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庐铜高速公路沥青下面层抗剥落措施的比选

公路与汽运 2004年第6期 24-25页

作者：吕培林陈崇驹同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海200331

结合庐铜 (庐江—铜陵 )高速公路的实际背景 ,对其下面层沥青混合料抗剥落措施进行了综合评价 ,包括技术 (沥青与集料的粘附性、混合料的水稳定性 )、经济和施工质量控制等 ,通过工程实例阐述了对该类措施进行比选的方法。

关键词：公路沥青混合料抗剥落措施比选结果

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白云岩在广东省沥青路面中的应用研究

白云岩在广东省沥青路面中的应用研究

作者：邓平安长沙理工大学

学位级别：硕士

当前,我国高速公路正处于大规模建设当中,沥青路面作为我国高速公路最常采用的路面结构,其建设要求较高,建设所用石料必需满足沥青路面规范的指标要求,然而目前能够满足沥青路面建设要求的石料十分紧缺。针对此种情况本文对采用本地白... 详细信息

当前,我国高速公路正处于大规模建设当中,沥青路面作为我国高速公路最常采用的路面结构,其建设要求较高,建设所用石料必需满足沥青路面规范的指标要求,然而目前能够满足沥青路面建设要求的石料十分紧缺。针对此种情况本文对采用本地白云岩石料应用于沥青混合料的可行性研究进行相关论证,从而推动公路工程建设因地制宜的采用当地石料,达到降低工程建设成本和解决沥青路面集料所需优质石料紧缺的问题,本文从如下三个方面进行研究:首先,本文将白云岩的集料性能与其他岩类进行对比试验分析,论证发现;对白云岩集料通过掺配水泥或者石灰均能改善其与沥青间的黏附性,而随着水泥、消石灰的掺量增加,其提高的黏附性效果不再明显,掺配1.5%的水泥或1.5%的消石灰与使用SBS改性沥青来提高白云岩集料与沥青间的黏附性,其黏附等级能满足中面层粗集料的使用要求。其次,根据广东地区的相关设计经验,结合依托项目的气候特点,设计出合理的AC-20C级配,依照马歇尔设计方法确定最佳油石比;并对其进行混合料的路用性能试验验证,试验表明白云岩沥青混合料的水稳定性能、高温性能等均满足规定要求,且采用1.5%的水泥作为抗剥落措施的白云岩沥青混合料的抗车辙能力较掺配1.5%的消石灰效果更好,更适用于项目所在的广东湿热地区重载交通荷载下的路面结构。最后,针对白云岩集料的存放与其混合料生产、运输、摊铺压实等施工过程提出改进措施;通过对试验路铺筑的全过程监控检测以及施工后的检测验证得到,白云岩沥青混合料及其铺筑的沥青路面的各项指标均满足要求,证明白云岩集料应用到沥青路面是可行的。

关键词：白云岩水损害黏附性抗剥落措施高温稳定性应用研究

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地产花岗岩在沥青路面中的应用研究

地产花岗岩在沥青路面中的应用研究

作者：张明合肥工业大学

学位级别：硕士

在高速公路建设中,修建沥青路面通常采用碱性或弱碱性的石灰岩、玄武岩集料,而石灰岩、玄武岩等集料资源的应用会受到数量及地区的限制。六潜高速公路所在的大别山地区有着丰富优质的花岗岩,花岗岩为酸性石料,石质坚硬、致密、耐磨性强... 详细信息

在高速公路建设中,修建沥青路面通常采用碱性或弱碱性的石灰岩、玄武岩集料,而石灰岩、玄武岩等集料资源的应用会受到数量及地区的限制。六潜高速公路所在的大别山地区有着丰富优质的花岗岩,花岗岩为酸性石料,石质坚硬、致密、耐磨性强,能充分发挥集料之间的嵌挤作用,但其缺点是与沥青粘附性不好,在水作用下容易造成沥青膜的脱落。本文结合六潜高速公路沥青路面工程项目,研究大别山区花岗岩的物理、力学性质、花岗岩沥青混合料的配合比设计方法及路用性能,探讨沥青混合料水稳定改进措施与评价方法,为地产花岗岩的应用奠定基础。首先从花岗岩宏观力学性能、岩性分析以及微观结构进行试验,确定花岗岩集料的选材原则与技术指标。其次,采用浸水马歇尔、冻融劈裂、车辙试验和汉堡车辙试验研究各种改善措施对花岗岩岩沥青混合料性能的影响。结果表明:掺加液体抗剥落、消石灰、水泥均可改善沥青混合料的水稳定性,消石灰的效果优于液体抗剥落剂,消石灰的最优掺量为1.5%;细集料对于沥青混合料水稳定性起到非常重要的作用,采用石灰岩细集料代替花岗岩细集料,沥青混合料抗水损害性能提高。室内及试验段检测结果显示,花岗岩沥青混合料路用性能良好。

关键词：沥青路面花岗岩粘附性抗剥落措施配比设计水稳定性路用性能

花岗岩与沥青黏附性能改善及混合料路用性能研究

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花岗岩与沥青黏附性能改善及混合料路用性能研究

作者：舒士琪山东建筑大学

学位级别：硕士

随着我国交通基础设施的迅速发展和环保意识的提高,优质的中碱性集料等不可再生资源日益稀缺。而我国花岗岩等酸性集料具有质地坚硬、耐磨抗滑、力学强度高等优点,且储量丰富、分布广泛,如果将花岗岩应用于沥青混凝土路面的工程建设中,... 详细信息

随着我国交通基础设施的迅速发展和环保意识的提高,优质的中碱性集料等不可再生资源日益稀缺。而我国花岗岩等酸性集料具有质地坚硬、耐磨抗滑、力学强度高等优点,且储量丰富、分布广泛,如果将花岗岩应用于沥青混凝土路面的工程建设中,不仅能够缓解中碱性石材资源供应紧张的局面,还能够有效降低工程造价并带动当地的经济发展。但是由于花岗岩具有亲水憎油性,使得沥青与花岗岩集料的黏附性不足,花岗岩沥青混合料水稳定性差,严重影响了花岗岩沥青混合料在道路工程中的应用和推广。因此,如何改善花岗岩集料与沥青的黏附性能,保持或提高花岗岩沥青混合料的路用性能,成为亟待解决的重大课题。本文依托山东省重点交通科技计划项目“花岗岩在威海地区典型沥青路面结构中的改性与应用技术研究”（项目号:2017B12）,选用青川岩沥青、酰基胺类抗剥落剂KH5和脂肪基胺类抗剥落剂AJ-1三种抗剥落剂对基质沥青进行改性。通过沥青三大指标研究抗剥落剂对沥青性能的影响,提出青川岩沥青与胺类抗剥落剂共混技术,并基于响应曲面法分析确定复合抗剥落剂的最佳掺量。最终确定两组复合抗剥落剂改性沥青和三组单一抗剥落剂改性沥青的改性方案,与基质沥青进行对比分析,评价五组抗剥落措施对沥青的流变性能、黏附性能等影响。利用动态剪切流变仪（Dynamic Shear Rheometer,DSR）和弯曲梁流变仪（Bending Beam Rheometer,BBR）,研究抗剥落剂添加前后沥青高温性能、低温性能、疲劳性能和在不同温度沥青的粘弹力学特性,以及宽频域复数剪切模量。试验结果表明,对于单一抗剥落剂改性沥青,岩沥青显著提高了基质沥青的高温性能,但低温流变性能有所降低;而酰基、脂肪基胺类抗剥落剂改善效果与岩沥青不同,KH5和AJ-1增加了沥青的粘性成分,提升了沥青的低温性能,但高温性能降低。复合改性沥青高低温性能均较优,弥补了岩沥青低温性能差和胺类抗剥落剂耐热性的不足。在宽频域下,五组抗剥落剂均能够提升基质沥青的疲劳性能,其中复合改性沥青的疲劳性能提升幅度最大。抗高温变形能力排序为RAMA＞AJ/RAMA＞KH/RAMA＞70-A＞AJMA＞KHMA,沥青低温流变性能的排序为KHMA＞AJMA＞KH/RAMA＞AJ/RAMA＞70-A＞RAMA,抗疲劳性能的排序为KH/RAMA＞AJ/RAMA＞RAMA＞KHMA＞AJMA。基于表面自由能理论,利用躺滴法测定基质沥青与改性沥青的表面能参数,分析不同抗剥落剂对沥青表面自由能、沥青的色散分量和极性分量的影响。试验结果表明,五组抗剥落剂均能够提升基质沥青的表面能,酰基、脂肪基胺类抗剥落剂能够有效提升基质沥青表面能参数的极性分量,岩沥青能够提升基质沥青表面能参数的色散分量,复合改性沥青极性分量和色散分量均有大幅增加。同时利用柱状灯芯法对集料的表面能参数进行测定,根据表面能理论计算出在干燥和潮湿两种状态下沥青材料的内聚功和沥青与集料表面的黏附功,分析不同抗剥落剂对沥青的内聚破坏和沥青与集料的黏附破坏的改善效果。并根据沥青材料的黏附功和剥落功计算沥青与集料之间的水稳定性指标,黏附性改善的排序为KH/RAMA＞AJ/RAMA＞KHMA＞RAMA＞AJMA＞70-A。利用消石灰粉代替部分矿粉填料,通过AC-13花岗岩沥青混合料冻融劈裂试验、低温弯曲试验以及车辙试验,研究不同抗剥落剂对花岗岩沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性和高温性能的影响。试验结果表明消石灰粉能较大程度地提升花岗岩沥青混合料的水稳定性和高温稳定性,但仍有较大的提升空间。消石灰粉替代部分矿粉填料,对花岗岩沥青混合料低温抗裂性能的改善作用较小或有所降低,且岩沥青与消石灰粉组合的花岗岩沥青混合料低温性能低于规范要求。抗剥落剂的加入均提升了花岗岩沥青混合料的水稳定性和耐久性,改善效果排序为复合改性沥青＞岩沥青改性沥青＞酰基胺类抗剥落剂＞脂肪基胺类抗剥落剂。

关键词：道路工程花岗岩沥青混合料黏附性能抗剥落措施流变性能表面自由能水稳定性

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花岗岩沥青混合料改性方法与路用性能研究

花岗岩沥青混合料改性方法与路用性能研究

作者：袁晓曼山东交通学院

学位级别：硕士

随着公路建设的发展和环保意识的提高,性能优异且不可再生的碱性集料也在极速减少。而我国花岗岩储量丰富,具有力学强度高、耐磨性好、耐疲劳性强等优点,如将花岗岩应用于沥青路面不仅可以解决碱性集料资源不足的难题,还能带动当地经济... 详细信息

随着公路建设的发展和环保意识的提高,性能优异且不可再生的碱性集料也在极速减少。而我国花岗岩储量丰富,具有力学强度高、耐磨性好、耐疲劳性强等优点,如将花岗岩应用于沥青路面不仅可以解决碱性集料资源不足的难题,还能带动当地经济发展。但是花岗岩与沥青的粘附性较差,存在水稳定性不足等问题,严重制约了花岗岩在沥青路面的应用与推广,因此解决花岗岩沥青混合料的抗水损坏性能,保持或提高其他路用性能,将对我省公路建设及新旧动能转换有着重大意义和价值。目前通常采用石灰水预处理集料、石灰粉替代部分矿粉、青川岩沥青、胺类抗剥落剂等措施改善花岗岩与沥青的粘附性及其沥青混合料的水稳定性。但石灰水处理集料需改进设备、工艺复杂、遇水后存在耐久性差等问题,青川岩沥青低温性能略差,胺类抗剥落剂存在热稳定性不足和氧化分解等问题。针对以上存在的问题,本文在山东省交通科技计划项目“花岗岩在威海地区典型沥青路面结构中的改性与应用技术研究”(项目号:2017B12)资助下,通过硅烷偶联剂与青川岩沥青共混技术,对基质沥青进行改性,并对沥青胶浆、沥青混合料进行较为系统的研究,同时对比分析消石灰粉、偶联剂、潍坊联结剂、青川岩沥青等改善花岗岩沥青粘附性及其沥青混合料路用性能的效果,提出最佳的改善处治措施和方案。对掺量为0%、3%、5%、7%、9%的青川岩沥青改性沥青进行了常规性能试验、BBR、DSR、老化性能试验、与集料粘附性试验,分析了青川岩沥青改性沥青的高温性能、低温性能、流变性能、抗老化性能及与集料的粘附性能,确定了青川岩沥青的最佳掺量。通过制备复合改性沥青,与岩改沥青、SBS改性沥青、硅烷偶联剂改性沥青性能进行对比分析,评价其改性效果。结果表明,SBS改性沥青的高温性能最好,比基质沥青的PG分级提高一个高温等级;复合改性沥青与花岗岩集料的粘附性最好,长期老化后仍满足要求,低温性能优于岩改沥青,综合考虑复合改性沥青的水稳定性及其他路用性能最佳。设计AC-10及AC-16花岗岩沥青混合料,通过水稳定性试验、水损坏敏感性试验、高温车辙试验、低温小梁弯曲试验,评价不同抗剥落措施对花岗岩沥青混合料路用性能的改善效果。结果表明:潍坊联结剂的残留稳定度最大、冻融劈裂残留强度比最高。较基质沥青,硅烷偶联剂提高了花岗岩沥青混合料的水稳定性和低温抗裂性,但其热氧老化后的水稳定性低于复合改性沥青;青川岩沥青表现出较优异的高温抗车辙能力及耐老化性能,但低温抗裂性较差;SBS改性沥青高温性能表现突出,但水稳定性仅比基质沥青混合料有所改善;青川岩沥青与硅烷偶联剂复合改性沥青具有突出的抗老化性和抗水损坏能力,两种抗剥落剂的叠加效果即弥补了硅烷偶联剂耐久性差易分解的缺陷,又弥补了青川岩沥青改性沥青低温抗裂性差的缺点。为了评价荷载与环境耦合作用下花岗岩沥青混合料的结构性能,借助1/3比例尺气囊式加速加载系统,对双层沥青混合料复合车辙试件,进行高温加速加载试验。基于随轮载作用次数的车辙深度过程数据,发现复合改性沥青的蠕变速率和车辙深度最小,说明其具有最优的高温稳定性能;各试验方案车辙变化规律与常规试验规律类似,均经历初期压密阶段和中期蠕变稳定阶段,在轮载作用初期车辙深度均先快速增长而后趋于稳定,即在加载初期车辙深度增长较快,变形速率逐渐减小;随后进入蠕变稳定阶段,车辙深度随轮载作用次数增长较为缓慢,变形速率基本保持不变。

关键词：道路工程花岗岩抗剥落措施水稳定性水损坏敏感性分析加速加载试验

基于MIST试验的花岗岩沥青混合料水损坏敏感性研究

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材料科学 2022年第1期12卷 48-60页

作者：杨永富宋伟伟韦金城庄传仪山东省交通科学研究院山东济南山东高速集团有限公司环济分公司山东济南山东交通学院山东济南

为评价MIST水损坏敏感性试验分析花岗岩沥青混合料的抗水损坏性能,基于AC-10沥青混合料和AC-16沥青混合料,评价6种抗剥落措施的路用性能改善效果。结果表明基于MIST水损坏敏感性试验的评价条件更加苛刻,更能真实反应不同抗剥落措施对花... 详细信息

为评价MIST水损坏敏感性试验分析花岗岩沥青混合料的抗水损坏性能,基于AC-10沥青混合料和AC-16沥青混合料,评价6种抗剥落措施的路用性能改善效果。结果表明基于MIST水损坏敏感性试验的评价条件更加苛刻,更能真实反应不同抗剥落措施对花岗岩沥青混合料在实际应用环境中抗水损坏的能力,为花岗岩沥青混合料抗水损能力的评价提供有力支撑。

关键词：花岗岩沥青混合料抗剥落措施水损坏敏感性抗水损性能

基于加速加载试验的花岗岩沥青混合料水温稳定性能研究

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公路工程 2021年第2期46卷 117-123,138页

作者：王立业杨永富张黎明庄传仪山东省路桥集团有限公司山东济南250021 山东省交通科学研究院山东济南250031 山东交通学院山东济南250357

为评价重轴载与水、温耦合作用下花岗岩沥青混合料的水温稳定性能,设计了添加消石灰粉、硅烷偶联剂、SBS改性沥青、岩沥青和偶岩复合改性沥青5种抗剥落措施,成型AC-13和AC-16两种花岗岩沥青混合料复合车辙试件,借助1/3比例尺气囊式加速... 详细信息

为评价重轴载与水、温耦合作用下花岗岩沥青混合料的水温稳定性能,设计了添加消石灰粉、硅烷偶联剂、SBS改性沥青、岩沥青和偶岩复合改性沥青5种抗剥落措施,成型AC-13和AC-16两种花岗岩沥青混合料复合车辙试件,借助1/3比例尺气囊式加速加载系统,分别在60℃空气浴和50℃水浴对其进行高温车辙试验,评价上述5种抗剥落措施对花岗岩沥青混合料高温性能和水温稳定性的改善效果,以及重轴载与水、温耦合作用下花岗岩沥青混合料的车辙发展规律。结果表明,5种抗剥落措施对花岗岩沥青混合料高温性能及水温稳定性的改善效果排序均为偶岩复合改性沥青>岩沥青改性沥青>SBS改性沥青>基质沥青>硅烷偶联剂;偶岩复合改性沥青花岗岩混合料蠕变速率和车辙深度最小,剥落拐点的轮载作用次数约为SBS改性沥青的1.5倍,抗剥落效果最优,偶岩复合改性沥青显著提高了花岗岩沥青混合料的高温稳定性和抗水损害能力。在重轴载、反算作用和高温水浴的共同影响下,偶岩复合改性花岗岩沥青混合料经历了初期压密、中期蠕变和后期失稳破坏3个过程,而岩沥青改性沥青、SBS改性沥青、基质沥青和硅烷偶联剂4种抗剥落措施仅经过少量的轮载作用即进入失稳破坏阶段。基于中期蠕变稳定阶段车辙深度随轮载作用次数的变化,构建了偶岩复合改性花岗岩沥青混合料车辙深度与轮载作用次数的关系模型,为花岗岩沥青混合料路用性能评价提供了参考。

关键词：道路工程花岗岩沥青混合料水温稳定性抗剥落措施加速加载试验

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不同岩性机制砂对沥青混合料路用性能的影响

城市道桥与防洪 2022年第12期 213-218,I0018页

作者：丁蓬勃郑董成陈搏揭继兴广东潮惠高速公路有限公司粤东分公司广东揭阳516251 广东省高速公路有限公司深汕西分公司扩建管理处广东惠州516200 广州肖宁道路工程技术研究事务所有限公司广东广州510641

为指导不同岩性机制砂在沥青路面的应用,选择3种岩性机制砂制备沥青混合料,分析机制砂岩性对沥青混合料水稳定性、高稳定性、低温抗裂性能的影响,并探索抗剥落措施对混合料性能的影响。结果表明:石灰岩机制砂混合料的稳定度和残留稳定... 详细信息

为指导不同岩性机制砂在沥青路面的应用,选择3种岩性机制砂制备沥青混合料,分析机制砂岩性对沥青混合料水稳定性、高稳定性、低温抗裂性能的影响,并探索抗剥落措施对混合料性能的影响。结果表明:石灰岩机制砂混合料的稳定度和残留稳定度比均略高于辉绿岩机制砂混合料,远高于花岗岩机制砂,冻融劈裂试验也显示出一致的规律;相比花岗岩机制砂,辉绿岩机制砂混合料动稳定度提升52.6%,石灰岩机制砂混合料动稳定度提升45.2%;低温状态下,花岗岩机制砂混合料的抗裂性能最差,石灰岩机制砂和辉绿岩机制砂混合料的低温弯拉应变优良;使用抗剥落措施后,花岗岩机制砂和辉绿岩机制砂混合料水稳定性、高温性能均得到明显改善,其中残留稳定度比提升5%以上,残留强度比提升16%以上,动稳定度提升50%以上。

关键词：机制砂岩性水稳定性低温抗裂性能高温稳定性抗剥落措施

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花岗岩沥青混合料汉堡车辙试验研究

工程与建设 2013年第4期27卷 510-511页

作者：张明安徽省高等级公路工程监理有限公司安徽合肥230601

文章对掺入消石灰、水泥、液体抗脱落剂及使用石灰岩细集料的花岗岩沥青混合料的水稳定性能进行了室内汉堡车辙对比试验。研究结果表明,采用抗剥落措施能够提高花岗岩沥青混合料的水稳定性。

关键词：花岗岩汉堡车辙抗剥落措施剥落反弯点