橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能研究
沥青混合料及沥青砂浆的黏弹性能试验
沥青混合料及沥青砂浆的黏弹性能试验沥青路面设计理论近二十年来迅速发展的主要标志,一是层状体系理论和计算方法的深入研究,并将其成果应用到路面设计中;二是对路面材料进行深入研究,进一步揭示了其物理力学性质,为沥青路面设计提供了强度标准和参数[i]。
一般情况下,沥青混合料属于典型的黏弹性材料,其力学参数受时间和温度的影响较大,而采用单条件模量参数—抗压回弹模量显然不能真实反映路面材料的力学性能。
为了使沥青路面的设计参数更加符合路面结构的实际工作状态,需对沥青混合料进行黏弹性能试验,确定其黏弹性参数,继而应用其进行沥青路面设计。
考虑到沥青路面工作在较宽的时间和温度范围内,因此必须采用多种试验方法才能将考察的区域完全包含。
沥青混合料的黏弹性能试验主要分为以时间为变量的蠕变试验和松弛试验,以及以频率为变量的动态模量试验。
由于松弛试验对仪器设备要求较高,因此一般通过蠕变试验求得蠕变柔量,再根据蠕变柔量与松弛模量的关系进行变换求得松弛模量。
为此,本文将对沥青混合料及沥青砂浆进行蠕变试验和动态模量试验,得到其不同工况下黏弹性参数变化规律。
1 沥青混合料及沥青砂浆试件1.1 试验材料试验采用辽河AH-90#沥青,粗集料和石屑采用辽宁本溪的石灰岩,砂子和矿粉产地为辽宁辽阳。
沥青混合料选择三种级配类型,密级配AC-13、AC-16和间断级配SAC-16,按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)推荐的级配范围进行设计,级配组成见表 3.1。
由于本文细观研究的需要,分别采用与AC-13、AC-16沥青混合料中细集料( 2.36mm)比例相同的集料与沥青组成沥青砂浆,集料级配见表3.2。
1.2 最佳沥青用量的确定(1)沥青混合料沥青用量是影响沥青混合料性能的重要因素。
沥青混合料最佳沥青用量的确定方法主要有马歇尔试验方法和Superpave设计方法,前者属于经验性方法,其与后者相比,方法简单且易于掌握,因此目前应用较为广泛。
沥青混合料粘弹性本构模型与阻尼特性研究
沥青混合料粘弹性本构模型与阻尼特性研究高速公路的迅速发展使得沥青混合料在路面中的应用得以推广。
沥青混合料具有显著的粘弹特性,而以往研究中将沥青混合料简化成线弹性材料,与实际情况相差很大。
就沥青混合料的粘弹特性、本构关系出发去发掘材料本身的一些其它性能,如本文中研究的阻尼,能将更加科学合理地利用材料的优良特性,更好地为路面材料作出支持和贡献。
首先,为了更好地将沥青混合料作为阻尼材料进行研究对阻尼材料的特征和力学模型进行了研究分析以作铺垫,然后对沥青混合料的本构模型做了简介以及提出了测定沥青混合料阻尼参数值的两种方法:悬臂梁振动法及动态蠕变试验法,并给出相应计算方法。
随后,文章采用沥青混合料动态蠕变试验,利用能量法对试验结果滞回曲线进行图解,并用阻尼参数损耗因子表征阻尼特性。
研究发现,沥青混合料的阻尼随温度或频率的升高均呈现先增后减的规律,在温度20~60℃范围下其损耗因子
值在区间(0.040,0.090)浮动,在1~10Hz的频率之间沥青混合料的阻尼效果较好。
此外本文测定了CA砂浆的阻尼以作对比,分析发现CA砂浆在0.2~1Hz频率段与沥青混合料阻尼变化趋势相似,损耗因子值的范围为(0.090,0.110),而在5~25Hz频率段其阻尼效果迅速减弱,损耗因子值接近0.040。
接着本文用动态模量试验对沥青混合料阻尼特性加以验证,表明了各影响因素下的规律一致性,且沥青混合料在40℃左右可达到最佳阻尼值。
最后,本文为使用沥青混合料整个路面结构的阻尼研究踏出了探索的第一步,为更长远路面结构阻尼的分析提供了研究思路及方法,以及有限元软件的技术支
持。
沥青混和料的粘弹性疲劳本构模型的研究的开题报告
沥青混和料的粘弹性疲劳本构模型的研究的开题报告标题:沥青混和料的粘弹性疲劳本构模型的研究一、研究背景与意义随着交通运输的迅速发展,道路的建设和维护成为一个国家基础设施建设的重要分支。
作为道路的重要构成部分,沥青混合料的性能对道路的耐久性和使用寿命有着至关重要的影响。
而沥青混合料在不断地受到车辆荷载、气候环境等外界条件的作用下,难免会发生各种形式的疲劳损伤,这也就需要深入研究沥青混合料的疲劳性能及其本构关系。
在目前的学术研究中,沥青混合料的疲劳本构模型是一个重要的研究内容。
通过建立具有理论基础和实际应用价值的粘弹性疲劳本构模型,可以为沥青混合料的工程设计和材料选用提供更为科学的依据。
二、研究内容和方法1. 研究内容本研究的主要内容是:(1)沥青混合料疲劳本构模型的概述和分类,并结合国内外已有的相关研究成果,总结各种模型的适用范围及优缺点;(2)通过实验测试,获取不同种类的沥青混合料在不同温度和荷载条件下的疲劳试验数据,并进行分析和处理;(3)利用基于粘弹性理论的本构模型,建立沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型,并采用数值计算方法对其进行验证和优化。
2. 研究方法本研究采用实验测试和理论计算相结合的方法,具体步骤如下:(1)实验测试:选择不同种类的沥青混合料,分别进行疲劳试验,并测量不同温度下的弹性模量、剪切模量、疲劳寿命等指标;(2)数据分析:对实验测试数据进行分析和处理,研究沥青混合料的疲劳特性和规律;(3)本构模型建立:基于粘弹性理论,建立沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型,并通过结合实验测试数据对模型进行优化和验证;(4)数值计算:利用已建立的本构模型,开展数值计算实验,对实验数据和计算结果进行对比分析。
三、预期成果和意义通过本研究的实验测试和理论模型建立,可以获得以下预期成果:(1)根据粘弹性理论,建立沥青混合料的粘弹性疲劳本构模型,实现对其疲劳性能的预测和分析;(2)深入研究沥青混合料的疲劳性能及其本构关系,为道路工程设计和材料选用提供科学依据;(3)积累和整理沥青混合料疲劳试验数据,为相关领域的学术研究提供参考资料。
沥青混合料的黏弹性能
沥青混合料的黏弹性能沥青混合料具有依赖温度和荷载作用时间的黏弹性状,这种特性直接影响着路面的使用性能,尤其是高温车辙和低温开裂。
为了设计性能优越的沥青混合料以提高路面的使用寿命,国内外学者对沥青混合料的黏弹性能进行了大量研究。
沥青混合料的黏弹性参数是表征其黏弹性能的重要标志。
在早期的研究中,由于缺乏专门的设备来有效地测定和计算沥青混合料的黏弹性参数,常用图解法来预估其性能参数,即50年代中期Van der poel建立了估算各类沥青在较大范围温度和荷载作用时间条件下的劲度模量诺漠图[i]。
随着研究的深入及试验设备条件的提高,研究人员更多的采用试验方法来确定其黏弹性参数。
目前,试验方法主要分为:蠕变试验、松弛试验和动态模量试验[ii]。
为了更方便于工程应用及力学分析,一些学者开始将流变学理论应用于沥青混合料的黏弹性研究。
Monismith C.L.应用流变理论对沥青混合料的黏弹性能进行研究,证实可以用四参量黏弹性流体Burgers模型来模拟沥青混合料的黏弹性质[iii]。
Antoni Szydlo通过蠕变试验获得Burgers模型参数,应用有限元方法对路面车辙进行预估,分析结果得出其中两个参数值对沥青混合料的车辙深度起着至关重要的作用[iv]。
A.R.Abbas应用广义Maxwell模型表征沥青混合料的剪切性能,并用试验结果对模型适用性进行了验证[v]。
在国内,长沙理工大学郑健龙等人对沥青混合料黏弹性参数的研究较为深入。
1995年,郑健龙应用Burgers模型来描述沥青混合料的黏弹性动态特性,通过引入指数型损伤函数,提出了应用该模型分析沥青混合料疲劳过程的方法[vi]。
郑健龙(1996)通过裂缝梁纯弯曲试验来研究沥青混合料的延迟开裂性能,结果表明:沥青混合料具有黏弹性流体特征,裂缝在沥青混合料中的扩展表现出明显的黏弹塑性断裂特征,且证实研究沥青混合料断裂参数时,简单热流变材料的本构模型依然适用[vii]。
沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用
沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用大家好,今天我们来聊聊沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用。
我们要明白什么是粘弹力学。
粘弹力学是研究物体在外力作用下发生形变时所表现出的弹性和粘性的力学分支。
简单来说,就是研究物体在受到外力作用时,既能像弹簧一样发生弹性形变,又能像黏土一样发生塑性形变的性质。
接下来,我们来看看沥青这种材料。
沥青是一种由石油经过高温加工得到的半固体物质,主要由碳氢化合物组成。
它具有很好的抗拉强度、抗压强度和延展性,因此在道路建设中得到了广泛应用。
而沥青混合料则是由沥青、矿粉、细碎石和纤维等材料按一定比例混合而成的一种路面结构。
那么,沥青与沥青混合料的粘弹力学原理是什么呢?我们知道,物体在外力作用下发生形变时,会产生内应力。
当内应力达到一定程度时,物体就会发生破坏。
而沥青与沥青混合料的粘弹力学原理就是通过研究它们在受力过程中内应力的变化规律,来预测它们的破坏形式和破坏时间。
具体来说,沥青与沥青混合料的粘弹力学原理主要包括以下几个方面:1. 弹性阶段:当外力作用于沥青与沥青混合料时,它们会发生弹性形变。
在这个阶段,内应力主要是由于材料的内部分子间相互作用引起的。
随着外力的增大,内应力也随之增大,但当外力达到一定值时,内应力将趋于平衡状态,此时物体处于弹性状态。
2. 塑性阶段:当外力继续增大或达到一定值时,沥青与沥青混合料会发生塑性形变。
在这个阶段,内应力不仅与材料的内部分子间相互作用有关,还与外部载荷的方向和大小有关。
随着外力的增大和方向的改变,内应力的变化也会相应地发生变化。
3. 破坏阶段:当内应力达到一定程度时,沥青与沥青混合料会发生破坏。
破坏的形式有很多种,如剪切破坏、压溃破坏、疲劳破坏等。
这些破坏形式的发生与内应力的大小、分布以及材料的性质等因素密切相关。
了解了沥青与沥青混合料的粘弹力学原理后,我们就可以更好地应用于道路建设中。
例如,在设计道路时,我们可以根据材料的弹性模量、泊松比等参数来确定道路的结构形式和厚度;在施工过程中,我们可以通过监测材料的应变率等指标来控制施工质量;在维修养护时,我们可以通过调整交通流量等方式来减少对道路的损伤。
《Superpave沥青混合料动态黏弹性模型及约束试件温度应力试验研究》范文
《Superpave沥青混合料动态黏弹性模型及约束试件温度应力试验研究》篇一一、引言随着道路工程的发展,Superpave沥青混合料因其优异的性能被广泛应用于道路建设。
然而,在复杂的路况与多变的气候条件下,沥青混合料的性能表现受多种因素影响,尤其是其动态黏弹性特性和温度应力。
为了更准确地掌握Superpave沥青混合料的性能,本文将对其动态黏弹性模型及约束试件温度应力进行试验研究。
二、Superpave沥青混合料动态黏弹性模型1. 动态黏弹性模型概述沥青混合料的动态黏弹性模型是描述其力学性能的重要工具。
该模型能反映沥青混合料在受外力作用时,其应力与应变之间的动态关系以及材料在反复荷载作用下的变形恢复能力。
2. 模型建立与验证通过采用先进的流变仪对Superpave沥青混合料进行动态剪切流变测试,可以获取其动态剪切模量、相位角等关键参数。
根据测试结果,建立动态黏弹性模型,并利用实际路面的受力情况对模型进行验证和优化。
三、约束试件温度应力试验研究1. 试验设备与原理采用先进的应力控制式或应变控制式的疲劳试验机,通过设置不同的温度和加载条件,模拟道路在不同环境下的应力变化。
约束试件的制作需保证其尺寸精确、形状规则,以便于准确测量温度应力。
2. 试验过程与结果分析在不同温度条件下,对Superpave沥青混合料试件进行加载和卸载操作,记录其应力-时间曲线和应变-时间曲线。
通过分析这些曲线,可以得出沥青混合料在不同温度下的应力响应和变形特性。
同时,结合动态黏弹性模型,进一步研究温度对沥青混合料性能的影响。
四、结果与讨论1. 动态黏弹性模型的应用通过建立的动态黏弹性模型,可以预测Superpave沥青混合料在不同温度和荷载条件下的力学性能,为道路设计和施工提供理论依据。
此外,该模型还可以用于评估沥青混合料的老化性能和耐久性。
2. 约束试件温度应力的影响试验结果表明,温度变化对Superpave沥青混合料的应力响应和变形特性有显著影响。
沥青及沥青混合料粘流态力学行为试验研究与应用
蠕变试验的输入为恒定的应力
对于伯格斯模型,试件响应的蠕变应变为
-1),
得到这一模型中各个元件的力学参数,此处介绍一种比较实用的图解方 法。
如图所示,瞬时弹性应变ε 0可由记录曲 线直接读取。因此弹簧的弹性模量为
在这一模型中去掉瞬时弹性应变,则剩 余的应变为
在时间无限长时,有
θ 可以得到串联粘壶
式中, A、 B为正的材料参数。文献认为该模型克服了Burgers模型不
能反映沥青混合料“固结效应”的缺陷。其蠕变方程为
该研究采用的试验应力为0.2MPa,加载时间为3600s,根据试验曲 线,模型的5个参数即可采用有约束最优化方法来确定,设每个实测值
和计算值的误差为
式中, ε ′(t)为实测值,记全部实测值的误差平方和为
的粘度η 1为
在式( 弹簧的弹性模量为
,则延迟元件
为了得到延迟元件中粘壶的粘度,将式( 7-1)变形为
两边取对数,有
将上式左边对t绘图,将得到如图7-2所示对数坐标上的直线。记这一
直线的斜率为γ ,则
因此
应该指出的是,由于第六章第四节中介绍的延迟弹性和回复的时间 历程及其测定、非牛顿流动特性和零剪切应力测定技术等问题的存在, 串联粘壶粘度η 1的试验测定具有试验技术方面的难度。也有一些研究舍 弃了对于零剪切粘度问题的复杂研究,直接采用经验的方法予以处理。 例如,王后裕等认为,沥青混合料的粘性流动变形并不随荷载作用 时间的延长而无限增加,随着时间的推移,粘性流动变形的增量逐渐减 小,最终使粘性流动变形趋于一个稳定值,即产生所谓的“固结效应”。 该研究提出了一个如图7-3所示的改进Burgers模型,即“四单元五参 数”模型。在这一模型中, Maxwell模型中的粘壶粘度具有非线性,记 为
橡胶颗粒沥青混合料路用性能研究
橡胶颗粒沥青混合料 比普通的沥青混合料疲劳寿命 提高 3倍
以 上 ,说 明橡 胶 颗 粒 的 加 入 能 极 大 的提 高 沥 青 混 合 料 的疲 劳
温弯曲试验 时矿料之间受到挤压后能够发生较大 的弹性形变。
另 一 个 原 因 是橡 胶颗 粒 的加 入 对 混 合 料 低 温 抗 裂 性 能 有 很 大 影 响 。 由于 橡 胶 颗 粒 与 沥 青 发 生溶 胀 作 用 后 ,橡 胶结 构 与 沥 青 胶 质 结 构 不一 致 , 因此 存 在 细 微 的 空 穴 ,空 穴 受 到 应 力 的 作 用 后 拉 伸 橡 胶颗 料 ,使 得 橡 胶 颗 料 能 够 吸 收 大 量 应 力 的 能 力 ,从 而 使 橡 胶 颗 粒 沥 青 混 合 料 的抗 冲 击 能 力 和 变 形 性 能得 以提 高 , 进 而 增 加 橡 胶 颗 料 沥 青 混 合 料 的低 温 抗 裂 性 能 。 四 、 抗 滑 性 能 研 究
参 考 文 献
【 1 】方祖欣 ,杨人凤 ,李赛等. 橡胶 沥青混合料 A R— A c1 3与
RS MA1 3 对 比研 究 【 『 1 . 中 国公 路 ,2 0 1 1 ,( 8 ) :1 0 0 — 1 0 1 .
[ 2 ]吕文姝 ,王金勤 ,蔺习雄等. 不 同基质沥青对橡胶 沥青 的 性 能影 响【 I 1 . 石油沥青 ,2 0 1 3 ,( 1 ) :1 7 — 2 1 .
I
四 、结 论
管段 升降机 :将 A甲板 横向传 送装 簧上的 海管 传送 到主 甲板
目前 , 我 国 海 底 管 道 的铺 设 , 受技 术 和 装 备 相 对 落 后 的 影 响 ,铺 设 水 深 都 局 限于 浅 水 段 。这 严 重 影 响 着 我 国深 水 海 洋 工 程 项 目的 开 发 。但 随 着 我 国首 条 深 水铺 管 船 , “ 海 洋 石 油 2 01 ” 的建 成 投 产 ,它 将 填 补 我 国在 深 水 铺 管 装 备 领 域 的 空 白 ,并 将 缩小 我 国 与 发 达 国家 在 深 水 铺 管 技 术 上 的 差 距 。 其 全 球 领 先 的 总体 技 术 水 平 和 综 合 作 业 能 力 , 也 将在 海 洋 工 程建造与安装方面起着举足轻重的作用 。 参 考 文 献
橡胶沥青混合料性能研究
油 石 比高所 造成 的 。
1 1
定 度符 合技 术要 求 , 比普通 沥青 、B 但 S S改 性沥青 混
● ● ● ●
7
2
8
4
O
7
2
5
●
8
1
3 2 水稳定 性 .
●
4
5
合 料 的马 歇尔稳 定度低 。这 主要是 由于橡 胶沥 青混
1 7 .1 o. 94
93 3 . 9 7 0. 92 2 . 96 o . 87 .1
9 4 0.
橡胶
沥 青
方案二
方 案三 方 案 四
4 8.3 32
●
3
●
3
●
12 .9
4 Z
6 O
9 1
9 2
2 4
料 为湖 南 宁乡大 云碎石 场 生产 的石 灰石石 屑 。矿粉
为 石灰 石矿 粉 。各集料 的密度 见表 2 。
表 2 集 料 密 度
利用 废轮 胎粉 生产 橡胶 改性沥 青 , 用 于道路 工 程 , 应
不仅 能节 约能 源 、 护环境 , 且能 显著 地提 高路 面 保 而 的使 用性 能 。
摘要 : 针对不 同沥青品种 、 同级 配的橡胶 沥青混合料 , 不 进行使 用性能对 比试验 , 出了橡胶 得
沥 青 混合 料 的 主 要 优 点 , 对 D mi+ 橡 胶 粉 复合 改 性 沥 青 混 合 料 的性 能 进 行 研 究 , 橡 胶 沥 青 并 o x 为
混合 料 的 应 用及 其 级 配优 化 提 供 技 术参 考 。 关 键 词 : 路 ; 胶 沥青 混合 料 ;级 配 ; 用 性 能 公 橡 路 中 图 分 类 号 : 1 . 1 U4 6 2 7 文献标志码 : A 文章 编 号 :6 1 2 6 (0 10 -0 9 —0 1 7 — 6 8 2 1 )4 0 7 3
橡胶颗粒对SMA沥青混合料性能的影响研究
第19卷 第94期 交 通 节 能 与 环 保Vol.19 No.2 2023年04月 Transport Energy Conservation & Environmental Protection April. 2023doi: 10.3969/j.issn.1673-6478.2023.02.032橡胶颗粒对SMA 沥青混合料性能的影响研究刘曾倩 1,吴海涛2,朱仕卿1(1. 中国市政工程中南设计研究总院有限公司,湖北 武汉 430010;2. 昆山市交通运输局,江苏 昆山 215300) 摘要:为进一步揭示橡胶颗粒对SMA 沥青混合料性能改善的效果,本文对橡胶颗粒的技术性能进行了分析。
为保证橡胶颗粒与沥青混合料良好的嵌挤作用,对SMA 沥青混合料进行了专门的级配和配合比设计,主要取消了原级配中2.36~4.75mm 粒径。
对不同橡胶颗粒掺量(0,1%,2%,3%)下的改性沥青混合料的油石比、空隙率、稳定度、动稳定度等指标进行了试验,在铺筑的试验路段上对橡胶沥青混合料的减振、降噪特性和路用性能进行了现场测试。
研究结果表明,R-SMA 沥青混合料较普通的SMA 沥青混合料可降低噪音2~6dB (A )。
当橡胶颗粒的掺量在1%~3%时,R-SMA 沥青混合料的动稳定度、水稳性等指标提高了30%~70%,性能改善显著。
关键词:路面材料;橡胶颗粒;干拌法;改性沥青;SMA ;降噪 中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1673-6478(2023)02-0173-04Study on the Effect of Rubber Particles on the Performance of SMA Asphalt MixtureLIU Zengqian 1, WU Haitao 2, ZHU Shiqing 1(1. Central and Southern China Municipal Engineering Design and Research Institute Co., Ltd., Wuhan Hubei430010, China; 2. Kunshan Transportation Bureau, Kunshan Jiangsu 215300, China)Abstract: In order to further reveal the effect of rubber particles on improving the performance of SMA asphalt mixture, this paper analyzes the technical properties of rubber particles. In order to ensure a good intercalation effect between rubber particles and asphalt mixture, a special grading and mix design has been carried out for SMA asphalt mixture, mainly eliminating the original grading of 2.36~4.75mm particle size. Tests were conducted on the asphalt stone ratio, void ratio, stability, dynamic stability, and other indicators of modified asphalt mixtures with different rubber particle content (0, 1%, 2%, 3%). Field tests were conducted on the vibration reduction, noise reduction, and road performance of the rubber asphalt mixture on the paved test road section. The research results show that R-SMA asphalt mixture can reduce noise by 2 to 6 dB (A) compared to ordinary SMA asphalt mixture. When the content of rubber particles is 1%~3%, the dynamic stability and water stability of R-SMA asphalt mixture are improved by 30%~70%, and the performance is significantly improved. Key words: pavement materials; rubber particles; dry mixing method; modified asphalt; SMA; noise reduction0 引言交通噪声已经成为城市主要污染源之一,将低噪声路面应用于城市快速干道无疑有益于生态环境,将收稿日期:2023-03-01作者简介:刘曾倩(1980-),女,湖北恩施人,本科,高级工程师,从事市政道路设计工作.()大量废旧轮胎研磨的橡胶应用于路面对于环保具有积极意义。
橡胶沥青的研究与应用
橡胶沥青的研究与应用橡胶沥青是一种由橡胶颗粒与沥青混合而成的复合材料,具有优越的性能和广泛的应用。
近年来,随着人们对环境保护和可持续发展的重视,橡胶沥青得到了越来越广泛的研究与应用。
首先,橡胶沥青具有较好的弹性和断裂韧性。
橡胶颗粒的添加可以提高沥青的韧性和弯曲性能,从而减少沥青层的龟裂和疲劳损伤。
此外,橡胶颗粒还可以吸收和分散路面振动,降低噪音和提高驾驶舒适度。
其次,橡胶沥青还具有较好的耐老化性能。
橡胶颗粒可以有效地抑制沥青的氧化和老化,延长路面的使用寿命。
研究表明,添加适量的橡胶颗粒可以显著提高沥青的稳定性和抗老化性能。
此外,橡胶沥青还具有优良的抗水性能。
由于橡胶颗粒的特殊结构,橡胶沥青具有较强的抗水渗透和抗水腐蚀能力。
在湿地区或多雨季节,橡胶沥青可以提供良好的防水保护,减少路面渗水和损坏。
在实际应用中,橡胶沥青已经广泛应用于道路建设和养护领域。
橡胶沥青的施工和养护工艺与传统的沥青路面相似,但需要注意橡胶颗粒的添加量和搅拌工艺。
同时,橡胶沥青的应用还需要充分考虑当地的气候条件、交通负荷和经济成本等方面的因素。
除了道路建设和养护,橡胶沥青还可以应用于其他领域。
例如,将橡胶沥青用于跑道和运动场地的建设,可以提供较好的弹性和缓冲性能,降低运动伤害。
此外,橡胶沥青还可以应用于防水工程、航天领域和环保工程等领域。
然而,橡胶沥青的研究还存在一些问题和挑战。
首先,橡胶颗粒的添加量和分散效果对沥青性能的影响仍需进一步研究和优化。
其次,橡胶沥青的价格相对较高,需要进一步降低生产成本和提高经济效益。
此外,橡胶沥青的长期性能和环境影响也需要进行更多的研究和评估。
综上所述,橡胶沥青是一种具有优越性能和广泛应用前景的复合材料。
随着对环境保护和可持续发展的要求日益增强,橡胶沥青的研究和应用将会得到进一步推广和发展。
同时,我们还需要加强相关研究,解决橡胶沥青应用中存在的问题和挑战,为实现更加绿色、安全和可持续的交通建设做出贡献。
橡胶改性沥青混合料性能及应用研究
橡胶改性沥青混合料性能及应用研究【摘要】本文研究了橡胶改性沥青混合料的性能及应用。
在介绍了研究背景、研究目的和研究意义。
在首先阐述了橡胶改性沥青的制备方法,然后对其性能进行测试和分析,接着探讨了混合料的应用研究以及在道路工程中的应用情况。
最后对橡胶改性沥青混合料的未来发展方向进行了展望。
结论部分总结了橡胶改性沥青混合料具有优越性能,在道路工程中有广泛应用前景,并指出本研究对橡胶改性沥青混合料的应用和发展有一定的指导意义。
通过本研究,可以更好地了解橡胶改性沥青混合料的特性和优势,为未来道路工程建设提供支持和指导。
【关键词】橡胶改性沥青混合料、性能、应用研究、道路工程、制备方法、测试分析、发展方向、优越性能、广泛应用、指导意义。
1. 引言1.1 研究背景橡胶改性沥青混合料是通过将废旧橡胶粉末与沥青进行混合,通过热稳定处理获得的一种新型路面材料。
橡胶的加入可以有效改善沥青的性能,提高路面耐久性和减少裂缝的生成,同时还可以回收利用废旧橡胶资源,达到环保的效果。
目前,国内外关于橡胶改性沥青混合料的研究还处于起步阶段,对其性能、制备技术和应用仍有待进一步探讨。
本研究旨在深入分析橡胶改性沥青混合料的性能及应用,为其在道路工程中的推广和应用提供科学依据,促进该新型路面材料的发展和应用。
1.2 研究目的研究目的是通过对橡胶改性沥青混合料性能及应用进行深入研究,探讨其在道路工程中的可行性和优越性,为提高道路建设质量和降低维护成本提供科学依据。
具体包括以下几个方面的研究目的:1. 研究橡胶改性沥青混合料的制备方法,探讨不同改性方法对混合料性能的影响,为制备高性能的沥青混合料提供技术支持。
2. 分析橡胶改性沥青混合料的性能特点,包括抗裂性、抗老化性、耐磨性等指标,为评价混合料的优劣提供参考。
3. 研究橡胶改性沥青混合料在道路工程中的应用情况,探讨其在不同气候和交通量条件下的性能表现,为其在实际工程中的应用提供技术支持。
橡胶粉改性沥青混合料力学性能试验研究
关键 词 : 橡胶粉; 沥青混合料; 小梁弯曲试验; 半圆弯拉试验
Ex rm e a t d n M e h ni a o r is o b e wd r pe i nt IS u y o c a c lPr pe te f Ru b r Po e M o fe p l i t r di d As ha tM x u e i
K e r s: r b e o e ; a p atmit r ; b a b n ig ts ; s micrua lxbl y ts y wo d u b rp wd r sh l xue e m e dn et e -ic lrf iit e t e i
随着 我 国 国民经济 的快 速发 展 和 人 民生 活 水 平 的提 高 , 路 建 设 呈 现 飞 速 发展 的趋 势 。截 至 2 1 公 00年
学性能对试验温度敏感 , 当试验温度升高时 , 该材料会变软, 此时材料的强度与刚度就会降低 ;) 3 粘弹性材料 具有 蠕变 与松 弛现 象 。 评价沥青混合料的抗拉强度的试验有小梁弯 曲试验、 劈裂试验等 , 此外还有半圆弯拉试验 。半 圆弯拉试 验(C ) S B 最初应用于岩石力学领域 , 后来引进来评价沥青混合料 的抗拉性能[ 。采用半圆弯拉试验和小梁 5 3 弯曲试验进行胶粉沥青混合料抗拉性能的研究并将这两种方法进行对 比。
收 稿 日期 :0 20 —1 2 1-21. 作者简介 : 曹 利( 9 9) 工程师. - i t t @1 3 cm 16 一 , E mal lc 6.o :j l
1 试 验 设 计
1 1 混 合料 参数 .
采用石料 为玄 武岩 , 级配 为 A 3 油 石 比为 5 5的胶 粉改性 沥青 混合 料进行 试验 。试验 仪器 为 @1 , . WD IO 型微机 控制 电子万 能试 验机 , W-O A 采用 三点 弯 曲夹具 , 验 温度 为 2 试 0℃。
橡胶改性沥青混合料性能及应用研究
橡胶改性沥青混合料性能及应用研究橡胶改性沥青混合料是一种通过在沥青中加入橡胶粉、颗粒、碎片等物质,从而增加沥青的黏着性和弹性的沥青混合料。
它被广泛应用于公路、机场跑道和停车场等道路工程中,可改善路面耐久性、提高水密性、防水性、减少路面噪音和提高路面抗裂性等性能。
一、性能研究1.材料特性使用橡胶改性剂可以提高混合料的抗老化性和安全性,可以防止路面表面形成裂缝和泛油等现象。
橡胶颗粒的表面会形成一种天然润滑剂,在路面行驶时,能减少轮胎与路面之间的摩擦力,从而减少轮胎的磨损和耗油量。
2.物理性能橡胶改性沥青混合料具有较高的粘附性、弹性和韧性。
经过试验,结果表明,加入橡胶颗粒的混合料的韧性、弹性模量和软化点有所增加,同时还能提高混合料的耐水性和抗磨性。
3.抗裂性橡胶改性沥青混合料具有较高的抗裂性,可以有效地防止路面裂缝的产生。
橡胶颗粒的弹性模量和形状使得混合料在承受荷载时有更好的分散和分布,同时也可以缓解路面的应力集中,从而提高了路面的抗裂性。
4.防水性5.耐磨性橡胶改性沥青混合料具有比传统沥青混合料更好的耐磨性。
因为橡胶颗粒可以提高混合料的强度和耐磨性,同时也可以减少车辆行驶时的摩擦力和噪音。
二、应用研究1.生产工艺研究生产工艺是影响橡胶改性沥青混合料品质的关键因素之一。
通过控制工厂工艺,可以确保生产出优质的混合料。
2.路面应用研究路面应用研究是通过在实际道路工程中使用橡胶改性沥青混合料,检测和评估路面性能,如耐久性、抗裂性、防水性、减少噪音等。
3.混合料成分和比例研究混合料成分和比例也是影响混合料品质的另一个重要因素。
通过调整橡胶改性剂的种类、颗粒大小和比例等,可以提高混合料的性能和耐久性。
4.环保性研究橡胶改性沥青混合料的应用,可以减少非常规污染物的排放,如用过的轮胎和其它橡胶制品等,有利于环保。
此外,橡胶改性沥青混合料还可以大大延长路面使用寿命,减少对环境的破坏。
三、结论橡胶改性沥青混合料具有抗老化、安全、物理性能好、防水性好、抗裂性强、耐磨性好和环保等优点。
沥青-橡胶结合料在SMA混合料中的性能研究
沥青-橡胶结合料在SMA混合料中的性能研究摘要:本研究结合SMA沥青混合料技术以及橡胶沥青技术,提出在SMA混合料中加入沥青-橡胶结合料,通过室内相关试验的研究分析,探究SMA混合料的性能变化。
试验结果表明,沥青-橡胶结合料应用于SMA混合料可以得到成本低、综合性能良好的路面材料。
关键词:沥青-橡胶结合料;SMA沥青混合料;1 引言我国大部分地区夏季气温较高,铺筑SMA路面必须采用粘度较高的改性沥青,并且沥青用量较大,同时还需要添加纤维稳定剂,这样使路面成本大为提高。
如果能够采用一种性能良好、成本低廉的沥青胶结料来代替SBS改性沥青,在保证良好的使用性能的前提下,实现降低建设成本的目的,将会获得良好的社会经济效益。
在废旧轮胎中,含有大量SBR、天然橡胶、炭黑、抗氧化剂等有益于改善沥青性能的材料。
在基质沥青中加入橡胶屑进行共混改性后得到的沥青-橡胶结合料,具有良好的抗疲劳、抗低温、抗反射裂缝、抗水损害的能力[1]。
若将沥青-橡胶结合料应用于SMA混合料中得到综合性能良好、低造价的路面材料,对节约建筑材料、降低工程造价、减少处理废旧轮胎造成的环境污染将具有极大的现实意义。
2 原材料技术性质2.1 沥青-橡胶结合料的性能分析沥青-橡胶结合料是由基质沥青、废旧轮胎橡胶屑和某些添加剂掺和而成的混合物,其中至少有混合物总重量15%的橡胶成分。
沥青-橡胶结合料只有在橡胶屑用量较大的状态下才能显示出它的优势,橡胶屑的用量通常在15%~22%之间。
从表1可以看出,橡胶屑的含量为结合料总量的15%及18%时,现场采用的沥青-橡胶结合料均满足规范的技术要求。
对比SBS改性沥青软化点的规范要求(不小于60℃)及考虑SMA高温稳定性,采用橡胶屑占结合料总量18%的沥青-橡胶结合料可满足SMA混合料使用要求。
2.2 矿料试验本研究所采用的集料为海南玄武岩,集料粒径规格分别为10~15mm、5~10mm、3~5mm和机制砂0~3mm。
橡胶沥青及其混合料路用性能探析
城市
P onx h e i T co usn S ca n o a rme t
年份
19 90 18 99 l9 9 3
减噪效果
1d OB 67 B .d 77 5 1 B .- .d
加 利 福 尼 亚
Orn e a g
L sAn ee o g ls
l9 92
O3 .O O3 .5 04 .0 04 .5
0 1 .5 02 .0 02 .0
O1 .0 O1 .5 02 .0 02 .0
1 橡胶 沥青 及其 混合 料的优 点
() 1橡胶沥青及其 混合料 有较高粘度, 不易析漏或泛油, 提高 路面
的 抗 老 化性 能 。
19 9 1
35B —d
37B —d
SnD eo a i g 德 克萨斯 俄勒根 SnA t i a n no o C ra i o ls v l
19 98 19 92 19 94
项 目正在进行 未提供数据 为提供数据
路面外观 的质量控制属于路面建设 的后 期控制程 序, 公路外观美不 仅 仅 是 表 面 工 程 , 且 也 是 整 体 工 程 的反 应 , 此 , 加 强 对 路 面 外 观 的 而 因 要
AR M— G+ AM1 H G S
善基质沥青 , 另一方面达 到橡胶 与沥青 充分 复合的效果。橡胶沥 青中橡 胶粉 的含量在 1%以上, 8 熔胀反应后 , 橡胶颗粒 的体积比重在 3 ~ 0 O 4 %左
右, 胶结料和混合料都能显著表现出橡胶的物理 、 力学 、 化学性能。
0. 0 1
() 2 橡胶沥青及其混合 料在高温下有较 大的弹性和 弹性恢 复性 能, 改善了路面抗变形 能力和抗疲劳开裂的性 能, 提高 了路面的耐久性。 () 3 橡胶沥青及其混合 料的使用属于材 料循环利用 , 这有利 于环境 保 护 , 约 自然 资源 , 节 改善 人 类 的 生 存 环 境 。 () 4 降低噪音, 与水泥路面及其它改性沥青 比较 , 橡胶沥青及其混合 料在降噪音 方面功效 显著 。( 见表 1 )
沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用
沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用文档下载说明Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document 沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用 can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!沥青混合料是路面铺设的重要材料,其性能直接影响到路面的使用寿命和运行安全。
在沥青混合料中,沥青起着胶结剂的作用,能够将石料粘合在一起形成坚固的路面结构。
在沥青与沥青混合料的研究中,粘弹力学是一个重要的研究方向,它通过对沥青和混合料的粘弹性能进行研究,能够帮助我们更好地理解其性能特点,优化混合料的配合比和施工工艺,提高路面的耐久性和安全性。
废旧橡胶颗粒改性SMA沥青混合料性能的研究
为 了避 免橡 胶 颗粒 对 混 合料 骨 架结 构 的干 涉 , 橡 胶 颗粒 的尺 寸 不 能 太 大 ,不 宜 超 过47 m . m。为 5 了不影 响混 合料 的粘 聚力—— 由细集料 与沥 青形 成 的胶浆 承担 ,添加 的橡 胶颗 粒也不 宜太 细 。因此 选 择 23 m 47 m . m一 .5 m的橡 胶颗 粒作 为 细集 料 ,以利 于 6 主骨 架充分 嵌挤 。 橡 胶颗粒掺 人到沥青 混合料 中 ,掺量通 常在 1 %
表 1 S S 性 沥 青技 术 指 标 B 改
技 术 指 标 针 入 度 (5c) 2q x ./ m O1r a 测 试 值 6 1 软 化 点 / ℃ 7 9 延 度 (℃) 弹 性 恢 复 率 5 /m c 4 1 ( %) 9 7
橡 胶 颗 粒 弹 性 模 量 小 .弹 性 模 量 只 有 7 a MP ~
水 稳 性 。 为 此 ,本 文 研 究 选 定 S 一 1 的 级 配 。 MA 3
12 级 配 调 整 .
22 .
毛体积密度/ / ) (c gm
表观密度/ / 3 (e ) gm
细 集 料
2 4 .2 8
2 1 .O 7
2 8 .2 6 27 0 .2 11 2 .5
H ha Eg er 道路工程 iw V ni e g 口 n i n
然 而 以往 成功 的案例 主要 是废橡 胶粉 的湿 法改 性 。废橡 胶粉 的干 法改性 始终 是一个 难点 。干 法与 湿 法 相 比具 有 生 产工 艺 简 单 、橡 胶 粉 掺 量 大 的特 点 。但 废 旧橡 胶 颗 粒改 性 沥 青 } 料 一 般 难 于压 昆合 实 .或 压实后 出现 体积膨 胀 ,完工后 的大部分 试验 路 段 出现 了松 散 、剥 落等 早 期 病 害 .2 11 _。其 原 因 主 要 是 干法 中 的橡胶 颗粒 一般 得不 到充分 溶胀 ,橡胶 颗 粒的工后膨胀 ,以及 沥青混合料级配设 计不合理 。
橡胶沥青性能规律的试验研究
橡胶沥青性能规律的试验研究橡胶沥青是一种由橡胶粉、沥青和一些添加剂混合而成的复合材料,具有良好的弹性和粘结性能。
为了研究橡胶沥青的性能规律,可以进行以下试验研究。
首先,可以进行橡胶沥青的物理性能测试。
物理性能测试可以包括粘度测定、密度测定、软化点测定和粘结力测定等。
粘度测定可以通过旋转黏度计进行,以评估橡胶沥青的流动性和黏度。
密度测定可通过测量橡胶沥青的质量和体积来进行。
软化点测定可通过球和环软化点试验或针入度试验来确定。
粘结力测定可通过剪切测试或粘结强度测试等方法来进行。
其次,可以进行橡胶沥青的力学性能测试。
力学性能测试可以包括弹性模量测试、抗拉强度测试和断裂伸长率测试等。
弹性模量测试可以通过动态剪切测试来进行,以评估橡胶沥青的弹性模量。
抗拉强度测试可通过拉伸试验来测定,以评估橡胶沥青的抗拉强度。
断裂伸长率测试可以通过拉伸试验来测定,以评估橡胶沥青的延展性。
另外,可以进行橡胶沥青的耐老化性能测试。
耐老化性能测试可以包括热稳定性测试和紫外光照老化测试等。
热稳定性测试可以通过恒温恒压老化试验来进行,以评估橡胶沥青的热稳定性。
紫外光照老化测试可以通过曝光试验来进行,以评估橡胶沥青的抗紫外光老化性能。
最后,可以进行橡胶沥青的耐水性能测试。
耐水性能测试可以包括测定橡胶沥青在水中的稳定性和耐水渗透性等。
稳定性测试可以通过浸泡试验来进行,以评估橡胶沥青在水中的稳定性。
耐水渗透性测试可以通过渗透试验来进行,以评估橡胶沥青的耐水渗透性能。
综上所述,橡胶沥青的性能规律可以通过物理性能、力学性能、耐老化性能和耐水性能等方面的试验研究来探究。
这些试验研究可以为橡胶沥青的实际应用提供科学依据和技术支持。
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从表 3 ( 第4 5页 ) 可 以发 现 , 随着 橡 胶颗 粒掺 量
的增加 , 沥青混合料的最佳沥青用量增大 , 毛体积密 度和 马歇 尔稳定 度减 小 。橡 胶 颗粒 与沥青 间存 在溶 胀作用,橡胶颗粒的掺入会 吸收更多的沥青而 自身
收稿 日期 : 2 0 1 2 — 0 4 — 2 4 ; 修回 日期 : 2 0 1 2 — 1 0 — 1 1 作者简介 : 王志臣( 1 9 8 7 一 ) , 男, 黑龙江鹤 岗人 , 助理工程师 , 工学硕士 , 2 0 0 9年毕业于东北林业 大学土木工程 ( 交通 土
建) 专业 , 2 0 1 1 年毕业于大连海事大学道路与铁道工程专业 ;
孟祥竹 ( 1 9 8 6 一 ) , 男, 湖北荆 I ' 1 人, 讲师 , 工学 硕士 , 2 0 0 8 年毕业 于沈 阳建筑 大学 土木工程专业 , 2 0 1 1 年毕业
于大连海事 大学道路与铁道工程专业 。
明,外掺法 的连续级配橡胶颗粒沥青混合料具有较
好 的减振 效果 。周纯 秀等认 为 由于橡 胶颗粒 的加 入改 变 了沥青路 面 的变形 特性 以及路 面 与冰雪 间的
( J T G E 2 0 _ _ 2 O 1 1 ) 要求进行 , 试验结果如表 3 所示 。
表 1 橡胶颗粒沥青混合料级配组成
I 1 0 0 l 9 9 . 3 l 9 2 . 4 8 l 1 l 3 9 . 2 l 2 5 . 7 l 2 1 . 5 l 1 7 . 8 l 1 4 . 5 J 1 1 . 4 l 9 . 3 l
表 2 橡胶颗粒技术指标 粒径 m m
Байду номын сангаас
2 0 1 3 年第 1 期
王志 臣, 等: 橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能研 究
2 蠕 变性 能试验
・ 4 5 ・
发生溶胀 , 使得沥青混合料的最佳沥青用量增大 ; 与 集料相 比橡胶颗粒的密度较小 ,掺入后使得沥青混 合料的毛体积密度减小 ;稳定度逐渐减小是由于橡 胶颗粒 的加入使得混合料 内部 的接触状态发生改 变, 由“ 石料一石料” 接触部分转变为“ 石料一橡胶颗 粒~石料” 接触 , 在橡胶颗粒的高弹特性 的影响下 ,
颗 粒沥 青混 合料 的 降噪减振 特性 进行 研究 ,结 果表
1 橡胶 颗 粒沥 青混 合料设 计 本研 究采 用 的沥 青 混合 料 级 配 组 成 见 表 1 , 橡 胶颗 粒技 术参 数见 表 2 。外 掺法 加 入 的橡胶 颗 粒掺 量分别 为 0 %、 2 %、 4 %( 占沥青 混合料 总 质 量) 。马歇 尔试 验按 照《 公 路工 程沥青 及 沥青混 合料试 验 规程 》
2 . 3 6
表 观密度 绍尔 A型硬度 弹性模量 g / e a r 度 MP a
1 . 1 4 0 5 7 1 0 . 8
黏附性
V
已得到较好的验证 ,然而对于夏季高温下该种沥青 混合料的黏弹特性 、橡胶颗粒与混合料间的黏结性 能 有待考 究 ,将 黏弹性 能作 为标 准来 确定合 理 的橡 胶颗粒掺量仍需一些基础性的探索。 为此 , 本文采用 蠕变性能试验和动态模量试验来研究其常温、高温
接触状态 , 在橡胶颗粒周围出现应力集中、 冰雪层与 路面变形的不协调以及界面黏结强度降低的共 同作 用, 使得该种路面具有除冰雪的特性 , 并通过试验路 进行 了验 证[ 5 - 6 ] 。
橡胶 颗粒 沥青 混合 料 的降噪减 震 和除冰 雪性 能
I 1 9 I 1 6 l 1 3 . 2 l 9 . 5 l 4 . 7 5 l 2 . 3 6 l 1 . 1 8 l 0 . 6 l 0 . 3 1 0 . 1 5 l 0 . 0 7 5 I
第1 期( 总第2 2 0 期)
2 0 1 — 年 2
山西交通科技
S HA N Ⅺ S C I E N C E& T E CHN oLoGY o f C oMMUN I C AT I ON S
N o . 1
F e b .
橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能研究
王志 臣 , 孟祥竹
0 引言
下 橡胶 颗粒 沥青 混合料 的黏 弹性 能 ,分析橡 胶颗 粒
掺量对其黏弹性能的影响 ,确定合理的橡胶颗粒掺
量。
橡胶颗粒沥青混合料由废旧橡胶轮胎破碎成的 橡胶颗粒 ,以骨料 的形式直接添加于沥青混合料 中 而 成 ,近年来 由于其 优越 的降 噪减震 和 除冰雪 特性 而备受关注 , 并已在我 国北方地区投入使用【 。 高 明 星等利 用动 态模量 和 噪音信 号采 集对 橡胶
( 1 . 山西省交通科学研 究院 黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验 室, 山西 太原 2 . 辽 宁省 交通 高等 专科 学校 , 辽 宁 沈 阳 1 1 0 1 2 2 ) 0 3 0 0 0 6 ;
摘要 : 为了 研 究橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能, 对不 同温度 下 3 种橡胶颗粒掺 量的沥青 混合料 进 行 了蠕 变性能试 验和 动 态模 量 试验 , 采用 B u r g e r s 模 型表 征 橡胶 颗 粒 沥青混 合料 的黏 弹性能, 分析 了温度和橡胶颗粒掺量对于沥青混合料黏弹性能的影响。结果表 明: 随着温度 的 升高和橡胶颗粒掺量的增加 , 蠕变变形量逐渐增大, 2 % 橡胶颗粒掺量下沥青混合料的常、 高温 稳定性较好 , 6 0℃下 4 % 橡胶颗粒掺量的沥青混合料 出现严重的蠕变损伤现象。沥青混合料的 动态模量随着橡胶颗粒掺量的增大而降低 , 掺量为 2 % 后继续提 高橡胶颗粒掺量对动态模量影
响较 小。综合 上述 因素 , 确 定合理 的橡胶 颗 粒掺 量为 2 %。 关键 词 : 橡胶 ; 颗粒 ; 黏 弹性 ; B u r g e r s 模型 ; 蠕变; 动态; 模 量 中图分类 号 : U 4 1 4 文献标 识码 : A 文章编 号 : 1 0 0 6 — 3 5 2 8 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 4 4 - 0 3