采用SPT试验研究改性沥青混合料的高温性能

通过美国国家公路合作研究计划项目(NCHRP)9-19简单性能试验(Simple Performance Test,简称SPT)的3个关键测试参数即沥青混合料动模量(/E*/)、重复加载永久变形(流动数)和静态蠕变(流变时间)的试验分析,研究SBS、PR、RS 3种改性沥青混合料的高温稳定性能,说明SPT是简单实用、经济有效的沥青混合料性能评价方法,可用于沥青混合料的设计和验证。     

基于SPT试验的沥青混合料高温稳定性评价方法研究

为了分析动态模量|E*|、|E*|/sinφ指标预测评估沥青混合料高温稳定性的可靠性,进行了在不同应变和频率下的SPT动态模量试验,研究了沥青混合料的动态模量与相位角随频率的变化规律,同时对不同沥青混合料的动态模量|E*|及抗车辙因子|E*|/sinφ进行了对比分析。结果表明:沥青混合料不同频率下动态模量E*和|E*|/sinφ变化趋势大致相同,表明|E*|/sinφ可以作为SPT动态模量试验评价沥青混合料高温抗变形能力的参考指标;30#普通沥青混合料的高温抗变形性能最强。     

沥青混合料动态模量研究进展

沥青混凝土的模量是沥青路面结构设计中重要的参数,在众多的模量中,动态模量(复合模量)|E*|由于更接近于路面工作状态而倍受关注。美国AASHTO《新建路面和再生路面2002设计指南》及NCHRP项目1-37A《沥青路面力学-经验设计方法指南》均将动态模量|E*|列为设计的基本输入参数之一。该文在查阅分析国外相关研究的基础上,介绍了动态模量的工程意义,及其与试验材料参数、试验环境等方面的研究进展,介绍了动态模量在简单性能试验(SPT)中的作用,最后提出了沥青混合料动态模量进一步研究的方向。     

Superpave改性沥青混合料的抗车辙性能试验研究

该文采用改进的车辙试验和SPT试验评价SBS、PR、RS和DUROFLEX共4种抗车辙剂对Superpave沥青混合料高温抗车辙性能的改性效果,旨在判定SPT试验区分改性剂对沥青混合料高温抗车辙性能改性效果差异的有效性。采用车辙试验10 000次荷载作用下的相对变形率(δ)评价各种改性沥青混合料的抗车辙性能。结果表明:PR改性沥青混合料的高温抗车辙性能最好,RS次之,再次是SBS和DUROFLEX改性沥青混合料。SPT试验结果表明,流变次数Fn和流变时间Ft能区分SBS、PR、RS和DUROFLEX共4种改性沥青混合料高温抗车辙性能的差异,但与相对变形率的评价结论不完全一致,SBS改性沥青混合料的Fn和Ft值都是最大,表明其具有良好的抗车辙能力;采用动态模量参数E*和E*/sinφ,不能有效地区分改性沥青混合料抗车辙性能的差异。     

沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响

为了研究沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响,采用简单性能试验(SPT)对矿粉、添加剂和沥青三者组成的沥青胶浆进行研究,分析了粉胶比、纤维和水泥用量变化对沥青混合料粘弹性的影响。结果表明,粉胶比、纤维和水泥对沥青混合料粘弹性的影响程度不同,但沥青胶浆中添加适量的纤维、水泥后均可以提高混合料的抗高温变形性能。随着加入纤维量的增加,沥青混合料动态模量减小,而粘性增大;在胶浆中加入水泥对提高混合料粘弹性的效果不明显。另外,混合料动态模量随粉胶比的减少,先增大后减小,相位角逐渐增大。因此,在混合料设计时应注意对胶浆构成的比例,以达到改善沥青混合料粘弹性的目的。     

小粒径沥青混合料路用性能试验研究

采用CAVF法设计小粒径沥青混合料,采用3种沥青分别成型沥青混合料.基于室内车辙试验、冻融劈裂试验、摩擦系数试验、构造深度试验、渗水系数试验评价3种小粒径沥青混合料的高温稳定性能、水稳定性能、抗滑性能和透水性能.试验结果表明:小粒径沥青混合料高温稳定性能受沥青性能影响较大,为保证混合料动稳定度大于3000次/mm,建议采用PG高温分级温度大于82℃和软化点大于85℃的高黏沥青;小粒径沥青混合料冻融劈裂强度较低,采用不同沥青制备的混合料冻融劈裂强度比TSR相差较大;混合料具有较好的抗滑性能和透水性能.     

Superpave方法与马歇尔方法对沥青混合料性能影响对比试验研究

通过试验将Superpave方法和马歇尔方法设计的沥青混合料在体积参数、高温性能、低温性能等方面进行了对比分析。研究结果表明：Superpave方法设计的混合料比马歇尔方法节省沥青用量在0.2%～0.5%之间；Superpave方法设计混合料毛体积密度比马歇尔的略大，增加范围在0.4%～0.8%之间；Superpave设计的混合料动稳定度比马歇尔的高10%左右，Superpave混合料在高温性能上优于马歇尔的；Superpave设计的混合料在沥青用量减少0.5%的情况下，其冻断强度、冻断温度、软化点温度等指标与马歇尔设计的混合料相比变化很小；Superpave方法和马歇尔方法设计的混合料在低温性能方面没有差别。     

级配对橡胶沥青混合料高温性能影响研究

为研究级配对橡胶沥青混合料高温性能的影响,该文对基于贝雷法、CAVF法、经验法所设计的沥青混合料进行车辙试验和单轴贯入试验,通过贝雷法和级配分形法进行级配评价,结合级配评价指标分析级配对混合料高温性能的影响。试验结果表明:级配对橡胶沥青混合料高温性能影响显著,但CAVF法和贝雷法两种级配设计方法对橡胶沥青混合料高温性能影响不存在明显优劣,应根据实际混合料性能进行级配优选;单轴贯入模量与混合料动稳定度相关性良好;级配评价指标中,贝雷法评价参数CA值与动稳定度和单轴贯入模量相关性较好,建议使用该指标用于级配设计的优化评价。     

岩沥青+SBS复合改性沥青及混合料性能研究

基于岩沥青+SBS复合改性沥青及混合料的路用性能,通过室内试验分别对复合改性工艺、岩沥青掺量、复合改性沥青性能指标,复合改性沥青混合料高温、低温和水稳定性能等进行研究.试验结果表明添加岩沥青后,沥青混合料的高温、水稳定性能均有改善,其中,5％的岩沥青掺量能使混合料的高温性能获得较大提高,水稳定能力得到改善,同时低温性能也得到保证.     

柔性基层沥青路面沥青混合料优化设计研究

沥青混合料的抗疲劳性能是影响柔性基层沥青路面结构长期使用性能的重要指标之一，文章在综合分析国外柔性基层沥青路面结构使用性能、沥青混合料疲劳试验方法和疲劳特性的基础上，通过对沥青混合料的疲劳试验及不同影响因素间相关性的分析，采用综合优化的方法，建立了优化设计模型，研究提出了柔性基层沥青混合料疲劳性能与高温性能的综合优化指标。研究分析表明，5％～7％的矿粉用量能保证疲劳性能和高温稳定性均达到最佳。而3％－4．5％空隙率的沥青混合料综合性能较好。     

SEAM改性沥青混合料试验研究

阐述了SEAM改性沥青的改性机理,并通过室内试验,研究了SEAM改性沥青混合料的配合比设计及混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳性等路用性能,并与普通沥青混合料和SBS沥青混合料进行了对比分析,总结了SEAM改性沥青的应用优势及推广价值.     

沥青混合料结构参数的路用性能规律分析

文章利用统计分析方法,结合大量的试验数据,将沥青混合料的结构参数如沥青类型、级配类型、矿料级配的4．75mm和2．36mm的通过率以及粉油比等与沥青路面的路用性能进行关系分析,从混合料的宏观特点出发系统研究各项结构参数对混合料高低温性能的影响及变化规律,探讨沥青混合料结构参数对其高温、低温稳定性的影响程度,提出沥青混合料在应用过程中应注意的问题。     

高掺量RAP厂拌热再生混合料高温稳定性能研究

高掺量RAP厂拌热再生混合料在国内首次应用于高速公路工程.研究采用车辙试验、GTM设计方法和单轴贯入试验3种方法,评价AC-25和AC-20高掺量RAP厂拌热再生混合料的高温稳定性能.研究发现热再生混合料具有其固有和特有的规律,即热再生混合料动稳定度与混合沥青针入度计算值具有良好的线性关系.3种试验结果均表明热再生混合料比普通沥青混合料具有更优异的高温稳定性能.     

大粒径碎石沥青稳定排水基层混合料设计方法的研究

对大粒径碎石沥青稳定排水基层混合料设计方法进行系统研究,提出排水性大粒径碎石沥青稳定基层级配,通过析漏试验、飞散试验和马歇尔试验确定最初沥青用量,并通过水稳定性试验、高温性能试验和疲劳性能试验,确定最佳沥青用量。     

大粒径沥青混合料的力学特性和路用性能研究

分别采用主骨架空隙体积填充法、Superpave方法和贝雷法设计了5种大粒径沥青混合料级配,然后采用大马歇尔试验配合比设计法对所设计的5种大粒径沥青混合料进行了最佳油石比的确定,并对最佳油石比下的大粒径沥青混合料进行了力学特性和路用性能研究.结果表明:大粒径沥青混合料具有较高的抗压强度、抗压回弹模量和劈裂强度,且具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和水稳定性.     

薄层罩面沥青混合料的设计方法及其路用性能研究

该文选择基于多点支撑骨架状态的混合料体积设计方法进行薄层罩面沥青混合料的级配设计,并与根据基于最大骨架承载力马歇尔设计方法设计出的薄层罩面沥青混合料进行高温性能、水稳性和抗滑性能对比。结果表明:与基于最大骨架承载力马歇尔设计方法相比,采用基于多点支撑骨架状态的混合料体积设计方法设计的薄层罩面沥青混合料具有更优的高温抗车辙能力、水稳定性和抗滑性能。     

高模量沥青混合料的路用性能评价

为全面分析高模量沥青混合料的路用性能,选取2种高模量添加剂分别形成高模量沥青混合料与普通沥青混合料进行路用性能的对比试验研究,包括水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性及疲劳性能,试验分别为浸水马歌尔试验、车辙试验、弯曲试验及疲劳试验,通过残留稳定度、动稳定度、弯曲应变及疲劳寿命指标来评价及对比3种沥青混合料的路用性能。此外,还测试了3种混合料的动态模量,分析它们变化情况。研究表明：2种高模量沥青混合料比普通沥青混合料有更高的动态模量值、更优越的水稳定性、高温性能及疲劳性能;至于低温性能,则取决于外掺剂的类型。     

大粒径碎石沥青稳定排水基层高温稳定性能研究

首先借鉴国外混合料设计方法，确定排水性能好的大粒径碎石沥青混合料的级配，然后通过车辙试验和单轴蠕变试验比较混合料的高温性能，最终确定采用车辙试验，其能较好地反映大粒径碎石沥青混合料抗永久变形能力。     

复合浇注式沥青混合料铺装性能分析

结合南京长江第四大桥钢桥面铺装工程,基于复合浇注铺装技术,通过贯入度试验和刘埃尔流动度试验确定初始最佳沥青含量,由高温车辙试验和低温弯曲试验确定最佳沥青含量.并通过刘埃尔流动度试验、高温车辙试验、低温弯曲试验、复合件疲劳试验进行路用性能检验.研究结果表明:沥青含量为8.3％的浇注式沥青混合料具有优良的抗老化性能、抗疲劳性能,下层浇注与上层高弹改性组成的复合结构具有优良的路用性能.     

SBS改性沥青SMA混合料的就地热再生性能

SBS改性剂溶解于三氯乙烯的过程中,SBS硬段微曲约束相与三氯乙烯反应后物理交联或结合作用遭到破坏,改变了其原有的分布状态,难以准确评价沥青的老化程度.通过间接分析即以回收沥青的动态剪切流变性能作为参考指标,以再生后沥青混合料的性能为主要控制指标,确定再生剂的掺加量和再生混合料的配合比例.研究表明,依据回收SBS沥青性能指标所确定再生剂掺量下的再生沥青混合料性能不能满足规范要求.随着再生剂掺量的增加,再生SMA沥青混合料的抗水损坏及抗裂性能不断提高;同时,由于沥青中的轻质组分增加,沥青不断软化,使得其抗车辙能力降低.因此需综合考虑再生混合料的高、低温性能及抗水损害能力确定再生剂的掺量.为提高再生沥青混合料路用性能,应基于性能进行SMA现场热再生配合比设计,并且其设计空隙率应较新拌沥青混合料的要低.