基于外掺法的布敦岩沥青改性沥青微表处室内试验研究

针对微表处等薄层罩面用混合料黏结强度低、在阳光直射下易产生高温变形、耐久性差等问题,该文利用布敦岩沥青作为改性剂,其具有黏度大、抗高温变形能力强等特性,采用外掺法将其加入到微表处混合料中,计算不同布敦岩沥青掺量下的乳化沥青外掺量,通过拌和试验、黏聚力试验、湿轮磨耗试验、负荷轮黏砂试验、车辙变形试验探索布敦岩沥青掺量对混合料施工性能的影响,综合确定布敦岩沥青的最佳掺量,最后采用适合于微表处的抗车辙性能试验和低温抗裂性能试验验证布敦岩沥青改性沥青微表处的路用性能。试验结果表明:相同油石比条件下随着布敦岩沥青掺量的增加,混合料所需乳化沥青外掺量不断减小,外掺最佳用水量不断增加,最佳用水量情况下,混合料的可拌和时间不断减小,但变化幅度不大,黏聚力和耐磨性能随布敦岩沥青的增加先增大后减小,抗变形能力不断增强;添加布敦岩沥青后微表处的车辙深度大幅减小,但低温弯曲变形至少降低12.5%,对低温抗裂性能造成一定负面影响;综合确定外掺法的布敦岩沥青最佳掺量为4%,该研究可在节省乳化沥青成本的基础上提升微表处混合料路用性能。     

布敦岩沥青改性沥青性能研究

对掺加不同布敦岩沥青的改性沥青,通过试验测定了其常规性能指标,并利用动态剪切流变仪对其进行温度扫描,研究岩沥青掺量对其高温性能的影响。结果表明,布敦岩沥青的作用在于改善基质沥青的高温性能和耐老化性能、降低温度敏感性,但同时降低了基质沥青的耐低温性能;掺加22%、34%布敦岩沥青的改性沥青的车辙因子比基质沥青分别提高1倍和2倍以上,表明布敦岩沥青可显著改善基质沥青的抗车辙能力;当温度低于64℃时,掺34%布敦岩沥青的改性沥青的抗车辙性能优于SBS改性沥青。     

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。     

岩沥青对沥青混合料路用性能的影响

通过室内试验分别从高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损和力学性能方面研究岩沥青对沥青混合料性能的影响,并与基质沥青和SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明：岩沥青对混合料的各项性能均有不同程度的改善作用,其中以高温性能提升的幅度最大,可以通过掺加岩沥青来改善沥青混合料的路用性能;在掺量为混合料的4%时,掺有岩沥青的混合料各方面的性能最优,其性能同SBS改性沥青混合料基本相当,建议在工程中采用掺量为4%的岩沥青来改善混合料的路用性能。     

布敦岩沥青高温性能研究

通过常规的技术指标以及流变学的研究手段,全面评价了岩沥青的高温性能,试验结果表明,岩沥青掺量越大,混合沥青的热稳定性越高、耐久性越好.通过普通沥青混合料、岩沥青混合料、SBS改性沥青混合料高温性能的对比性研究,明确了布敦岩沥青对混合料高温抗车辙能力的贡献,并通过广韶扩建工程予以验证.     

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%。     

BRA改性沥青混合料的室内试验研究

以布敦岩沥青作为改性剂,70号基质沥青作为基础沥青,进行试验室内的布敦岩沥青改性沥青的生产制备,对AC-13C和AC-20C2种代表性级配沥青混合料的技术性能进行了试验研究,并对3%BRA最佳掺量的改性沥青混合料进行力学性能试验。结果表明:1BRA的掺入对沥青混合料高温性能和水稳定性的改善效果明显,不同矿料级配组成对BRA改性沥青混合料的路用性能影响较大;2低剂量BRA的掺入对沥青混合料低温抗裂性能的改善效果并不明显;33.0%BRA最佳掺量下改性沥青混合料的各项力学性能比基质沥青混合料有了大幅度的提高,适用于各气候地区公路路面结构层的铺筑。     

布敦岩沥青在海南的应用研究

对布敦岩沥青混合料进行配合比设计,并进行了路用性能试验。试验结果证明掺加了布敦岩沥青的沥青混合料具有优良的高温抗车辙性能和抗水损坏能力,结合在海南省灵文路试验段的应用情况,表明布敦岩沥青适合在炎热、潮湿多雨的气候的沥青路面中应用,且工艺简单,具有较好的经济效益和社会效益。     

岩沥青在宋梁路上的应用研究

车辙是影响沥青路面使用寿命的主要因素,本文选用布敦岩沥青、抗车辙剂、硬质沥青、SBS改性沥青混合料进行对比试验,研究布敦岩沥青混合料路用性能。车辙试验表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料高温性能,与A-70#沥青混合料相比,其动稳定度提高250%,与30#硬质沥青混合相比,动稳定度提升80%,与SBS改性沥青混合料及添加抗车辙剂混合料动稳定度相近;浸水马歇尔试验和冻融劈裂强度试验结果表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料的抗水损害性能,与SBS改性沥青混合料及添加抗车辙剂混合料水稳定性相近。低温弯曲试验表明,岩沥青改善混合料低温性能效果不明显。     

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.     

布敦岩沥青掺配工艺研究

采用改进的沉降试验研究布敦岩沥青(BRA)的掺配工艺及其改性沥青的贮存稳定性,并在实际工程中进行了验证。试验结果表明:BRA在沥青中极易沉淀,不同层位BRA改性沥青的灰分含量、软化点相差较大,严重影响改性沥青的路用性能。采用"干法"工艺可以充分发挥BRA的改性作用,有效避免BRA沉降的问题。工程应用表明,使用"干法"工艺生产的BRA沥青混凝土具有较高的高温稳定性、水稳定性和低温抗裂性能。     

布敦岩沥青混合料路用性能研究

对布敦岩沥青、A-70沥青、SBS改性沥青混合料进行对比试验,研究布敦岩沥青混合料的路用性能。车辙试验、旋转加载轮辙仪试验结果表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料的高温性能,与A-70沥青混合料相比,其动稳定度提高64%;浸水马歇尔和冻融劈裂试验结果表明,岩沥青的冻融劈裂抗拉强度比、残留马歇尔稳定度和水稳定性明显高于A-70沥青混合料,与SBS改性沥青混合料大致相当;采用Semi-Circular Bending(SCB)方法的疲劳试验结果显示,岩沥青可以大大提高混合料的疲劳寿命,其疲劳性能甚至好于SBS改性沥青混合料。     

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.     

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%。     

湿法加工布敦岩沥青的工程应用

针对岩沥青干法施工工艺因存在施工拌合均匀性等施工变异性,导致其应用效果不理想的问题,采用湿法加工工艺制备岩沥青改性沥青,使活化后的天然岩沥青与沥青更容易融合,混合料高温性能更稳定;将湿法工艺制备的岩沥青混合料进行应用,对其配合比设计进行研究,并对路用性能进行验证。结果表明,湿法工艺制备布敦岩沥青改性沥青混合料施工和易性较好,适合于规模化生产。     

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。     

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。     

布敦岩沥青混合料拌和工艺优化研究

尽管针对布敦岩沥青改性沥青及其混合料性能的研究已有很多,但鲜见对布敦岩沥青混合料拌和工艺的研究。论文选取70号基质沥青和SBS改性沥青以及两种级配类型(SMA-13和AC-20),基于拌和楼"干拌"工艺,通过改变拌和顺序、拌和时间,研究拌和楼拌和工艺对布敦岩沥青混合料性能的影响。结果发现岩沥青后加工艺(集料与沥青先拌和,再与岩沥青拌和)优于常规工艺(集料与岩沥青先拌和,再与沥青拌和);适当延长拌和时间有助于降低空隙率,提高马歇尔稳定度,改善混合料性能;布敦岩沥青与SBS复合改性混合料的性能更优。据此,提出对布敦岩沥青混合料拌和工艺要求。     

岩沥青改性沥青混合料性能试验研究

为探究天然沥青对高针入度标号石油沥青的改性作用,在试验室采用布敦岩沥青对110#石油沥青进行改性,评价了其混合料的高低温以及抗水损坏性能,结果显示:岩沥青可改善沥青混合料的高温抗车辙性能,并且随着岩沥青掺量的增加,改善幅度更明显;较高的岩沥青掺量不利于沥青混合料的低温抗裂性能。当工程中使用时,应当注意岩沥青的掺量并非越多越好,建议结合工程实际使用材料,确定最佳的岩沥青掺量;岩沥青可改善沥青混合料的抗水损坏性能,并且掺量越大,改善效果越好,但使用时必须兼顾混合料的低温抗裂性能。     

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。