基于粗集料形态特征的AC沥青路面路用性能研究

采用Image-Pro Plus影像处理平台进行集料形态特征量化分析,选用4种不同形态特征粗集料进行沥青混合料配合比设计和路用性能研究。通过路用性能指标和集料形态特征指标建立灰色关联模型,对沥青混合料路用性能影响因素进行关联度分析。研究得出：粗集料形态特征对AC-13沥青混合料最佳油石比影响显著,高温稳定性受粗集料棱角性影响较大,低温抗裂性能和水稳定性能受粗集料棱角性和针片状影响较大。     

利用表面自由能法对添加消石灰的WMA水稳定性的研究

温拌沥青混合料在摊铺行业应用越来越多。尽管温拌沥青有许多优点,水稳定性是温拌沥青混合料潜在的不利因素之一,所以有必要在这一领域进行更多的研究,以提高温拌沥青性能。在研究中,熟石灰作为改善沥青混合料的水稳定性的抗剥落剂,用表面自由能法对集料和沥青之间的粘结性进行了分析。该实验采用了石灰岩和花岗岩两种类型的集料,并用asphamin作为温拌剂,熟石灰作为抗剥落剂。结果表明,熟石灰增加了沥青对集料的浸润性,提高了沥青和集料之间的附着力。添加消石灰的样品,沥青-集料与水-集料的表面自由能相差不大。这说明如果发生剥落则需要更多的能量,也就是消石灰提高了温拌沥青混合料的抗水损害性能。     

DS-TL02温拌剂对SBS改性沥青混合料的性能影响

为了研究DS-TL02温拌剂对SBS改性沥青混合料的性能影响,将DS-TL02温拌剂掺入SBS改性沥青混合料中制备成温拌沥青混合料,研究其降温效果、高温稳定性、水稳定性。降温效果通过确定DS-TL02温拌沥青混合料的压实温度来分析,高温稳定性采用车辙试验来评价,水稳定性采用冻融劈裂试验来评价。试验结果显示:DS-TL02温拌沥青混合料的压实温度较SBS改性沥青混合料的降低了15℃,降温效果明显;而高温稳定性和水稳定性分别比SBS改性沥青混合料提高了15.77%和6.15%的幅度,这一结果为今后在SBS改性沥青路面上使用DS-TL02温拌剂提供了室内试验依据。     

泡沫温拌沥青混凝土的生产和使用特性研究

泡沫温拌沥青混凝土是一种新型混凝土材料,其中,温拌沥青混合料是一种沥青生产拌合温度介于热拌和冷拌沥青混合料生产拌合温度之间的一种沥青混合料,其性能与热拌沥青混合料类似,经试验满足道路沥青混合料使用性能要求。且与热拌沥青相比降低了拌合温度、简化了生产过程、节约了能源。而在温拌沥青混凝土的基础上采用发泡工艺又能节约沥青质,保护资源,有利于环境保护。本文对泡沫温拌沥青混凝土的特性及技术要求进行研究分析,包括泡沫温拌石油沥青的材料组成、特性、发泡原理分析和制备过程中的技术要求等。用特殊的发泡机加水发泡改变温拌沥青混合料中沥青的形态,使沥青是以泡沫的形态注入到集料中;使得泡沫温拌沥青混凝土在其高温稳定性、低温稳定性和水稳定性等实用性能得以保证的情况下节省材料,环保绿色。     

温拌沥青混合料水稳定性评价研究

从拌和及成型温度出发,采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对原样沥青及两种温拌沥青混合料的水稳定性进行评价,并结合集料与沥青黏附性试验进行比较分析。研究表明,Evotherm DAT温拌沥青混合料的水稳定性优于原样沥青混合料,Saso WAM温拌沥青混合料的水稳定性略低于原样沥青混合料;冻融劈裂试验与水煮法试验评价的水稳定性相关性较好,浸水马歇尔试验由于试件空隙率低,不能真实反映混合料的水损害,建议以冻融劈裂试验结果为主评价温拌沥青混合料的水稳定性。     

温拌再生沥青混合料的路用性能评价

采用Sasobit和Evotherm两种温拌剂制备温拌再生沥青混合料,废旧沥青混合料的掺量分别为0%、20%、40%和60%。通过室内试验评价了温拌剂种类及废旧沥青混合料掺量对混合料路用性能的影响。结果表明:随着废旧料掺量的增加,Sasobit温拌再生沥青混合料的低温性能和水稳定性逐渐下降,Evotherm温拌再生混合料则表现为先增大后减小,两类温拌再生混合料的高温稳定性均逐渐增强;同一废旧料掺量下,Sasobit温拌再生沥青混合料的高温稳定性优于Evotherm温拌再生混合料,而低温性能和水稳定性则比Evotherm温拌再生混合料差;温拌再生沥青混合料技术中废旧沥青混合料的掺量可达40%以上。     

集料形态特征对集料-沥青黏附及水稳定性的影响

为评价集料形态特征对集料-沥青黏附性及其体系水稳定性的影响,提出了一种定量测试集料-沥青黏附性的新方法.借助集料图像测量系统(AIMS)测试了5种集料的形态特征,并对不同形态集料沥青混合料的水稳定性进行评价,建立了集料形态特征与集料-沥青黏附性及水稳定性的关系,同时基于灰色关联法分析了集料形态特征对集料-沥青黏附性及水稳定性的影响排序.结果 表明:提出的集料-沥青黏附性定量测试方法简单、可靠;沥青混合料水稳定性最佳的棱角性为2500～3000,球度为0.65～0.75;随着集料表面纹理的增大,沥青混合料的水稳定性增强;集料表面纹理对集料-沥青黏附性的影响最大,棱角性对沥青混合料浸水飞散损失指标的影响最大,球度对沥青混合料冻融劈裂强度比、浸水车辙变形拐点指标的影响最大.     

改善安山岩沥青混合料压实与水稳定性能研究

安山岩集料棱角性丰富,难压实,属于中性集料,水稳定性差,给安山岩的级配设计和推广使用造成了困难。根据安山岩物理化学性质的特殊性,提出了掺配部分石灰岩细集料代替安山岩细集料方法来设计安山岩沥青混合料。采用该方法生产的安山岩沥青混合料,具有良好的压实性能和水稳定性。     

温拌再生沥青混合料性能试验

按照热拌再生设计方法配制了废旧沥青混合料（RAP）掺量分别为20%,30%和45%（质量分数）的AC 13F热拌再生沥青混合料.在此基础上,采用干拌法和湿拌法两种制备工艺分别配制温拌再生沥青混合料.利用车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲和弯曲蠕变试验来评价热拌及温拌再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能和水稳定性能.结果表明：温拌再生沥青混合料除高温性能优于热拌再生沥青混合料外,其低温抗裂性能和水稳定性能均低于热拌再生沥青混合料;随着RAP掺量的增加,热拌及温拌再生沥青混合料的路用性能除高温性能有所提高外,低温抗裂性能和水稳定性能均有不同程度的降低;制备工艺对温拌再生沥青混合料的性能有一定程度的影响.     

回收料掺量对温拌再生沥青混合料性能的影响

通过室内试验研究了回收沥青混合料(RAP)掺量(质量分数)对Evotherm温拌再生沥青混合料高温稳定性、低温性能、水稳定性及疲劳性能的影响.结果表明:采用Evotherm温拌技术可将RAP掺量提高到50%;温拌再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性及低温性能均随RAP掺量的增加先升后降,且在RAP掺量为30%~40%时出现峰值;疲劳性能随RAP掺量的增加逐渐降低,且应变水平越高降低幅度越大;温拌再生沥青混合料的高温稳定性、水稳定性较热拌再生沥青混合料差,疲劳性能优于热拌再生沥青混合料;在相同RAP掺量下,温拌再生沥青混合料与热拌再生沥青混合料的低温性能相当.     

基于分步设计的温拌沥青混合料温度设计方法

采用沥青混合料轮碾成型机,运用等体积参数原则,研究了Evotherm温拌沥青混合料的集料加热温度、混合料成型温度下限值.结果表明:运用马歇尔-轮碾分步设计法设计的温拌沥青混合料水稳定性及疲劳性能试验结果均优于热拌沥青混合料,其他指标与热拌沥青混合料相当;在材料组成、成型方式相同的情况下,借助热拌沥青混合料成熟的油石比设计方法以及马歇尔-轮碾分步设计法可以较为准确地确定温拌沥青混合料集料加热温度和混合料成型温度,使设计的温拌沥青混合料降温环保效果显著.     

细集料特性对沥青混合料路用性能的影响研究

目前,我国高速公路路面主要以沥青路面作为主要路面形式,沥青混合料的路用性能对路面质量有很大的影响。为了验证沥青混合料路用性能与细集料性质之间的关系,分别采用车辙试验进行沥青混合料的高温稳定性测试;采用浸水马歇尔和冻融劈裂试验来验证细集料性质对沥青混合料水稳定性的影响;利用摆式系数摩擦测定仪来测试沥青混合料车辙板的抗滑性能。试验表明:使用棱角性丰富的细集料更有益于沥青混合料的高温抗车辙能力和提高沥青路面的摩擦系数;使用碱性和泥土质量分数低的细集料有助于提高沥青混合料的水稳定性。     

温拌再生沥青混合料集料-沥青黏附特性研究

为研究温拌再生沥青混合料黏附特性,根据表面自由能理论,通过测定温拌再生沥青和集料的表面能参数,计算了温拌再生沥青与集料的黏附功.结果表明:温拌剂的添加改善了再生沥青中的极性分量以及Lewis酸、碱作用力,改善了再生沥青的表面自由能,提高了沥青与石料的裹附能力;有水存在时温拌再生沥青-集料黏附功比较大,说明温拌条件下再生沥青混合料的水稳定性可以得到一定改善.     

基于表面自由能理论分析沥青-集料界面之间的黏附能力

基于表面自由能理论,对加入Sasobit、RH有机温拌剂的温拌沥青与不同集料(石灰岩和玄武岩)之间的黏附能力进行研究,建立不同体系的黏附模型及水损害模型并计算其黏附功和剥落功;利用能量参数评价不同体系的沥青-集料界面之间的黏附能力。结果表明:无水条件下,温拌剂的加入会提高沥青-集料界面之间的黏附能力,但在有水条件下,温拌剂的加入却剧烈降低了沥青-集料界面之间的黏附能力;同时,集料的性质也会对沥青-集料界面之间的黏附能力有影响,石灰岩较玄武岩更有利于提高沥青-集料界面之间的黏附能力。     

Sasobit温拌沥青混合料路用性能研究

采用Sasobit温拌剂制备温拌沥青混合料,利用车辙试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、低温弯曲试验及小梁疲劳试验分别对热拌沥青混合料和Sasobit温拌沥青混合料高温性能、水稳定性能、低温性能和疲劳性能进行评价,研究表明:Sasobit温拌剂的加入会使得沥青混合料高温性能提高,水稳定性基本保持不变,低温性能和疲劳性能有一定降低。     

施工现场温拌沥青混合料的路用性能

为了促进温拌沥青混合料的推广使用,评价温拌沥青混合料的水稳定性与路用性能。选择三个施工现场拌制备的8种不同的沥青混合料(2种不同的拌合方式、3种不同的温拌剂、2种不同的结构层),采用车辙实验,半圆弯曲试验、冻融劈裂实验等研究了不同沥青混合料的高温稳定性能、抗裂性能以及水稳定性等。此外,在生产和施工过程中对温拌沥青混合料(WMA)和热拌沥青混合料(HMA)的性能做比较。结果表明:WMA的高温稳定性并不逊色于HMA,且温拌技术提高了沥青混合料的抗裂性能;WMA的水稳定性近似等同于其中两个实地项目的HMA;在实际生产过程中,WMA均能满足各项现场技术指标检测。     

温度对温拌橡胶沥青混合料体积参数的影响

通过室内试验研究了拌和与成型温度对添加温拌剂的不同级配橡胶沥青混合料体积参数的影响.设计了3种填隙方式的热拌橡胶沥青混合料,对添加DAT H5温拌剂、采用不同拌和及成型温度的混合料体积参数进行了对比分析,并利用车辙与冻融劈裂试验验证了温拌剂的有效降温幅度.结果表明：油石比对温拌橡胶沥青混合料的技术可行性影响显著;拌和温度对温拌剂降低橡胶沥青混合料所需成型温度的作用影响较为明显;以空隙率为指标,温拌橡胶沥青玛蹄脂碎石混合料拌和与成型温度较热拌橡胶沥青混合料可降低约30℃,高温稳定性良好,但水稳定性有所下降.     

排水沥青混合料配合比对磨耗和飞散特性的影响

采用磨耗(raveling)试验和肯特堡(Cantanbro)飞散试验,考察了粗集料、细集料、结合料的不同配合比和排水沥青混合料的不同空隙率对排水沥青混合料磨耗和飞散特性的影响.结果表明,粗集料用量在78%~86%(质量分数,下同)之间变动、细集料用量在9%~17%之间变动对排水沥青混合料的磨耗和飞散特性没有明显影响,但结合料用量在4%~6%之间变动则有明显影响,即随着结合料用量增加,排水沥青混合料的耐磨耗和抗飞散性得到提高;空隙率对排水沥青混合料的磨耗和飞散特性也有明显影响,但其实验数据较分散.所以,为了确保排水沥青路面的路用性能,在集料、级配和结合料选定后,对于结合料用量和空隙率的控制是至关重要的.     

温拌剂对彩色沥青及其混合料性能的影响

为了分析温拌剂对彩色沥青结合料及其混合料性能的影响,首先在彩色沥青中添加不同掺量的温拌剂,测试其针入度、软化点、延度以及黏度,通过分析不同性能指标随温拌剂掺量的变化趋势,推荐了适宜的温拌剂掺量;然后采用该温拌剂掺量拌制彩色沥青混合料,并分析其高温性能、低温性能和水稳定性。试验结果表明:在彩色沥青中添加温拌剂,可以增大其60℃的动力黏度,减小其135℃的布氏黏度,从而提高彩色沥青的高温性能,并且改善彩色沥青的施工和易性;推荐3%作为彩色沥青温拌剂的最佳掺量,在该掺量条件下彩色沥青混合料的低温性能和水稳定性有所降低,但是高温性能却得到了显著改善。     

温拌沥青混合料现场施工质量对比研究

为了评价温拌沥青混合料(WMA)在施工过程中的差异性,采用三种不同的温拌技术(Evotherm、Sasobit、Foamed)制备了8种温拌沥青混合料,对沥青混合料的含水率和集料对沥青的吸收量、面层温度的均匀性、碾压次数和面层的现场密度进行监测。研究结果表明:WMA中的含水率略高于HMA;HMA和WMA的吸收沥青含量没有显著统计学差异;WMA,铺筑后面层的温度明显低于HMA;HMA和WMA在压实度上没有明显的差别。