2025年第5期简介:《长沙理工大学学报(自然科学版)》

木质素纤维与不同长度玄武岩纤维对沥青胶浆性能的影响

引用格式：马川义，牛振兴，韩洪涛，等 .木质素纤维与不同长度玄武岩纤维对沥青胶浆性能的影响［J］.长沙理工大学学报（自然科学版），2025，22（5）：17-30.

Citation：MA Chuanyi， NIU Zhenxing， HAN Hongtao， et al. Effect of lignin fibers and basalt fibers with different lengths on the properties of  asphalt mastics［J］. J Changsha Univ Sci Tech （Nat Sci），2025，22（5）：17-30.

摘 要：【目的】探讨木质素纤维与不同长度玄武岩纤维对沥青胶浆性能的影响。【方法】通过动态剪切流变仪（ dynamic shear rheometer，DSR）测试纤维沥青胶浆的高温抗变形性能，采用弯曲梁流变仪（bending beam  rheometer，BBR）评估其低温抗裂性能，同时运用荧光显微镜（fluorescence microscope，FM）与扫描电子显微镜（ scanning electron microscope，SEM）表征纤维表面形貌及其与沥青胶浆界面结合情况。【结果】6 mm 玄武岩纤维沥青胶浆的车辙因子较高，相位角和平均不可恢复蠕变柔量较低；木质素纤维沥青胶浆的蠕变劲度模量最小，蠕变曲线斜率最大；微观形貌分析表明，玄武岩纤维在胶浆体系中通过纤维间交织搭接形成致密的网络结构，而木质素纤维则凭借表面特有的粗糙形貌显著增强了对沥青材料的吸附能力。【结论】6 mm 玄武岩纤维沥青胶浆在高温下抗变形性能较好，木质素纤维沥青胶浆的低温抗裂性能比玄武岩纤维沥青胶浆的更优，该研究成果在工程实践领域具有显著的应用价值。

废胶粉/纤维复掺降噪增韧型沥青混合料性能研究

引用格式：李盛，刘清，张海涛，等 .废胶粉/纤维复掺降噪增韧型沥青混合料性能研究［J］.长沙理工大学学报（自然科学版），2025，22（5）：31-43.

Citation：LI Sheng， LIU Qing， ZHANG Haitao， et al. Research on performance of noise-reducing and toughness-enhancing asphalt mixtures  with waste tire rubber powder and fiber composite addition［J］. J Changsha Univ Sci Tech （Nat Sci），2025，22（5）：31-43.

摘 要：【目的】利用废旧轮胎橡胶粉（waste tire rubber powder，WTRP）与复合纤维制备兼具降噪功能与优良路用性能的沥青混合料，实现交通噪声控制与废旧轮胎资源化利用的双重目标。【方法】采用干法工艺将 8目WTRP（其掺量全文均指“在集料中的体积分数”，分别为 1.5%、2.0%、2.5% 和 3.0%）等体积替代同等粒径的细集料，并掺入复合纤维（其掺量全文均指“在集料中的质量分数”，为 0.4%；玄武岩纤维与木质素纤维在复合纤维中的质量比为 1∶1）来制备降噪增韧型沥青混合料；通过阻抗管吸声系数试验、单轴压缩动态模量试验和轮胎加速下落试验综合评价该沥青混合料的降噪性能，并采用路用性能试验验证该沥青混合料的工程应用可行性。【结果】WTRP掺量对沥青混合料的降噪性能具有显著影响。当 WTRP掺量为 2.5%时，该沥青混合料的吸声系数峰值提高 28.6%，动态模量显著降低，轮胎加速下落试验中的声压级降低 5.4 dB（A）。WTRP与复合纤维的协同作用显著提升了混合料路用性能。当 WTRP掺量为 2.5% 时，混合料的低温抗裂性和水稳定性均为最佳，且高温稳定性优异。【结论】WTRP 的最佳掺量为 2.5%。此时，沥青混合料的降噪与路用性能达到最佳平衡。故 WTRP与复合纤维的协同作用实现了降噪功能与材料性能的双重优化。本研究为功能性路面材料开发提供了新思路，可有效促进废旧轮胎的资源化利用。

引用格式：冯新军，朱俊杰，任泓宇，等 . 热致形状记忆聚氨酯改性沥青自愈合性能研究［J］. 长沙理工大学学报（自然科学版），2025，22（5）：44-53.

Citation：FENG Xinjun， ZHU Junjie， REN Hongyu， et al. Study on self-healing properties of thermally induced shape memory polyurethane  modified asphalt［J］. J Changsha Univ Sci Tech （Nat Sci），2025，22（5）：44-53.

摘 要：【目的】提高沥青材料自愈合性能，实现实际服役中开裂沥青路面的及时有效自愈合。【方法】采用预聚体法制备的热致形状记忆聚氨酯（shape memory polyurethane，SMPU）预聚物对基质沥青进行改性，制得热致形状记忆聚氨酯改性沥青（shape memory polyurethane modified asphalt，SMPU-MA）；采用动态剪切流变仪以时间扫描模式对 SMPU-MA 进行疲劳-愈合-疲劳循环加载测试；以间歇前后动态剪切模量的衰减速率 H（4 H4越小，自愈合性能越好）为指标，分析不同条件下 SMPU-MA 的自愈合性能变化趋势，并建立其形状恢复率与自愈合性能指标的联系。【结果】在相同损伤度下，间歇时间越长，SMPU-MA 自愈合性能越好；当损伤度为60%，间歇时间为 600、3 600 s 时，SMPU-MA 的 H4较基质沥青的分别减小 30.92%、72.11%。在相同间歇时间下，损伤度越大，SMPU对沥青自愈合性能的提升效果越显著；当间歇时间为3 600 s，损伤度为 20%、40%、60%时，SMPU-MA 的 H4较基质沥青的分别减小 54.38%、56.47%、72.11%。此外，SMPU-MA 的形状恢复率与

与H4成线性负相关，决定系数高达 0.953 9。【结论】采用 SMPU 对基质沥青进行改性以改善沥青形状记忆特性，对提升沥青材料的自愈合性能起到了至关重要的作用。

用于装配式柔性路面的可卷曲环氧树脂混合料

引用格式：赵锋军，陈鑫波，乐洋 . 用于装配式柔性路面的可卷曲环氧树脂混合料［J］. 长沙理工大学学报（自然科学版），2025，22（5）：54-62.

Citation：ZHAO Fengjun， CHEN Xinbo， LE Yang. Curable epoxy resin mixture for prefabricated flexible pavement［J］. J Changsha Univ Sci  Tech （Nat Sci），2025，22（5）：54-62.

摘 要：【目的】为解决沥青路面现场施工受自然因素影响大、对环境有污染、施工时间长等问题，有必要研发一种低碳环保、质量可控的可卷曲环氧树脂混合料（curable epoxy resin mixture，CERM）。【方法】通过拉伸试验的变形指标控制环氧树脂与增韧剂的比例，根据黏度试验的施工和易性要求确定稀释剂质量，并结合已有研究确定环氧树脂的各组分比例。以超薄磨耗层的级配为基础，通过小梁弯曲试验的极限应变控制混合料的变形要求，根据劈裂试验的劈裂强度控制混合料的强度要求确定环氧树脂结合料在 CERM 中的最佳质量分数。采用车辙试验、冻融劈裂试验和铺砂法验证 CERM 的关键性能是否满足公路工程的要求，并在试验过程中控制混合料的配比和成型条件，以确保结果的可比性。【结果】通过正交试验确定的最佳工艺参数分别为：增韧剂与环氧树脂的质量比为4∶1，稀释剂的最佳质量分数为14%，环氧树脂的最佳质量分数（以胶浆质量计）为15%。此时，CERM的弯曲挠度达4.9 mm。在高温抗变形能力方面：CERM的动稳定度达12 458次/mm；在环氧树脂结合料的质量分数为 12%~15% 时，CERM 的动稳定度的波动幅度大于 18%，满足了高温地区的重载交通需求。在水稳定性方面：CERM 的劈裂残留强度比达 89.69%，且在环氧树脂结合料的质量分数为15%时，CERM的劈裂强度达2.75 MPa。在抗滑耐久性方面：构造深度（texture depth，TD）的值（ETD=0.62 mm）满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）（摘要后续简称“《规范》”）中的要求（ETD ≥ 0.55 mm），摆式摩擦系数（British pendulum number，BPN）的值（EBPN=0.56）满足《规范》中的要求（EBPN ≥0.45）。尽管环氧树脂的填充导致 CERM 的 ETD较 OGFC-7 型沥青混合料的 ETD（0.92 mm）小，但仍可通过优化骨料级配实现抗滑性能与耐久性的平衡。【结论】研发的 CERM 满足《规范》中的强度、稳定性、抗滑等要求，可为装配式柔性路面的工厂生产、现场施工提供基础。