两种路面修补用环氧树脂类混合料性能研究

为了提高沥青路面快速修补材料性能,文中研究了两种以环氧树脂为主要结合料的路面快速修补用混合料的力学性能、体积参数和高低温性能;通过选择环氧树脂、固化剂、增柔剂和乳化沥青四种材料的比例来配制结合料,得到环氧乳化沥青混合料(Ⅰ料)和改性环氧树脂混合料(Ⅱ料)两种用于沥青路面快速修补混合料;根据马歇尔击实成型方法成型混合料试件,确定了两种混合料的最佳结合料用量;通过高温车辙实验,研究了两种混合料的高温抗变形性能;通过低温小梁弯曲实验,研究了两种混合料的低温抗裂性。结果表明:改性环氧树脂混合料和环氧乳化沥青混合料能快速高效的修补坑槽,且具有良好路用性能。     

Sasobit(R)温拌沥青混合料水稳定性能研究

为详细探究温拌沥青混合料的水稳定性能及其改善措施,采用掺量为3%的Sasobit()改性沥青拌制AC-13C型沥青混合料,以4种不同的击实温度成型马歇尔试件,测定各项指标,确定了最佳的击实温度,对普通沥青混合料以及未掺加抗剥落剂、掺加某液体抗剥落剂和掺加消石灰的Sasobit()沥青混合料,采用常规马歇尔残留稳定度试验、冻融劈裂试验及汉堡车辙试验进行水稳定性能测试与对比分析.试验结果表明:Sasobit()沥青混合料的最佳击实温度为125℃左右;Sasobit()沥青混合料的长期水稳定性能明显低于普通沥青混合料;掺加液体抗剥落剂或消石灰均可以大幅提高Sasobit()沥青混合料的水稳定性能;掺加消石灰是提高和改善Sasobit()沥青混合料水稳定性能的最佳措施.     

Sasobit~温拌沥青混合料水稳定性能研究

为详细探究温拌沥青混合料的水稳定性能及其改善措施,采用掺量为3%的Sasobit改性沥青拌制AC-13C型沥青混合料,以4种不同的击实温度成型马歇尔试件,测定各项指标,确定了最佳的击实温度,对普通沥青混合料以及未掺加抗剥落剂、掺加某液体抗剥落剂和掺加消石灰的Sasobit沥青混合料,采用常规马歇尔残留稳定度试验、冻融劈裂试验及汉堡车辙试验进行水稳定性能测试与对比分析.试验结果表明:Sasobit沥青混合料的最佳击实温度为125℃左右;Sasobit沥青混合料的长期水稳定性能明显低于普通沥青混合料;掺加液体抗剥落剂或消石灰均可以大幅提高Sasobit沥青混合料的水稳定性能;掺加消石灰是提高和改善Sasobit沥青混合料水稳定性能的最佳措施.     

适用于寒区的温拌沥青混合料试验

为了对比研究温拌沥青混合料最佳击实温度及路用性能,采用马歇尔试验对不同温度下温拌沥青混合料体积参数进行分析,在此基础上根据混合料性质确定最佳温拌剂掺量,并通过劈裂试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验研究温拌沥青混合料路用性能。结果表明:温拌剂LQ-1106掺量为0.6%时效果最佳,混合料击实温度相对热拌沥青混合料可降低25℃,在最佳击实温度两种沥青混合料各项路用性能基本相当,满足《公路沥青路面施工技术规范》对热拌沥青混合料的要求,是一种适合于寒区低温施工的沥青混合料。     

废轮胎橡胶粉改性沥青对混合料空隙结构的影响

为了研究废旧轮胎橡胶粉改性沥青对混合料空隙结构的影响,在我国SMA13级配范围内选择9条级配曲线,测试橡胶沥青混合料的体积参数;采用3种不同成型方法测试其对体积参数的影响,同时变化不同的矿粉用量,分析橡胶粉改性沥青对混合料空隙结构的影响。试验结果表明:SMA13混合料级配范围能够满足橡胶粉改性沥青的空隙结构的需要;采用橡胶粉改性沥青后的室内成型方法为双面击实50次;掺有橡胶沥青的混合料空隙率要比不掺的小2.5%,随着矿粉用量的增加,矿料间隙率不断下降,基质沥青的降幅达到1.2%,橡胶沥青的降幅仅为0.4%。     

水性环氧树脂改性乳化沥青混合料性能

为了解决现有冷拌冷铺沥青混合料性能不足的问题,研究了水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的性能.采用先乳化后改性的方法制备了水性环氧树脂改性乳化沥青,利用击实试验和马歇尔设计方法确定了混合料的最佳外掺水量和最佳乳化沥青用量,对比分析了其击实和养生方式,并利用车辙试验、低温弯曲破坏试验、浸水马歇尔试验、疲劳试验等分别评价了其高温性能、低温性能、水稳定性能和疲劳性能.试验结果表明:采用第一次击实50次、110℃养生24 h、第二次击实25次、室温静置24 h的最佳击实和养生方式,可使水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的密度、空隙率、水分挥发量和稳定度达到最优.同时,与热拌沥青混合料性能相比,水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的高温性能优越,低温性能和疲劳性能不足,水稳定性能基本保持一致.     

基于X-ray CT图像的沥青混合料车辙过程空隙分布评估

X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography, X-ray CT)技术作为一种无损测试方法,已被广泛用于评估沥青混合料中的空隙结构和与空隙有关的病害。基于X-ray CT和图像处理技术,从细观结构层面探讨了车辙变形过程中沥青混合料的空隙结构特征。提出了体积等效球棍模型来表征空隙连通性的变化,用改进的环扇分割变异系数、位置偏心率和球度分别描述了空隙的分布和形状特征。结果表明,车辙对沥青混合料空隙结构的影响机制因混合料类型而异。与密级配沥青混凝土(AC-13)相比,沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)中的空隙更加不均匀和离散,尤其是那些体积小于0.01 mm³的空隙。此外,SMA-13中的空隙连通性和分布更容易受到外部荷载的影响,其粗集料在变形过程中往往会产生定向移动进而改变初始位置。尽管车辙变形同时增加了2种混合料中空隙的水平不均匀性,但AC-13的竖向不均匀性减少,而SMA-13的竖向不均匀性增加。加载使AC-13混合料的空隙几何形状变得复杂和分散,而SMA-13则相反,预示着与AC混合料相比,SMA混合料在加载1 h后仍保持抵抗车辙破...     

多次孔隙水压作用下沥青混合料性能演化试验

为研究沥青混合料在水-力共同作用下的性能演化过程,在实验室内制备了3种不同沥青含量(3.5%、4.5%、5.5%)的SBS改性沥青混合料试件,利用沥青混合料水敏感性试验(MIST)进行不同次数(500次～7000次)孔隙水压作用的湿度处理,通过湿度处理后试件的物理指标(体积、毛体积密度)来表征沥青混合料的内部结构变化。利用间接拉伸试验(IDT)测得的不同孔隙水压作用次数下的ITS以及TSR来表征沥青混合料力学性能的演化过程。结果发现:随着孔隙水压作用次数的增加,试件内部结构发生了变化,导致试件体积先增大、后减小,毛体积密度有微小的下降。ITS以及TSR结果表明,试件力学性能先降低、后上升。在对不同MIST作用次数湿度处理后试件的含水率进行测量后发现:500次孔隙水压循环是试件由不饱和状态向饱和状态转变的临界作用次数。小于500次作用时,试件未饱和,MIST循环产生孔隙水压较大,因此力学性能不断降低;大于500次作用时,试件已饱和,温度作用取代孔隙水压作用成为主要影响,导致力学性能上升。因此,对于孔隙率为4%左右的小型密级配沥青混合料试件,推荐采用500次MIST循环作为湿度处理来进行沥青混合料的抗水损害能力的评价。     

冷补沥青混合料的制备工艺研究及性能评价

在对SMA与LB两种级配进行比选分析的基础上,研究了击实次数、冷补液拌制工艺和柴油挥发量等参数对冷补沥青混合料马歇尔稳定度等性能的影响规律。研究结果表明:LB与SMA的马歇尔稳定度接近,空隙率为13.42%,有利于柴油挥发及后期强度的发展;提高初始击实次数有利于提升混合料的马歇尔稳定度和水稳定性能;混合料采用添加剂与稀释剂预混再与沥青混合的工艺具有更优的性能,其马歇尔稳定度为6.86 kN,浸水残留稳定度为84.1%;当养护条件为25 ℃时,柴油挥发量小,试件强度未形成,当养护条件为110 ℃时,混合料的马歇尔稳定度与浸水残留稳定度显著提升,分别为5.89 kN与80.6%,说明柴油挥发量对于混合料强度形成影响较大;最优工艺条件下,混合料马歇尔稳定度为8.04 kN,浸水残留稳定度为86.8%,破损率为5.3%。     

孔隙走向引起的大空隙沥青混合料渗水性能方向差异

为了分析大空隙沥青混合料中孔隙走向特征及其引起的渗水性能方向差异,采用X射线CT扫描4组不同空隙率的大空隙沥青混合料马歇尔试件,通过图像处理技术测试试件在径向和竖向截面内孔隙形状参数,分析混合料中竖向和径向孔隙的分布差异。对旋转压实成型的大空隙沥青混合料试件,沿着径向和竖向钻孔取芯,采用开发的渗水仪,测试芯样12个方向的渗水系数,分析旋转压实试件在径向平面内12个角度和竖向平面内12个角度上渗水系数的差异。结果表明,大空隙沥青混合料径向与竖向孔隙具有不同的分布特征,径向空隙率更大,孔径更均匀,单位截面上径向孔隙数量更多;大空隙沥青混合料的渗水系数存在明显的方向差异性,竖直平面内不同角度上渗水系数的差异高于水平面内,竖直平面内在越趋于水平的方向上渗水系数越大。     

温拌再生沥青混合料压实特性

通过对AC-13温拌再生沥青混合料在不同成型温度下的马歇尔试验,模拟沥青路面在不同压实温度下的碾压施工,分析压实温度对温拌再生沥青混合料空隙率、矿料间隙率、稳定度、流值等体积参数变化的影响.结果表明,随着压实温度的升高,沥青混合料空隙率、矿料间隙率以及流值不断降低而沥青饱和度和稳定度不断增大.     

真空压实下沥青混合料压实性能评价研究

为了改进沥青路面的压实效果,增长沥青路面的寿命,文中提出了一种真空击实的方法提高沥青混合料的压实性能.基于马歇尔击实仪制备真空压实仪并对沥青混合料进行了常规和真空压实对比试验,试验发现在对等的单次击实下和相同的累积击实次数下,真空下沥青混合料单次击实沉降量和累积沉降量都高于常规击实的沉降量;在不同真空度下对沥青混合料进行击实试验,试验结果显示真空度-0.08 MPa下击实的累积沉降量最大;通过进一步对常规击实和真空击实的空隙率和劈裂强度进行试验对比,发现在-0.08 MPa下的空隙率比常规击实下减小了9.8%,矿料间隙率减小了2.3%,劈裂强度提高了11.52%,试验结果与压实沉降量具有一致性,试验结果表明真空压实的微观结构更为紧密,承载力的效果更好,真空压实能够大大提高沥青路面的压实度,改进沥青路面质量.     

HMJ 01型马歇尔电动击实仪

随着我国公路事业的发展,国家对交通的投资力度加大,高速公路和普通公路快速增长。根据市场的需求,航天科技集团一院１０２所与乌鲁木齐建筑科研所共同开发研制成功了ＨＭＪ０１型马歇尔电动击实仪,并将投入批量生产。马歇尔电动击实仪是沥青混合料马歇尔试验中试样成型的专用仪器。该仪器是严格按照交通部Ｔ０７０２９３标准设计,全部技术指标完全符合部标的要求。该仪器具有造型美观、操作方便、体积小、重量轻、工作稳定可靠、自动化程度高等优点;具有计数设置、自动计数、自动击实、自动停机和运行暂停等功能。该仪器由击实锤…     

橡胶沥青混合料密实度影响因素试验分析

通过马歇尔击实试验对橡胶沥青混合料的胶粉参量、集料特性、击实方法等方面展开研究,分析其最大蜡封干密度、油石比和空隙率,得出影响橡胶沥青混合料密实度的因素及变化规律。试验结果表明:胶粉掺量对混合料密实度影响很小;对于龙嫩公路用混合料级配,通过优化级配来提高密实度的提升空间不大;集料吸水率对空隙率影响明显,吸水率增加1%时,混合料空隙率增大约2%;相同的马歇尔试件100次击实比75次击实空隙率减小了31%,改变击实方法空隙率仅改变了1.6%。     

沥青混合料车辙进程影响因素及预估模型研究

采用汉堡车辙试验系统进行车辙试验,分析荷载作用次数、试件厚度、温度、混合料力学性能对沥青混合料车辙进程的影响,建立了以上影响因子与车辙深度的关系,并建立了沥青混合料车辙预估模型;通过AC-13、AC-16和AC-20这3种混合料、40℃、50℃、60℃3种温度下的大量室内车辙试验数据确定了模型参数。结果表明,车辙深度与荷载作用次数呈乘幂关系增加,与温度呈指数关系增长,与混合料重复加载试验力学性能参数εp/Fn呈乘幂关系,而与试件厚度关系不显著,根据建立的车辙预估模型得到的车辙预估值与实测值误差基本不超过±10%,进而通过9条路段的车辙实际调研数据对模型参数进行了修正,得到了实际路面车辙预估模型,可以为路面混合料设计提供参考。     

不同成型方法和级配的沥青混合料内部空隙特征

采用X-ray CT技术和数字图像处理技术研究两种成型条件下三种级配沥青混合料试件的内部空隙特征,并通过统计分析提出数学模型对其进行表征。结果表明,沥青混合料的空隙空间分布规律受试件成型方法及级配类型的影响较大。不同级配条件下,马歇尔试件内部空隙率分布沿着高度方向总体呈现对称形状,而静压试件内部空隙率分布则为"一端大,一端小"的形状,马歇尔试件的平均空隙率与目标空隙率差异较小,而静压试件的平均空隙率是目标空隙率的1.4倍以上;相同级配条件下,与马歇尔试件相比,静压试件的空隙空间分布离散性、平均空隙率和平均空隙数量均较大,但平均空隙等效直径相差较小;采用两参数数学模型能够较好地表征成型方法和集料级配对沥青混合料内部空隙空间分布规律的影响。     

SEAM沥青混合料路用性能研究

通过AC-16型沥青混合料的浸水马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验等试验,分析了添加SEAM后沥青混合料与基质沥青混合料路用性能之间的差异。结果表明:添加合适剂量的SEAM能降低混合料拌和温度以及成型温度,并能提高混合料的稳定度及动稳定度,但抗水损害性能有待于进一步提高。     

基于灰关联理论的再生排水路面的性能分析

为了研究排水路面(OGFC-13)掺入不同掺量再生沥青混合料(RAP)对其路用性能的影响,采用体积法(CAVF)优化设计OGFC-13沥青混合料级配,进行浸水马歇尔试验、车辙试验和冻融劈裂试验,通过灰色关联分析理论对实验结果进行分析.结果表明:随RAP掺量的增大,其沥青混合料高温稳定性能和马歇尔稳定度都有一定提升,但水...     

AC-13改性沥青混合料劈裂强度影响因素与变异性

沥青混凝土路面强度不足是导致早期损坏的主要形式之一.应用马歇尔正交试验设计,采用数理统计方法研究了AC-13 SBS改性沥青混合料15℃劈裂强度的影响因素及其变异性,以及与密度、空隙率的相关性.结果表明:2.36mm,4.75 mm和0.075 mm筛孔通过率对劈裂强度影响显著,其中2.36 mm筛孔通过率对劈裂强度的影响接近高度显著,而油石比和9.5 mm筛孔通过率对劈裂强度影响不显著;0.075 mm和9.5 mm筛孔通过率是劈裂强度变异性的主要影响因素;劈裂强度与试件毛体积相对密度、空隙率之间存在线性相关性,其相关系数均大于0.68.同时给出了材料组成设计和质量控制措施的建议,对提高沥青混合料力学性能具有指导作用.     

级配碎石混合料及其基层的抗剪性能

为了研究级配碎石基层在路面结构中能否发生剪切破坏,对级配碎石基层材料抗剪强度及在路面结构中的剪应力进行了对比研究;应用高精度静三轴仪对选定的级配碎石进行振动成型和击实成型的抗剪强度研究,揭示不同成型方法对抗剪强度的影响,采用有限元分析典型路面结构在标准荷载作用下剪应力的大小,明确级配碎石基层发生剪切破坏的可能性;三轴试验表明振动成型级配碎石过渡层的抗剪强度为0.17 MPa,击实成型的为0.14 MPa,振动成型试样比击实的抗剪强度提高20%;剪应力分析表明:水平荷载在级配碎石基层中产生的最大剪应力在0.04~0.05 MPa;级配碎石的抗剪强度是最大结构剪应力的3.5倍,级配碎石基层在高等级沥青路面结构中产生剪切破坏的可能性很小.