沥青发泡特性的评价指标研究

评价沥青发泡效果的指标较多采用膨胀率和半衰期,而有研究表明,实验室发泡试验中测量的最大体积（膨胀率）要小于实际的最大体积,这样会对不同沥青发泡特性的评价造成影响。文章进一步论证了采用发泡指数来评价沥青发泡效果的可行性,研究发现,通过计算发泡指数可以比较直观的反映沥青的发泡特性,发泡指数的一个重要作用就是将其与集料温度联系起来,可以判定泡沫沥青的稳定效果。     

沥青发泡性能评价指标及优化设计研究

采用3种不同品种和标号的沥青进行发泡试验,分析了采用膨胀率、半衰期评价沥青发泡性能存在的问题,探讨了发泡指数的计算方法及其作为沥青发泡性能评价指标的适用性.结果表明:并非沥青温度越高其发泡性能越好;以膨胀率、半衰期指标设计最佳发泡用水量缺乏理论依据;采用不同回归方程对沥青泡沫衰变过程进行两阶段拟合,可获得较为准确的发泡指数,但并非发泡指数越大,沥青发泡性能越好,发泡指数应与膨胀率、半衰期结合用于沥青发泡性能的评价与优化设计.基于研究成果,提出了沥青发泡性能的优化设计方法.     

泡沫沥青膨胀率和半衰期的理论测算

由于泡沫沥青处于非稳定状态,其膨胀与衰退过程具有较强的瞬态特征,真实地测量与评价泡沫沥青性能比较困难.为此,从泡沫沥青时空并行发生的机理角度,运用积分反推算法制订了两类泡沫沥青真实的衰减方程,提出了基于试验数据的理论膨胀率和理论半衰期的真实评价方法,通过沥青发泡试验验证了该评价方法的有效性,并从工程应用的角度制定了泡沫沥青理论评价的测算流程.     

沥青发泡效果与泡沫沥青混合料性能的相关性

通过室内发泡试验,对沥青发泡效果的影响因素和变化范围进行了评价;制备了不同发泡效果的泡沫沥青混合料,探讨了发泡效果与泡沫沥青混合料性能的相关性;通过模拟沥青混合料拌和试验过程,分析了拌和过程与集料对沥青混合料发泡效果的影响因素;提出了沥青发泡效果评价指标的建议值,以指导泡沫沥青冷再生技术的工程应用.     

沥青发泡特性的优化

为了优化沥青的发泡性能,采用5种表面活性剂及2种添加方式、6种发泡用水量及2种发泡水温进行沥青发泡试验,并进行不同发泡特性泡沫沥青拌制的泡沫沥青混合料的性能试验.结果表明:添加表面活性剂可以明显提高泡沫沥青半衰期,但不能有效改善泡沫沥青膨胀率;采用在沥青中添加阳离子表面活性剂、提高发泡用水量和发泡温度等综合技术措施,可以同时改善泡沫沥青的膨胀率和半衰期;泡沫沥青发泡效果对泡沫沥青混合料的劈裂强度、干湿劈裂强度比、冻融劈裂强度比和弯曲应变没有明显影响,但是对混合料疲劳寿命有较为显著的影响,良好的沥青发泡效果有利于混合料的长期性能.     

论沥青发泡效果与泡沫沥青混合料性能的相关性

沥青作为一种建筑材料已经被广泛应用于工程建设中。为了让这种建筑材料更好的为我们服务,就要对它自身特性进行研究,从而更好的进行利用。沥青本身具有发泡特性,本文通过对发泡特性的评价指标和影响其因素进行研究。并且为搅拌高质量的泡沫沥青提供理论依据。     

泡沫沥青冷再生混合料性能及工程应用研究

本文结合甘肃省公路养护现状,在室内外试验的基础上,针对泡沫沥青冷再生混合料关键技术指标开展研究,分析了其在甘肃省的适用性。通过室内沥青发泡实验,研究了发泡原理及其发泡评价指标;对于泡沫沥青混合料,着重分析了水泥掺量对混合料性能的影响,并分析了现有成型方式、养生温度存在的问题以及对混合料性能的影响;针对现有规范设计评价指标单一问题,提出了基于振动成型的三轴试验残余粘聚力指标评价抗水损害能力;同时,现场试验段的铺筑对泡沫沥青冷再生技术在甘肃省的应用推广奠定了基础。     

考虑胶浆黏附性的泡沫沥青冷再生混合料性能

采用正交设计方法,研究了粉胶比、沥青老化程度及老化沥青黏附试验温度3个因素对泡沫沥青胶浆与老化沥青间黏附特性的影响.利用自研测试设备,获取了泡沫沥青胶浆与老化沥青间的黏附强度,通过极差分析及方差分析,得到3个因素的影响程度及每个因素下的最优水平;结合泡沫沥青冷再生混合料（CRMFA）干/湿劈裂强度试验,确定了泡沫沥青冷再生混合料的最佳粉胶比.在此基础上,设计了3种拌和工艺.采用冻融劈裂（ITS）试验、车辙试验及无侧限抗压强度试验,分析了拌和工艺对泡沫沥青冷再生混合料路用性能的影响.结果表明：粉胶比对泡沫沥青胶浆的黏附特性影响最大,老化沥青黏附试验温度次之,沥青老化程度的影响最小;泡沫沥青胶浆与老化沥青黏附强度最优水平为粉胶比2∶1+沥青老化程度（85min RTFOT+10h PAV）+老化沥青黏附试验温度50℃;泡沫沥青冷再生混合料的最佳粉胶比为2∶1;拌和工艺对泡沫沥青冷再生混合料路用性能具有显著影响,将粗集料及沥青路面铣刨回收的旧料(RAP)与1/2的泡沫沥青拌和,依次加入细集料、矿粉及水泥,再喷入剩余1/2的泡沫沥青,拌和制备得到的混合料路用性能最优.     

泡沫沥青冷再生混合料配合比设计

介绍了泡沫沥青原理,从混合料组成成分的角度出发,研究了配合比设计方法及流程,并进行了级配设计、发泡测试、最佳含水量测试、劈裂强度测试,从而以此来指导施工。     

泡沫沥青稳定碎石混合料干缩特性的试验研究

通过干缩变形试验,分析泡沫沥青稳定碎石混合料的失水率、干缩应变等指标的变化规律,探讨泡沫沥青稳定碎石混合料干缩变形特性的主要影响因素,并与其他材料的干缩特性进行对比。试验结果表明,拌和用水与水泥含量是影响该类混合料干缩变形的主要因素,沥青的存在可以减小混合料的干缩变形,泡沫沥青稳定碎石混合料干缩程度与泡沫沥青再生混合料的相当,但要小于水泥稳定碎石混合料。     

煤直接液化残渣复合改性沥青胶浆的流变特性

为探究煤直接液化残渣（DCLR）复合改性沥青胶浆的流变特性,针对3种沥青胶浆（DCLR复合改性沥青胶浆、DCLR改性沥青胶浆和SK-90沥青胶浆）设计了4种粉胶比.采用动态剪切流变（DSR）试验、弯曲梁流变（BBR）试验、差示扫描量热（DSC）试验和扫描电镜（SEM）试验对沥青胶浆的流变特性进行探究.结果表明：DCLR复合改性沥青胶浆的耐热性较好,热稳定性较强,高温抗流动变形能力显著强于SK-90沥青胶浆;DCLR复合改性沥青胶浆的温度敏感性显著下降,低温流变性显著强于DCLR改性沥青胶浆;相比SK-90沥青胶浆和DCLR改性沥青胶浆,DCLR复合改性沥青胶浆的综合高低温性能最优.     

矿料级配对沥青混合料压实性能影响研究

采用美国SHRP计划开发的Superpave旋转压实仪（SGC）,选取SMA13,DAC13,SJ13三种常用级配,通过分析在不同坐标系下沥青混合料的压实曲线及不同级配在各压实阶段特征参数的分布规律,对不同级配沥青混合料的压实性能进行了评价,为沥青混合料压实施工奠定基础。     

基于DSR的沥青胶结料自愈合评价指标分析

为充分认识沥青胶结料自愈合评价指标的适用性,通过动态剪切流变仪(DSR)进行"疲劳-愈合-疲劳"试验,对比分析5种常见沥青胶结料自愈合评价指标(HI_1～HI_5),得到不同自愈合时间、不同损伤程度下70~#基质沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青的自愈合能力,并讨论了各指标的优缺点及适用性.结果表明:不同自愈合评价指标下,3种沥青胶结料自愈合能力排序不同;HI_1可区分不同条件下沥青胶结料的自愈合程度,自愈合时间较短时更敏感;HI_2仅适用于评价相同损伤程度的沥青胶结料自愈合性能;HI_3可反映自愈合后沥青胶结料疲劳损伤的恢复程度;HI_4不仅受沥青胶结料承受荷载作用能力的影响,还与其初始复数模量的恢复能力有关,不适用于评价沥青胶结料自愈合能力;HI_5同时考虑了沥青胶结料初始复数模量和疲劳损伤的恢复,可反映沥青胶结料综合性能的恢复能力,最适合作为沥青胶结料自愈合性能评价指标.     

复配阻燃沥青氧指数和路用性能研究

基于阻燃剂和协同剂复配技术,设计了复配阻燃沥青.通过氧指数试验,研究协同剂对复配阻燃沥青阻燃性能的影响;采用协同阻燃效率SE及阻燃性价比EV指标,比较阻燃剂和协同剂组成的复配阻燃体系的协同阻燃效果;采用沥青常规性能试验和动态剪切流变试验,分析复配阻燃体系对沥青路用性能的影响.结果表明,合适的复配阻燃体系在适当的复配比例下,可以有效地提高沥青的阻燃性能和高温性能.     

不同老化方式下新旧沥青的扩散融合

分别制备了热氧老化沥青和热氧-紫外老化沥青,构建了新、旧沥青双层扩散模型,并且通过相对浓度与扩散系数的模拟计算、拉拔试验与荧光显微镜试验研究了新、旧沥青扩散融合程度与温度、沥青四组分的关系. 结果表明：热氧-紫外老化沥青更不易与基质沥青扩散融合,与基质沥青的黏附性较差;在10~40 ℃内,新、旧沥青能够快速扩散融合,超过40 ℃后,升高温度对扩散融合的促进作用逐渐减小,且对热氧-紫外老化沥青与基质沥青的扩散融合促进作用的减小速率更大;沥青四组分扩散系数的大小顺序依次为：饱和分>芳香分≥胶质>沥青质,经紫外老化后,四组分的扩散系数均有所下降,沥青质的降幅最大.     

活化胶粉复合改性沥青混合料的路用性能评价

为评价双螺杆活化胶粉复合SBS改性沥青及其混合料的低温性能,用测力延度、半圆弯曲和裂缝扩展性能试验分别测试了SBS改性沥青、未活化胶粉复合SBS改性沥青和双螺杆活化胶粉复合SBS改性沥青的低温性能指标,并采用熵权法对测力延度指标进行优选,通过荧光显微镜和四组分试验对3种沥青的性能变化进行机理分析.结果表明：测力延度指标中最大屈服点可有效表征双螺杆活化胶粉复合SBS改性沥青的低温性能;双螺杆活化过程中交联键被打开,并与SBS形成稳定的交联网络结构,显著提高了改性沥青混合料的高温性能和抗水损害性能.     

水泥窑协同处置MSW环境负荷与性能耦合评价

基于中国某水泥厂2022~2023年生产数据及近3年国家/行业统计数据进行生命周期评价,核算水泥窑协同处置城市生活垃圾（MSW）生产不同品种水泥的环境负荷;联合数据质量指标评估和蒙特卡洛模拟来综合评估最终结果的不确定度.与常规工艺相比,水泥窑协同处置工艺生产每吨熟料的综合环境负荷降幅为7.82%;4种水泥中,P·O 52.5水泥的综合环境负荷最大,但其单位强度的环境负荷相对较小.综合考虑,采用水泥窑协同处置工艺生产P·C 42.5水泥与采用常规工艺生产P·O 42.5水泥相比,其综合环境负荷降幅为16.87%.     

组合膨胀剂对风电灌浆料早期膨胀性能的影响

基于改进的竖向膨胀率（ε_v）测试方法,获得了高强风电灌浆料0~24 h、1~7 d的ε_v发展全曲线;并研究了掺合料比例及组合膨胀剂比例对灌浆料ε_v、流动度、力学强度的影响.结果表明：灌浆料0~24 h竖向膨胀率曲线呈“四阶段”特征;在0%~20%掺量范围内提高硅灰掺量,灌浆料流动度下降,0~24 h内ε_v曲线峰值先增大后减小;塑性膨胀剂（PEA）对24 h内ε_v发展起主导作用,复掺氧化钙-硫铝酸钙双源膨胀剂（HP-CSA）后,ε_v峰值减小,24 h ε_v下降、3 h ε_v增大,有利于控制24 h与3 h的ε_v差值;在1~7 d内,0.03%掺量的PEA即可促进HP-CSA膨胀效能的发挥,6%以上掺量的HP-CSA可较好补偿竖向自收缩变形而获得净膨胀灌浆料;PEA与HP-CSA组合,可发挥时间上接力、效果上协同的膨胀调控作用,可分阶段、按需设计,从而实现对灌浆料7 d内竖向膨胀率的精细调控;随组合膨胀剂掺量增加,灌浆料初始和30 min流动度无明显变化,28 d抗压强度先增大后减小;在本文研究范围内,0.06%PEA+6%HP-CSA是最优掺量组合.