石灰岩矿粉性质对沥青胶浆性能的影响因素及其技术标准

为了确定石灰岩矿粉性质中影响沥青胶浆抗冻性能的主要因素,并制定石灰岩矿粉分级和选用原则,对不同类型矿粉的沥青胶浆进行了冻融循环试验,分别检测其冻融前后的化学成分、微观形貌、微观力学性质和流变性能的变化,并对试验结果进行随机森林分析。结果表明：矿粉的掺入能够改善沥青胶浆的冻融老化性能,冻融循环后,胶浆粗糙度下降幅度、表面模量提升幅度与矿粉CaCO₃含量(质量分数)呈抛物线下降趋势,沥青胶浆黏附力与矿粉CaCO₃含量呈直线下降关系,为保持沥青胶浆冻融后性能的稳定,矿粉的CaCO₃含量不应低于85%;季冻区的沥青路面比非季冻区更容易发生水损害,与非季冻区相比,季冻区矿粉中CaCO₃含量应提高10%。随机森林方法分析表明,矿粉的物理化学性质对胶浆性能影响的程度排序为比表面积>CaCO₃含量>细度指标>塑性指数,比表面积影响沥青与矿粉的反应速度,而CaCO₃含量影响其反应的充分性。所提出的石灰岩矿粉母岩技术要求与矿粉的综合分级技术标准,可指导路用矿...     

硅烷偶联剂对复合沥青混合料路用性能的影响

针对胶浆与集料界面粘附对沥青混合料性能的影响,采用“三步”成型工艺制备复合沥青混合料试件,研究了KH-550硅烷偶联剂对其路用性能的影响,并借助IR和SEM等微观设备,分析了硅烷偶联剂在复合沥青混合料中的偶联机理。结果表明,随硅烷偶联剂用量增加,复合沥青混合料在7d和28d龄期的路用性能先提高后降低,当用量为乳化沥青质量分数的0．6％时,混合料冻融劈裂强度比、马歇尔稳定度和抗压回弹模量等路用性能提高了10％～30％。硅烷偶联剂改性后的花岗岩集料引入了偶联剂分子结构的Si-O键,在胶浆与集料界面有Si-O-Si键的生成;掺加偶联剂后的水泥乳化沥青胶浆表面变得凹凸不平,结构致密性提高;水泥乳化沥青胶浆能够较好地粘附于花岗岩集料表面,胶浆与集料界面结构得到改善。     

填料对再生沥青胶浆黏弹响应的影响

笔者通过布氏黏度试验和重复蠕变试验,对再生沥青和3种再生沥青胶浆的黏弹特性进行了研究,分析不同填料对再生沥青胶浆黏度、△Eη(黏流活化能)、GV值(蠕变劲度的黏性部分)和累计应变γacc的影响.研究表明:沥青和沥青胶浆的黏度恢复水平具有很大差异,再生系数从大到小依次为:矿粉沥青胶浆水泥沥青胶浆消石灰沥青胶浆沥青;再生沥青的黏流活化能比原样沥青低,而3种再生沥青胶浆的黏流活化能与相应原样沥青胶浆相比均有不同程度的增大;再生沥青和再生沥青胶浆的GV值以及γacc的恢复水平同样具有很大的差异性.综合上述指标来看,3种填料对老化沥青胶浆黏弹特性的恢复具有不同程度的积极影响,且影响程度为:矿粉水泥消石灰.     

水泥代替矿粉对沥青混合料性能的影响分析

通过分析矿粉和水泥在沥青混合料中的作用机理,分别以不同比例的水泥代替矿粉,对沥青胶浆做延度、软化点、DSR、BBR等试验;同时,以AK-16和SAC-16为例,用不同比例的水泥代替矿粉,分别做浸水马歇尔试验、单轴压缩试验、动稳定度等试验,分析水泥代替矿粉后对沥青混合料的高、低温性能和水稳性等性能变化。试验结果表明,以一定比例的水泥代替矿粉可以有效的改善沥青混合料的性能。     

消石灰与矿粉沥青胶浆流变性能比较

利用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪以及直接拉伸试验仪对掺加消石灰和矿粉后沥青胶浆的动态黏弹性能实验进行比较,粉胶比为1.2时,消石灰胶浆的车辙因子是矿粉胶浆的1.6倍,抵抗永久变形能力提高;粉胶比为0.6时,消石灰胶浆的断裂能是矿粉胶浆的2.2倍,提高了沥青抗低温开裂性能;粉胶比为0.9时,消石灰胶浆的疲劳破坏次数是矿粉胶浆的1.4倍,沥青的疲劳性能提高;由于消石灰物理吸附及化学反应的协同作用使消石灰胶浆比矿粉胶浆具有更好的高温稳定性、低温柔性和抗疲劳开裂性.     

粉胶比对橡胶沥青胶浆高温性能的影响研究

为了研究不同粉胶比对橡胶沥青胶浆高温性能的影响,选择石灰岩矿粉作为填料,粉胶比掺量为0.2、0.4、0.6、0.8。胶浆高温性能的评价指标选择Fail temperature和ZSV,通过DSR试验对不同胶浆进行研究。试验结果表明:随着粉胶比的增加,橡胶沥青胶浆的Fail temperature和ZSV值均逐渐变大,而且增大幅度较大,橡胶沥青胶浆的高温性能得到明显的改善;利用环境扫描电镜对胶浆进行扫描,发现添加矿粉的橡胶沥青胶浆光滑、细腻,矿粉被橡胶沥青裹覆均匀。     

水性环氧改性半柔性路面材料的低温抗裂性能

为了改善传统半柔性路面材料的低温抗裂性能,采用水泥－乳化沥青－水性环氧树脂三相有机无机复合材料作为新型胶结体系制备的半柔性路面材料. 采用匀质性及回弹模量检测方法确定胶结材料中的乳化沥青与水泥的质量比,调整水性环氧树脂与乳化沥青的质量比研究其低温抗裂性能. 结果表明:当水性环氧树脂占乳化沥青的质量比为０．６时,半柔性路面材料的弯拉劲度模量达到２ ３３２ ＭＰａ,最大弯拉应变达到２ ６６２ με,接近沥青玛蹄脂混合料的水平. 扫描电镜研究表明:三相有机无机胶结体系形成以沥青材料为连续相、水性环氧树脂为改性分散相、水泥水化产物为衔接体的三维空间网络结构, 既改善了水泥浆材料的干缩应力,同时增强了胶浆与基体沥青混合料的界面粘结力.     

钨酸锆填料与沥青的粘附与水损害特性

为分析亲水性钨酸锆材料作为沥青混合料填料的合理性,基于表面能和粘附功理论,对不同填料和沥青的表面能参数及粘附功进行测试和计算,通过设计水侵蚀试验,研究不同填料组成的沥青胶浆在水损害条件下的自由能和拉拔强度变化规律.试验结果表明:钨酸锆填料具有更大的Lewis碱和范德华表面能分量,基质沥青则具备比SBS改性沥青更大的Lewis酸碱和范德华表面能分量;在干燥状态下,钨酸锆替代矿粉作为填料,可提高其与沥青的粘附功,进而提高沥青胶浆拉拔强度;在有水侵蚀下,钨酸锆沥青胶浆具有更大的表面自由能变化,水更倾向于取代基质沥青与钨酸锆浸润.钨酸锆沥青胶浆比矿粉胶浆具有稍差的耐水损害能力.     

基于细观力学的沥青胶浆动态剪切模量预测

将沥青胶浆视为由沥青基体和矿粉夹杂相组成的两相复合材料,基于简化的Christensen-Lo模型有效模量解答,应用广义Maxwell模型和黏弹性对应原理,建立了沥青胶浆动态剪切模量预测的细观力学模型,采用不同种类沥青胶浆的动态剪切流变仪(DSR)试验对预测值进行了校正,并分析了模型参数对预测值的影响。结果表明,矿粉体积分数为10%时,预测值与试验值较为一致,但在20%和30%体积分数下,预测值小于试验值;预测偏差主要归因于较高体积分数下矿粉颗粒间的相互作用,采用逾渗理论对提出的预测模型进行修正,据此得到的预测值与试验值较为吻合;矿粉弹性模量对预测值的影响较小,增大矿粉体积分数可以有效提高预测值。     

水泥对乳化沥青混合料微观结构的改善机理

采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)以及Zeta电位仪等微观试验手段,研究分析了水泥对乳化沥青混合料微观结构的改善机理.结果表明,掺加3.0%水泥后,乳化沥青胶浆中光滑区域减小,凝胶体数量增加,胶浆结构致密性加强.水化产物与沥青以物理结合方式构成网状结构;混合料胶浆与集料界面距离缩小,界面区出现分层现象,存在致密结构区域,界面区微观结构得到改善;提出了水泥在乳化沥青混合料微观结构改善中的4个作用,即促进乳化沥青破乳、构成水化产物/沥青膜网状结构、弥补混合料内部缺陷以及提高沥青与集料粘附性.     

水泥沥青浆体中减水剂与乳化沥青的竞争吸附行为

为揭示水泥沥青砂浆(CA砂浆)中水泥对乳化沥青和减水剂的吸附规律,采用微量热仪分析了减水剂、乳化沥青(单掺及同掺)对水泥水化诱导期的延迟作用.采用"固含法"研究了减水剂种类对水泥-乳化沥青经时吸附规律的影响,以及减水剂在不同添加顺序时对水泥-乳化沥青经时吸附规律的影响.采用偏光显微镜对减水剂作用下水泥-乳化沥青的吸附行为进行了原位观测.结果表明:CA砂浆中的乳化沥青和减水剂均能显著延迟水泥的水化诱导期,两者同掺使延迟作用产生了明显的协同效应;聚羧酸减水剂与乳化沥青对水泥的吸附作用存在明显的竞争关系,两者同掺时水泥优先吸附减水剂分子,减水剂耗尽后,水泥再吸附乳化沥青.减水剂后掺时可使部分吸附的乳化沥青发生解吸附.     

冷再生材料路用性能的试验分析

目的研究废旧沥青路面材料的冷再生利用．方法通过系统的室内试验对水泥稳定废旧沥青混合料的物理力学性质进行了分析与评定，对无侧限抗压强度、抗压回弹模量、劈裂强度等主要力学性能进行了研究．结果实验表明，当水泥含量达到5％时，冷再生材料的无侧限抗压强度达到现行规范中规定的要求，抗压回弹模量、劈裂强度达到常用的无机结合料稳定基层材料相应指标的数值，同时冷再生材料也具有较强地抗冲刷性能．结论对于试验所用冷再生材料，只要科学合理地进行配合比设计，同时再生剂含量达到5％以上时，冷再生材料可以将之运用于沥青路面基层之中．     

高温下橡胶沥青胶浆特性及矿料级配优化分析

为改善橡胶沥青混合料的高温性能,提出以橡胶沥青胶浆和矿料级配为主要研究对象的优化思路。通过室内试验,首先研究粉胶比对橡胶沥青胶浆抗车辙因子和相位角的影响;然后结合橡胶沥青的特异性,对其橡胶沥青混合料的矿料级配进行选择和调整,将动稳定度和相对变形作为混合料高温性能评价指标,得出优化后的矿料级配。研究结果表明,提高橡胶沥青混合料高温稳定性的措施有：适当调整粉胶比,控制在1．2左右为宜;以水泥取代矿粉作为混合料的填料;以传统SMA级配为基础,对混合料级配作出调整,适当降低填料比例,能够实现橡胶沥青混合料高温稳定性的优化。     

水泥含量对乳化沥青冷再生混合料性能的影响

文章在分析路面回收料(RAP)特性基础上设计了5种水泥含量的混合料性能试验。结果表明:RAP级配与实际骨料级配之间存在差异,并且水泥含量对混合料各项性能均有较大影响。     

乳化沥青冷再生混合料疲劳性能及影响因素

为研究乳化沥青冷再生混合料抗疲劳性能关键影响因素,采用应力控制模式下的间接拉伸疲劳试验,分析应力水平、水泥用量、旧料( relaimed asphalt pavement, RAP)掺量、乳化沥青类型及乳化沥青用量等因素对冷再生混合料疲劳性能的影响规律,最后,基于灰关联熵分析,对各影响因素进行了量化与比较。结果表明：乳化沥青针入度指标、RAP掺量对乳化沥青冷再生混合料疲劳寿命影响最为显著,乳化沥青用量、乳化沥青延度指标影响次之,应力水平、水泥用量影响最小。     

干燥环境下乳化沥青改性水泥砂浆的试验研究

研究了干燥环境下乳化沥青对水泥砂浆流动性和力学性能的影响，试验结果表明乳化沥青能提高水泥砂浆的抗压强度、抗折强度，降低脆性。并简迷了乳化沥青对水泥砂浆的改性作用机理。     

泡沫沥青冷再生混合料在道路大修工程中的应用研究

为了确定泡沫沥青冷再生混合料的适应交通等级及合理的层位结构,对泡沫沥青冷再生混合料的路用性能进行试验研究,认为泡沫沥青冷再生混合料可应用于各级道路的基层.根据我国现行规范及国内典型案例,拟定出高、低等级下沥青道路合理路面结构厚度组合,并利用ANSYS软件进行建模模拟,计算出不同厚度组合下的路表弯沉及基层层底拉应力.并通过数值分析得出各层厚度及旧路面模量对于泡沫沥青冷再生路面性能的影响,得出旧路面强度对大修沥青路面使用性能有重要影响的结论.通过反算累计标准轴载作用次数,并对比我国交通等级的规定,提出泡沫沥青冷再生混合料应用于道路大修工程中合理的路面结构组合.     

应用DSR评价沥青胶浆路用性能的研究

沥青胶浆是沥青混合料的重要组成部分,但是由于试验条件与手段的限制,我国对沥青胶浆的研究不多,针对这一问题,利用动态剪切流变仪（DSR）,研究沥青胶浆性能以及胶浆中矿粉和纤维对它的路用性能的影响,研究结果表明,矿粉与纤维可以显著提高沥青胶浆的高温性能,但是,不适当的增加矿粉与纤维用量将损伤沥青胶浆的疲劳性能。     

再生细骨料采用需水量比作为技术指标的研究

需水量是影响砂浆、混凝土强度和耐久性的重要指标.再生胶砂需水量比能够较吸水率更全面地反映再生细骨料的胶砂工作性能差异.水泥品种和细骨料细度模数会对需水量比产生影响,在测定时需要规定水泥品种并考虑细度模数的影响.