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。     

玄武岩纤维沥青胶浆优化设计及机理分析

采用正交试验设计方法,探讨了玄武岩纤维长度、纤维掺量和沥青标号对玄武岩纤维吸附沥青能力、玄武岩纤维沥青胶浆低温性能及冻融抗剪性能的影响规律,并基于模糊理论对玄武岩纤维沥青胶浆组成进行了优选;同时借助扫描电镜(SEM)揭示了玄武岩纤维的作用机理.结果表明:玄武岩纤维长度和纤维掺量是影响纤维吸附沥青能力、纤维胶浆低温极限拉力和低温拉伸断裂能的主要因素,而沥青标号对纤维胶浆冻融抗剪强度的影响最为显著;选用90#沥青和9mm玄武岩纤维,且纤维掺量(质量分数)为7%时,纤维胶浆模糊决策综合性能最优;玄武岩纤维与沥青浸润较好,纤维形成的网状结构可增强纤维胶浆的抗裂性,并能延缓内部微裂缝的扩展.     

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%。     

BRA复配纤维改性沥青混合料的技术性能与机理研究

基于改进后的车辙试验、低温弯曲试验、低温预切口SCB试验、四点弯曲疲劳试验,研究了布顿岩沥青(BRA)复合木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维改性沥青混合料的路用性能和耐久性。结果表明,BRA改性沥青混合料具有优良的高温性能和抗疲劳耐久性能;掺加木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维均可一定程度提高BRA改性沥青混合料的弯拉强度,显著增加弯拉应变和破坏应变能,BRA复配纤维改性沥青混合料具有优良的低温抗裂性能;掺加纤维可显著延长BRA改性混合料的疲劳寿命,同时降低了BRA改性沥青混合料的疲劳性能对应变水平的敏感性,聚酯纤维对BRA改性沥青混合料低温性能改善效果最佳,玄武岩纤维对BRA改性沥青混合料高温性能和疲劳性能改善效果最佳。     

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。     

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.     

纤维透水沥青混合料性能试验研究

文章通过在沥青混合料中掺入不同比例的纤维后,采用低温弯曲试验、车辙试验、浸水马歇尔试验探究了透水沥青混合料的低温抗裂性能、高温稳定性和水稳定性能。结果显示,两种纤维的加入都在不同程度上提高了沥青混合料的性能,起到了植筋的作用。其中玄武岩纤维沥青混合料的抗弯拉强度和弯曲劲度模量比木质素纤维沥青混合料的增幅大,但两种纤维的最大抗弯拉应变增幅数相近;另外,加入玄武岩纤维后,沥青混合料动稳定度提高明显,当在玄武岩纤维掺量为0.25%时残留稳定度最大,木质素纤维对沥青混合料的残留稳定度影响较小。     

掺TPS添加剂排水性沥青混合料的低温性能研究

对掺Tafpack Super(TPS)高黏度沥青添加剂排水性沥青混合料的低温脆化温度点,弯拉强度-应变包络图和三点弯曲蠕变速率进行了测试,同时与SBS改性沥青排水混合料的低温性能对比.结果表明,TPS对排水性沥青混合料的脆化点温度影响较小,但随着TPS掺量的增加,混合料在低温脆化点的抗弯拉强度显著增强;TPS能显著提高排水性沥青混合料的低温抗裂性能.随着TPS掺量的增加,0℃时三点弯曲蠕变速率有所增加.综合分析表明,掺加TPS高黏度沥青添加剂排水性沥青混合料的低温性能可以得到一定改善,但SBS改性沥青混合料仍具有最佳的低温抗裂性能.     

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.     

冻融循环下的硅藻土/玄武岩纤维沥青混合料路用性能衰变分析

在季冻区由于冻融循环的反复作用下,会引起沥青路面生严重的早期破坏.本研究在沥青混合料中掺加硅藻土和玄武岩纤维,对比分析沥青混合料(AM)、硅藻土沥青混合料(DAM)、玄武岩纤维沥青混合料(BFAM)和硅藻土/玄武岩纤维沥青混合料(DBFAM)在冻融循环下的路用性能衰减情况.研究结果表明复掺玄武岩纤维和硅藻土后,沥青混合料路用性能增加,损伤度明显降低.     

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。     

掺ECC砂浆半柔性材料路用性能研究

半柔性路面指在空隙率20%以上的基体沥青混合料中灌入水泥浆而形成的复合路面,但半柔性路面的水泥基材料容易产生裂缝且修复工艺复杂,在一定程度上阻碍了这种路面材料的推广与应用。将纤维掺量为总体积1.3%的ECC砂浆灌入不同空隙率的基体沥青混合料中,并开展马歇尔试验、车辙试验、三点弯曲试验对其路用性能进行评价,并在水灰比相同的条件下与普通砂浆的性能进行比较。结果表明:掺ECC砂浆的半柔性路面材料有良好的整体性、高温稳定性、水稳定性,与普通水泥砂浆相比其低温抗裂性能更显著。     

沥青混合料抗裂性能评价指标的试验研究

基于沥青路面裂纹扩展行为,设计预切口小梁试件的疲劳试验,以模拟其复合裂纹扩展模式;以疲劳寿命指标来评价沥青混合料的抗裂性能,同时进行沥青混合料的低温弯曲试验和J积分试验,试验混合料采用4种低温性能差异显著的沥青胶结料.判别各项评价指标对试验混合料抗裂性能的鉴别程度,并分析沥青低温临界温度指标、低温弯曲试验指标、J积分试验指标与预切口小梁疲劳寿命的相关性.结果表明:以混合料疲劳性能为基准的混合料抗裂性能排序与沥青胶结料临界温度的排序一致,也与沥青混合料低温弯曲试验和J积分试验中能量指标的排序一致.     

纳米复合改性沥青混合料路用性能研究

为评价纳米复合改性沥青混合料的路用性能,对纳米ZnO改性沥青混合料、纳米ZnO/TiO_2改性沥青混合料以及纳米ZnO/TiO_2/SBS复合改性沥青混合料进行了高温性能试验、小梁弯曲试验、劈裂试验及相关耐久性试验,并与基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行对比分析.结果表明:上述3种纳米改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、间接抗拉性和耐久性均优于基质沥青混合料,其中纳米ZnO/TiO_2/SBS复合改性沥青混合料的上述性能优于SBS改性沥青混合料.由此可见,纳米材料可显著改善沥青混合料的性能,纳米复合改性沥青的性能优于聚合物改性沥青,将其应用于道路是可行的.     

纤维沥青混合料低温性能研究

对三种常用路用纤维的沥青胶浆及混合料进行低温性能试验，分析其低温特性，并与普通的沥青胶浆和沥青混合料进行对比，指出纤维沥青混合料具有较好的低温性能，聚酯纤维和矿物纤维在抗低温损坏方面表现突出。     

国产环氧沥青混合料在混凝土桥面中的应用研究

测试了国产环氧沥青混合料的水稳定性能、高温稳定性能、低温抗裂性能以及抗疲劳性能指标。在混凝土桥面铺装时,对国产多组分环氧沥青混合料高温、低温稳定性和水稳定性指标的检验,应在环氧沥青基本固化后进行,固化温度及固化时间采用120℃,12h（或125℃,4h）。混合料的各项技术指标控制为：车辙试验动稳定度DS≥25000次／mm（60℃）,或DS≥15000次／mm（70℃）;浸水马歇尔残留稳定度≥85％;冻融劈裂残留强度比TSR≥85％;-10℃低温弯曲应变εB≥3．0×10^-3。     

钢桥面铺装用环氧沥青混合料低温断裂性能

测试了钢桥面铺装用环氧沥青结合料-30～20℃的动态热机械性能(DMA),并用扫描电镜(SEM)观察了拉伸试件的断口;采用单边切口小梁试件进行了-20,-10,0,10℃的混合料断裂性能试验.结果表明:交联度为58.4%,67.3%,71.4%,75.3%的4种环氧沥青混合料断裂韧度随着温度的提高而降低,断裂能随着温度提高而增大;高交联度混合料的断裂韧度和断裂能变化幅度小,低交联度混合料的断裂韧度和断裂能变化幅度大.4种交联度环氧沥青混合料的断裂韧度、断裂能与结合料动态模量或交联度、温度具有较好相关性.断口扫描电镜照片表明,低交联度的环氧沥青交联网络撕裂后会形成凹凸不平的表面,有利于受力时吸收更多的能量,从而使体系具有更大的抗开裂能力.     

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％...     

胶粉改性沥青混合料低温特性试验研究

为研究胶粉改性沥青混合料低温抗裂性能,采用沥青混合料小梁弯曲蠕变试验对胶粉改性沥青混合料的低温性能进行检验,并以SBS改性沥青混合料作为参照,结果表明,胶粉改性沥青混合料的感温性较弱,材料力学性能受温度影响较小,与SBS改性沥青混合料相比低温不易开裂。     

抗车辙剂和纤维对沥青混合料性能的影响分析

通过对沥青混合料的各项性能进行试验,分析掺加了抗车辙剂和纤维的沥青混合料的路用性能,特别是高温稳定性和低温抗裂性,得到了抗车辙剂和纤维对沥青混合料高低温稳定性和水稳定性的影响规律,同时也确定了适合于掺加抗车辙剂和纤维的沥青混合料的最佳油石比。