基于接触角法的沥青抗水损坏能力研究

为研究沥青抗水损坏能力评价方法,采用接触角法测试了3种沥青在浸水前后与水的接触角,并以红外光谱试验揭示了水对沥青的侵蚀机理,且通过拉拔试验进行了验证。结果表明:经过浸水之后,水可扩散至沥青内部,与沥青中的极性分子和基团结合,使沥青与水的接触角降低,亲水性增强,与石料之间的粘附强度降低;拉拔试验与接触角试验结论一致,证明接触角法可定性评价沥青的抗水损坏能力。     

沥青与玄武岩粗集料黏附性水煮法试验及评价方法的改进

常规的沥青与粗集料黏附性水煮法试验很难合理评价不同吸水率玄武岩的抗水剥离能力,通过改进测试环境,寻找并确定合理的集料含水量,测试沥青裹覆集料后,在水煮过程中剥落所需要的时间,从而评价沥青与不同吸水率玄武岩的黏附性能,由此判断玄武岩集料能否应用到沥青混合料中。     

长期高温多雨环境下沥青与集料黏附性衰减规律研究

选用2种沥青及3种集料，对单个集料进行不同时长的改进水煮法试验，对松散沥青混合料进行不同时长的改进ASTM D3625水煮法试验。通过扫描电镜试验、能谱分析试验分析集料表面构造和化学成分；通过高温接触角试验，获取拌和温度下集料与沥青的接触特性。结合质量法和图像法，分析沥青-集料的剥落率，探究在长时间高温水煮条件下的沥青-集料黏附性的衰减规律。结果表明：石灰岩与沥青的黏附性最好，砂岩最差；采用SBS改性沥青可有效增加与集料的黏附性，降低沥青-集料黏附性的衰减；水煮时间增长，使用Si元素含量越高、接触角越大的集料，沥青-集料黏附性越差；仅通过水煮样品3分钟来评价样品的黏附性不准确，延长水煮时间并结合质量分析方法可更真实地表征黏附性变化；对长期高温多雨地区，推荐使用石灰岩和SBS改性沥青来提高沥青混合料的抗水损害能力。     

沥青混合料水稳性与粘附性实验方法相关性的灰关联分析

用灰关联理论分析了不同的沥青与集料粘附性实验方法与沥青混合料水稳性的相关关系,结果表明在水煮法、水浸法、光电比色法及SHRP净吸附法中,水浸法试验结果与沥青混合料水稳性相关关系最好,而水煮法最差。虽然SHRP净吸附法能够量化评定沥青与集料的兼容性,试验结果与沥青混合料水稳定性相关关系也比较好,但该法试验条件较严格,试验操作亦较复杂。鉴于此,建议在工程中应优先考虑水浸法作为沥青与集料粘附性的评价指标。     

基于表面能理论的沥青与集料黏附性能评价

为定量分析沥青与集料的黏附性能,运用表面自由能理论,采用插板法对2种基质沥青(A-70~#、B-70~#)的表面能参数进行测试,采用蒸汽吸附法对5种集料(石灰岩、玄武岩、花岗岩、石英砂岩、破碎砾石)的表面能参数进行测试,并进一步计算出沥青-集料组合分别在无水、有水状态下的结合能以及表面能匹配性指标,并用表面能匹配性指标来评价不同沥青-集料组合的黏附性能,通过改进的水煮法试验加以验证,同时建立二者之间的联系。结果表明:表面能匹配性指标与改进水煮法的沥青残留率指标评价结果一致,5种集料的黏附性能从大到小排序依次为玄武岩、石灰岩、花岗岩、石英砂岩、破碎砾石,验证了表面能评价体系的可靠性,说明表面能法可作为定量分析沥青与集料黏附性能的试验方法;对表面能匹配性指标与沥青残留率的结果进行分析,发现二者具有良好的正相关关系,并以黏附性等级4级对应的沥青残留率为临界值提出2种沥青的表面能匹配性评价指标的技术要求。     

沥青组分对沥青与集料黏附性的影响分析

沥青与集料的黏附性与沥青混合料的水损坏有着密切的联系,本研究通过对比3种评价沥青黏附性的试验方法后,推荐采用剥离法更有效标准沥青的黏附性。分别测试不同基质沥青及同一基质沥青不同老化时间的沥青四组分含量及剥离强度,试验结果表明,单纯通过调整沥青组分无法有效改善沥青黏附性。     

沥青再生剂配制的试验研究

依据旧沥青老化及再生机理,研发了一种沥青再生剂。该再生剂以中黏度芳烃油为基质油,添加70#沥青和非胺类沥青抗剥落剂配制而成,采用正交试验方法进行了配方优化设计。通过再生沥青的针入度、软化点、延度及布氏黏度指标确定了再生剂的配方组分为:芳烃油∶70#沥青∶非胺类沥青抗剥落剂=15∶4∶1。再生沥青的性能试验结果表明:研发的再生剂对老化的70#沥青和SBS改性沥青均有良好的再生效果。     

沥青发泡特性及其影响因素研究

通过基于高速数字图像采集技术的室内发泡试验对3种70#基质沥青的发泡特性进行了评价,采用统计学方法分析了沥青种类、沥青温度和发泡用水量等因素对沥青发泡效果的影响,并建立了沥青发泡特性与其基本技术指标的相关关系。研究发现:不同种类70#沥青的发泡特性存在差异性,韩国双龙70#沥青表现出最优的发泡效果;发泡用水量对沥青的发泡特性有显著性影响,随着发泡用水量的增加,泡沫沥青的膨胀率逐渐增大,半衰期逐渐减小;在不同的发泡用水量条件下,沥青温度对其发泡效果的影响规律并不一致;韩国双龙70#沥青的最优发泡条件为沥青温度170℃和发泡用水量2. 0%; 60℃动力粘度与沥青发泡特性之间存在较好的相关性。     

不同沥青混合料高温性能对比试验研究

选用30#沥青、70#沥青和SBS沥青进行3大指标试验和粘度试验,结果表明30#沥青的高温稳定性好;基于同轴剪切试验和车辙试验,对AC-20和AC-162种级配,六种不同沥青混合料的高温稳定性能进行评价,试验结果表明30#沥青混合料高温稳定性好,使用30#沥青可提高沥青混合料的抗剪及抗车辙能力.     

4mm DSR试验与BBR试验评价沥青低温流变性能比较研究

为更便捷、使用更少沥青样品来评价沥青低温流变性能,美国提出了使用DSR动态剪切流变仪和4mm(或8mm)平行板夹具的新的试验方法,称为4mm DSR试验。为验证该方法的有效性,基于4mm DSR试验方法并采用8mm平行板,评价不同种类沥青的低温流变性能,同时采用BBR试验进行比较。结果表明4mm DSR试验数据与BBR试验有较强线性相关性,且试验结果离散性更小,可以作为低温性能评价的补充试验。试验结果说明,30#沥青低温性能有限,而50#沥青的低温流变性能与70#及SBS改性沥青接近。     

沥青与集料粘附性评价方法对比

现行评价集料与沥青粘附性好坏的水煮法主观性大,导致产生的误差大。采用4种试验方法分别对石灰岩、砂岩、花岗岩和玄武岩与沥青的粘附性进行试验,比较每种试验方法测得沥青剥落率的大小。试验表明,NAT法能较好评价沥青与集料的粘附性。     

基于实测与预测的沥青混合料回弹模量与温度的关系

我国沥青路面设计采用20℃抗压回弹模量和15℃劈裂模量作为设计标准,不能够反应温度变化对沥青混合料性能的影响。新颁布的沥青路面设计规范虽然采用了动态回弹模量,但仍然是采用20℃模量值。本研究通过采用不同型号沥青(70#、90#、SBS改性70#、SBS改性90#)及不同集料级配(AC-13、AC-16、AC-20)组成12种不同型号沥青混合料,采用马歇尔试件与静压法测试在不同温度(±60℃)下的沥青混合料抗压回弹模量,建立沥青混合料回弹模量与温度的回归关系。通过与其它方法得到的沥青混合料回弹模量预测结果对比分析,评价不同预测方法的技术特点。结果表明,沥青混合料回弹模量与温度有较好的回归关系,研究结果可以为沥青路面与材料设计提供一定的技术参数。     

布敦岩沥青改性沥青及混合料路用性能研究

以某品牌70#基质沥青为基础沥青,以布敦岩沥青作为改性剂,在试验室制备布敦岩沥青改性沥青并且按照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行了一系列试验。试验结果表明:布敦岩沥青改性沥青与集料的粘附性等级与70#基质沥青基本相同,在以布敦岩沥青改性沥青作为胶结料进行沥青混合料设计时要注意其改性沥青的离析问题及其所用路面层位的选择。     

布敦岩沥青改性机理

为了揭示布敦岩沥青(BRA)改善基质沥青性能的内在机理,采用X射线衍射分析、扫描电镜分析、红外光谱分析以及热分析等方法研究了克拉玛依70#沥青和BRA改性沥青的化学组成与结构.结果表明:BRA中含有较多的碳酸钙,显著提高了沥青与集料的粘附性能和抗剥离能力;在BRA改性沥青中,沥青和BRA颗粒相互包容、渗透,形成了彼此交...     

基于表面自由能的泡沫温拌沥青抗水损坏性能评价方法

沥青与集料间的黏附性不足是沥青混凝土路面水损坏的主要原因。通过室内发泡试验,探讨了泡沫沥青水分挥发规律,借助于视频光学接触角测量仪,采用淌滴法间接测量样品沥青在不同发泡阶段与两种不同岩性集料的表面自由能,提出以黏附功(Wadhesion,ij)与剥离功(Wwetadhesion,ijw)的比值ER作为泡沫温拌沥青混合料抗水损坏性能的定量评价指标,可为沥青黏附性评价提供方法借鉴。结果表明,沥青经过发泡处理后一定程度上提高了其抵抗水损害性能。     

硬质沥青富油混合料路用性能研究

借鉴Superpave设计方法,采用富油的设计理念,设计了50#硬质沥青富油混合料.分别对常规设计和富油设计的50#硬质沥青混合料和70#沥青混合料研究,进行了大量的室内试验,全面比较了4种沥青混合料的路用性能,特别对疲劳性能进行重点分析.结果表明:采用富油的设计理念后,同一级配混合料的疲劳性能得到很大的提高.50#富油混合料与70#沥青混合料相比,高温性能基本持平,低温性能和水稳定性更好,疲劳性能有了较大的提高.由此说明50#富油混合料完全可以替代70#沥青混合料作为半刚性基层沥青路面的下面层.使用该种混合料,可以减缓半刚性基层的反射裂缝,提高路面的抗疲劳性能,从而延长路面的使用寿命.     

湿法橡胶沥青配比设计及水稳定性试验研究

文中采用美国AR-AC-13级配规范,通过初次拟定—试验分析—方案比选的方法进行配比设计;对确定的配合比采用水煮法进行试验,证实了石灰岩、玄武岩与沥青的粘附性较好;选取冻融劈裂试验评价湿法橡胶沥青混合料的水稳定性能,采用冻融劈裂试验强度比TSR作为评价指标,获得湿法橡胶沥青水稳定性敏感性因素为级配与空隙率;以江西九景(九江—景德镇)高速公路橡胶沥青路面工程实践,论证了该湿法橡胶沥青配比设计的正确性及优良的水稳定性。     

评价沥青与集料相对粘附性的方法——溶剂洗脱法

介绍了用溶剂洗脱法测定沥青与矿料粘附性的定量方法，并以此测定了胜利１００号沥青及其３种改性沥青对多种矿料的粘附性大小，与水煮法相比，该方法操作时受人为因素影响小，客观精确，并可以弥补水煮法不能测定细集料粘附性的不足。     

RAP表面特性改性及其对混合料性能影响的实验研究

本文对RAP表面的老化沥青采用三氯乙烯进行分层剥离分析,通过接触角的测试对RAP表面特性进行相关的研究;以Ca(OH)2,硅烷偶联剂改性Ca(OH)2两种物质对沥青表面进行改性来研究乳化沥青在老化沥青表面的粘附性;在后续的研究中针对RAP采用三氯乙烯,Ca(OH)2浆液以及硅烷偶联剂改性Ca(OH)2浆液30℃下浸泡30min进行不同的表面处理,通过粘附性测试、马歇尔实验及劈裂试验研究RAP表面处理对冷再生混合料性能的影响。最终得出,采用不同的表面处理措施可以有效降低乳化沥青在老化沥青表面的接触角,增加粘附性;制备的冷再生沥青混合料马歇尔稳定度、劈裂强度均有所改善。     

基于改进Wilhelmy吊片法的沥青表面自由能试验研究

沥青表面自由能是评价沥青混合料抗水损害能力的一项重要指标。通过Wilhelmy吊片试验对2种沥青(PG 70-28和PG 64-22)动态接触角进行测定,在试验基础上,对二者的表面自由能及内聚能进行了计算、对比,结果表明:前者具有更高的粘滞性。为使试验结果更为准确,对Wilhelmy吊片试验作了改进:一是引入了图像分析器,使动态接触角测量更加精确;二是采用毛细玻璃管代替薄片,使沥青在其表面分布得更为均匀。