旧水泥路面加铺玄武岩纤维增强型超粘精罩面的应用研究

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旧水泥路面预防性养护措施中,直接加铺沥青薄层罩面短期内易出现反射裂缝,而增厚沥青加铺层外加防裂结构层的加铺层结构较前者造价更高、工期更长、交通干扰大,同时会大幅增加路面标高带来安全隐患。为秉承可持续发展理念,本研究将玄武岩纤维与高性能沥青薄层罩面相结合,研制出具备良好抗裂抗疲劳性能的玄武岩纤维增强型超粘精罩面(NPBF),提出一种综合效益良好的旧水泥路面预防性养护方案。首先,沥青胶浆性能对混合料性能起着重要作用,本文对不同玄武岩纤维掺量的超粘韧改性沥青胶浆进行一系列流变学试验。结果表明,Sigmoidal模型拟合的复数剪切模量主曲线拟合度良好,能有效分析宽频域下的胶浆动态力学行为特性;掺入适量玄武岩纤维后,沥青胶浆的抗老化性能得到改善,高温性能等级提高,疲劳寿命延长,低温性能略有削弱。综合各项性能确定了超粘精罩面(Nova Pave)最佳玄武岩纤维掺量为0.3%。其次,制备了NovaPave、SMA-10、OGFC-13和玄武岩纤维掺量0.3%的NPBF混合料进行路用性能试验。结果显示,相较Nova Pave,NPBF的高温抗车辙性能和抗疲劳开裂性能大幅提高,抗水损坏性能提升不显著,抗磨耗和低温抗裂性能均有改善。四种沥青薄层罩面材料中NPBF的各项性能表现均较突出。最后,将NPBF应用至旧水泥路面预防性养护工程当中。结合其技术特点、室内试验分析结果和施工现场特点,提出了涵盖原路面病害处治和界面处置、混合料拌制、摊铺、碾压等各项环节的完整旧水泥路面加铺NPBF施工工艺;根据现场质量测试获取的数据分析可知,NPBF具有良好的抗裂、抗滑、渗水性能和平整度修复能力,并据此提出了综合效益良好的旧水泥路面直接加铺NPBF预防性养护方案。
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