吉林大学学报(工学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (2): 460-465.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20170105

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纳米TiO2/CaCO3-玄武岩纤维复合改性沥青的路用性能

程永春, 毕海鹏, 马桂荣, 宫亚峰, 田振宏, 吕泽华, 徐志枢   

  1. 吉林大学 交通学院, 长春 130022
  • 收稿日期:2017-06-20 出版日期:2018-03-01 发布日期:2018-03-01
  • 通讯作者: 马桂荣(1972-),女,工程师. 研究方向:道路工程材料理论及应用. E-mail:magr@jlu.edu.cn
  • 作者简介:程永春(1961-),男,教授,博士生导师. 研究方向:道路工程材料理论及应用. E-mail:chengyc@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(516785271); 吉林省交通运输科技项目(2015-1-13); 吉林省科技发展计划项目(20160204008SF)

Pavement performance of nano materials-basalt fiber compound modified asphalt binder

CHENG Yong-chun, BI Hai-peng, MA Gui-rong, GONG Ya-feng, TIAN Zhen-hong, LYU Ze-hua, XU Zhi-shu   

  1. College of Transportation,Jilin University,Changchun 130022,China
  • Received:2017-06-20 Online:2018-03-01 Published:2018-03-01

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摘要： 为了同时改善沥青高温稳定性和低温抗裂性,本文选用纳米TiO2/CaCO3和玄武岩纤维对沥青进行复合改性。采用锥入度试验、软化点试验、延度试验、黏度试验、动态剪切流变试验以及低温弯曲蠕变试验对复合改性沥青的高温稳定性和低温抗裂性进行评价。结果表明:掺入纳米TiO2/CaCO3和玄武岩纤维可有效提升沥青的抗剪切强度和黏结力,增强高温抗永久变形能力;掺入纳米TiO2/CaCO3和玄武岩纤维后沥青低温延展性降低,在改性材料掺量较低时弯曲蠕变速率升高,低温应力松弛能力增强,改善了低温性能;同时掺入两种改性材料对于沥青性能的改善作用具有叠加效应,在沥青路面中进行应用有利于进一步提高其使用寿命。

关键词: 道路工程, 纳米TiO2/CaCO3, 玄武岩纤维, 高温性能, 低温性能, 复合改性沥青

Abstract: In order to improve both the high temperature stability and low temperature crack resistance of asphalt at the same time, nano materials and basalt fiber were used to modify the asphalt. the high temperature stability and low temperature crack resistance of the composite modified asphalt were evaluated by cone penetration test, softening point test, ductility test, viscosity test, dynamic shear rheological test and low temperature beam bending creep test. Results show that the incorporation of nano materials and basalt fibers can effectively improve the shear strength and cohesive force of asphalt and enhance the high temperature resistance to permanent deformation. The incorporation of nano materials and basalt fibers reduces the low-temperature ductility while increases the low temperature creep rate of asphalt. The low temperature stress relaxation ability of asphalt is also enhanced and low temperature performance is improved. The incorporation of two kinds of modified materials has a superposition effect on the improvement of the asphalt performance, and the application in construction of asphalt pavement is beneficial to further improve its service life.

Key words: road engineering, nano TiO2/CaCO3, basalt fiber, high temperature performance, low temperature performance, compound modified asphalt

中图分类号: 

  • U416.2
[1] 苏群,张奇,王大庆,等. 纳米材料改性沥青的研究状况和进展[J]. 黑龙江工程学院学报:自然科学版,2012,26(2):1-3.
Su Qun, Zhang Qi, Wang Da-qing, et al. Review on nanometer modified asphalt [J]. Journal of Heilongjiang Institute of Technology(Natural Science), 2012, 26(2): 1-3.
[2] 张厚记,胡曙光. 碱性矿物纤维增强沥青混合料的研究[J]. 武汉理工大学学报,2006,28(4):31-34.
Zhang Hou-ji, Hu Shu-guang. Research on alkaline mineral fiber reinforced asphalt mixtures[J]. Journal of Wuhan University of Technology, 2006, 28(4): 31-34.
[3] Shafabakhsh G, Mirabdolazimi S M, Sadeghnejad M. Evaluation the effect of nano-TiO 2 on the rutting and fatigue behavior of asphalt mixtures[J]. Construction and Building Materials, 2014, 54: 566-571.
[4] Shafabakhsh G H, Ani O J. Experimental investigation of effect of Nano TiO 2 /SiO 2 modified bitumen on the rutting and fatigue performance of asphalt mixtures containing steel slag aggregates[J]. Construction and Building Materials, 2015, 98: 692-702.
[5] Karahancer S S, Kiristi M, Terzi S, et al. Performance evaluation of nano-modified asphalt concrete[J]. Construction and Building Materials, 2014, 71: 283-288.
[6] 孙培,张洪亮,郭桂宏,等. 纳米复合改性沥青混合料路用性能研究[J]. 建筑材料学报,2016,19(4):672-677.
Sun Pei, Zhang Hong-liang, Guo Gui-hong, et al. Pavement performance of nano-composite modified asphalt mixture[J]. Journal of Building Materials, 2016, 19(4): 672-677.
[7] 孙璐,辛宪涛,王鸿遥,等. 纳米材料改性沥青路用结合料的性能[J]. 硅酸盐学报,2012,40(8):1095-1101.
Sun Lu, Xin Xian-tao, Wang Hong-yao, et al. Performance of nanomaterial modified asphalt as paving materials[J]. Journal of the Chinese Ceramic Society, 2012, 40(8): 1095-1101.
[8] 孙璐,辛宪涛,王鸿遥,等. 多维数多尺度纳米材料改性沥青的微观机理[J]. 硅酸盐学报,2012,40(10):1437-1447.
Sun Lu, Xin Xian-tao, Wang Hong-yao, et al. Microscopic mechanism of modified asphalt by multi-dimensional and multi-scale nanomaterial[J]. Journal of the Chinese Ceramic Society, 2012, 40(10): 1437-1447.
[9] 俞红光,熊锐,陈建荣,等. 玄武岩纤维沥青胶浆路用性能研究[J]. 公路,2013(10):179-183.
Yu Hong-guang, Xiong Rui, Chen Jian-rong, et al. Investigation on road performance of the basalt fiber modified asphalt binder[J]. Highway, 2013 (10): 179-183.
[10] 宋云祥,韦佑坡,李玉梅,等. 玄武岩纤维沥青胶浆的路用性能[J]. 公路交通科技,2012,29(8):15-19,24.
Song Yun-xiang, Wei You-po, Li Yu-mei, et al. Road performance of basalt fiber reinforced asphalt mastic[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2012, 29(8): 15-19,24.
[11] 郝孟辉,郝培文,杨黔,等. 玄武岩短切纤维改性沥青混合料路用性能分析[J]. 广西大学学报:自然科学版,2011, 36(1): 101-106.
Hao Meng-hui, Hao Pei-wen, Yang Qian, et al. Analysis on pavement performance of the short cut basalt fiber modified asphalt mixture[J]. Journal of Guangxi University(Nat Sci Ed), 2011, 36(1): 101-106.
[12] Fan Wen-xiao, Kang Hai-gui, Zheng Yuan-xun. Experimental study of pavement performance of basalt fiber modified asphalt mixture[J]. Journal of Southeast University (English Edition), 2010, 26(4): 614-617.
[13] 程永春,马慧莉,张鹏,等. 不同填料沥青胶浆物理力学性能试验[J]. 吉林大学学报:工学版,2014, 44(6): 1628-1632.
Cheng Yong-chun, Ma Hui-li, Zhang Peng,et al. Experimental study of physical and mechanical properties of asphalt mortars with different fillers[J]. Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), 2014, 44(6): 1628-1632.
[1] 李伊,刘黎萍,孙立军. 沥青面层不同深度车辙等效温度预估模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1703-1711.
[2] 臧国帅, 孙立军. 基于惰性弯沉点的刚性下卧层深度设置方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1037-1044.
[3] 念腾飞, 李萍, 林梅. 冻融循环下沥青特征官能团含量与流变参数灰熵分析及微观形貌[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1045-1054.
[4] 宫亚峰, 申杨凡, 谭国金, 韩春鹏, 何钰龙. 不同孔隙率下纤维土无侧限抗压强度[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 712-719.
[5] 张仰鹏, 魏海斌, 贾江坤, 陈昭. 季冻区组合冷阻层应用表现的数值评价[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 121-126.
[6] 季文玉, 李旺旺, 过民龙, 王珏. 预应力RPC-NC叠合梁挠度试验及计算方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 129-136.
[7] 马晔, 尼颖升, 徐栋, 刁波. 基于空间网格模型分析的体外预应力加固[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 137-147.
[8] 罗蓉, 曾哲, 张德润, 冯光乐, 董华均. 基于插板法膜压力模型的沥青混合料水稳定性评价[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1753-1759.
[9] 尼颖升, 马晔, 徐栋, 李金凯. 波纹钢腹板斜拉桥剪力滞效应空间网格分析方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1453-1464.
[10] 郑传峰, 马壮, 郭学东, 张婷, 吕丹, 秦泳. 矿粉宏细观特征耦合对沥青胶浆低温性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1465-1471.
[11] 于天来, 郑彬双, 李海生, 唐泽睿, 赵云鹏. 钢塑复合筋带挡土墙病害及成因[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(4): 1082-1093.
[12] 蔡氧, 付伟, 陶泽峰, 陈康为. 基于扩展有限元模型的土工布防荷载型反射裂缝影响分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 765-770.
[13] 刘寒冰, 张互助, 王静. 失水干燥对路基压实黏质土抗剪强度特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 446-451.
[14] 崔亚楠, 韩吉伟, 冯蕾, 李嘉迪, 王乐. 盐冻循环条件下改性沥青微细观结构[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 452-458.
[15] 王志臣, 郭乃胜, 赵颖华, 陈忠达. 基于细观力学的沥青胶浆动态剪切模量预测[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(2): 459-467.
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[1] 王文权, 商延赓, 李秀娟, 王春生, 张桂兰. 激光焊接650 MPa相变诱发塑性钢的组织与性能[J]. , 2012, 42(05): 1203 -1207 .
[2] 黄健康1, 何翠翠1, 2, 石玗1, 樊丁1. 铝/钢异种金属焊接接头界面Al-Fe金属间化合物生成及其热力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(4): 1037 -1041 .
[3] 徐涛, 刘光洁, 葛海潮, 张炜, 于征磊. 焊接热源局部坐标移动曲线路径建模方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2014, 44(6): 1704 -1709 .
[4] 骆海涛, 周维佳, 王洪光, 武加锋. 搅拌摩擦焊机器人典型工况下的受载分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2015, 45(3): 884 -891 .
[5] 杨悦, 周磊磊. 微弧氧化对铝合金搅拌摩擦焊缝耐蚀性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2016, 46(2): 511 -515 .
[6] 初亮, 孙成伟, 郭建华, 赵迪, 李文惠. 基于轮缸压力的制动能量回收评价方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 349 -354 .
[7] 何祥坤, 季学武, 杨恺明, 武健, 刘亚辉. 基于集成式线控液压制动系统的轮胎滑移率控制[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 364 -372 .
[8] 张天时, 宋东鉴, 高青, 王国华, 闫振敏, 宋薇. 电动汽车动力电池液体冷却系统构建及其工作过程仿真[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 387 -397 .
[9] 袁朝春, 张龙飞, 陈龙, 何友国, 范兴根. 基于路面辨识的主动避撞系统制动性能[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 407 -414 .
[10] 徐洪峰, 高霜霜, 郑启明, 章琨. 信号控制交叉口的复合动态车道管理方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 430 -439 .
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