胶粉及PE复合改性沥青混合料路用性能试验研究

为改善沥青混合料的路用性能,采用胶粉、聚乙烯(PE)对沥青混合料进行改性,对比分析了胶粉改性沥青混合料与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料高、低温性能、水稳定性能,并研究了PE掺量对胶粉复合改性沥青混合料性能的影响,并将此技术应用到河南省机西高速公路二期路面工程中。研究表明:随着胶粉掺量的增加,改性沥青混合料动稳定度不断增大,胶粉掺量为20%时改性沥青混合料与SBS掺量为4.5%的改性沥青混合料高温性能相当,而低温性能、水稳定性能均优于SBS改性沥青混合料;随着PE掺量增加,复合改性沥青混合料的高温抗车辙性能及水稳定性能不断提高,低温性能有所降低,但仍高于基质沥青混合料。     

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%。     

国产天然岩沥青及其混合料相关性能试验研究

在70#基质沥青中掺加不同比例的天然岩沥青得到改性沥青,低温延度试验结果显示其延度几乎为0,通过对低温延度断裂力测试,表明断裂力越大低温延展性越差;通过不同掺量岩沥青改性沥青及SBS改性沥青混合料各项性能对比试验,并结合沥青胶结料评价结果,认为6%～8%掺量范围内的岩沥青改性沥青具有较好的高温及水稳定性能,适用于目前路面结构中面层,可以得到与SBS改性沥青混合料相当的路用性能。     

北美岩沥青和SBS复合改性沥青性能研究

采用北美岩沥青和SBS复合改性技术,制备了不同掺量的北美岩沥青和SBS改性沥青,研究了沥青性能和沥青混合料性能变化规律。结果表明:采用北美岩沥青和SBS复合改性后,沥青针入度降低、软化点升高、黏度增加,沥青高温稳定性能改善显著;复合改性沥青混合料水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性均明显提高。     

UM岩沥青对沥青及混合料路用性能影响研究

为改善沥青的路用性能,采用UM岩沥青对沥青进行改性,应用动态剪切流变试验(DSR)和低温弯曲梁流变试验(BBR)及旋转薄膜老化试验(RTFOT),全面研究UM岩沥青掺量对沥青的高温流变性能、低温流变性能和抗老化性等路用性能的影响规律。在此基础上,进一步评价UM岩沥青改性沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能。试验结果表明:随着UM岩沥青掺量的不断增大,沥青的高温性能不断提高,低温性能略有降低,抗老化性能不断增强,推荐UM岩沥青的最佳掺量为8%;UM岩沥青的添加有效改善了沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性等路用性能。     

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。     

生物沥青-岩沥青复合改性沥青混合料的使用性能

为了研究复合改性剂的掺入对改性沥青混合料使用性能的影响,以70~#石油沥青作为基质沥青、蓖麻油植物沥青和岩沥青为改性剂,制备了复合改性剂掺量为0～60%的生物沥青-岩沥青复合改性沥青混合料,设计了级配为AC-20C的沥青混合料,采用车辙试验、Marshall稳定度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁低温弯曲试验的方法,分析了不同掺量复合改性沥青混合料的Marshall试验稳定度、车辙试验动稳定度、浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验残留强度比以及弯曲试验破坏应变。结果表明,复合改性剂掺量不超过最不利掺量时,其掺入将会降低沥青混合料的高温稳定性,随着复合改性剂掺量的继续增加,沥青混合料的高温稳定性逐渐得到提高;掺入复合改性剂后,沥青混合料的水稳定性迅速下降,采用1%消石灰代替部分矿粉后,水稳定性得到明显增强,复合改性剂掺量超过25%时,符合沥青混合料施工技术规范中关于水稳定性的规定;复合改性剂的掺量在最佳掺量范围内,沥青混合料的低温抗裂性得到改善,反之,复合改性剂的掺入对沥青混合料的低温抗裂性产生不利影响,掺量不超过40%时满足冬温区的相应技术要求;路用沥青混合料推荐的复合改性剂掺量范围为25%～40%。     

多聚磷酸以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

采用加速加载试验、三分小梁弯曲试验、冻融劈裂试验、APA疲劳试验分别研究了多聚磷酸（PPA）以及多聚磷酸与SBS复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和疲劳性能,结果表明PPA的加入可以改善沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能,随着PPA掺量的沥青增加混合料的低温抗裂性和水稳定性变差。SBS的加入可以改善PPA改性沥青混合料的路用性能,在3%SBS＋1%PPA掺量下复合改性沥青的路用性能可达到5%SBS掺量的SBS改性沥青路用性能。     

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.     

SBR/TLA复合改性沥青混合料性能试验研究

为了改善特立尼达湖沥青(简称TLA)改性沥青低温抗裂性不足的缺点,该文提出用丁苯橡胶(SBR)对其改性,以期能综合两种改性剂(SBR与TLA)的优点。该文采用70~#基质沥青、20%TLA、2%SBR+10%TLA、2%SBR+20%TLA和3%SBR+20%TLA共5种胶结料制备AC-13沥青混合料,并进行了马歇尔试验、车辙试验、低温劈裂试验、浸水马歇尔试验,以分析SBR/TLA复合改性沥青混合料的高温、低温和水稳定性。试验结果表明:①掺加SBR和TLA均能提高TLA/SBR复合改性沥青混合料的高温性能,相比于TLA、SBR对高温性能的影响更显著;②掺加TLA减弱了TLA/SBR改性沥青混合料的低温抗裂性,掺加SBR能改善TLA/SBR复合改性沥青混合料的低温性能;③掺加TLA能改善沥青混合料的水稳定性,随SBR掺量的增大,SBR/TLA改性沥青混合料的残留稳定度先减小后增大。相比于TLA,SBR对SBR/TLA改性沥青混合料的水稳定性的影响更加显著;④3%SBR+20%TLA为最佳的改性剂掺配比例。     

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。     

聚酯纤维改性沥青混合料路用性能研究

基于MMLS3加速加载试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、小梁弯曲试验、APA疲劳试验分别研究了聚酯纤维掺量对沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性以及疲劳性能,并将其与SBS改性沥青混合料进行了对比。试验结果表明,聚酯纤维的添加可显著改善沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性,聚酯纤维的加入虽能改善沥青混合料的水稳定性和疲劳性能,但和SBS改性沥青混合料相比其改善效果并不明显,综合考虑聚酯纤维改性沥青混合料的路用性能和工程的经济性,最终推荐了聚酯纤维的合理掺量范围。     

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。     

DOP对LDPE改性沥青性能影响的试验研究

为了改善低密度聚乙烯(LDPE)改性沥青低温柔韧性,将增塑剂DOP掺入LDPE改性沥青对其进行增塑。通过改变LDPE、DOP掺量,对沥青进行沥青的常规试验,评价了沥青的针入度体系指标;对不同掺量的改性沥青进行了化学四组分试验与离析试验,研究了两种改性剂对沥青各组分变化影响的规律及复合改性沥青的储存稳定性;基于车辙试验,低温小梁弯曲试验,水稳性能试验,研究了DOP对LDPE改性沥青的路用性能的影响。试验结果表明:根据常规试验结果,推荐LDPE添加量为5%～6%,DOP添加量为2. 5%～3%;LDPE与DOP的加入均会改变沥青的化学四组分所占比例;掺入DOP能提高LDPE改性沥青的储存稳定性; DOP能明显提高LDPE改性沥青混合料的低温性能,同时复合改性沥青混合料也拥有良好的高温稳定性和水稳定性能。     

增塑剂DOP对LDPE改性沥青混合料路用性能影响研究

将废旧塑料作为改性剂制备改性沥青,能降低废旧塑料环境污染,也可解决道路建筑材料需求难题。LDPE改性沥青混合料的高温性能较好,但低温性能不足,增塑剂DOP能改善LDPE改性沥青混合料的低温性能。文中通过对LDPE+DOP复合改性沥青进行室内试验,得出LDPE的最佳掺量为5%~6%,DOP的最佳掺量为1.5%~2.5%;在LDPE及DOP最佳掺量下分别对AC-13C沥青混合料进行高温抗车辙、低温抗开裂及抗水损害等路用性能试验,得出AC-13C(6%LDPE)沥青混合料的高温抗车辙能力最优、AC-13C(1.5%DOP)沥青混合料的低温抗开裂能力最优、AC-13C(2.5%DOP+6%LDPE)沥青混合料的抗水损害能力最优。     

多聚磷酸—橡胶粉改性沥青及混合料性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青高低温性能的影响,利用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青及不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行试验。采用温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青低温抗裂性,并采用车辙试验和低温小梁弯曲试验研究沥青混合料的路用性能。结果表明：橡胶粉改性剂可以显著改善沥青高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青高温性能,且掺量越多,改性效果越明显,可以显著提升沥青混合料高温性能;多聚磷酸对橡胶改性沥青低温性能没有明显的影响,对沥青混合料低温性能会有一定程度的削弱。     

木质素与橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验分别研究了掺加木质素纤维前后橡胶粉改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,橡胶沥青混合料具有较好的高温稳定性,而水稳定性和低温抗裂性略有不足,通过木质素与橡胶粉复配可以提高橡胶沥青混合料的综合路用性能。最后结合工程的经济性和复合改性沥青混合料的综合路用性能,推荐了复合改性沥青混合料的最佳木质素掺量。     

Elvaloy RET改性沥青混合料路用性能研究

通过车辙、低温弯曲、浸水马歇尔和冻融劈裂等试验,研究不同Elvaloy RET掺量改性沥青混合料的高温、低温和水稳定性能,全面对比和评价了Elvaloy RET掺量对基质沥青性能改善效果的影响,提出了Elvaloy RET工程用最佳掺量。研究结果表明:Elvaloy RET改性沥青混合料具有良好的路用性能。     

硅藻土/岩沥青复合改性沥青路用性能研究

为研究硅藻土与岩沥青复合掺配对沥青混合料路用性能的影响,通过路用性能试验、小梁疲劳试验及MMLS3试验,得到不同掺量岩沥青下沥青混合料性能,运用方差分析方法对各项性能指标进行了分析。结果表明:在硅藻土含量不变的条件下,岩沥青的加入对沥青混合料高温稳定性及水稳定性改性效果明显,对低温抗裂性有所影响,但影响效果不明显,同时沥青混合料的抗疲劳性能得到了显著改善。     

蒙脱土/SBS复合改性沥青混合料路用性能研究

为了分析蒙脱土对SBS改性沥青混合料路用性能的影响,采用蒙脱土对SBS改性沥青进行复合改性,并制备复合改性沥青混合料,开展了车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。首先研究了蒙脱土掺量对复合改性沥青混合料高低温性能和水稳定性的影响,并结合灰关联分析推荐了蒙脱土最佳掺量。然后以SBS改性沥青混合料作为对照,通过测试不同老化条件下路用性能,分析了复合改性沥青混合料的抗老化性能。研究结果表明:适当掺加蒙脱土可以提高复合改性沥青混合料的高温性能和水稳定性,但是掺量过大时高温性能提升幅度不大,水稳定性反而有所下降。掺加蒙脱土会对复合改性沥青混合料的低温性能产生不利影响。灰关联分析表明蒙脱土掺量对各项路用性能指标的影响程度大小依次为低温性能水稳定性高温性能,因此不宜为了提升高温性能而片面增大蒙脱土掺量。结合蒙脱土掺量与各项路用性能指标的关系,推荐蒙脱土掺量范围为2%～4%,并选取3%作为最佳掺量。最佳蒙脱土掺量条件下,复合改性沥青混合料的抗老化性能较之SBS改性沥青混合料得到显著提高,尤其是低温抗老化性能,虽然老化前复合改性沥青混合料的低温性能要差于SBS改性沥青混合料,但是经老化后前者的衰减幅度较小,其低温性能反而优于后者。