不同类型高模量沥青混合料抗剪性能研究

为了研究不同类型高模量沥青混合料抗剪性能,利用Superpave剪切试验机并按恒高度频率扫描试验(FSCH)方法测得了EME2沥青混合料和AC-20沥青混合料的复数剪切模量及相位角,根据时间-温度等效原理,利用非线性最小二乘法拟合得到了参考温度下的复数剪切模量主曲线,预测了两种高模量沥青混合料的高低温性能。通过恒高度重复剪切试验(RSCH)得到了两种高模量沥青混合料的加载末应变和剪切斜率。FSCH结果表明,两种沥青混合料的复数剪切模量均随温度的升高而降低,随荷载频率增加而增加,AC-20沥青混合料的高温抗剪性能优于EME2沥青混合料,EME2沥青混合料的常温抗变形能力优于AC-20沥青混合料;RSCH结果表明,在60 ℃条件下,AC-20沥青混合料的抗剪性能优于EME2沥青混合料。     

钢渣沥青砂浆动态模量试验及其主曲线研究

为了获得细钢渣取代石灰岩细集料后沥青砂浆动态特性变化和更宽温频域下钢渣沥青砂浆的动态模量,根据AC-13石灰岩沥青混合料配合比去除粗集料影响得到石灰岩沥青砂浆配合比,应用等体积代换确定钢渣沥青砂浆级配,采用旋转压实成型沥青砂浆试件,并进行动态模量试验,测定不同温度和不同频率下沥青砂浆的动态模量及相位角,依赖时温等效原理计算、确定和分析钢渣沥青砂浆的动态模量主曲线和相位角主曲线.结果表明:在相同的沥青砂浆试件和温度下,动态模量随着频率的增大而增大,相位角整体变化趋势随之减小;在相同实验模式和高频下,沥青砂浆动态模量和相位角受集料的影响较小;在一定条件下,细钢渣的掺入提高了沥青砂浆的动态特性.     

TAF-10环氧沥青混合料动态弹性模量及路用性能试验研究

近些年来,环氧沥青混合料以其耐久性好、强度高、冲击韧性优越等特点,广泛地应用于大型桥梁桥面铺装之中.以TAF-10型环氧沥青混合料为研究对象,对其进行不同温度与频率下的动态模量试验,结合时温等效原理,通过Origin数学计算软件,采用西格摩德(Sigmoidal)模型对试验结果进行非线性拟合;并通过高温车辙试验、小梁弯曲试验及冻融劈裂试验,对其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等路用性能进行检测.结果表明:随着加载频率的增大,TAF-10环氧沥青混合料的动态模量不断增大,而随试验温度的升高其值不断减小;拟合所得到的主曲线方程,可以对任何给定温度与加载频率下该种混合料的动态模量进行有效预估;TAF-10环氧沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等性能均超出规范要求,满足桥面铺装要求.研究成果可以为TAF-10环氧沥青混合料桥面铺装的动态设计提供参考.     

钢渣沥青混合料水热敏感性研究

选用水热敏感性实验模拟高温动水冲刷环境,评价了钢渣沥青混合料的水热敏感性。通过动态模量实验、三轴重复荷载蠕变实验、间接拉伸疲劳实验研究了高温动压水冲刷作用对钢渣沥青混合料的力学性能、蠕变性能和疲劳性能的影响。构建了高温动水冲刷作用前后3种钢渣沥青混合料的动态模量主曲线、永久变形粘弹性力学模型和应力疲劳方程。结果表明,高温动水冲刷作用后,钢渣沥青混合料的动态模量、疲劳寿命下降,永久变形增大。钢渣沥青混合料的动态模量主曲线、永久变形粘弹性力学模型和应力疲劳方程拟合效果良好。     

基于填充理论沥青胶砂动态模量研究

基于夹杂理论体系,在细集料、矿粉和30%胶粉改性沥青组成沥青胶砂的基础上填充不同比例单粒径（9.5～13.2 mm）粗集料,通过静压试验成型夹杂单粒径粗集料胶粉改性沥青胶砂试件,借助AMPT试验得到沥青胶砂的动态模量以及相位角,根据时-温等效原理,通过非线性最小二乘法西歌摩德函数拟合得到沥青胶砂动态模量的主曲线,得到更宽的频率范围的动态模量。研究表明：随着填充率的增大,沥青胶砂动态模量增大,相位角减小;随着温度的升高,沥青胶砂动态模量大幅度减少,相位角随频率的增大呈现先增大后减小的趋势;西歌摩德拟合到的沥青砂浆动态模量主曲线连续而平滑,与试验数据有良好的相关性,可以得到更宽频率范围内的动态模量。     

基于CAM模型的热再生沥青混合料动态粘弹特性研究

为研究再生剂对沥青混合料动态粘弹特性的影响,分别选用重石油基与生物油基两种再生剂制备再生沥青及沥青混合料,并分别在不同掺量下进行沥青三大指标试验以及沥青混合料动态模量试验,根据时温等效原理及改进的Christensen-Anderson-Marasteanu(CAM)模型分析了再生沥青混合料的动态粘弹特性。结果显示,随着再生剂掺量的增加,沥青混合料回收料(RAP)的沥青针入度、延度升高,软化点下降,再生剂的掺入显著提高了沥青的延展性,综合考虑经济与路用性能,以12%(质量分数)作为再生剂最佳掺量并进行混合料动态模量试验。两种再生剂均改变了RAP的感温性与粘弹特性,使再生沥青混合料动态模量降低而相位角升高;改进的CAM模型能够良好拟合再生沥青混合料的动态模量和相位角随频率的发展变化,拟合精度均在0.950以上。两种再生沥青混合料动态模量与相位角大小关系受加载频率影响,当加载频率高于10 Hz后,生物油基再生沥青混合料动态模量更低而相位角更高,当加载频率低于0.01 Hz时则相反,这对于同时提高沥青混合料高温稳定性及低温抗裂性是有利的。     

玄武岩纤维掺量对大空隙沥青混合料动态模量及相位角的影响

为了研究温度、频率、玄武岩纤维掺量对大空隙沥青混合料动态模量和相位角的影响,采用单轴压缩动态模量实验研究玄武岩纤维掺量分别为0％、0.1％、0.3％的大空隙沥青混合料在5种温度及6种频率下的动态模量值及相位角.结果 表明,大空隙沥青混合料的动态模量值随温度升高而降低,随荷载频率增加而增加.大空隙沥青混合料相位角在每个频率下都随温度的增加先增大后减小.在高温条件下,随着荷载频率的增加,相位角也随之变大;温度低于35℃时,随着荷载频率的增加,相位角随之减小.相比未掺加玄武岩纤维的大空隙沥青混合料,纤维掺量为0.1％、0.3％时,在低温(-10℃)下,其动态模量值更小,相位角更大,具有更好的低温抗裂性能;在高温(50℃)时,动态模量值更大,相位角更小,具有更好的高温稳定性.特别是纤维掺量为0.3％时,低温抗裂性和高温稳定性更好.结合时温等效原理,通过Origin软件,采用西格摩得模型对实验结果进行非线性拟合,拟合结果表明掺加0.3％玄武岩纤维可以更好地提高大空隙沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性,为路面结构设计提供有价值的参考依据.     

水侵蚀对钢渣沥青混合料动态模量影响研究

利用钢渣代替石灰岩沥青混合料粗集料,采用Superpave旋转压实制备钢渣沥青混合料.测量不同水侵蚀循环次数(0次、1次、2次、3次、4次、5次)后,不同温度和荷载作用频率下两种沥青混合料的动态模量.分析了不同水侵蚀循环次数对钢渣沥青混合料动态模量的影响,并利用XRD和SEM技术手段观察胀落物的物相组成和微观形貌变化,分析了钢渣沥青混合料性能劣化机理.实验结果表明,未受水侵蚀的钢渣沥青混合料试件,其动态模量明显高于普通沥青混合料;经过水侵蚀5次后,钢渣沥青混合料0 ℃和20 ℃的动态模量明显衰减,但残余动态模量仍大于普通沥青混合料;水侵蚀对钢渣沥青混合料的高温动态模量影响明显高于普通沥青混合料.通过XRD与SEM分析发现,钢渣沥青混合料性能劣化的主要机理是由于钢渣水化生成氢氧化钙(Ca(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)和水化硅酸钙(C-S-H),使试件局部发生膨胀开裂,从而加剧了水的浸入,导致混合料性能衰减.     

基于SMA-13级配的重载交通沥青路面设计及性能分析

重载交通沥青路面对于混合料的级配及材料组成要求较高,研究采用AC-13和SMA-13两种不同级配分别制备掺和不掺抗车辙剂的沥青混合料,探究不同级配组成混合料间的性能差异,主要考察了沥青混合料的动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂强度比及劈裂寿命,研究表明SMA-13级配沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性能较好,抗车辙剂材料的加入能整体提升混合料15%以上的综合性能,建议重载交通沥青路面采用SMA-13级配和抗车辙剂,可实现重载沥青路面长期的健康稳定发展。     

高掺量胶粉改性沥青混合料动态粘弹性分析

为了研究高掺量胶粉改性沥青混合料的动态粘弹性特性,选择3种级配和2种掺量的胶粉改性沥青混合料进行AMPT试验,测定混合料的动态模量和相位角,分析级配、胶结料、加载频率和温度对胶粉改性沥青混合料动态响应参数动态模量和相位角的影响.试验表明,级配类型和胶结料分别对胶粉改性沥青混合料的粘弹性具有明显的影响;混合料的动态模量随着加载频率的降低而逐渐减小;随着温度的升高,动态模量逐渐降低.当加载频率一定时,相位角随着试验温度的增加呈现先增大后减小的趋势;当加载频率增加时,相位角在低温环境(5℃)时逐渐衰减,相位角在高温环境(35℃、50℃)时逐渐增大,在中间温度(20℃)时呈现先上升后下降的趋势.     

关于沥青混合料动态模量分析

动态模量是沥青混合料的一个重要力学参数之一,沥青混合料材料的动态模量既受温度的影响,也受荷载频率的影响。由于沥青混合料对温度较高和较低时都比较敏感,因此要在不同的温度下研究沥青混合料的动态模量。检验温度对路面的影响有三种方法:理论法,数理统计法和数值分析法。动态模量测试的方法可以分为室内和室外测试动态模量。荷载频率对动态模量的影响,主要是行车速度产生的荷载频率,车辆的行驶速度不同,对路面的振动频率不同,相应的荷载作用频率就会不同。车辆的行驶速度增加后,对路面的荷载频率也会相应的增大。当荷载继续增大,动态模量的增加会逐渐变得平缓,最后几乎不再变化。     

高模量天然沥青混合料设计及路用性能对比研究

为探究高模量天然沥青混合料的设计方法及路用性能,选取高模量天然沥青(HMB),利用修正马歇尔设计法制备了高模量天然沥青混合料BBME-13(béton bitumineux à module elevé-13),分析了其马歇尔体积指标及内部结构,并对比研究了其与SBS改性沥青混合料SBSAC-13和基质沥青混合料SKAC-13的路用性能差异,最后通过试验段铺筑验证了其适用性。研究结果表明:BBME-13的油石比、稳定度和动态模量均显著高于SBSAC-13和SKAC-13;BBME-13的动稳定度、残留稳定度和冻断强度代表值分别比SBSAC-13增大32.2%、9.0%和45.5%,分别比SKAC-13增大148.3%、19.6%和93.2%;BBME-13的最大弯拉应变的代表值比SBSAC-13减小3.3%,比SKAC-13增大34.4%;BBME-13试验段路面抗渗性能优异,抗滑性和压实度等也均能满足规范要求。     

不同旧料掺量下温拌再生沥青混合料的耐久性

采用水损坏敏感试验、冻融试验、半圆弯曲试验探讨了不同旧料掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响。结果显示，增加旧料掺量，各混合料的动态模量比增加，弹性模量受水的影响比较小，但会降低再生沥青混合料的抗裂性能，脆化性增强，当旧料掺量达到一定量后，其对混合料的抗裂性影响减小。相同条件下，增大旧料掺量，混合料的动态模量随之增加，其脆性、刚性化现象更突出；升高温度后，温拌再生沥青混合料的动态模式呈黏弹性，相同旧料掺量下，热拌再生沥青混合料的抗裂及抗形变性能较温拌再生沥青混合料的高。     

温拌橡胶沥青混合料路用性能及应用研究

废旧轮胎经加工处理后可形成再生应用于道路建设行业中的胶粉材料,以橡胶粉为研究对象,以温拌技术为基础,选取了AC-13和SUP-20两种不同级配,研制了掺不同胶粉数量的温拌橡胶沥青混合料,通过混合料高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害性、抗疲劳性的综合性能对比分析,探究了温拌橡胶沥青混合料路用性能的影响规律。研究表明:胶粉掺量在25%时混合料的路用性能达到较好状态。最后从工程应用角度对温拌橡胶沥青混合料的施工工艺进行总结,研究对于温拌橡胶沥青混合料技术的推广应用具有重要意义。     

轮胎橡胶材料动态力学研究

采用德国 GABO公司500N EPLEXOR动态粘弹谱仪在拉伸和剪切模式下对轮胎橡胶材料进行温度/频率扫描,研究结果表明,在动态温度/频率扫描情况下,频率一定,随着温度升高,胶料的储能模量、损耗模量和损耗因子逐渐降低;而当温度固定时,随着扫描频率加快,储能模量、损耗模量和损耗因子的整体变化趋势是上升的。此外,在移位因子拟合时,Gauss拟合移位因子的准确度比WLF方程拟合移位因子的准确度更高,WLF方程在高温区拟合效果比低温区更佳,并且采用Gauss拟合的移位因子拓宽得到的胶料粘弹主曲线频率范围与DMA测试仪自动拓展的胶料粘弹主曲线的频率范围相比更宽。     

面层沥青混合料弯曲劲度模量取值研究

沥青混合料的弯曲劲度模量是沥青路面结构设计与性能评价的重要参数.对面层沥青混合料而言,模量的大小与材料的力学与路用性能密切相关.但目前研究中对沥青路面结构设计与行为分析中合理模量参数取值的重要性认识较为不足,针对模量取值与预测方面的研究相对较少.本研究通过收集既有沥青混合料弯曲劲度模量数据,建立模量数据库,通过适当的数学处理获得不同条件下的混合料模量代表值.结果表明:沥青混合料弯曲劲度模量代表值随温度、沥青用量与沥青类型的变化基本符合既有研究中获得的变化关系,对大数据进行数学处理获得的代表值具有较好的代表性;利用数学回归方法,建立不同条件下的混合料模量预测方程,经验证所建立的模量对数模型具有较高的拟合精度与再现性,可为沥青路面结构设计与行为分析中模量参数的取值提供参考.     

粉煤灰沥青混合料路用性能试验研究

通过粉煤灰沥青混合料的试验,分析了其路用性能。结果表明：AC-16沥青混凝土加入两种粉煤灰沥青混合料的稳定度都上升,AC-20型沥青混合料则相反。粉煤灰的加入对提高沥青混合料的高温稳定性的效果比较显著,其中低钙粉煤灰对动稳定度的提高程度要大于高钙粉煤灰。级配中细集料的含量增加,可提高沥青混合料的低温抗裂性能。     

不同老化阶段沥青混合料力学性能变化与调控

为了明确不同老化阶段沥青混合料力学性能的变化规律,通过间接拉伸试验研究了不同老化时期模量、强度的差异指数,并使用不同掺量的抗氧剂对其进行抗老化调控.结果表明:在相同试验温度下,模量对老化的敏感性高于强度,说明老化沥青混合料的破坏可能是因为模量不足而造成的;掺入抗氧剂均能提升老化前后的沥青混合料性能,当掺量为5％时,沥青...     

高掺量胶粉改性沥青SRA-20混合料设计及性能研究

基于沥青混合料是由沥青砂浆、粗集料和空隙组成的设计理念,为测定沥青砂浆掺加量对混合料的性能影响,通过PCG旋转压实法测定粗集料的骨架间隙率,采用次集料逐级填充测定骨架间隙率,得出I级、II级、III级、IV级最小骨架间隙率,按最小骨架间隙率的85％、95％、100％和110％分别填充沥青砂浆,测定其高、低温性能,疲劳性能和动态模量.试验结果发现,随着沥青砂浆填充率的增加,混合料动稳定度呈降低趋势;混合料的最大弯拉应变呈增大趋势;混合料的抗疲劳性能逐渐增强;在相同的试验温度和加载频率下,动态模量呈增大趋势.填充率与混合料的动稳定度呈现负相关;填充率与混合料最大弯拉应变呈现正相关性.该种设计方法与路用性能直接关联,具有实际的应用价值.     

玻璃纤维改性环氧沥青混合料路用性能试验研究

为了研究玻璃纤维对环氧沥青混合料路用性能的影响，采用车辙、小梁弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂及疲劳弯曲试验，考察了0～0.4%玻璃纤维掺量下不同AC级配环氧沥青混合料的路用性能。结果表明：玻璃纤维具有加筋、增韧、阻裂等作用，掺入玻璃纤维能够有效增强环氧沥青混合料的路用性能且高温抗稳定性、低温抗裂性以及抗疲劳性能的增幅效果较为明显；级配公称最大粒径越大，环氧沥青混合料的高温稳定性越好，但其低温抗裂性、水稳定性及抗疲劳性则会越差，因此环氧沥青混合料不建议选择公称最大粒径过大的级配；综合玻璃纤维环氧沥青混合料的路用性能可知，推荐采用掺量为0.3%的玻璃纤维改性，有助于提高环氧沥青混合料的服役质量及使用寿命。