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基于细微观试验的水泥乳化沥青混合料空隙特征

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同济大学学报（自然科学版） 2013年第9期41卷 1398-1403页

作者：肖晶晶沙爱民蒋玮王振军长安大学建筑工程学院陕西西安710061 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安710064 长安大学材料科学与工程学院陕西西安710061

水泥乳化沥青混合料中的水泥和乳化沥青会发生相互作用,因而其空隙结构较普通热拌沥青混合料复杂.采用X射线断层扫描技术(CT)研究乳化沥青用量和水泥用量对混合料中细观空隙分布和空隙特征的影响,基于扫描电镜(SEM)进一步研究混合料中... 详细信息

水泥乳化沥青混合料中的水泥和乳化沥青会发生相互作用,因而其空隙结构较普通热拌沥青混合料复杂.采用X射线断层扫描技术(CT)研究乳化沥青用量和水泥用量对混合料中细观空隙分布和空隙特征的影响,基于扫描电镜(SEM)进一步研究混合料中微观尺度的空隙结构.结果表明,随着乳化沥青用量的增大,混合料内部空隙尺寸有所减小,试件水平断面上的空隙总面积和平均单个空隙面积减小;水泥用量超过3%时,混合料的CT可视空隙率明显增大,且空隙中的大尺寸空隙比例增高;由于乳化沥青及水泥材料的相互作用,水泥乳化沥青混合料的内部空隙结构比传统热拌沥青混合料疏松.

关键词：道路工程水泥乳化沥青空隙微观结构

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水泥乳化沥青胶浆及混合料性能研究

公路工程 2015年第2期40卷 318-321页

作者：李科成杨玉民重庆建筑工程职业学院重庆400039 重庆市市政设施管理局沥青混合料及材料供应站重庆4401147

为了研究水泥乳化沥青胶浆及混合料的性能,研究首先对水泥与乳化沥青的微观反应机理展开研究,其次对不同水泥用量与乳化沥青用量的水泥乳化沥青胶浆的粘度性能进行试验,最终对水泥乳化沥青混合料的路用性能进行验证。试验表明,水泥加入... 详细信息

为了研究水泥乳化沥青胶浆及混合料的性能,研究首先对水泥与乳化沥青的微观反应机理展开研究,其次对不同水泥用量与乳化沥青用量的水泥乳化沥青胶浆的粘度性能进行试验,最终对水泥乳化沥青混合料的路用性能进行验证。试验表明,水泥加入乳化沥青,在破乳之后水泥及水化物与沥青膜形成了网状的结构体系,克服了单纯乳化沥青破乳后的分散。水泥乳化沥青胶浆的粘度较强,混合料的强度性能和路用性能随着乳化沥青用量增大而降低,随着水泥用量增大而提高。

关键词：水泥乳化沥青微观机理沥青胶浆沥青混合料

水泥乳化沥青多次冷再生混合料的路用性能研究

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中外公路 2013年第5期33卷 235-238页

作者：黄磊重庆交通大学重庆市400074 重庆市智翔铺道技术工程有限公司

基于路面极限荷载破坏与沥青混合料长期老化机理,以再生旧料残余价值为试验终止约束条件,通过力学性能、水稳定性及疲劳性能的综合性测试,研究了水泥乳化沥青冷再生混合料在循环再生过程中路用性能的衰变规律。结果表明:1)多次再生形成... 详细信息

基于路面极限荷载破坏与沥青混合料长期老化机理,以再生旧料残余价值为试验终止约束条件,通过力学性能、水稳定性及疲劳性能的综合性测试,研究了水泥乳化沥青冷再生混合料在循环再生过程中路用性能的衰变规律。结果表明:1)多次再生形成的新旧沥青膜使得胶结料粘聚力急剧衰减,致使混合料的力学性能衰减明显;2)水泥的加入降低了再生混合料对水和温度的敏感性,水稳定性尽管衰减趋势明显,但是依然能够满足使用要求;3)多次再生形成的新旧沥青膜与新旧水泥胶浆,是疲劳破坏发生的应力集中点,疲劳寿命的衰减是路用性能中最显著的。研究结果揭示了水泥乳化沥青冷再生混合料路用性能的衰变规律,为将来冷再生混合料的可持续循环再利用奠定了基础。

关键词：水泥乳化沥青冷再生混合料循环冷再生衰变规律残余价值

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水泥乳化沥青砂浆质量问题的原因分析及预防

铁道工程学报 2012年第7期29卷 57-61页

作者：王晓勇夏龙中铁一局集团第五工程有限公司陕西宝鸡721006

研究目的:高速铁路建设中水泥乳化沥青砂浆被用作轨道板与混凝土底座板之间的弹性垫层,其性能对轨道结构的平顺性、耐久性、列车运行的舒适性与安全性均有重大影响,是高速铁路建设的关键工程结构之一。由于对其施工经验的缺乏,在实际施... 详细信息

研究目的:高速铁路建设中水泥乳化沥青砂浆被用作轨道板与混凝土底座板之间的弹性垫层,其性能对轨道结构的平顺性、耐久性、列车运行的舒适性与安全性均有重大影响,是高速铁路建设的关键工程结构之一。由于对其施工经验的缺乏,在实际施工过程中对工艺工法掌握不当以及各种外界环境条件的影响,使水泥乳化沥青砂浆垫层在凝结硬化过程中容易产生各种质量缺陷,从而破坏其对轨道板及底座板的粘接力,因此对其产生质量问题的原因进行分析和采用有效措施预防很有必要。研究结论:通过某高速铁路CRTSII型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆垫层施工实例,对CRTSII型板式无砟轨道水泥乳化沥青砂浆垫层施工中常见的灌注后在板和砂浆的结合处出现微缝隙或在局部出现砂浆不饱满、分层现象;灌注后表面出现大量的微小气泡、较大的气泡、上下连通的气泡以及灌注后水泥乳化沥青砂浆垫层析出沥青颗粒的常见质量问题进行原因分析,总结提出从轨道板封边工艺、灌注工艺、搅拌工艺、原材控制等方面给出了具有很强操作性和针对性的预防措施,可使其施工质量得到较大程度的改善,给类似工程施工提供借鉴。

关键词：高速铁路无砟轨道水泥乳化沥青质量问题分析预防

水泥乳化沥青混合料强度机理、改进方法及路用性能研究

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水泥乳化沥青混合料强度机理、改进方法及路用性能研究

作者：许文大连理工大学

学位级别：硕士

水泥乳化沥青混合料作为一种冷拌沥青混合料,是目前国内外应用较为广泛解决热拌沥青混合料路面所带来的能源消耗、温室气体排放等问题的一种混合料。与传统的热拌沥青混合料相比,水泥乳化沥青混合料存在强度较低和空隙率较高、水损害严... 详细信息

水泥乳化沥青混合料作为一种冷拌沥青混合料,是目前国内外应用较为广泛解决热拌沥青混合料路面所带来的能源消耗、温室气体排放等问题的一种混合料。与传统的热拌沥青混合料相比,水泥乳化沥青混合料存在强度较低和空隙率较高、水损害严重、耐久差等问题。了解水泥乳化沥青混合料的强度形成机理,改善乳化沥青与集料之间的粘结性、提高水泥乳化沥青混合料的强度是解决上述问题的关键。本文针对水泥乳化沥青混合料的强度形成机理,开展了关于水泥用量、外掺水量对水泥乳化沥青混合料强度、空隙率影响机理的研究,研究了水泥乳化沥青混合料性能的改进方法,并对其路用性能进行分析评价。通过对不同水泥用量、不同外掺水量的乳化沥青混合料劈裂抗拉强度、空隙率研究,结合混合料胶浆的流变特性、试件的残留水量以及扫描电镜图片进行综合分析。研究发现:混合料空隙率随着外掺水量的增加呈先降低后增大的规律。水泥用量的变化对混合料空隙率没有明显影响。混合料劈裂强度随着外掺水量的增加呈先增大后降低的规律。外掺水量较多时,混合料成型时会更加密实,胶浆对集料的渗透包裹能力较好。但会导致胶浆内部孔隙较多、胶浆结构疏松。水泥用量增加可以降低混合料胶浆中的孔隙,提高胶浆密实度。降低混合料试件中的残留的可蒸发水,减少了水分对胶浆强度的影响。外掺水量较少时,水泥用量增加会降低胶浆流动性,降低胶浆对集料的包裹效果。为提高水泥乳化沥青混合料的力学性能、降低混合料的空隙率,通过使用减水剂、使用高渗透乳化沥青、改进混合料的拌和方式、改变混合料成型方式等方法进行改进研究。研究表明:使用减水剂可以提高水泥乳化沥青混合料的强度,降低混合料空隙率。外掺水量较少时,使用高渗透乳化沥青可以提高混合料劈裂抗拉强度,降低混合料的空隙率。推荐水泥乳化沥青混合料拌和方法:首先将粗集料、细集料、矿粉、水泥搅拌均匀;然后加入外掺水进行搅拌,使得粗细集料、矿粉、水泥与外掺水充分接触,在表面形成水膜;最后加入乳化沥青进行拌和。在混合料外掺水量较低时,推荐水泥乳化沥青混合料试件成型采用一次击实成型(即试件双面各击实75次成型)的方式。在采取改进措施的乳化沥青混合料的基础上,研究了改进后水泥乳化沥青混合料的路用性能并热拌沥青混合料进行对比分析。研究表明:改进后的水泥乳化沥青混合料满足规范中关于热拌沥青混合料对水稳定性、高温稳定性的要求,具有较强的抗车辙能力。虽然改进后的水泥乳化沥青胶浆对集料的包裹性有所提高,但其抗剥落能力仍然较低。以上研究,明确了水泥用量及外掺水量对水泥乳化沥青混合料强度、空隙率的影响机理。初步解决了水泥乳化沥青混合料强度较低,胶浆粘结力较差等问题。改进后的水泥乳化沥青混合料具有应用于高等级路面的中面层或下面层的可行性。但其抗剥落能力较低,性能有待进一步提高。

关键词：水泥乳化沥青劈裂抗拉强度空隙率减水剂路用性能

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水泥乳化沥青砼路面材料研究

水泥乳化沥青砼路面材料研究

作者：苏毅大连理工大学

学位级别：硕士

阳离子乳化沥青是道路施工、养护中常用的一种路面材料，然而受国产沥青材料的质量影响，在使用过程中易造成路面的一些病害发生，针对这一状况，国外公路研究部门提出在乳化沥青混凝土中掺加水泥的方法，较好地改善了这种材料的路用性... 详细信息

阳离子乳化沥青是道路施工、养护中常用的一种路面材料，然而受国产沥青材料的质量影响，在使用过程中易造成路面的一些病害发生，针对这一状况，国外公路研究部门提出在乳化沥青混凝土中掺加水泥的方法，较好地改善了这种材料的路用性能。本文主要是先讨论了适合水泥乳化沥青混凝土材料性能特点的实验方法，推荐了合适混合料进一步修正马歇尔实验的测试方法及加料顺序，然后，通过该实验提出了水泥乳化沥青的最佳配合比，并说明了在乳化沥青混合料中加入一定比例水泥后对乳化沥青混合料高温稳定性和早期强度的影响，同时对一段旧路进行补强，摸索了该用材料施工路面的过程及方法，最后初步探讨了该材料的强度形成机理和技术经济分析。

关键词：水泥乳化沥青马歇尔稳定度流值强度理论

水泥乳化沥青混凝土凝结硬化机理及微观结构研究

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水泥乳化沥青混凝土凝结硬化机理及微观结构研究

作者：叶青长安大学

学位级别：硕士

水泥乳化沥青混凝土是以水泥和乳化沥青共同作为胶结料的一种新型的路面材料，兼有水泥混凝土和沥青混凝土的优点，具有广阔的应用前景。本文在参考国内外相关研究成果的基础上，围绕着水泥乳化沥青混凝土的组成、结构设计、凝结硬化机... 详细信息

水泥乳化沥青混凝土是以水泥和乳化沥青共同作为胶结料的一种新型的路面材料，兼有水泥混凝土和沥青混凝土的优点，具有广阔的应用前景。本文在参考国内外相关研究成果的基础上，围绕着水泥乳化沥青混凝土的组成、结构设计、凝结硬化机理开展了系统的研究工作。借助SEM、XRD、IR、MIP和显微硬度等现代微观测试手段，对水泥乳化沥青浆体进行了分析，并建立了水泥乳化沥青混凝土宏观性能与微观结构之间的联系。文章从乳化沥青破乳成膜机理出发，提出了水泥乳化沥青浆体硬化体空间结构理想模型，并依据该模型提出了基于“沥青膜厚度”的性能设计理念。同时还阐明了水泥乳化沥青浆体的凝结硬化过程，并通过电阻率的测试结果对其水化进程进行了描述。通过对浆体和界面的显微硬度测试，发现浆体的显微硬度受沥青用量的影响较为明显;从不同位置显微硬度试验结果可以看出，集料显微硬度＞基体显微硬度＞界面区显微硬度，从集料到基体存在显微硬度先降低，再升高的变化规律。借助SEM、XRD、IR、MIP等微观分析手段，对水泥乳化沥青材料进行物相分析，发现浆体内部主要成分为C-S-H凝胶、AFt、AFm、CH以及少量的未水化水泥颗粒;内部残留沥青与集料、未水化的水泥颗粒和水化产物相互缠绕形成空间网络，浆体表面凹凸不平内部存在着孔隙;过大的水灰比和过高的乳化沥青用量会导致水泥乳化沥青浆体的孔隙率增大，有害孔、多害孔的比例提高。通过分析生成水化产物的物相特征，结合材料的孔结构特点、力学试验数据，建立了水泥乳化沥青混凝土力学性能、耐久性能与微观结构之间的联系。

关键词：水泥乳化沥青微观结构特征凝结硬化机理水化进程界面过渡区

水泥和乳化沥青含量对水泥乳化沥青混合料性能的影响

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公路交通科技 2020年第8期37卷 15-21,57页

作者：庄伟王健陈赛陈昊山东省交通规划设计院山东济南255000

为了研究水泥和乳化沥青含量对水泥乳化沥青混合料的性能影响,对不同水泥和乳化沥青掺量的混合料进行了宏观试验和微观观测,包括间接拉伸强度、抗压强度、回弹模量、拉伸强度比、动态稳定性、最大弯曲应变和Cantabro损失。此外,使用扫... 详细信息

为了研究水泥和乳化沥青含量对水泥乳化沥青混合料的性能影响,对不同水泥和乳化沥青掺量的混合料进行了宏观试验和微观观测,包括间接拉伸强度、抗压强度、回弹模量、拉伸强度比、动态稳定性、最大弯曲应变和Cantabro损失。此外,使用扫描电子显微镜(SEM)和计算机断层扫描(CT)获得了具有不同材料成分的水泥乳化沥青混合物的细观图像和空隙特征。结果表明:(1)当水泥含量恒定为3%,乳化沥青含量从6%增加到9%时,间接拉伸强度、抗压强度和弹性模量先增加后减小。在恒定的乳化沥青含量为8%,水泥含量从0增加到4%时,间接拉伸强度先增大后减小,当水泥含量为3%时,抗压强度和回弹模量均达到最大值。水泥的加入可显著提高沥青混合料的高温稳定性和水分稳定性,但不利于其低温性能。当水泥含量在2%和3%之间时,观察到最小的Cantabro磨耗。在水泥乳化沥青混合物中,水泥与沥青破乳后的水分进行反应,AFt与沥青薄膜交织形成网格结构,提高了混合物的水分敏感性和高温稳定性,另外,在不同水泥和乳化沥青含量的混合料中形成细观空隙结构也将影响机械性能和混合物性能。

关键词：道路工程性能宏微观分析水泥乳化沥青细观图像空隙特征

丁苯橡胶对水泥乳化沥青胶浆黏度及砂浆力学性能影响

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公路交通科技 2023年第8期40卷 29-36页

作者：朱文正赵红艳李刚马玉薇李庆庆石河子大学水利建筑工程学院新疆石河子832003 新疆北方建设集团新疆奎屯833200

为了研究丁苯橡胶(SBR)对水泥乳化沥青胶浆黏度及水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)力学性能的影响,采用布氏黏度计和万能试验机分别测试了水泥乳化沥青胶浆黏度及CA砂浆力学性能。首先建立了水泥与沥青乳液相互作用模型和SBR分子与沥青乳液颗... 详细信息

为了研究丁苯橡胶(SBR)对水泥乳化沥青胶浆黏度及水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)力学性能的影响,采用布氏黏度计和万能试验机分别测试了水泥乳化沥青胶浆黏度及CA砂浆力学性能。首先建立了水泥与沥青乳液相互作用模型和SBR分子与沥青乳液颗粒交联网状结构理论模型,并测试了不同温度和沥青乳液与水泥质量比(A/C)下,胶浆黏度随时间的变化规律,确定了水泥乳化沥青和SBR改性水泥乳化沥青砂浆配合比。然后测试了砂浆力学强度,利用扫描电镜(SEM)观测了砂浆的微观形貌,观察了水泥乳化沥青复合胶凝材料间相互工作特征和作用机理,进而分析了SBR分子对水泥乳化沥青复合胶凝材料性能改善机理。结果表明:SBR分子与乳化沥青颗粒发生交联作用,形成较为稳定的结构体系,提高胶浆的初始黏度,使胶浆能够保持较长时间的低黏度状态,有利于施工的进行;沥青乳液的掺量越多,砂浆力学强度越低,A/C为0.4时的SBR改性砂浆力学强度最优,相较于未改性砂浆28 d抗压强度和抗折强度分别提升了24.9%,14.3%;减水剂对未改性砂浆的力学强度具有明显改善效果,28 d抗压强度和抗折强分别提升了22.1%,17.4%;改性后的砂浆内部形成了由水泥水化产物与SBR改性乳化沥青交错联结的空间网状结构,界面处衔接致密连续,是黏度和力学性能提升的主要原因。

关键词：道路工程力学性能布氏黏度水泥乳化沥青丁苯橡胶