岩沥青改性沥青混合料耐光氧老化力学性能研究

以90#沥青作为基质沥青,拟定4%、8%、12%三种高中低掺量的岩沥青,按照聚合物改性沥青的制备工艺制备改性沥青。同时,采用马歇尔设计方法进行沥青混合料的配合比设计,进而确定了岩沥青改性沥青混合料的添加工艺和最佳沥青用量。在此基础上,对各掺量条件下的沥青混合料进行紫外光氧老化(UV)模拟试验,并对老化后的沥青混合料的力学性能进行研究。结果表明:岩沥青的添加,可以显著改善混合料的抗变形能力,同时可以有效提高其抗光氧老化能力。并且随着掺量的增加,其改善效果也是越来越显著的。     

膨润土-LDHs复合改性沥青老化性能研究

将不同掺量比的膨润土、LDHs加入到基质沥青中进行熔融共混,制备了膨润土-LDHs复合改性沥青。研究了膨润土和LDHs掺量比对沥青物理性能、短期热氧老化和紫外老化性能的影响。结果表明,膨润土-LDHs的添加提高了沥青的高温性能,膨润土和LDHs分别在抑制沥青在短期热氧老化和紫外老化过程中表现出显著的作用,当膨润土和LDHs的掺比为1∶1时,膨润土-LDHs复合改性剂可使得沥青同时具备优良的耐短期热氧老化和紫外老化性能。     

紫外老化对沥青混合料低温性能及力学性能的影响研究

为研究紫外老化对沥青混合料低温及力学性能的影响,首先通过人工模拟沥青混合料紫外老化试验、弯曲试验评价老化后混合料低温抗拉伸性;然后用单轴压缩试验得到不同紫外辐照时间下沥青混合料弹性模量和泊松比。结果表明:沥青混合料的抗拉伸性能随老化时间逐渐降低,在紫外老化110小时后抗拉伸性能无明显变化;沥青混合料的弯曲劲度模量不适合用来评价混合料的弯曲性能;沥青混合料的弹性模量呈现逐渐变大的规律,而泊松比并没有出现明显的规律性变化。     

干湿循环作用下SBS改性沥青及其混合料老化行为分析

为探究干湿循环对SBS改性沥青老化行为的影响，对SBS改性沥青在干湿循环条件下进行8 d、16 d的老化处理，同时设置热氧老化与湿热老化条件作为对照，并对SBS改性沥青及沥青混合料性能进行测试。结果表明：水对SBS改性沥青的老化存在显著影响，且干湿循环环境会显著加快改性沥青的老化；沥青的老化和孔隙水的渗透压力导致沥青混合料的孔隙率增大；在试验过程中环境对SBS改性沥青老化的影响大小依次可分为干湿循环老化、湿热老化、热氧老化。     

几种改性沥青粘弹性与高温性能的评价与分析

在不同的试验温度下,对热老化前后的Duroflex改性沥青、岩沥青改性沥青和SBS改性沥青进行动态剪切流变试验,采用相位角和车辙因子指标评价改性沥青的粘弹性特征、抗车辙能力以及温度敏感性。试验结果表明：Duroflex改性剂与岩沥青均可以增加沥青的高温弹性和抗车辙能力,改性效果随着改性剂掺量增加而增大,随着温度的升高而降低,经热老化后Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青的弹性特征增强、抗车辙能力提高;SBS改性沥青的弹性比例随着温度的升高而增大,经热老化后的弹性比例减小,但仍强于Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青;SBS改性沥青车辙因子对温度敏感性小于Duroflex改性沥青与岩沥青改性沥青。此外,采用现行superpave胶结料分级标准,对SBS改性沥青的分级较为合适,而对Duroflex改性沥青和岩沥青改性沥青可能过于苛刻。     

基于经济性能分析的岩沥青合理掺量研究

为了在综合评价布敦岩沥青改性沥青混合料路用性能和经济效益的基础上确定岩沥青合理掺量范围,采用试验室干拌工艺制备改性沥青混合料,并对其进行对比研究。研究中通过调整矿粉掺量保证不同掺量时混合料级配的一致性,并提出采用经济-性能比指标对岩沥青改性沥青混合料的路用性能和经济性进行比较。研究中计算了不同岩沥青掺量时,所制备的沥青混合料的经济-性能比指标,通过综合比较确定布敦岩沥青在AC-20级配中的合理掺量范围为2.7%～3.1%,为岩沥青的应用提供了参考。     

基于GTM的岩沥青混合料性能研究

岩沥青以其生产便利性及与沥青间的良好配伍性,得到了研究学者的关注。分别对不同岩沥青掺量的基质沥青和SBS改性沥青开展试验研究;基于"干法"工艺,采用GTM法成型不同岩沥青掺量的基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料并开展高温稳定性和水稳定性试验研究。结果表明,随着岩沥青掺量的增加,沥青的粘度和耐热性能逐渐增强,黏附性效果得到改善;沥青混合料的高温稳定性能明显提高,水稳定性有所改善。综合考虑成本问题,推荐岩沥青在基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料中的掺量分别为3.0%和1.0%。     

层状双氢氧化物改性沥青及其混合料的疲劳特性研究

该文研究了层状双氢氧化物(LDHs)对沥青混合料疲劳特性的影响和几种LDHs质量比改性沥青的不同老化水平(薄膜烘箱老化试验和紫外老化)下的性能。薄膜烘箱老化(TFOT)和紫外老化(UV)分别用于模拟沥青短期现场热氧老化和长期现场紫外光老化。通过动态剪切流变(DSR)和间接拉伸疲劳试验分别评估了LDHs对其改性沥青及其混合料疲劳特性的影响。结果表明:采用LDHs能够改变应力控制模式下沥青的疲劳特性。改性沥青混合料与基质沥青制备的沥青混合料相比具有更佳的疲劳性能。采用LDHs作为沥青改性剂能够提高沥青路面的服务寿命。     

两种硅酸盐材料对纳米ZnO改性沥青热氧老化性能影响研究

沥青老化分为热氧老化和紫外老化,提升沥青抗老化性能是决定沥青路面长寿命的重要因素。为了弥补3%含量纳米ZnO改性沥青热氧老化性能较差的现状,将蒙脱土和蛭石经过有机处理后,与3%含量纳米ZnO进行复合后制成改性沥青,采用短期热氧老化(TFOT)、长期热氧老化(PAV)和紫外老化(UV)进行老化模拟,对比不同老化前后物理性能和流变性能的老化指数,评价其抗老化性能。通过扫描电镜试验和紫外-可见-红外吸收试验分析蒙脱土和蛭石对于紫外老化的影响规律。发现有机蒙脱土和有机蛭石均能改善沥青的热氧老化性能,但是前者提升效果相对较好,并且两者对于短期热氧老化的改善效果大于长期热氧老化;但是有机蒙脱土和有机蛭石的加入会影响沥青的紫外老化性能,掺量在3%后这种消极作用开始急剧增加。     

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.     

聚氨酯前驱体基化学改性沥青及其改性机理

环保耐久材料的研究与应用对实现道路工程可持续发展具有重大的意义,采用以异氰酸酯为活性官能团的聚氨酯前驱体基反应型改性剂（PRM）制备改性沥青在环境保护和性能提升方面展现出了显著价值。采用"微观-介观-宏观"的跨尺度表征方法,对PRM改性机制进行了详细分析。通过与SBS改性沥青进行对照,评价了PRM改性沥青的流变学性能和抗热氧老化性能,明确了PRM改性沥青混合料的路用性能。研究结果表明：PRM改性过程存在明显化学变化,依托于改性过程中生成的氨基甲酸酯和脲等官能团,能够在沥青内部建立基于沥青质组分的共价交联网络结构。这一过程不仅促使沥青组分发生选择性聚集和沥青质重新构型,同时增大了沥青的表面自由能,从而获得更加稳定的内部结构。PRM改性沥青较基质沥青温度敏感性有所降低,展现出了良好的抵抗高温永久变形、抵抗疲劳破坏、抵抗低温开裂和抵抗热氧老化的能力。与SBS改性沥青相比,PRM在提升沥青高温性能、抗疲劳性能和抗热氧老化性能方面具有明显优势,并有望将改性沥青生产温度降低至140℃~150℃。结合沥青混合料路用性能测试结果,2.5%改性剂掺量PRM改性沥青混合料展现了与4%改性剂掺量SBS改性沥青混合料相当的低温性能、更好的高温性能和水稳定性能,PRM在提升沥青混合料路用性能方面具有显著优势。     

废旧油脂预拌增强沥青混合料路用性能评价

通过室内试验测试评价不同废旧油脂和岩沥青掺量制备的混合料的路用性能,据此选择适宜的废旧油脂和岩沥青掺量,同时与SK70号热拌沥青混合料、SBS改性沥青混合料路用性能做试验对比研究,以评价废旧油脂预拌增强沥青混合料路用性能的优劣和应用推广的可行性。试验结果表明,适当比例的废旧油脂和岩沥青的加入不仅可以明显降低混合料的拌和温度,而且可以提高沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳性能以及耐疲劳性能,甚至可以达到接近SBS改性沥青的性能水平;当废旧油脂掺量为2%、青川岩沥青掺量为20%时,废旧油脂预拌增强沥青混合料具有良好的路用性能和环保效益。     

青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料性能研究

为了提高青川岩沥青和橡胶粉单一改性沥青的综合路用性能,并改善重载、湿热地区沥青路面病害突出的问题,通过对青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料性能的系统研究,基于不同青川岩沥青和橡胶粉掺量下复合改性沥青177℃黏度、软化点和PG分级试验结果,确定了适宜的橡胶粉和青川岩沥青掺量,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性。试验结果表明,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青中,橡胶粉的推荐掺量为15%~20%,青川岩沥青的推荐掺量为6%~10%;相比SBS改性沥青混合料,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和抗疲劳耐久性,推荐最佳的掺配比例为10%青川岩沥青+18%橡胶粉。经试验路验证,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命。     

活化“湿法”加工布敦岩沥青及沥青混合料路用性能研究

通过对布敦岩沥青进行活化处理,即将岩沥青研磨、加热,使天然沥青析出工艺,采用拥有自主知识产权的现场改性设备,生产布敦岩沥青改性沥青,即"湿法"加工工艺。该工艺生产的布敦岩沥青改性沥青抗高温性能与抗老化性能显著提升,用于生产沥青混合料时高温抗车辙性能与抗水稳定性能显著提升。但为了保持岩沥青改性沥青不离析且具备一定的抗低温破坏性能,岩沥青掺量存在一个最佳值,试验采用了5种掺量制备岩沥青改性沥青,并分析不同掺量改性沥青性能优劣。研究结果表明:40%以上掺量的岩沥青改性沥青离析较为严重,30%布敦岩沥青掺量最佳,布敦岩沥青改性沥青混合料性能较为均衡,并通过试验路铺筑对该技术进行实体工程验证。     

国产天然岩沥青改性沥青混合料路用性能研究

通过室内试验研究了不同掺量岩沥青改性沥青的性能指标,并通过多重蠕变试验、冻融劈裂试验、低温劈裂试验对不同掺量的岩沥青改性沥青混合料的路用性能进行了比较分析,并采用动态模量试验研究混合料的高温力学性能.结果表明,添加适量的岩沥青可以有效地提高混合料的高温性能及抗水损害性能,同时动态模量也得到了提高.综合试验结果,提出了岩沥青掺量的建议值.     

天然岩沥青改性沥青混合料的性能研究

用韩国SK基质沥青和中国台湾CPC基质沥青分别对不同掺量岩沥青胶结料性能进行了比较分析。采用AC-25沥青混合料,基质沥青为韩国SK 70#沥青,分别对不同掺量岩沥青改性沥青混合料性能进行分析,通过比较推荐了岩沥青的适宜掺量。     

天然岩沥青掺量对改性沥青及沥青混合料性能影响研究

岩沥青与石油沥青相溶性好,可以替代部分石油沥青。本文通过对不同掺配比例的岩沥青改性沥青及改性沥青混合料进行路用性能试验。试验结果表明,岩沥青的掺加改善了沥青及沥青混合料的高温性能和热稳定性能。综合考虑,建议天然岩沥青改性剂掺量为基质沥青质量的10%。     

沥青混合料热氧老化产生的CO_2排放量评价

通过便携式红外线CO_2分析器测试分析了热拌基质沥青混合料、热拌改性沥青混合料、温拌改性沥青混合料在加热过程中氧化老化产生的CO_2排放量及其与加热温度的关系。试验结果表明:沥青混合料热氧老化过程中产生的CO_2与加热温度呈明显的指数相关关系;改性沥青抗氧化老化能力要比基质沥青更强,而温拌剂的使用也可以提高沥青混合料的抗氧化老化能力,且还可以大幅降低混合料CO_2排放量;最后推荐了沥青混合料热氧老化过程中产生的CO_2排放量定量测试方法。     

国产岩沥青与TB胶粉复合沥青性能及改性机理研究

采用室内针入度和PG分级双指标控制体系研究了青川岩沥青、TB胶粉掺量对Terminal Blend胶粉改性沥青性能的影响,采用荧光显微镜研究了天然沥青对TB沥青的增强作用和改性机理。基于车辙、MMLS1/3、低温弯曲、冻融劈裂和浸水马歇尔及四分点加载疲劳试验试验系统研究了青川岩沥青与TB复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,掺加青川岩沥青与SBS显著提高了TB沥青及其混合料的高温性能,同时在一定程度上保留了TB胶粉改性沥青低温性能突出的特点;掺加青川岩沥青后显著提高了TB胶粉改性沥青的PG高温分级,15%NES+15%TB+2.0%SBS、15%NES+20%TB+2.0%SBS、20%NES+15%TB+2.0%SBS三种改性沥青PG分级可达到PG88-28、PG82-28、PG88-28。SBS与TB岩沥青改性沥青高温性能和抗疲劳耐久性可达到甚至超过4.5%SBS改性沥青混合料,TB岩沥青复合改性沥青混合料可在夏炎热区和季节性冰冻区推广应用,将SBS与TB岩沥青复配可有效降低SBS掺量。综合考虑青川岩沥青与TB胶粉掺量对复合改性沥青高低温性能的影响,兼顾沥青混合料的高低温性能和抗疲劳性能,可优化出15%青川岩沥青+20%TB胶粉、20%青川岩沥青+20%TB胶粉、25%青川岩沥青+15%TB胶粉3种SBS与TB青川岩沥青复配方案。     

天然岩沥青改性沥青混合料路用性能研究

与国外相比,我国天然岩沥青的应用并不广泛,与之相关的研究成果也并不丰富。本文通过对不同掺配量的天然岩沥青改性沥青混合料的路用性能进行实验研究,试验结果表明,随岩沥青掺量的增加,改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性逐渐提高,低温抗开裂性能有所下降。综合比较,建议天然岩沥青的最佳掺量范围为10%~15%。