复掺钢丝绒纤维/水镁石纤维沥青胶浆性能研究

通过改变纤维总掺量和两种纤维的体积比,采用延度试验、锥入度试验、布氏旋转粘度试验和动态剪切流变试验研究了混杂纤维沥青胶浆的低温延展性能、抗剪切性能、粘度特性及高温流变特性,同时借助扫描电镜(SEM)对其试样断面进行观察分析。结果表明:沥青胶浆的低温延展性随纤维掺量的增大而降低;在6%纤维总掺量范围内,随着纤维掺量的增大粘度逐渐增大,且增大的幅度减小;当钢丝绒纤维与水镁石纤维体积比为6/4时,沥青胶浆的车辙因子(G*/sinδ)、抗剪强度达到最佳值;将两种纤维混杂掺入沥青胶浆中,充分分散,其与沥青粘结良好,发挥了增粘和桥接作用,提高了沥青胶浆的整体稳定性和抵抗永久变形的能力。     

废旧玻璃在沥青混合料中的应用研究进展

近年我国公路建设迅速发展,2016年高速公路总里程达到13.10万公里,其中沥青路面占95%以上。沥青路面的建设使沥青和石料等自然资源大量消耗,给环境资源带来较大负担。为缓解道路建设对天然石料的消耗,国内外学者开展了固体废弃物在沥青混凝土中的回收再利用研究。与此同时,鉴于废旧玻璃的不断增多和处理方法的缺陷,寻求废旧玻璃的有效处理途径已是当务之急。利用废旧玻璃这种常见生活及工业废弃物替代部分天然石料进行沥青混凝土的制备则是有效的解决方法之一。已有研究表明,废旧玻璃破碎后具有耐磨、抗滑、反光、渗水性强等特性,替代部分集料制备废旧玻璃沥青混凝土作为面层,可一定程度改善路面耐磨、抗滑、透水等路用性能。当前,废旧玻璃在沥青混凝土中的应用面临一系列问题。废旧玻璃材料质脆,主要成分SiO2为亲水性材料,掺入后沥青混凝土的强度及耐久性受到一定程度的影响。废旧玻璃来源丰富,多为生活垃圾,其回收、筛选、破碎等处理过程复杂,在我国回收利用率较低,且道路工程中对原材料杂质含量要求较高,这就抬高了废旧玻璃回收利用的技术要求及成本。基于以上问题,研究者对废旧玻璃的工程特性和材料组成以及废旧玻璃沥青混凝土的路用性能和力学特性开展了进一步研究。研究结果表明,玻璃颗粒尺寸、掺量保持在一定范围内,在一定掺入方式下,沥青混凝土强度及路用特性均满足规范要求。加入抗剥落剂或使用改性沥青,废旧玻璃沥青混凝土的水稳定性明显提升。混合料疲劳寿命不易受废旧玻璃集料影响,在一定掺量及颗粒尺寸下,抗疲劳特性较好;蠕变特性与普通沥青混合料相似,在一定应力与温度范围内,蠕变变形小于普通沥青混合料,且可用常见流变模型来描述其永久变形特性。本文归纳总结了废旧玻璃材料作为沥青混合料集料的物理力学性能,废旧玻璃沥青混合料的材料组成设计方法,废旧玻璃对沥青混合料的路用性能和表面特性的影响规律,并展望了该领域未来的发展趋势。     

综论沥青的疲劳损伤自愈合行为:理论研究,评价方法,影响因素,数值模拟

沥青混凝土是常见的筑路材料之一,沥青路面以其行车舒适、低噪声、耐磨耗等优势被广泛应用于我国高等级公路。在车辆荷载及环境温度的反复作用下,沥青路面易产生疲劳损伤,若未及时察觉,疲劳损伤会不断累积汇集产生裂缝,降低路面的使用寿命,危及行车安全。与此同时,研究者通过试验发现,在一定条件下,沥青混凝土具有强度恢复及裂缝自修复能力,这种自愈合能力与胶结料沥青有较大关系。因此,为延长沥青路面使用寿命,降低运营过程中的养护成本,沥青的自愈合特性成为近年来国内外研究的热点问题。研究者结合室内试验与现代物相技术,提出基于力学、能量角度的沥青疲劳损伤自愈合评价指标,研究了沥青化学组成、改性剂、外界环境及加载方式等因素的影响,并试图借助宏观、微观理论解释沥青疲劳损伤愈合的过程。目前,关于沥青疲劳损伤愈合的评价方法、评价指标的有效性及理论模型的适用性尚未有定论,仍需进一步探索。基于上述问题,研究者对沥青疲劳损伤自愈合行为及相关理论开展进一步研究。研究结果表明,宏微观力学、分子扩散等理论可从一定程度上解释沥青疲劳损伤强度恢复行为和微观界面愈合行为。将沥青剪切、断裂试验和现代物相技术等作为研究方法,采用力学、能量等指标可从不同角度对沥青的自愈特性进行评价。同时采用疲劳损伤愈合行为方程及分子动力学模拟作为愈合过程数值模拟,将基本理论方程与分子尺度模拟结合,对沥青宏观及微观愈合行为进行数值表征,研究结果为其演化机制及特性描述提供参考。本文参考国内外研究成果,综述了沥青疲劳损伤自愈合特性的研究现状,其中包括沥青自愈合行为理论、沥青疲劳损伤自愈合能力评价方法及指标、沥青疲劳损伤自愈合特性影响因素、沥青疲劳损伤自愈合行为数值表征,最后展望了其未来的研究方向。     

超薄盐化物自融雪沥青混合料融雪性能研究

为研究超薄盐化物自融雪沥青混合料的融雪性能,以溶液电导率作为评价指标来表征溶液中盐分浓度大小,间接评价自融雪沥青混合料的融雪化冰效果。采用灰熵法分析不同影响因素对融雪性能的显著性,并对其融雪机理进行探讨。结果表明：盐化物替代量越大,融雪性能越好;随着溶析时间的延长,沥青混合料空隙率对融雪性能影响程度减小;随着加水量的增大,沥青混合料融雪性能逐渐衰减;盐化物替代量是影响沥青混合料融雪性能的最主要因素。研究成果为超薄盐化物自融雪沥青混合料的材料组成设计提供了有益参考。     

复掺钢丝绒纤维/水镁石纤维沥青胶浆性能研究

通过改变纤维总掺量和两种纤维的体积比,采用廷度试验、锥入度试验、布氏旋转粘度试验和动态剪切流变试验研究了混杂纤维沥青胶浆的低温延展性能、抗剪切性能、粘度特性及高温流变特性,同时借助扫描电镜(SEM)对其试样断面进行观察分析.结果表明:沥青胶浆的低温延展性随纤维掺量的增大而降低;在6％纤维总掺量范围内,随着纤维掺量的增大粘度逐渐增大,且增大的幅度减小;当钢丝绒纤维与水镁石纤维体积比为6/4时,沥青胶浆的车辙因子(G*/sinδ)、抗剪强度达烈最佳值;将两种纤维混杂掺入沥青胶浆中,充分分散,其与沥青粘结良好,发挥了增粘和桥接作用,提高了沥青胶浆的整体稳定性和抵抗永久变形的能力.