盐冻循环对沥青黏附性的影响研究

主要研究融雪盐对路面材料的影响。首先进行普通沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青材料室内冻融循环试验,对冻融循环后的各种沥青进行改进的黏附性试验,分析沥青与粗骨料黏附量随冰冻温度、融雪剂浓度和冻融循环次数等因素的变化规律。结果表明：融雪盐环境对沥青的黏附性会产生较大影响,其中冻融循环次数是最大影响因素。     

融雪剂对沥青及其混合料性能的影响

为系统的评价融雪剂对沥青及其混合料性能的影响,选择了氯化钠、氯化钙、醋酸钠三种融雪剂和SK70#基质沥青、SBS改性沥青,开展了两种沥青的针入度、软化点和延度试验及SBS改性沥青混合料的车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验。结果表明,氯化钠、氯化钙和醋酸钠三种融雪剂能改善SK70#基质沥青的温度敏感性和高温性能,但对SBS改性沥青的温度敏感性和高、低温性能不利;SBS改性沥青混合料的水稳定性受融雪剂的不利影响最为严峻,而高、低温性能有一定幅度的下降;建议SBS改性沥青路面在融雪化冰时优先选用氯化钙类融雪剂。     

SBS掺量对改性沥青及沥青混合料性能的影响

在阿尔法沥青中按0.1%步长加入不同掺量SBS制备改性沥青,通过常规性能试验分析SBS掺量对改性沥青性能的影响;对SBS改性沥青混合料进行配合比设计,通过60℃车辙试验和低温弯曲试验分析SBS掺量对沥青混合料高低温性能的影响。结果表明,SBS掺量对改性沥青的感温性能、高低温性能等有很大影响,随着SBS掺量的增加,改性沥青的针入度下降,软化点、延度、弹性恢复均呈逐渐上升趋势;SBS对沥青混合料高温性能的提升效果非常显著,仅以0.1%的剂量增大,就可使沥青混合料的高温性能明显提高,低温性能呈抛物线变化且有明显峰值。     

氯盐融雪剂对沥青混合料路用性能影响研究

该文从融雪剂种类、融雪剂溶液浓度和冻融循环次数几方面展开融雪剂对沥青混合料路用性能的影响研究。在研究过程中开展了沥青混合料低温弯曲试验、车辙试验和低温劈裂强度试验,所得结论:在不同融雪剂种类、融雪剂溶液浓度和冻融循环的作用下,沥青混合料的抗低温性能、高温性能和水稳定性能随冻融循环次数的增加而降低,随融雪剂溶液的浓度增加而降低,NaCl融雪剂对沥青混合料的路用性能影响降低幅值大于CaCl2融雪剂。     

沥青马蹄脂碎石混合料抗裂性能研究

以间接拉伸试验为评价方法,研究纤维、沥青以及冻融循环次数对沥青混合料抗裂性的影响。试验结果表明:掺加聚丙烯腈纤维的沥青混合料的抗裂性能优于掺加玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料;采用橡胶沥青的沥青混合料的抗裂性能优于采用SBS改性沥青和基质沥青的沥青混合料;不论冻融循环次数多少,破坏荷载和破坏应变随沥青类型的变化规律大致表现为:橡胶沥青SBS改性沥青基质沥青。     

融雪剂对沥青路面水稳定性的影响

为了探究不同路面状态下,融雪剂类型、融雪剂溶液浓度、冻融循环次数对沥青路面水稳定性的影响情况,通过设置静态与动态条件模拟路面良好以及路面出现裂缝2种情况。结果表明:在静态条件下,路面的水稳性能与融雪剂的冰点、冻融循环次数关系较大,冰点越高、循环次数越多,水稳定性下降越明显;在动态条件下,溶液浓度是主要影响因素,融雪剂通过对裂缝中的集料产生作用,进而影响路面水稳定性,建议使用醋酸盐型融雪剂。     

脱硫橡胶沥青改性剂制备及改性沥青性能研究

采用双螺杆挤出法对胶粉进行脱硫降解,通过正交试验得到脱硫橡胶改性沥青改性剂制备工艺关键参数;通过三大指标及高温剪切流变试验,分析脱硫橡胶改性沥青高低温性能;并掺加SBS探究其对脱硫橡胶改性沥青性能的影响。结果表明:改性剂制备工艺参数为裂解催化剂2.6 %、酸化油30.0 %、挤出温度290 ℃;脱硫橡胶沥青改性剂掺量对改性沥青高低温性能影响显著,最优掺量为20.0 %时,改性沥青软化点及5 ℃延度均显著增大,同时黏度较低,工作性能良好;脱硫橡胶可提高改性沥青的复数模量和车辙因子,降低相位角,改善沥青的高温抗变形能力;SBS的掺入提高了脱硫橡胶改性沥青的软化点和延度,改善了改性沥青的短期抗老化性能和弹性恢复性能。     

直拌式SBS改性沥青及混合料路用性能研究

为评价直拌式SBS改性沥青及其混合料路用性能,通过相容性、高低温性能及温度敏感性试验,确定了直拌式SBS改性剂的最佳掺量。基于1/3比例尺路面加速加载试验机,对直拌式SBS改性沥青混合料的高温性能进行了试验研究,并与商用成品SBS改性沥青混合料进行了对比。结果表明:当直拌式SBS改性沥青的改性剂掺量为6%时,直拌式SBS改性沥青具备最优的高低温性能和良好的弹性变形能力。直拌式SBS改性沥青混合料车辙深度较商用成品SBS改性沥青混合料降低了18.2%,高温抗塑性流动变形能力增强,提高了路面的耐久性。     

短期老化对TPS改性沥青性能影响研究

为研究短期老化对TPS改性沥青性能影响,采用软化点、延度、针入度、布氏旋转黏度和动态剪切流变值作为评价指标,对比老化前后TPS改性沥青和SBS改性沥青的高低温性能、黏温特性及流变特性变化规律,并借助红外光谱对其改性和老化机理进行分析。研究表明:相比于SBS改性沥青,老化前后TPS改性沥青的高低温性能优异,温度敏感性更小,抗荷载能力强,且受短期老化作用影响较小;TPS改性过程以物理改性为主,存在微弱化学作用;短期老化作用使TPS改性沥青出现氧化反应及其他化学反应,沥青中芳香烃和饱和烃减少,沥青质增多。     

辅助改性剂在SBS改性沥青中的应用对比研究

主要针对SBS改性沥青在使用中出现的高温易软化、低温易龟裂等问题,采用试验和理论分析的方法,研究了单一无机辅助改性剂、单一有机辅助改性剂及二者复合的辅助改性剂对SBS改性沥青性能的影响。试验结果表明:加入无机辅助改性剂后,改性沥青的高温性能得到改善,SBS改性沥青的软化点提高了48.01%;有机辅助改性剂使改性沥青的高低温性能都能很好地改善,特别是低温性能,其中SBS改性沥青的延度(5℃)提高了188.46%,软化点提高了39.40%;复合辅助改性剂虽然对改性沥青的高低温性能有所改善,但存在一定局限,SBS改性沥青延度(5℃)提高了57.69%,软化点却降低了4.64%。因此,选择有机化合物作为辅助改性剂,能更好地改善SBS改性沥青的高低温性能。     

不同温拌剂对沥青路用性能的影响

为研究不同类型温拌剂对于沥青性能的影响,选择常用降黏型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Aspha-min分别加入到基质沥青和SBS改性沥青中,通过针入度、软化点、延度及黏度试验,研究对比这两类温拌剂对沥青感温性能、高低温性能及黏滞性的影响.由等黏温度定理,推算出部分温拌沥青混合料的施工温度,并以此对比分析其降温效果....     

高弹改性沥青的流变性响应

为研究高弹改性沥青胶结料性能,对其进行感温性能、高温性能、低温性能及疲劳性能试验,考察高弹改性沥青胶结料在不同条件下的流变响应特性.试验结果表明:高弹改性沥青较软,且温度敏感性较小,温度高于135℃后,高弹改性沥青呈牛顿流体性质,可以采用旋转粘度试验对其测试;老化前后,高弹改性沥青的软化点较SBS改性沥青分别高28.8％和26.4％,76℃和82℃下2种沥青胶结料的抗车辙因子相当,而高弹改性沥青的抗车辙因子随温度的变化率较为稳定;老化前后的高弹改性沥青低温延度分别为SBS改性沥青的2倍和1.4倍,其低温PG分级分别较SBS改性沥青低2个和1个等级,蠕变劲度较小,其低温流变性较好;高弹改性沥青胶结料的DSR疲劳性能指标约为SBS改性沥青的1/6,其应变较大,抗疲劳性能优良.     

季冻区橡胶粉/SBS复合改性沥青工厂化参数分析与性能评价

针对季冻区特点,提出采用针入度分级和PG分级评价橡胶粉/SBS复合改性沥青的性能,并给出性能评价指标和范围;在此基础上,通过试验分析了影响工厂化橡胶粉/SBS复合改性沥青性能的多个参数,依据性能指标要求提出改性沥青中橡胶粉细度、橡胶粉掺量、SBS掺量及掺加顺序、发育时间、发育温度的合理取值范围;通过理论及DSC试验分析表明橡胶粉/SBS复合改性沥青具有良好的热稳定性;最后通过低温冻断试验、汉堡车辙试验和UTM疲劳试验对橡胶粉改性沥青混合料以及橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能进行了验证。结果表明,橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料比橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青混合料具有更优的高低温及疲劳性能,适用于在季冻地区路面工程应用。     

薄层罩面沥青胶结料性能试验研究

为薄层罩面实际工程选择适宜的沥青胶结料及专用改性沥青的开发研究,选用4种常用的沥青(高黏沥青、橡胶沥青、SBS改性沥青、橡胶粉/SBS复合改性沥青)进行针入度、软化点、延度、布氏黏度、弹性恢复、动态剪切流变、沥青黏附性等试验,对比分析4种沥青路用性能。研究表明:参考《公路沥青路面施工技术规范》与NovaBinder标准进行选材时高黏沥青与复合改性沥青适宜于薄层罩面;除温度敏感性和与集料黏附性外路用性能皆为高黏沥青复合改性沥青SBS改性沥青橡胶沥青;高黏沥青综合性能优于只添加了橡胶粉或SBS改性剂的橡胶沥青、SBS改性沥青和复合改性沥青,但价格昂贵,复合改性沥青较橡胶沥青与SBS改性沥青高低温性能都有了一定程度的提升但刚满足NovaBinder标准要求且与高黏沥青性能差距较大;因此最终提出开发研究薄层罩面专用沥青时可将高黏沥青中组分与橡胶粉、SBS进行复合改性,在提高沥青胶结料路用性能的同时降低改性沥青成本。     

高黏改性沥青的开发与性能评价

为开发新型基于SBS的高性价比高黏改性沥青,通过针入度、软化点、延度及60℃动力黏度试验研究SBS、SBR、C9石油树脂、硫磺掺量对沥青性能的影响情况。研究发现:SBS在改善沥青高低温性能的同时,对沥青的黏度有所提升;SBR掺量增加降低沥青黏度,但其有助于提高沥青低温性能;增加C9石油树脂掺量可提高沥青黏度且对沥青高低温性能无明显影响;硫磺对沥青性能影响较小;最终推荐改性沥青配方为5%SBS+2%SBR+7%C9石油树脂+0.8%硫磺;通过渗水试验、车辙试验、低温弯曲试验及浸水马歇尔试验研究高黏改性沥青混合料的使用性能,证明使用开发的高黏改性沥青制备的混合料使用性能满足规范要求。     

SBS改性沥青老化后的流变特性

为了评价老化对SBS改性沥青流变特性,对基质沥青、SBS改性剂质量掺量分别为3%和6%的改性沥青进行旋转薄膜加热试验(RTFO)和不同时间(5h、16h、50h)的压力老化试验(PAV),对3种沥青的原样、不同老化状态的样品进行常规试验(针入度、延度、软化点)和不同温度条件下的动态剪切流变试验。试验结果表明:常规指标只能显著反映沥青前期阶段的老化性能,粘弹性指标能够反映各老化阶段沥青的性能,更适合评价沥青的老化特性;基质沥青老化表现出硬化的特性,PAV老化50h后的SBS改性沥青老化由于SBS改性剂的裂解和断裂,表现出软化的特性;SBS改性剂使得沥青储能模量随温度和老化程度的影响变小,改善了沥青的感温性能、耐老化性能;老化时间越长基质沥青高温性能越好,而SBS改性沥青在老化16h后高温性能降低。     

化学助剂对星形SBS沥青的改性研究

采用助剂制备一种反应性星形SBS改性沥青,研究助剂加入量为0.6％时,改变剪切时间和稳定剂加入时机对星形SBS沥青高低温及热储存性能的影响,对比其与完全剪切工艺所得改性沥青性能差异.结果表明:助剂加入量为0.6％时,改性沥青的软化点、延度、老化延度均是随着剪切时间增加先变好后变差,剪切时间为4 min时,改性沥青的综合性能最好;稳定剂后期加入为佳;加入助剂和高速剪切制得的改性沥青的高低温性能和储存稳定性相当,改性效果与原沥青的组分组成有关.     

SBS改性沥青及其混合料稳定性研究

SBS改性沥青及其混合料的储存稳定性的优劣直接决定了其路用性能。本文通过室内模拟研究了SBS改性沥青保温冷却循环储存过程和其混合料拌合、运输、摊铺及碾压过程中均匀性的变化情况,并对其混合料性能进行了验证。结果表明,随着储存温度的升高、循环次数的增加其SBS改性沥青的稳定性逐渐变差,其性能发生了不同程度的衰减。提出了170℃至室温的极限循环次数为1次,150℃至130℃的极限循环次数为3次。SBS改性沥青混合料施工过程中其胶结料的均匀性也发生了不同程度的衰减,其中拌合过程最为严重。混合料性能验证发现,所提出的极限循环次数用来对SBS改性沥青的稳定性进行控制是可行的。     

基于大温度区间SBS改性沥青混合料路用性能研究

为研究大温度区间条件下SBS改性沥青混合料的高低温性能,采用埃索70#基质沥青、SBS改性沥青、大温度区间SBS改性沥青进行ATB-25、AC-16、sup-13等3种类型混合料配合比设计,室内成型试件并进行车辙动稳定度、马歇尔稳定度、真空饱水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂等试验,对比研究大温度区间条件下SBS改性沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性能。研究表明:同类型沥青混合料配合比条件下,相比埃索70#基质沥青与SBS改性沥青,大温度区间SBS改性沥青混合料试件的马歇尔稳定度、车辙稳定度、真空饱水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂强度及非冻融劈裂强度均有较大提高。     

盐冻循环对沥青性能的影响

在严寒地区,盐冻循环对沥青路面的结构稳定性能会产生很大影响。通过室内冻融循环试验,对基质沥青、SBS(styrene-butadiene-styrene block copolymer)改性沥青在盐冻循环前后的3大指标进行了测试,同时对沥青与粗集料的粘附性试验进行了改进,分析了盐冻循环前后粘附性的变化情况。结果表明:2种沥青经盐冻循环后,感温性能、高温性能、低温性能及其粘附性均有不同程度变化。