公路工程专业检测技市中测量不确定度评定讲座(Ⅶ)--采用沥青针入度测定仪检测沥青针入度测量不确定度的合理评定

道路用沥青材料的物理性能(例如粘度、针入度、延度、软化点、闪点、脆点等)对沥青路面的路用性能有着非常重要的作用。在我国．对道路沥青材料物理性能选用的主要技术指标是其针入度、延度和软化点，通称沥青针入度体系．它与美国采用的SHRP体系、欧洲采用的粘度体系合称为道路用沥青材料三大物理性能体系。     

不同程度老化橡胶粉对橡胶沥青性能的影响

为了研究经不同程度老化橡胶粉对其改性沥青性能的影响,在不同温度和时间条件下利用紫外光对橡胶粉进行老化,并把老化后的橡胶粉加入基质沥青中制备橡胶沥青,测试橡胶沥青的针入度、延度和软化点。研究结果表明:橡胶粉经40℃、60℃和6h、12 h老化制备的橡胶沥青,其针入度、延度随老化温度的升高和老化时间的延长而减小,而软化点升高。     

Sasobit对SBS改性沥青性能影响分析

为研究Sasobit温拌型SBS改性沥青性能,采用三大指标、布氏粘度基础试验分析不同Sasobit含量下SBS沥青性能的变化。结果表明:当掺量3%Sasobit时改性沥青的针入度取值从SBSI—C类变为SBSI—D类,此时针入度指数值最大,温敏感性最低,软化点升高了10℃,但延度值随掺量递增持续降低,当掺3%Sasobit时SBS改性沥青的延度值降至22 cm不满足规范要求。随掺量变化90℃时改性沥青的粘度提升了47.5%,对夏季抗车辙性能有利;135~165℃粘度显著下降有利于施工。     

拉萨地区沥青低温抗裂性能与抗老化性能关系研究

在拉萨地区,路面的沥青老化和开裂仍是一大问题。选用拉萨地区沥青路面使用的沥青型号——SBR-ⅡA,试验研究在4种不同加热时长环境下,沥青的针入度、延度及软化点的变化特点,以及加热后的4种沥青和同一种级配的骨料混合,测出其代表开裂性能的弯拉应变。再使用SPSS软件的Pearson进行针入度、延度、软化点和弯拉应变之间的分析,得出了老化和开裂的规律,即针入度同延度或软化点之间以及延度和软化点之间存在显著的相关性,而老化同开裂之间无明显相关。     

纳米TiO_2材料对沥青抗紫外光老化的作用

把纳米TiO2作为紫外线吸收抗老化剂加入到沥青中,根据紫外线老化前后沥青针入度、软化点、延度的试验结果,分析纳米TiO2及其掺量对沥青抗紫外线老化能力的影响。结果表明:掺入纳米TiO2的沥青,其紫外线老化后的针入度、延度都有所增加,软化点明显减小;针入度指数的增加程度降低;针入度、延度、软化点损失率均明显降低;纳米TiO2的最佳掺量为1%。纳米TiO2作为紫外线吸收抗老化剂在一定程度上提高了沥青抗紫外线的能力。     

纳米TiO2材料对沥青抗紫外光老化的作用

把纳米TiO2作为紫外线吸收抗老化剂加入到沥青中,根据紫外线老化前后沥青针入度、软化点、延度的试验结果,分析纳米TiO2及其掺量对沥青抗紫外线老化能力的影响。结果表明:掺入纳米TiO2的沥青,其紫外线老化后的针入度、延度都有所增加,软化点明显减小;针入度指数的增加程度降低;针入度、延度、软化点损失率均明显降低;纳米TiO2的最佳掺量为1%。纳米TiO2作为紫外线吸收抗老化剂在一定程度上提高了沥青抗紫外线的能力。     

相变材料对沥青性质的影响

相变材料在公路交通领域的应用尚处于起步探索研究阶段。选择适宜于沥青混合料应用的有机类固液相变材料,通过针入度、延度、软化点试验,分析了相变材料及其掺量对沥青性质的影响。试验得出,随着相变材料掺量的增加,沥青针入度增大,5℃延度不断增大,10℃、15℃延度先减小后增大,软化点减小,短期热老化后的三大指标损失率均增大。结果表明,相变材料的掺入,有利于提高沥青的低温抗裂性能,但对短期老化后的长期性能和高温稳定性不利,在进一步研究与应用中应予以考虑。     

老路路面使用年限对RAP性质影响分析

针对沥青路面再生过程中,沥青路面回收材料(RAP)性质出现差异,对来自不同使用年限路面的RAP进行试验,从RAP表面的沥青含量、针入度、软化点、延度以及RAP的矿料的级配对RAP的性质进行试验分析。研究结果表明:随着沥青路面使用年限的增加,沥青含量逐渐降低,针入度、延度降低,软化点增加,沥青的表面老化越严重;随着沥青路面使用年限的增加,RAP矿料的质量通过率越大,矿料的细化明显,粉料越多。     

路用沥青混合料老化检测的评价分析

通过沥青针入度、软化点和延度试验,评价了年限、地域、沥青种类对沥青老化的影响程度,并对沥青这三项指标对老化程度的敏感性和相关性进行了分析,为沥青混合料长期性能评价及维修养护研究提供参考。     

再生封层在预防性养护工程中的应用性能

为了分析评价再生封层对原沥青路面老化沥青和沥青混合料的性能影响,针对S122省道预防性养护再生封层试验段进行了钻芯取样,并对回收沥青、试验段铣刨沥青混合料进行了相关试验。结果表明:再生封层材料在施工3个月后,可以渗透进入沥青路面内部3～4 cm,覆盖整个沥青路面上面层;再生封层材料渗透进入沥青路面内部后,可以有效恢复原路面老化沥青针入度、软化点和延度等指标,并融合成为原路面老化沥青的一部分,增加沥青含量,降低空隙率;再生封层可以不同程度改善原路面沥青混合料的低温抗裂性能、水稳定性能和疲劳性能,尽管高温稳定性与对比段相比略有下降,但仍显著优于新拌沥青混合料相关技术规范要求。     

聚氨酯改性沥青改性机理和性能

为了解决聚合物改性沥青储存稳定性差、易离析、易老化等问题, 利用聚氨酯(PU) 对沥青进行化学改性; 制备了PU改性沥青, 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA) 和差示扫描量热法(DSC) 试验研究了PU改性沥青的改性机理, 采用Brookfield旋转黏度试验、动态剪切流变(DSR) 试验、低温弯曲梁流变(BBR) 试验、旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT) 和紫外老化试验等评价了PU改性沥青、SBS改性沥青和70#基质沥青的性能。研究结果表明: 圆盘锯齿式搅拌器可以很好地暴露沥青中的活性基团, 使PU达到较好的改性效果; PU改性沥青中主要存在2种反应, 一是异氰酸酯与多元醇之间反应生成氨基甲酸酯, 二是异氰酸酯与沥青质中的芳香族化合物之间发生加成反应; PU改性沥青的高温布氏黏度高于同温度下的SBS改性沥青, 且64℃时的抗车辙因子是SBS改性沥青的6倍左右, 说明其高温性能非常优异; PU改性沥青RTFOT前后针入度比达到了85%, 软化点变化幅度为0.5℃, 说明其抗热氧老化性能非常优异; 在紫外老化试验中, PU改性沥青软化点和针入度变化范围分别为1℃~4℃和0.1~0.3 mm, 说明其抗紫外老化性能非常优异。      

纳米层状硅酸盐改性沥青路用性能试验研究

针对沥青路面出现病害的原因,采用纳米层状硅酸盐改性沥青提高沥青路面抗病害能力。通过室内常规的针入度、延度、软化点、旋转薄膜烘箱老化试验及SHRP的动态剪切、弯曲梁流变、PAV压力老化试验,对比研究了纳米层状硅酸盐改性沥青与基质沥青、SBS及PE改性沥青的感温性、高低温特性及老化特性等路用性能,得出松香基膨润土纳米层状硅酸盐改性沥青具有较好的路用性能,为工程应用打下基础。     

不同再生剂对旧沥青性能的改善

结合某高速公路沥青路面热再生工程的实际情况,测定旧沥青的常规指标、粘度及组分并与原新沥青各指标进行对比,评价旧沥青的老化程度.选择不同种类再生剂,以不同比例调配旧沥青组成再生沥青,观察再生沥青的常规指标、粘度及等性能的变化情况.试验结果表明,在旧路面的老化沥青中掺入10%～30%再生剂后,其性能得到明显的改善.     

TLA／SBS复合改性沥青胶结料的抗老化性能

对TLA／SBS复合改性沥青进行了RTOFT短期老化、PAV热老化及UV紫外老化试验．采用常规沥青试验和DSR试验对老化后沥青胶结料进行了相关性能试验,并与对照组SBS改性沥青进行了对比分析．试验结果表明：TLA／SBS复合改性沥青在经历不同老化后,其软化点和粘度上升,针入度下降,复数剪切模量上升,相位角下降．与SBS改性沥青相比,TLA／SBS复合改性沥青各项性能指标变化幅度相对较低．DSR温度扫描试验结果表明：TLA的加入能提高SBS沥青的抵抗热老化和紫外老化的能力,TLA／SBS复合改性沥青具有更强的抗老化性能．     

改性沥青中SBS剂量检测方法(英文)

对3种基质沥青在不同SBS剂量下的性能指标进行了测试,运用灰色关联分析法,以SBS剂量作为参考数列,以改性沥青的性能指标针入度、软化点、延度、弹性恢复、135℃运动粘度作为比较数列,计算了SBS剂量与主要性能指标的关联度,并对关联度进行排序。通过对关联度系数进行归一化处理,计算得到各项性能指标所占的权重,建立了SBS剂量与常规性能指标的关系式,提出了基于多指标的SBS剂量检测方法,并采用已知SBS剂量的样品组对方法进行了验证。分析结果表明:与SBS剂量关联度显著的主要性能指标分别为软化点、弹性恢复、135℃运动粘度;对3种改性沥青采用该方法确定的SBS剂量绝对偏差均在0.15%以内,可见,检测方法可靠。     

抽提回收过程对沥青老化程度评价的影响

对不同老化程度的沥青先采用三氯乙烯溶解,再用真空旋转回收仪回收,然后对沥青进行系统的试验,获得不同老化程度的沥青在抽提回收前后的针入度、软化点、延度、粘度等常规指标以及动态剪切模量、相位角、低温弯曲蠕变劲度、低温抗拉强度等性能指标,通过分析各项性能的变化研究抽提回收过程对沥青老化程度的影响规律。试验结果表明不同老化程度的沥青在经过抽提回收过程后,其各项性能指标的变化均较小,排除试验误差的影响,采用真空旋转回收仪回收沥青时对沥青的老化程度的影响可以忽略,因此可以用于评价沥青的老化程度。     

用于沥青改性的纳米材料综合比选

本文首先通过一定的选择原则在尽可能大的范围内初步确定用于改性沥青的纳米材料种类,然后通过内掺法及内掺后超声波分散两种手段制备纳米改性沥青,并通过比较不同种类纳米改性沥青的针入度、软化点、延度三大指标及布氏粘度指标,最终确定A为基质沥青最理想的纳米材料改性荆。采用硅烷偶联剂KH550、聚乙烯亚胺PEI和表面活性剂硬脂酸三种分散剂对A进行表面改性,并制备相应的改性沥青。通过改性沥青的三大指标及粘度指标,对三种分散剂的表面改性效果进行比较,并最终确定相对纳米材料2％剂量的硅烷偶联剂KH550为A最佳分散剂。     

道路用沥青的改性研究

通过对道路沥青添加改性剂SBS和碳酸钙进行改性试验,研究了不同方法的改性效果,得到了改性沥青的最佳配合比。结果表明:两种改性剂同时加入到基质沥青中得到性能更好的改性沥青,改性沥青具有很强的相容性,改善了基质沥青的软化点、延度和针入度值,提高了改性沥青的路用性能。     

SBS/岩沥青复合改性沥青基本性能研究

通过SBS/岩沥青复合改性沥青的三大性能指标研究,分析了岩沥青和SBS的用量比变化对改性沥青性能的影响规律。结果表明:在改性沥青中有效成分用量不变的情况下,随着其中岩沥青用量比例的不断增大,改性沥青针入度的变化不大;改性沥青的软化点呈明显下降的趋势,即岩沥青与SBS复合改性对提高软化点的效果不如单独应用SBS的效果好;改性沥青的延度呈明显下降的趋势,且改性沥青的15℃延度的下降程度更为显著。适量添加岩沥青可在一定程度上提高SBS在基质沥青中的分散性。