冷拌冷铺型精表处预防性养护技术研究

以超黏乳化沥青为胶结料,采用OFGC-5级配进行冷拌冷铺型精表处配合比设计。通过拌合试验、湿轮磨耗试验、黏聚力试验确定冷拌冷铺型精表处的目标配合比。对比普通MS-2微表处、洒布型精表处、冷拌冷铺型精表处的湿轮磨耗噪音试验发现：冷拌冷铺型精表处的湿轮磨耗噪音比普通MS-2微表处降低6～7dB,具有明显的降噪效果;抗滑性能方面,冷拌冷铺型精表处的构造深度和摩擦摆值均大于微表处和洒布型精表处,抗滑性能好;冷拌冷铺型精表处混合料的车辙试验,宽度变形率为2.6%,车辙深度变形率为9.2%,抗车辙性能优于普通MS-2微表处。     

水泥对微表处混合料路用性能影响及其机理研究

微表处技术是目前高速公路主要的维修养护手段,研究提高微表处混合料性能对我国道路材料技术的发展具有重要意义.本文通过粘聚力试验、湿轮磨耗试验及轮辙变形试验,测定不同的水泥掺量水平微表处混合料的成型速度、耐磨耗性、水稳定性和抗车辙性能,研究水泥用量对微表处混合料路用性能的影响规律,并对其作用机理进行深入探讨.研究结果可对微表处混合料的优化设计提供借鉴.     

基于灰靶决策理论的钢渣沥青混合料路用性能评价

为研究钢渣沥青混合料路用性能,通过采用钢渣替代部分天然粗集料的方式制备钢渣沥青混合料,对钢渣沥青混合料的高温、低温以及水稳定性能进行研究,并基于室内加速磨耗试验,系统分析钢渣沥青混合料的长期抗滑性能.结果表明,钢渣替代部分辉绿岩粗集料可显著改善沥青混合料的各项路用性能;钢渣掺量为50％时,钢渣沥青混合料高温性能达到最优;经低温弯曲试验表明,钢渣沥青混合料的低温性能明显优于普通辉绿岩沥青混合料;且钢渣的掺入可显著提升沥青混合料的水稳定性与长期抗滑性能;基于灰靶决策模型,最终确定钢渣沥青混合料中钢渣的最优掺量为50％.     

钢渣在沥青混凝土中的应用研究

钢渣集料压碎值和磨耗率较小，具有抗压耐磨的特性，因此在沥青混合料中形成骨架支撑，与普通沥青混合料相比，在面层具有耐磨、防滑、抗车辙等优势。对钢渣和钢渣沥青混合料的性能进行马歇尔试验，试验结果表明，钢渣沥青混凝土的路用性能好且性价比高，应用钢渣代替沥青混合料中的粗集料,具有较好的发展前景。     

高速公路沥青路面微表处技术的施工应用

高速公路沥青路面易出现泛油、龟裂、车辙、纵横向裂缝等病害问题,同时路面抗滑性能下降,对高速公路安全性、寿命等造成严重影响。在当前高速公路沥青路面预防性养护施工中,微表处技术较为常见,其应用能提升沥青路面抗渗性、耐久性和抗磨性,且施工时间较短,具有显著的经济效益。实践证明,微表处技术的应用,不仅能改善行车路况,还能提高路面的抗滑性和耐久性。     

SMA-5钢渣沥青混合料的组成设计与性能评价

为更好地促进小粒径钢渣在薄层沥青混合料中的应用,采用V-S(volumetric mix)法设计SMA-5沥青混合料的集料掺配比例;等体积替换掺加1.18～2.36 mm、2.36～4.75 mm两种粒径钢渣于SMA-5沥青混合料中,分析其对沥青混合料试件的粗集料间隙率VCA_mix、最佳沥青用量的影响;借助车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验与浸水马歇尔试验对钢渣沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性与水稳定性进行评价。结果表明：掺入钢渣降低了集料间的骨架结构效应,提高了混合料沥青用量;复掺钢渣降低了沥青混合料的高温稳定性,但随着钢渣掺量增加,各掺配方案下沥青混合料的低温性能均降低,水稳定性、高温稳定性均提升;推荐SMA-5钢渣沥青混合料中2.36～4.75 mm粒径钢渣掺量75%为最优配比。     

级配对沥青路面抗滑性的影响研究

本文选取4种不同级配AC-13沥青混合料,采用手工铺砂法和摆式仪法,检测试件的初始抗滑值和不同磨耗时间条件下的抗滑值。试验结果表明:随着混合料中粗集料变多,其摆值变大,抗滑性能变好;对比4种级配的初始抗滑值和磨耗后的抗滑值,随着磨耗时间的增加,抗滑摆值变小,路面抗滑性能降低。     

钢渣透水沥青路面的设计与应用研究

钢渣是一种工业副产品,常被当成废弃物而随意处理,但其具有耐磨、抗滑、高碱性等特征,与沥青间粘附性较好,可以作为集料使用。研究了钢渣原材料性能、钢渣透水沥青混合料设计、路用性能。研究表明:钢渣具有耐磨、抗滑、高碱性等特征;钢渣透水沥青混凝土配合比设计时,倾向于采用钢渣粗集料与天然细集料复配的方案,并采用SBS改性沥青和纤维稳定剂增强其稳定性和耐久性;利用钢渣制备透水沥青混凝土具有良好的高温稳定性、优异的水稳定性,钢渣透水路面渗水和抗滑性能完全满足规范要求。该研究推动了钢渣透水沥青混凝土的发展,促进了钢渣在道路建设中的广泛应用。     

pH值调节剂对微表处混合料性能影响的研究

利用磷酸作为微表处沥青乳液的pH值调节剂,并对微表处混合料进行路用性能测试,分析磷酸对微表处混合料性能的影响.结果表明,相比传统的盐酸pH值调节方式,基于磷酸的pH值调节方式使得沥青乳化剂分子在微表处混合料拌合过程中能够始终保持活性,可以改善微表处混合料的粘聚力,有效提高微表处混合料的成型速度和强度,并且能够提高微表处混合料的抗磨耗能力和抗水损害性能.     

钢渣沥青混合料路用性能的实验研究

为了研究钢渣沥青混合料(Steel Slag Asphalt Mixture,SSAM)的路用性能,基于室内试验设计了普通AC-13型与钢渣AC-13型沥青混合料,并开展了两种混合料的高温抗车辙、低温拉伸、水稳定性能的实验研究。研究结果表明:在将沥青混合料中粗集料全替换成钢渣的情况下,钢渣沥青混合料的高温抗车辙性与低温拉伸性能均高于普通AC-13,然而其水稳定性稍弱于普通AC-13;在沥青混合料中引入钢渣后会提高沥青用量,这是由于钢渣颗粒表面存在大量的孔结构吸附了更多的沥青。本研究能够为实际工程提供借鉴,具有现实意义。     

玄武岩纤维对钢渣沥青混合料性能影响研究

为改善钢渣沥青混合料(SAM)抗裂性能,并尽可能降低钢渣(SS)膨胀特性对混合料耐久性的影响,基于车辙试验、SPT动态模量试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、弯曲疲劳试验、SEM试验等,对不同掺量玄武岩纤维(BF)对SAM高、低温性能和水稳定及疲劳性能的影响及增强机理进行研究。结果表明:BF可显著增强SAM高温抗变形能力,且对不同SS掺量SAM低温柔韧性均有一定的提高;随着冻融循环次数增加,玄武岩纤维-钢渣沥青混合料(BF-SAM)的水稳定性降低幅度较SAM明显减小;BF的加筋、阻裂作用提高了SAM的疲劳寿命。综合各项路用性能,BF-SAM的推荐掺量为0.4%(质量分数)的BF,45%~55%(质量分数)的SS。     

钢渣沥青混合料薄层罩面层间剪切性能研究

为了探究钢渣沥青混合料薄层罩面层间剪切破坏机理,设计一种间断级配钢渣沥青混合料和两种构造深度的表面层,研究表面层构造深度、温度、SBR改性乳化沥青用量和应力比对钢渣薄层罩面层间剪切性能的影响。通过马歇尔稳定度试验、冻融劈裂试验和动稳定度试验评价薄层罩面及表面层沥青混合料的基本路用性能,直剪试验和剪切疲劳试验评价薄层罩面层间抗剪切性能。研究结果表明:钢渣集料的压碎值和磨耗值明显低于石灰岩集料,且与沥青的粘附性好,使得钢渣沥青混合料的路用性能优异;层间抗剪强度主要受温度控制,在相同测试温度下,随着黏结材料用量增加,表面层与薄层罩面的层间接触状态得到改善,从而提高了抗剪强度,但过量的黏结材料在表面层与薄层罩面之间形成滑动层,导致构造深度对层间剪切强度的作用减弱;薄层罩面的层间剪切疲劳寿命随应力比的升高而降低,通过剪切疲劳试验得到了疲劳寿命方程。     

钢渣沥青混合料水稳定性研究

为研究不同浸水时间钢渣沥青混合料体积稳定性和路用性能特征,对热闷钢渣沥青混合料、冷弃陈渣沥青混合料和石灰岩沥青混合料分别进行车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、疲劳试验和膨胀性试验,并通过原子力显微镜分析水对钢渣沥青混合料路用性能影响机理.结果表明:膨胀量合格的钢渣沥青混合料高温稳定性、水稳定性、低温...     

Study of long-term skid and wear resistance of waterborne epoxy resin-SBR compound modified emulsified asphalt microsurfacing

As an eco-friendly technology for pavement preventive maintenance, microsurfacing (MS) has the potential properties of cost-saving and excellent performance benefits in repairing distress. MS also improves the surface function, especially skid resistance, of old pavements that have gradually decayed under the coupled effects of long-term environment and loads. Reasonable assessments of the long-term skid and wear resistance of the MS can provide support for accurate decision-making on preventive maintenance, which in turn reduces maintenance costs and saves maintenance costs, and ensures traffic safety. To evaluate the long-term skid and wear resistance of MS in different natural and traffic environments, this paper investigated the change of British pendulum number (BPN), rutting depth, and mass loss rate of waterborne epoxy resin-SBR compound emulsified asphalt micro-surfacing (WER-SBR MEAMS) under different environmental factors and traffic conditions based on the self-developed accelerated loading abrasion instrument. The factors considered in the experiment include temperature, rainfall, UV radiation, speed, and load. The results showed that temperature and vehicle speed had a detrimental effect on the durability of WER-SBR MEAMS, which was more pronounced after 10,000 wear loading cycles. Reducing immersion time and slowing down the aging rate can improve the durability of WER-SBR MEAMS. Further, the influence degrees of different factors on the skid and wear resistance of MS were evaluated using the gray correlation method. From the results of the gray correlation analysis, the correlation coefficients between external variables and BPN, rutting depth, and mass loss rate are all greater than 0.8, which indicate that all the variables involved have relatively obvious and regular effects on the skid and wear resistance of WER-SBR MEAMS.     

湿选钢渣尾泥制备充填胶凝材料试验研究

钢渣尾泥是转炉钢渣经过湿磨磁选后排出的二次废渣,堆存量大且难以实现大规模资源化利用。以钢渣尾泥为主要原料,协同其他工业固废制备胶凝材料可用于矿山充填。本文开展了钢渣尾泥基充填胶凝材料配合比正交试验、充填材料力学性能测试,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等多种微观测试手段对钢渣尾泥基胶凝材料的水化机理进行分析。结果表明,钢渣尾泥掺量为55%(质量分数,下同),矿渣掺量为30%,脱硫石膏掺量为15%,胶砂质量比为1:4,料浆浓度为72%时,所制备的充填材料28 d抗压强度可达4.78 MPa,满足矿山充填材料性能的要求。钢渣尾泥基胶凝材料的水化产物主要为C-S-H凝胶和钙矾石,以及少量的Ca(OH)₂,体系内水化产物C-S-H凝胶和钙矾石晶体的数量随着水化龄期的增加而明显增长。     

固体废弃物作集料对混凝土氯离子传输性质的影响

采用再生集料、钢渣作集料,研究了集料种类及体积掺量对不同胶凝材料组成配制混凝土氯离子传输行为的影响。研究发现,随集料体积掺量的增加,不同胶凝材料组成配制普通集料混凝土和钢渣集料混凝土的氯离子迁移系数先减小后增大,在集料体积掺量为45%时达到最小值;再生集料混凝土的氯离子迁移系数逐渐增大。但钢渣集料替代普通集料并未对混凝土抗氯离子渗透性能产生明显影响。在不同胶凝体系中,掺合料的掺入显著降低了混凝土的氯离子迁移系数,其中矿粉的效果优于粉煤灰。     

振动搅拌对掺铁尾矿砂水泥稳定碎石混合料的影响研究

为综合分析铁尾矿砂水泥稳定碎石混合料路用性能的影响因素,本文对不同铁尾矿砂掺量(矿料质量的0%、5%、10%、15%、20%、25%)及不同成型方式(传统连续搅拌、振动搅拌)的水泥稳定碎石混合料的物理力学性能、耐久性及微观结构进行试验研究。研究结果表明,铁尾矿砂的加入能够提高水泥稳定碎石混合料的无侧限抗压强度、间接拉伸强度、水稳定性、抗冻性。当铁尾矿砂用量为10%时,水泥稳定碎石混合料的强度、水稳定性、抗冻性达到最大值;当铁尾矿砂掺量为5%时,水泥稳定碎石混合料的疲劳寿命最长。振动搅拌制备试样较连续搅拌有更高的强度、水稳定性、抗冻性及耐疲劳性能;振动搅拌制备的铁尾矿水泥稳定碎石混合料内部水泥水化程度更高,水化产物分布更均匀,能够降低混合料因应力集中而破坏的风险。     

网络互穿型碳化硅陶瓷/铁基复合材料制备及其耐磨性能

通过酚醛树脂固化、碳化及原位硅化的技术制备复杂形状SiC陶瓷,并利用金属浇注工艺制备出了以高锰钢、高铬铸铁为基体的2种网络互穿型SiC陶瓷/金属复合材料。借助湿式橡胶轮摩擦磨损试验机和UMT-3多功能摩擦磨损试验机测试该2种复合材料及2种基体的摩擦学性能,并采用扫描电子显微镜分析了复合材料和基体磨损后的表面形貌。结果表明：由于SiC陶瓷体的强度、硬度比金属基体高,导致在磨损过程中2种基体材料的磨损量较大,且在复合材料表面形成微凸起,使得复合材料的耐磨性能明显提高;SiC陶瓷/高铬铸铁复合材料的耐磨性优于SiC陶瓷/高锰钢复合材料,但SiC陶瓷/高锰钢复合材料的界面结合更好。     

铁尾矿陶粒混凝土的制备与性能分析

用铁尾矿陶粒替代普通混凝土天然粗骨料,根据《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ/T 12—2019)设计配合比,制备LC30~LC40的铁尾矿陶粒混凝土。测定和计算其力学性能、耐久性、经济性,并与普通混凝土作对比。结果表明,铁尾矿陶粒混凝土能够满足《轻骨料混凝土技术规程》(JGJ/T 12—2019)中LC30配制强度,其强度与水胶比的相关性较普通混凝土弱,抗折强度和弹性模量分别仅有普通混凝土的60%和65%左右,但抗氯离子渗透能力和抗冻性能显著优于普通混凝土。本文研究了铁尾矿陶粒用于制备轻骨料混凝土的可行性和其混凝土的综合性能,为下一步装配式构件设计提供数据支撑,间接解决了陕南地区铁尾矿循环利用的问题。     

热管对沥青混合料降温特性及高温稳定性的影响

为有效减少沥青路面的高温车辙病害,基于重力热管降温原理,本文成型了埋置热管的沥青混合料车辙试件;通过烘箱模拟了车辙试件的升温和降温过程,利用温度传感器实时监测车辙试件不同位置的温度;分析了埋设热管的沥青混合料车辙试件的焓变和温度梯度,评价了热管对沥青混合料降温特性的影响;同时研究了热管对沥青混合料抗车辙性能的影响。结果表明:热管在一定程度上可以起到调节沥青混合料温度变化的作用,减小了沥青混合料受温度变化的影响;热管的埋设可以显著提高沥青混合料的动稳定度,改善沥青混合料的高温抗车辙能力。