乳化沥青残留物疲劳特性评价的影响因素与机理分析

基于简化黏弹性连续介质损伤(S-VECD)理论研究了乳化沥青残留物应力应变响应特征、疲劳损伤特性与疲劳寿命预估，通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等微观手段分析了乳化沥青残留物相态结构、共混改性以及疲劳损伤的影响机理。研究结果表明：普通乳化沥青残留物的损伤曲线存在交错现象，添加改性剂使得损伤曲线不再产生交错，提升了乳化沥青残留物的疲劳性能，SBR改性剂的改善效果更为显著；改性乳化沥青残留物在EN、ASTM蒸发方式下的损伤曲线较DHM蒸发方式下更平缓，表现出EN、ASTM蒸发方式下的残留物抵抗损伤能力更强；从疲劳寿命提升幅度上看，不同蒸发方式制备的普通乳化沥青残留物的最大疲劳寿命较最小疲劳寿命提升56.9%,而SBS、SBR改性乳化沥青残留物分别提升179.1%和67.8%,表明蒸发方式对改性乳化沥青残留物的巨大影响，且DHM蒸发方式下改性乳化沥青残留物的疲劳寿命均最小；添加改性剂和改变蒸发方式会引起官能团含量、胶体结构和微观粗糙度的变化；DHM蒸发方式更易使得改性乳化沥青残留物发生氧化作用，并且促使更多的沥青质的产生，使得胶团的胶溶性...     

采用动态流变剪切方法评价改性乳化沥青高温性能的研究

为了对改性乳化沥青高温性能及影响因素进行更好地评价,选用直接加热蒸发法获取SBR及SBS改性乳化沥青残留物。在此基础上,进行多应力重复蠕变恢复试验,探讨温度、胶乳含量及胶乳种类3个因素对改性乳化沥青高温性能的影响。研究结果表明,随着温度的升高,SBR改性乳化沥青残留物高温抗变形能力变弱;随着胶乳含量的增加,SBR改性乳化沥青残留物高温抗变形能力变强;SBS改性乳化沥青高温性能优于SBR改性乳化沥青。     

SBS-SBR胶乳复合改性乳化沥青流变性能

将改性剂SBS与SBR胶乳同时用于乳化沥青改性,充分发挥SBR胶乳与乳化沥青较好的相溶性和其对沥青低温、抗水损性能具有良好的改性效果,有效解决SBS改性沥青黏度较大乳化困难和低掺量时路用性能不佳的问题。首先从改性乳化沥青储存稳定性和蒸发残留物常规指标出发,得出不同掺量改性剂对乳化沥青的复合改性效果变化规律,之后通过样品在流变性能随温度和频率的变化趋势对其效果进行验证,并得到改性效果较好的改性方案。试验结果显示,在SBS掺量2%的基础上,添加3%的SBR胶乳可以大幅改善乳化沥青蒸馏残留物的弹性性能和高低温性能。     

SBR胶乳对乳化沥青流变性能的影响

通过测定改性乳化沥青蒸发残留物3大指标以及流变行为曲线,研究了改性剂丁苯(SBR)胶乳掺量对乳化沥青蒸发残留物性能的影响。结果表明:在高温和低频区,改性剂SBR胶乳对沥青的弹性有一定程度的改善,随SBR掺量的增加,改善效果会产生小幅提升,这与三大指标测试结论一致。综合分析得出胶乳的最佳掺量为3%。     

制取乳化沥青残留物试验方法的一点探讨

针对乳化沥青和改性乳化沥青制取残留物试验过程中存在的问题,通过分析现行国标与美国ASTM D244的特点,探讨对国标的修改建议,对于统一和规范乳化沥青的试验方法和与国际接轨,具有积极的意义.     

超薄磨耗层用高粘改性乳化沥青的研制

研究了用于超薄磨耗层养护技术的高粘改性乳化沥青的配方技术和生产工艺,考察了乳化剂的种类和SBS改性剂的掺量对改性沥青及改性乳化沥青蒸发残留物性能的影响。结果表明,采用进口JS-2乳化剂,SBS改性剂掺量达到3.5%时,制备得到的改性乳化沥青满足超薄磨耗层用高粘改性乳化沥青的技术指标和应用需求。     

REOB改性乳化沥青对冷再生混合料性能的影响

利用废弃机油残留物(recycled engine oil bottom, REOB)制备REOB改性乳化沥青,研究REOB改性乳化沥青冷再生混合料的空隙率及高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、疲劳寿命等路用性能,结果表明:REOB改性乳化沥青性能满足规范要求;与普通乳化沥青冷再生混合料相比,REOB与集料的质量比越高,试件空隙率越小,成型质量越好,冷再生混合料的低温、水稳定性能及疲劳性能越好,高温稳定性越差。     

超薄罩面粘结层材料试验研究

超薄罩面一体化施工技术是一项采用蒸发残留物大于63%的快裂改性乳化沥青,将超薄沥青混凝土面层施工和粘结层施工同步完成的施工技术。通过对超薄罩面一体化施工方法和传统粘结层施工方法进行对比试验,分析其抗剪能力、粘结力、渗水性以及高温稳定性后,推荐采用超薄罩面粘结层施工方案及性能评价的研究方法。     

SBS改性乳化沥青冷再生的关键技术研究

为提高乳化沥青冷再生混合料的和易性及早期强度,将常用的SBR改性乳化沥青升级成为SBS改性乳化沥青,依据现有冷再生技术规范对乳化沥青性能进行试验,将以乳化剂为突破口,旨在制备出满足规范要求且分散和存储稳定的SBS改性乳化沥青。采用混合料拌和与马歇尔试验对四种乳化剂制备的乳化沥青进行拌和过程、空隙率、稳定度、冻融劈裂和残留稳定度检测,确定慢裂快凝型乳化剂A为最优乳化剂;而后针对此乳化剂,以乳化剂的用量和改性剂掺量为变量,对筛上剩余量、标准黏度、1d存储稳定性、5d存储稳定性、蒸发残留物的针入度和软化点和5℃延度等关键指标进行试验研究。其结果将用于SBS改性乳化沥青冷再生沥青路面技术的结合料制备和设计参考。     

SBS改性乳化沥青的性能及贮存稳定性研究

用胶体磨法制备了掺入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的改性乳化沥青,并对其蒸发残留物的针入度、软化点、延度、弹性进行了测定,对乳液的微观形态和乳液的储存稳定性进行了研究.结果表明:用本法生产SBS改性乳化沥青,性能很好,符合重交通道路的规范要求;当SBS的含量在3%时,改性沥青乳液分散均匀,中粒度较小,储存稳定性较好.     

SBS改性乳化沥青的性能及贮存稳定性研究

用胶体磨法制备了掺入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的改性乳化沥青,并对其蒸发残留物的针入度、软化点、延度、弹性进行了测定,对乳液的微观形态和乳液的储存稳定性进行了研究.结果表明:用本法生产SBS改性乳化沥青,性能很好,符合重交通道路的规范要求;当SBS的含量在3%时,改性沥青乳液分散均匀,中粒度较小,储存稳定性较好.     

煤直接液化残渣地聚物-乳化沥青胶浆及其混合料的高温性能研究

利用煤直接液化残渣（DCLR）制备绿色低成本胶凝材料代替水泥对于降低道路建造成本及可持续发展具有重要意义。研究以DCLR为基料,通过碱激发作用制备煤直接液化残渣地聚物（DG）并代替普通硅酸盐水泥（OPC）,分析DG-乳化沥青（EA）胶浆及混合料高温性能。研究结果表明：DG可以提高乳化沥青胶浆蒸发残留物的高温性能,EA-DG在30～80℃下的复数模量及主曲线与相同掺量下的EA-OPC相似;利用DG替换部分OPC可提高乳化沥青混合料的马歇尔稳定度、抗剪性能及抗高温车辙性能,但是对水损性能略有下降。DG对乳化沥青及混合料高温性能的影响类似于OPC,这表明其可作为乳化沥青路面冷再生材料中的一种潜在替代品。     

改性乳化沥青冷拌碎石封层高温性能研究

选用SBR胶乳对基质乳化沥青进行改性,通过多重应力蠕变恢复(MSCR)试验,研究了SBR胶乳掺量对乳化沥青残留物高温流变性能的影响;利用60℃及25℃的负荷轮试验,分析了SBR胶乳用量及乳化沥青用量对冷拌碎石封层构造深度变化率的影响;并对不可恢复蠕变柔量Jnr及构造深度变化率进行了相关性分析.结果表明:SBR胶乳掺量的增加,使乳化沥青残留物的不可恢复蠕变柔量降低,使蠕变恢复率增大,且降低了乳化沥青的温度敏感性;此外,随着SBR胶乳用量的提高,构造深度变化率逐渐降低,尤其是SBR胶乳掺量为6％时,构造深度变化率小于30％,可以显著改善冷拌碎石封层的高温稳定性;乳化沥青用量的提高,使构造深度变化率逐渐增大;与乳化沥青相比,SBR掺量的增加对构造深度的变化影响更加显著;推荐冷拌碎石封层乳化沥青用量为14％、SBR胶乳用量为6％.     

乳化沥青冷再生混合料马歇尔试件成型方式优化

为优化乳化沥青冷再生混合料马歇尔试件成型方式,首先根据高温养生过程中马歇尔试件内部水分蒸发规律的检测结果,初步设定多个第二次击实时间点,然后对比研究不同第二次击实时间点及不同击实搭配方式对水泥乳化沥青冷再生混合料性能的影响规律,确定合理的第二次击实开始时间及击实搭配方式。结果表明,60℃高温养生过程中,第二次击实时间点选择在15h且采用"60+15"击实搭配方式成型的马歇尔试件性能最优。     

乳化沥青冷再生混合料性能研究

文章对不同乳化沥青用量和不同水泥掺量的冷再生混合料路用性能进行比较分析,结果表明,水泥可以提高乳化沥青冷再生混合料水稳定性、早期强度和高温稳定性;水泥用量过高时会导致冷再生混合料变脆,降低混合料的低温抗裂性能;低乳化沥青用量冷再生混合料具有很好的高温抗车辙性能,满足我国再生技术规范中的相关要求。     

乳化沥青冷再生混合料力学性能及温度敏感性研究

为了深入研究乳化沥青冷再生混合料的力学性能和温度敏感性,通过试验研究了RAP掺量和水泥用量对乳化沥青冷再生混合料高温稳定性、低温抗裂性,以及不同温度下劈裂强度的影响。试验结果表明:增大RAP掺量会降低乳化沥青冷再生混合料的高温稳定性,同时提高其低温抗裂性;水泥用量越大,高温稳定性越好,而低温抗裂性越差;RAP掺量对温度敏感性有很大的影响,掺量越多温度敏感性越大,水泥用量对温度敏感性的影响很小。     

改性乳化沥青冷再生技术的路用性能研究

为验证改性乳化沥青冷再生混合料在高速公路面层的应用效果,通过多序列局部加载动态蠕变试验、半圆弯曲断裂试验和半圆弯曲疲劳试验对改性乳化沥青冷再生混合料的路用性能进行了全面研究。结果表明,SBR改性乳化沥青冷再生混合料相比普通乳化沥青混合料在高温性能、中低温抗裂性能和疲劳性能方面得到全面提升,并且在高温性能复合蠕变速率方面与AC-20和Sup-20两种普通热拌沥青混合料相近,远小于普通乳化沥青,在中低温抗裂和疲劳性能方面改性乳化沥青冷再生混合料虽然显著提升,但和热拌沥青混合料仍存在一定差距。     

水性环氧树脂改性乳化沥青高温性能试验研究

为了研究水性环氧树脂对乳化沥青高温性能的影响,制备了水性环氧树脂掺量分别为0%、5%、10%、15%的改性乳化沥青乳液;利用修正低温蒸发法将乳液在40℃条件下养生11d后裁剪成直径25mm、高1mm的圆柱形试件;基于动态剪切流变试验(DSR)、多应力蠕变恢复试验(MSCR),分别测定试件在58、64、70及76℃下保温30min后的车辙因子(G*/sinδ)、不可恢复蠕变柔量(Jnr)。研究表明:水性环氧树脂可提高乳化沥青的高温抗永久变形能力并降低乳化沥青蠕变过程中的黏性部分,减少累积变形;在评价水性环氧树脂改性乳化沥青的高温性能时,温度应选在58～64℃之间;为确保高温性能,水性环氧树脂的最佳掺量为10%。     

水性环氧树脂对乳化沥青混合料性能的影响研究

通过研究水性环氧树脂对乳化沥青混合料性能的改善效果,采用车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、疲劳试验进行评价。结果表明,水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的抗车辙性能是SBS改性热拌混合料的2.5倍,而水稳定性、低温性能、疲劳性能不及热拌沥青混合料,尤其疲劳次数是热拌沥青混合料疲劳次数的11%;水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的单价略高于SBS改性乳化沥青混合料,是热拌沥青混合料单价的一半。所以,水性环氧树脂改性乳化沥青混合料性能方面的提升有很大的价格空间。     

REOB改性乳化沥青冷再生混合料压实特性

制备废弃机油残留物(recycled engine oil bottom,REOB)质量分数不同的乳化沥青,并分别与回收沥青路面(reclaimed asphalt pavement,RAP)料拌制冷再生混合料,采用马歇尔击实方法成型试件,通过测定试件的宏观空隙率,并采用棒状色谱分析仪检测混合料表面沥青4组分的质量分数的变化,进而分析不同REOB的质量分数对REOB改性乳化沥青冷再生混合料压实特性的影响规律。结果表明,REOB质量分数为6%的混合料表面沥青4组分中芳香分和饱和分的总质量分数明显增加,胶质和沥青质的总质量分数明显减少,对RAP料中的旧沥青具有明显的软化作用,混合料表面的沥青黏结性能提高,混合料压实效果得到明显改善,试件空隙率明显减小。