玄武岩纤维沥青碎石封层性能及合理材料用量

通过板冲击、扫刷、拉拔和直剪试验,研究了玄武岩纤维沥青碎石封层(应力吸收层)的黏结性能.结果表明:乳化沥青用量和纤维用量对纤维沥青碎石封层的黏结性能具有较大影响,合理的纤维用量能起到很好的增黏作用,70mm长的玄武岩纤维和乳化沥青最佳用量分别为85g/m~2和1.9kg/m~2.通过板带直接拉伸、直剪和三点弯曲试验,进一步探讨了乳化沥青用量、纤维用量及其长度对纤维沥青碎石封层低温抗裂、层间黏结和抗反射裂缝性能的影响,验证了在最佳纤维和乳化沥青用量下,纤维沥青碎石封层试件的抗拉强度、抗剪强度及断裂能相较于不掺纤维试件分别提高约37.6%,28.0%和87.4%.     

温度及动水压力工况下纤维沥青碎石封层层间黏结性能

为解决湿热地区纤维沥青碎石封层与沥青面层层间黏结性能不足的难题,考虑温度及动水压力工况,通过层间拉拔试验及剪切试验,研究了改性乳化沥青类型、碎石岩性及粒径等因素对纤维沥青碎石封层层间黏结性能的影响.基于纤维-沥青界面及封层断裂面处的扫描电镜分析,揭示了封层层间黏结性能的增强机理.结果表明:动水-温度耦合与温度单因素作用下的封层黏结性能变化规律基本吻合;封层黏结性能的破坏形式主要为黏附性破坏,玄武岩碎石封层拉拔强度大于花岗岩碎石封层,且在动水压力作用下更为显著;3~6mm与4~8mm碎石封层的拉拔强度高于5~10mm碎石封层;动水压力为0.1~0.3MPa时,碎石封层剪切强度下降速率达到峰值;纤维均匀撒布在两层乳化沥青之间,在吸附、化学键及扩散共同作用下提升材料内聚力与黏附性,增强了纤维沥青碎石封层层间黏结性能.     

橡胶沥青衬垫式碎石封层黏结性能

针对旧水泥混凝土路面加铺改造工程的层间黏结问题,选择适用于该工程的碎石封层结构,通过室内直接剪切试验对比分析了橡胶沥青衬垫式碎石封层与橡胶沥青单层碎石封层的黏结性能,利用正交试验优化了橡胶沥青衬垫式碎石封层的配合比.结果表明:单层碎石封层及衬垫式碎石封层为最佳碎石封层结构;橡胶沥青衬垫式碎石封层第1层沥青洒布量为2.4 kg/m2,第1层碎石撒布量为9 m3 /km2,第2层沥青洒布量为2.0 kg/m2,第2层碎石撒布量为12 m3/km2时,层间抗剪强度最优;橡胶沥青衬垫式碎石封层黏结性能较橡胶沥青单层碎石封层提高30％左右.     

不同黏层材料对钢桥面铺装层层间黏结强度的影响

分别选用改性乳化沥青、改性热沥青、同步碎石封层和环氧沥青四种防水黏结层材料,通过室内拉拔和剪切试验,分别测定四种材料在不同温度下的拉拔强度和剪切强度。结果表明,相同温度条件下环氧沥青层间黏结强度较其他三种黏层材料具有明显优势,说明环氧沥青作为黏层材料更适合用于沥青混凝土钢桥面铺装。     

水性环氧树脂改性乳化沥青黏结性能试验分析

针对沥青路面养护工程中养护层层间黏结性不足的问题,以水性环氧树脂对乳化沥青进行改性处理,分别通过复合马歇尔试件常温、高温直剪试验以及黏附性试验,分析了水性环氧树脂掺量对沥青层层间黏结性的影响.根据直剪试验结果,确定了水性环氧树脂改性乳化沥青胶结料的最佳涂布量为0.60kg/m~2;与普通乳化沥青胶结料相比,外掺30%(质量分数,下同)水性环氧树脂的改性乳化沥青胶结料可使试件的常温层间抗剪强度提高1倍,外掺40%水性环氧树脂的改性乳化沥青胶结料可使试件的50℃层间抗剪强度提高2.3倍,并与涂布普通乳化沥青胶结料试件的常温层间抗剪强度相近.以水煮试验后粗集料表面的沥青质量残留率作为量化指标来评价改性乳化沥青与集料的黏附性,结果显示,改性乳化沥青胶结料成膜后的抗水损性能随着水性环氧树脂掺量的增加而逐步提高,并在水性环氧树脂掺量达到30%时趋于稳定,最终达到95.3%的沥青质量残留率.试验结果表明,水性环氧树脂可以显著提高乳化沥青的层间黏结性,改善养护层耐久性.     

乳化沥青在新旧路面层间的黏结性能研究

乳化沥青性能的优劣主要取决于沥青乳化剂、稳定剂、改性剂等原材料性能,以及增黏剂的选取与最佳用量的确定。笔者着重探讨了改性乳化沥青加铺在旧水泥路面上时新旧面层间的抗剪性能,通过层间剪切试验和层间拉拔试验检验其作为层间黏结材料的黏结性能,并且与普通乳化沥青及聚合物SBS改性乳化沥青进行性能方面的对比研究,从而验证乳化沥青作为层间黏结材料的功用效果。     

基于正交试验法的BFRP筋与纤维再生混凝土黏结性能研究

为了研究BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土黏结性能,采用正交试验设计方法分析了再生混凝土强度等级、玄武岩纤维短切纱的体积掺合率以及长度对其影响。设计了27组试件,通过中心拉拔试验,得到相应的平均黏结强度值以及自由端滑移量。结果表明,纤维的掺量是影响BFRP筋与纤维再生混凝土拉拔试验自由端滑移的重要因素;同一掺量下,纤维长度为18mm的试件对应的极限黏结强度大于纤维长度为6mm、12mm的试件;玄武岩纤维短切纱体积掺量为0.2%时,对应的黏结性能最好;BFRP筋与纤维再生混凝土的黏结强度随纤维再生混凝土强度等级的提高而增大。     

BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土黏结性能试验研究

为了研究BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土的黏结性能,选用直径16 mm的BFRP筋埋入纤维再生混凝土中进行中心拉拔试验,研究玄武岩短切纱体积掺量、长度以及再生混凝土强度等级对其影响。试验结果表明:0.2%的纤维体积掺量对黏结强度增强效果最好,纤维长度对黏结强度影响较小,再生混凝土强度等级的提高对黏结强度有增强作用但程度有限;掺入玄武岩短切纱后可以明显改善混凝土的脆性性能,合理控制纤维掺量可以有效地增强BFRP筋与再生混凝土的黏结强度。     

玄武岩纤维混凝土的力学性能研究

玄武岩纤维是一种无机非金属材料,被称为21世纪无污染的"绿色工业材料和新材料"。该试验通过研究5种不同体积掺量的玄武岩纤维对混凝土抗压性能和抗折性能的影响,研究表明,随着玄武岩纤维掺入量的增加,玄武岩纤维混凝土的抗压强度、抗折强度都呈现先增加后下降的趋势,因此掺入玄武岩纤维对混凝土的抗压、抗折性能都有显著的提高。当掺量为4.05kg/m~3时,玄武岩纤维混凝土的抗压强度达到最高,比素混凝土提高了20.2%,随着玄武岩纤维掺量的增加,抗压强度呈现下降的趋势;当掺量为1.35kg/m~3时,玄武岩纤维混凝土的抗折强度达到最高,比素混凝土提高了12.3%,随着玄武岩纤维掺量的增加,抗折强度呈现下降的趋势。试验结果表明,玄武岩纤维混凝土存在一个最优掺量,最优纤维掺量为1.35kg/m~3,在最优纤维掺量下,玄武岩纤维混凝土的抗压强度、抗折强度有明显的提高。     

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%。