯曲破坏试验,并对两者进行了相关性研究。结果表明:玄武岩纤维能增强沥青胶浆及沥青混合料的低温抗裂性能,并随着纤维掺量的增大而增强,但受拌合分散性影的响,存在最佳掺量;玄武岩纤维沥青胶浆弯曲梁流变试验与混合料低温弯曲试验结果具有较好的线性关系,可通过玄武岩纤维沥青胶浆预测沥青混合料的低温抗裂性能。     

玄武岩纤维增强沥青混合料作用机理及性能研究

本文研究一种较为新型的矿物纤维——玄武岩纤维对沥青混合料性能的影响效果并进行分析论证,从该纤维的耐高温性和耐腐蚀性分析纤维自身性能对混合料的影响,研究纤维与混合料中的集料结合所产生的良性效果,从这两个角度阐述玄武岩纤维提升沥青混合料性能的作用机理.结合作用机理和不同掺量情况下沥青混合料的路用性能进行试验,掺量为0.3％...     

玄武岩纤维沥青胶浆性能试验研究

通过改变玄武岩纤维规格与掺量,研究了玄武岩纤维沥青胶浆抗剪性能、抗裂性能及高温流变性能的变化规律,并借助扫描电镜(SEM)对其微观机理进行了分析.结果表明:玄武岩纤维的掺加大幅提高了沥青胶浆的极限拉力(最高约为原沥青胶浆的4.5倍);高温流变性能显著提高,PG分级由PG70提升至PG76;在玄武岩纤维端部,沥青呈突起状,有利于纤维相互桥接形成网状结构,使其应力分散,从而提高了沥青混合料的稳定性.     

纤维对透水沥青混合料水稳定性的影响分析

为有效提高透水沥青混合料的水稳定性,研究了纤维对透水沥青混合料的影响。通过在透水沥青混合料掺加0、0.30%、0.35%、0.40%、0.45%及0.50%的玄武岩纤维和木质素纤维,进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,研究纤维种类和掺量对透水沥青混合料水稳定性能的影响。试验结果表明:木质素纤维能够提高沥青混合料的稳定度及残留稳定度,当掺量为0.40%时,残留稳定度最好;玄武岩纤维对沥青混合料冻融劈裂强度的影响比木质素纤维明显,当掺量为0.35%时,沥青混合料的冻融劈裂强度最佳。     

玄武岩纤维改性透水沥青混合料路用性能影响研究

文中根据析漏损失率及飞散损失率与油石比的演变规律,确定透水沥青混合料在路用性能方面的最佳配制比例,以该混合料在不同稳定条件下的性能平衡原则为基础,对其中玄武岩纤维的掺加量进行调整,最终得到路用性能最佳的玄武岩纤维掺量。结果表明,最佳油石比会随着纤维掺量从0提升到2%而逐渐降低,结合玄武岩纤维改性透水沥青混合料高低温性能,确定最佳纤维掺量为1%。     

纤维对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

为了将乳化沥青冷再生混合料用于更高路面结构层位,试验研究不同种类纤维和掺量对乳化沥青冷再生混合料力学性能的影响。结果表明,掺加纤维能提高乳化沥青冷再生混合料的力学性能、路用性能、抗松散性能和耐久性能。随着纤维掺量的增加,乳化沥青冷再生混合料的力学性能呈先提高后降低趋势;4种纤维对乳化沥青冷再生混合料的综合路用性能和疲劳特性改善效果的排序为:玄武岩纤维聚丙烯腈纤维聚酯纤维聚丙烯纤维;掺加纤维能显著改善乳化沥青冷再生混合料在的长期稳定性。     

玄武岩纤维对沥青混凝土抗疲劳性能的影响研究

文中以某公路工程为例，选取玄武岩纤维改性沥青混凝土面层方案，探讨玄武岩纤维对增强高速公路沥青混凝土抗疲劳性能的适用性。采用四点弯曲小梁试验机分别在四种应变水平下进行试验，比较分析添加与不添加玄武岩纤维，以及添加0.3%废渣玄武岩纤维的沥青混合料的抗疲劳性能。研究结果表明，掺加玄武岩纤维后的沥青混合料，其抗疲劳性能显著提高，同时该混合料所筑路面的高温稳定性也得到明显的提升。     

抗车辙剂与玄武岩纤维复合改性沥青混合料及性能研究

将玄武岩纤维与抗车辙剂RA进行复配,对沥青混合料进行改性。分析了抗车辙剂和玄武岩纤维掺量对复合改性沥青混合料高低温性能、水稳定性和抗疲劳性能的影响,并与5%SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明,掺加抗车辙剂RA能显著改善沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,掺加玄武岩纤维能大幅度提高抗车辙剂RA改性沥青混合料的低温抗裂性能和抗疲劳耐久性能。推荐采用0.4%RA与0.35%玄武岩纤维复配方案,该复合改性沥青混合料的力学性能、路用性能与抗疲劳耐久性能优于5%SBS改性沥青混合料。     

玄武岩纤维掺量对可卷曲沥青路面路用性能的影响研究

以SBS改性沥青加10%岩沥青和15%橡胶粉为基料,分别掺加0、0.1%、0.3%、0.5%玄武岩纤维和适量玄武岩级配碎石配制成可卷曲沥青路面混合料,研究了玄武岩纤维掺量对沥青路面混合料路用性能的影响。结果表明,随着玄武岩纤维掺量由0、0.1%、0.3%、0.5%依次增加,沥青路面混合料的车辙试验动稳定度、低温弯曲破坏应变和浸水马歇尔残留稳定度先提高后降低,常温弯曲破坏应变逐渐增大。掺加适量玄武岩纤维能有效改善预制可卷曲沥青混合料的路用性能。     

玄武岩纤维再生沥青混合料配合比设计方法分析

再生沥青混合料中掺入玄武岩纤维,并应用马歇尔设计方法对掺有玄武岩纤维的再生沥青混合料进行配合比设计,确定了高RAP掺量(45%)下再生沥青混合料的最佳油石比及玄武岩纤维最佳掺量。试验结果表明,由于RAP料沥青老化,若仅使用90号新沥青将其再生,RAP最大掺量不应超过30%;由于RAP粗集料粒径产生变化(粒径细化,粗集料在使用和再生过程中有破碎现象),在配合比设计时应予以考虑。     

纤维对排水沥青混合料高低温性能的影响机理分析

由纤维与高黏度改性沥青、矿粉形成的高黏度改性沥青胶浆是影响排水沥青混合料性能的关键因素。为明确纤维对排水沥青混合料高、低温性能的影响机理,测试了聚酯纤维和玄武岩纤维排水沥青混合料的动稳定度和低温破坏应变,并采用动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验等方法,对比研究了2种纤维对高黏度改性沥青胶浆高、低温性能的影响。为确定2种纤维最佳掺量范围,测试了不同纤维掺量下排水沥青混合料飞散损失。结果表明:纤维增加了高黏度改性沥青胶浆黏稠度,增大了高黏度改性沥青胶浆车辙因子,提升了排水沥青混合料的高温稳定性;纤维对高黏度改性沥青胶浆低温性能影响不明显,排水沥青混合料低温抗开裂性能的改善主要为纤维增强了集料间的黏结性能;排水沥青混合料聚酯纤维最佳掺量为0.15%左右,玄武岩纤维掺量范围推荐为0.20%～0.40%。     

玄武岩高强纤维沥青混合料路用性能试验研究

对掺入玄武岩高强纤维的AC-13C级配的基质沥青和SBS改性沥青混合料进行了路用性能研究,并将其与未掺入玄武岩高强纤维的沥青混合料进行对比。采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂以及四点弯曲疲劳等一系列室内试验,分析了其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗疲劳性能。试验数据表明,玄武岩高强纤维能明显提升沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能,但对水稳定性的影响需要进一步研究。在AC-13C级配沥青混合料中掺加玄武岩高强纤维能有效改善混合料的路面性能,并且在SBS改性沥青混合料中效果更好。