高模量改性沥青高温性能的优化评价

通过DSR试验,对3种沥青胶结料(70号基质沥青、ZQ-2和ECB高模量改性沥青)的高温性能进行了研究。从流变模型与试验数据分析了车辙因子G*(sinδ)-1评价改性沥青高温性能的不足,运用改进型车辙因子G*(sinδ)-9和等抗车辙因子临界温度评价高模量改性沥青的抗车辙能力,并通过沥青混合料的车辙试验和静态蠕变对改进型车辙因子的有效性和相关性进行了验证。结果表明:ZQ-2高模量改性沥青的高温性能优于ECB;G*(sinδ)-9考虑了高模量改性沥青变形的延迟弹性,且与沥青混合料的高温性能指标相关性高,作为高模量改性沥青的高温评价指标更合理。     

基于加速加载试验的青川岩沥青改善沥青混合料高温稳定性评价

为评价青川岩沥青对沥青混合料高温性能的改善效果,分别制备了70-A道路石油沥青、SBS改性沥青、青川岩沥青改性沥青和青川岩沥青与SBS复合改性沥青四种胶结料的沥青混合料,以1/3比例尺加速加载试验设备为基础试验平台,对"AC-10+AC-16"双层沥青混合料复合车辙试件进行高温稳定性试验,并与常规车辙试验结果进行了对比。结果表明:基质沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度约增加40%,高温稳定性得到较大程度的改善,SBS改性沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度增加5%～10%,高温稳定性改善效果不明显。不同类型沥青胶结料对沥青混合料高温稳定性贡献优劣顺序为:青川岩沥青与SBS复合改性沥青,SBS改性沥青,青川岩沥青改性沥青,道路石油沥青70-A。经青川岩沥青改性后其沥青混合料用作上面层,抗车辙性能较其作为下面层更为显著; 1/3比例尺加速加载全厚度车辙试验车辙随时间的过程曲线与等厚度常规车辙试验基本一致,加速加载试验能更准确表征沥青混合料或路面高温抗车辙性能及其性能衰减规律。     

温拌沥青混合料高温性能试验研究

为了研究了RH和Evo两种温拌剂对沥青及其混合料高温性能的影响,通过动态切流变试验、马歇尔试验和车辙试验进行了沥青及其混合料的高温试验,并结合SEM微观试验进行分析。试验结果表明:RH降低了两种沥青混合料的马歇尔模数,而Evo影响不大; RH和Evo都降低了基质沥青混合料的动稳定度,但Evo却能提高改性沥青混合料的动稳定度; RH能够提高基质沥青的车辙因子,Evo能够提高SBS改性沥青的车辙因子。对三种高温试验进行相关性分析,推荐车辙试验作为沥青混合料高温性能的评价试验。微观试验表明RH温拌剂对沥青混合料微观结构影响不大,而Evo温拌沥青混合料的微观结构出现了絮状结构。     

基于MSCR试验的BRA改性沥青高温性能分析

为了更好地评价BRA改性沥青高温性能,对BRA掺量不同的改性沥青、SBS改性沥青进行了常规震荡剪切试验(DSR)和多应力蠕变恢复试验(MSCR),对比分析BRA改性沥青高温性能,并利用车辙试验验证BRA改性沥青混合料高温性能.结果 表明:PG高温性能分级难以准确区分不同种类沥青高温性能;BRA的掺入能显著增强沥青的高温变形恢复能力及抗永久变形能力;在一定条件下,高BRA掺量改性沥青的抗永久变形能力与SBS改性沥青相当;BRA改性沥青的应力敏感性较SBS改性沥青而言更不易受温度变化的影响;Jnr0.1、Jnr3.2可作为BRA改性沥青高温性能评价指标.     

高强度沥青粘结料抗车辙性能试验及评价指标研究

通过多种沥青及沥青混合料室内试验,对某公司研发的高强度改性沥青以及科氏SBS改性沥青、普通70号沥青进行了抗车辙性能对比试验研究,并建立了沥青粘结料动力粘度指标、振动粘度指标、针入度指标、车辙因子指标与沥青混合料动稳定度指标及GTM抗剪安全系数GSF值之间的相关关系。研究结果表明,高强度沥青是一种高模量、高强度的沥青材料,具有非常优良的抗车辙性能。粘度指标、车辙因子指标均与沥青混合料高温稳定性有良好的相关性,振动粘度相比动力粘度,与沥青混合料高温性能的相关性更好。     

低标号沥青在福建省沥青路面中的应用

为验证低标号硬质沥青在福建省的适用性,对以30~#基质沥青为代表的低标号硬质沥青的高温稳定性进行研究。利用APA (Asphalt Pavement Analyzer)车辙试验,对30~#低标号沥青混合料,在福建省高速公路上面层与中面层广泛应用的SBS I-D改性沥青混合料,以及最为常见的70~#基质沥青混合料的高温稳定性进行对比。为验证APA车辙试验结果的有效性,进行了缩尺加速加载MMLS试验,对3种沥青混合料高温稳定性进行评价与验证。考虑到福建省夏季高温的气候特征,除了规范的标准高温(60℃)试验条件外,还进行了极端高温(70℃)试验条件下的性能评价。APA车辙试验结果表明30~#硬质沥青在两种温度条件(60℃,70℃)下的抗车辙能力与SBS I-D改性沥青基本相同。这表明在冬季气候温和的中国南方地区,低温性能相对较差但更加廉价的低标号硬质沥青能够替代SBS改性沥青,应用于抗车辙性能要求较高的沥青路面。缩尺加速加载MMLS试验结果在对30~#硬质沥青与SBS I-D改性沥青的高温性能评价方面与APA车辙试验结果保持一致。但对于70~#基质沥青的高温稳定性评价,MMLS试验与APA车辙试验的结果有较大差异,表明"钢轮、薄板"的车辙试验对于抗车撤性能较差混合料的评价与实际路面条件下的结果存在差异。     

欧洲岩沥青改性沥青结合料与混合料使用性能的关系

沥青结合料与沥青混合料均属于沥青路面材料,它们的使用性能影响路面的使用寿命。为研究欧洲岩沥青改性沥青结合料和混合料使用性能的关系,制备了掺量为0%、5%、10%、15%、20%的欧洲岩沥青改性沥青和相应的AC-20C沥青混合料,并进行了沥青结合料的常规使用性能试验、Superpave使用性能试验以及沥青混合料的车辙试验、马歇尔稳定度试验、弯曲试验。试验结果分析表明,欧洲岩沥青改性沥青结合料的高温性能与混合料的高温稳定性、欧洲岩沥青改性沥青结合料的-12℃蠕变劲度与混合料的-10℃弯曲劲度模量具有良好的线性相关关系。然而,欧洲岩沥青改性沥青结合料低温性能与混合料低温抗裂性的关系为抛物线关系,有待进一步研究。     

高模量改性沥青胶结料和混合料的高温性能研究

采用70~#沥青外掺质量分数9.0%的RK300高模量剂自制高模量改性沥青(RK300-HMMA),以70~#沥青和SBS改性沥青作为参照对象,采用动态剪切流变仪对自制的RK300-HMMA高温流变特性开展对比研究,并通过混合料的高温稳定性试验对胶结料的高温流变试验评价结果进行验证分析。研究结果表明,原样RK300-HMMA比70~#沥青的等车辙因子临界温度(T_C)增加42.2℃,高温PG分级提高六个等级,掺加质量分数9.0%的RK300高模量剂能够显著改善70~#沥青的高温性能。RK300-HMMA的温度敏感性与SBS改性沥青基本相当,综合高温性能优于SBS改性沥青,但其高温弹性变形能力仍不如SBS改性沥青。动稳定度DS和单轴贯入强度■试验结果表明,RK300高模量改性沥青混合料高温条件下的抗车辙变形能力最强。胶结料的车辙因子G~*/sinδ、等车辙因子临界温度T_C、不可恢复蠕变柔量J_(nr)与剪切应变S和混合料的DS、■在评价高模量改性沥青的高温性能结果上具有一致性。     

汉堡车辙评价沥青混合料性能的适用性研究

通过采用不同级配、不同沥青胶结料、不同添加剂的沥青混合料进行汉堡车辙试验,分析汉堡车辙试验评价沥青混合料性能的适用性,试验结果表明:针对不同级配、不同改性沥青、不同添加剂的沥青混合料,汉堡车辙试验具有明显的区分度;沥青混合料采用车辙动稳定度试验时,车辙深度仅为1～2 mm,容易产生试验误差。汉堡车辙试验适用于评价沥青混合料的综合性能,包括高温与水稳定性能。     

基于超标准(高温重载)试验条件的抗车辙沥青混合料优化设计研究

为研究超标准(高温重载)条件下沥青混合料的抗车辙性能，以及优选适用高温特重荷载路段的抗车辙沥青混合料配合比，通过改变车辙试验温度与荷载工况进行车辙试验，模拟路面实际受到的高温与重载。选取矿料种类、沥青种类、抗车辙剂NRP掺量、级配类型4个因素，使用正交试验设计法设计车辙试验方案，使用动稳定度评价沥青混合料抗车辙性能的优劣。通过极差分析得到不同因素的影响程度大小，确定优选组合；通过多元回归分析法，拟合3种沥青混合料的动稳定度与抗车辙剂NRP掺量、级配类型、温度和荷载因素之间的关系。试验结果表明：4个影响因素在超标准(高温重载)条件下对沥青混合料的高温稳定性影响程度大小排序为NRP掺量>级配类型>沥青种类>矿料种类；抗车辙沥青混合料最优组合为玄武岩矿料、SMA-13级配、1.5%NRP掺量、SBS改性沥青；多元回归关系式经验证，拟合效果较好。     

抗车辙剂对AC-20沥青混合料路用性能影响研究

为评价抗车辙剂对AC-20型沥青混合料路用性能的影响效果,对基质沥青、SBS改性沥青、基质沥青+0.2%抗车辙剂、SBS改性沥青+0.2%抗车辙剂四种AC-20型沥青混合料进行车辙试验、水稳定性试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验。试验结果表明:抗车辙剂能有效提高AC-20型沥青混合料的高温、低温与水稳定性,且与SBS改性沥青一起使用时,以上各项路用性能均达到最佳。与SBS改性沥青相比,抗车辙剂对AC-20型沥青混合料的高温抗车辙能力和水稳定性改善效果更明显,而SBS改性沥青对AC-20型沥青混合料的低温抗裂性改善效果更好。     

聚合物改性沥青混合料抗永久变形性能研究

为探究聚合物改性沥青混合料的抗永久变形性能,本研究设置了普通沥青混合料对照组(CG)、SBS改性沥青混合料、SEBS改性沥青混合料和EVA改性沥青混合料。先通过目前国内常用的室内车辙试验对比了上述沥青混合料的高温稳定性能,再利用重复加载蠕变试验对上述沥青混合料在5℃、25℃和40℃下的抗永久变形性能进行了对比分析。高温车辙试验与25℃下的重复加载蠕变试验结果均表明,添加聚合物改性剂后,沥青混合料的抗永久变形性能均有较大提高;而5℃与40℃下的重复加载蠕变试验结果与车辙试验结果没有太大的相关性,试验结果所表现出来的沥青混合料抗永久变形的性能差异有待进一步研究;此外,SEBS相较于其他聚合物改性剂能更好地提升沥青混合料的抗永久变形性能。     

Superflex+SBS改性沥青混合料路用性能研究

在Superflex单掺及与SBS复掺的最佳比例情况下,以SMA-13为骨架结构,Super-flex改性沥青、SBS改性沥青及Superflex+SBS复合改性沥青为结合料,对3种沥青混合料进行高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验、抗滑抗渗试验等路用性能研究,分析不同胶结料对混合料路用情况的影响以及3种沥青混合料的经济性和适用性。     

SEPS聚合物改性沥青车辙特性

沥青作为胶结料,其在高温条件下抗永久变形的能力显著影响着路面整体的抗车辙能力。研究人员使用各种改性剂和添加剂来提高沥青抗永久变形的能力,例如SBS、EVA、PVA、SBR和天然橡胶等。该文采用Superpave规范中的参数G*/sinδ和基于Cross模型计算得到的零剪切粘度ZSV两种评价方法,评价SEPS对沥青抗永久变形能力的改善效果。在40、50和60℃试验温度下,对基质沥青和改性沥青进行动态剪切流变仪(DSR)频率扫描试验,利用上述两种方法可以确定改性沥青的抗车辙效果,并以基质沥青的抗车辙数据为对照,对其进行归一化处理,计算SEPS改性沥青抗车辙性能的提高比例。两种评价方法研究结果表明:SEPS都可以显著改善沥青的抗车辙性能,但是不同的评价方法得到的结论并不完全相同。     

DOMIX改性沥青混合料特性试验研究

对Domix沥青混合料及SBS改性沥青混合料的高温、低温、疲劳性能进行对比试验,探讨2种混合料在极端温度、重载下不发生车辙时的动稳定度控制标准,分析2种混合料对其动稳定度控制标准的适应性。试验结果表明:沥青路面上面层的抗车辙性能对沥青路面整体的抗车辙性能影响最明显;Domix沥青混合料低温性能及疲劳性能低于SBS改性沥青混合料。为平衡Domix沥青混合料低温及疲劳性能,基于其高温性能,提出Domix复掺改性的建议。     

抗车辙剂改性沥青混合料制备方法对其高温性能的影响

为研究抗车辙剂改性沥青混合料制备方法对其高温性能的影响,分别制备AC-13、AC-16及AC-20三种矿料粒径不同的抗车辙剂改性沥青混合料,通过车辙试验对比分析抗车辙剂对沥青混合料的改性机理。试验结果表明:干拌、湿拌条件下抗车辙剂均能显著改善沥青混合料的高温性能;干拌法制得的混合料中,AC-16的高温性能最好;湿拌法制得的混合料,粒径越大高温性能越差;抗车辙剂在干拌法制得的混合料中发挥双重改性作用。     

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。     

基于重复压剪加载试验沥青混合料高温性能研究

为研究沥青混合料的高温抗永久变形性能，分别采用AMPT流变次数试验及EN标准系列中的车辙敏感性试验对20^#沥青混合料HMAC-20、SBS改性沥青混合料AC-20、橡胶改性沥青混合料ARHM-20及70^#沥青混合料AC-25四种沥青混合料进行了试验及评价。结果表明：1)流变次数、流变次数对应的累积永久应变、车辙变形率均可作为沥青混合料高温性能评价指标；2)流变次数试验稳定阶段的应变增长率不大于8με时，20^#沥青混合料高温性能良好；3)高模量沥青混合料的高温性能优于SBS改性沥青混合料。     

硬质沥青对沥青及混合料路用性能影响研究

为提高沥青及混合料的路用性能,采用硬质沥青作为改性剂,并与PE改性沥青进行对比分析。通过美国SHRP计划提出的动态剪切流变试验,探究了在高温条件下硬质沥青对沥青流变性能的影响规律。进一步通过高温车辙试验、低温小梁弯曲和冻融劈裂试验评价了沥青混合料的路用性能。试验结果表明:硬质沥青改性沥青能承受更高的交通等级。随着硬质沥青的增加,沥青相位角减小,车辙因子增大,沥青高温稳定性能增强。硬质沥青能有效改善沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和抗水损害性能。     

SBS改性沥青及Bonifiber纤维对混合料性能影响的试验比较分析

运用试验对比分析SBS改性沥青及Bonifiber纤维对沥青混合料路用性能的影响。首先对SBS改性沥青、70~#普通沥青的性能进行对比检测,采用35、50、60℃下的动态剪切试验并以车辙因子G~*/sinδ评价沥青的抗永久变形能力。进行了70~#沥青混合料、SBS改性沥青混合料、掺加纤维的70~#沥青混合料和掺加纤维的SBS改性沥青混合料的路用性能对比试验。研究结果表明,SBS改性沥青的车辙因子远高于70~#沥青胶结料,应用SBS改性沥青和博尼维纤维,可以提高混合料的高温抗车辙能力、水稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和抗老化性能,SBS改性沥青的改善效果优于博尼维纤维,而综合改性的沥青混合料性能最好,从经济角度看,博尼维纤维具有良好的推广价值。