沥青常规评价指标对湖沥青改性沥青的适用性研究

选取了4种有代表性的基质沥青和分别掺加25％、33％和40％湖沥青的12个沥青胶浆样品,通过试验分析研究了常规沥青评价对湖沥青改性沥青的适用性;对SK70沥青分别添加灰分和矿粉得到的两种沥青胶浆进行沥青常规试验,探讨粉胶比对其常规指标的影响.在综合分析各种沥青胶浆的试验结果上,提出了沥青常规评价指标不再适用于评价湖沥青改性沥青.     

沥青胶浆高温粘弹性能评价方法比较

利用动态时间扫描试验、频率扫描试验、稳态流动试验以及静态蠕变恢复试验对4种不同矿物填料(矿粉、消石灰、水泥、粉煤灰)沥青胶浆的高温性能评价方法进行比较,同时对矿物填料对沥青高温性能的影响进行了评价。研究表明:沥青胶浆的高温性能优劣依次为消石灰沥青胶浆、粉煤灰沥青胶浆、水泥沥青胶浆、矿粉沥青胶浆、基质沥青;采用车辙因子、动粘度和复合模量主曲线3种评价方法得到的试验结果基本上是一致,零剪切粘度和静态蠕变试验结果一致,静态蠕变恢复方法能区分延迟弹性变形、粘性和弹性,且操作简单,是一种有效评价沥青胶浆高温性能的方法。     

布敦岩沥青改性沥青胶浆高温动态流变性能的试验研究

为了评价不同掺量的布敦岩沥青对基质沥青的改性效果,采用先进的动态剪切流变仪Advanced Rheometer(AR)对岩沥青改性沥青胶浆的高温动态流变性能进行了试验研究,主要评价指标有相位角、储能模量、车辙因子和动粘度等。研究发现岩沥青改性沥青胶浆的高温性能明显优于基质沥青;车辙因子和动粘度指标显示岩沥青改性沥青胶浆具有与SBS改性沥青胶浆相当的抗车辙性能,但是,其温度敏感性高于SBS改性沥青胶浆;岩沥青掺量对胶浆性能影响较明显,岩沥青与基质沥青质量比达到1∶1时,沥青胶浆的高温性能已经得到明显改善,可以满足路面使用性能要求。     

SMA沥青胶浆的研究

SMA中沥青玛蹄脂由细集料、填料、沥青结合料和稳定剂组成,文中将其分为两种——细胶浆和粗胶浆,对细胶浆进行Superpave沥青结合料试验。粗胶浆进行弯曲梁流变试验、回弹模量、间接拉伸试验、布氏旋转粘度试验,结果表明二者性能有很好的相关性。另外发现,一些Superpave试验可以用来评价SMA胶浆的性能。     

再生沥青混合料沥青胶浆微观状态测试方法研究

为直接测试分析热再生沥青胶浆的新旧沥青混合状态,研究采用未改性纳米氧化锌、改性纳米氧化锌作为新沥青示踪剂的可行性。采用扫描电镜（SEM）观察沥青中纳米氧化锌的分布特点,分析确定掺入沥青中纳米氧化锌比例。试验评价了添加纳米氧化锌对沥青性能影响,测试了 RAP沥青胶浆微观形态。试验结果表明：掺入4％的纳米氧化锌不改变沥青性能,且能均匀分布于沥青中,可作为标记新沥青的示踪剂,并用于分析再生沥青混合料沥青胶浆的新旧沥青混融状态。     

纤维沥青胶浆及沥青混合料路用性能试验研究

对木质素纤维和玄武岩纤维的沥青胶浆以及沥青混合料的高温、低温性能进行试验,对比分析不同纤维的性能。采用动态剪切流变试验和锥入度试验评价纤维沥青胶浆的高温性能,延度试验评价低温性能;选取SMA-13沥青混合料,通过车辙试验研究两种纤维对沥青混合料高温稳定性的增强作用,劈裂试验评价低温抗裂性的改善效果。研究结果表明：玄武岩纤维沥青胶浆的高温性能优于木质素纤维沥青胶浆;玄武岩纤维沥青混合料动稳定度和劈裂强度均要较木质素纤维高,且当玄武岩纤维掺量为0.3%~0.4%时其改善效果最佳。研究结果可为纤维在沥青混合料中的应用提供参考。     

沥青胶浆路用性能研究

通过沥青胶浆试验,研究不同粉胶比、不同基质沥青制作的沥青胶浆的高低温性能变化规律。通过研究得出:在沥青混合料设计时,提高粉胶比可以显著提高沥青混合料的高温稳定性,降低粉胶比可以提高沥青混合料的低温抗裂性,采用合理的粉胶比,则可以保证沥青混合料高温性能与低温性能的平衡。随着沥青标号的增大,沥青的高低温性能受粉胶比的影响越大。     

微胶囊沥青胶浆流变性能变化规律

通过界面聚合法制备了沥青再生剂为囊芯材料的路用微胶囊(self-healing microcapsules,SHM).为评价SHM对沥青胶浆流变性能的影响,制备了不同SHM掺量(质量分数分别为0、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％)的70号基质沥青胶浆和SBS改性沥青胶浆.通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR)对SHM沥青胶浆的流变性能进行了试验研究.结果 表明:随着SHM掺量的增加,沥青胶浆的车辙因子G*/sinδ降低24％～31％左右,当SHM掺量大于0.6％时,沥青胶浆的高温流变性能不再发生明显变化;随着SHM掺量的增加,SHM沥青胶浆的蠕变劲度模量S逐渐减小,同时蠕变速率m逐渐增大,说明SHM能显著提升沥青胶浆的形变恢复能力.     

高模量沥青及其胶浆感温性能试验研究

采用国内外普遍应用的6种高模量沥青,分别通过针入度分级体系、粘度体系、SHRP体系对其感温性能进行试验研究与评价,结果表明:根据沥青软化点、粘度、DSR试验的G*/sinδ指标以及重复蠕变试验的累计变形指标综合评价得出的6种不同高模量沥青中,高温稳定性能较好的是橡胶沥青、湖沥青+SBS复合改性沥青、岩沥青+SBS复合改性沥青。同时,通过DSR试验对6种沥青胶浆的高温性能进行评价,其性能排序与沥青试验结果类似。     

脱硫橡胶沥青胶浆试验研究

为了探明脱硫橡胶沥青胶浆的性能,研究制备脱硫橡胶沥青胶浆,借助脱硫橡胶溶胀模型,采用锥入度试验对脱硫橡胶沥青胶浆的高温性能展开研究,同时利用拉拔仪对其粘结性能进行研究,研究过程中采用40目橡胶沥青胶浆进行对比性试验;研究结果表明:脱硫橡胶沥青大幅度的降低了橡胶沥青的高温粘度,有利于施工和易性;脱硫橡胶沥青胶浆的抗剪强度远远大于相同胶粉掺量下的40目普通橡胶沥青胶浆,且其抗剪强度随胶粉掺量及粉胶比的增加而增大;脱硫橡胶沥青胶浆的拉拔强度略低于相同胶粉产量下的40目橡胶沥青胶浆,但两者最佳胶粉掺量下沥青胶浆拉拔强度,前者远远大于后者.     

水泥乳化沥青胶浆及混合料性能研究

为了研究水泥乳化沥青胶浆及混合料的性能,研究首先对水泥与乳化沥青的微观反应机理展开研究,其次对不同水泥用量与乳化沥青用量的水泥乳化沥青胶浆的粘度性能进行试验,最终对水泥乳化沥青混合料的路用性能进行验证。试验表明,水泥加入乳化沥青,在破乳之后水泥及水化物与沥青膜形成了网状的结构体系,克服了单纯乳化沥青破乳后的分散。水泥乳化沥青胶浆的粘度较强,混合料的强度性能和路用性能随着乳化沥青用量增大而降低,随着水泥用量增大而提高。     

粉胶比对沥青混合料低温性能影响的试验研究

选用大兴安岭本地石材、大庆AH-130基质沥青,按密级配AC-16Ⅰ上限配比,通过小梁低温弯曲试验,采用不同粉胶比的沥青胶浆,找出了影响沥青混合料路用性能的规律。再用弯曲破坏能替代弯曲强度、弯曲应变评价沥青混合料的低温抗裂性能。     

基于动态粘弹力学的沥青胶浆高温性能试验研究

通过对粉煤灰、矿粉、消石灰、水泥4种矿物填料组成的沥青胶浆进行动态频率扫描试验和稳态流动试验,对4种不同矿物填料、不同粉胶比对沥青高温性能的影响进行了评价。研究表明:沥青胶浆的线粘弹范围小于沥青的线粘弹性范围;掺加4种矿物填料的沥青胶浆在代表胶浆的低温状态的高频区域内复合模量的增长趋向一致,在代表胶浆的高温状态的低频区域复合模量的差别变大;相同粉胶比下消石灰对沥青的高温性能提高最显著,其他依次为粉煤灰、水泥、矿粉,但后三者对沥青的影响差别不大;粉胶比的增加与复合模量、粘度的增加并不成正比例。     

基于沥青胶浆试验研究低标号沥青混合料设计原则

采用流变学试验方法研究低标号沥青胶浆试验的路用性能指标变化规律,然后结合沥青混合料的路用性能试验的验证,得出低标号沥青配合比设计的指导原则.研究表明,沥青胶浆的高温性能试验中,粉油比增大,车辙因子不断提高,沥青标号降低,车辙因子增大,这一试验规律可映射到沥青混合料试验中.但对于低温性能而言,沥青胶浆试验中的粉油比映射的是沥青混合料中石油比(集料与沥青的比例)的概念,粉油比越大,沥青用量越少,沥青胶浆的低温性能越差.因此,低标号沥青混合料的设计原则是:在保持较高的粉油比不变的条件下,提高混合料中的沥青及其沥青胶浆的用量,单纯强调减少沥青用量抵抗高温车辙的做法是不足取的,建议在低标号沥青混合料配合比设计中限定最小沥青用量.     

湖沥青中地沥青的改性机理研究

采用4组分分析法对国内常用基质沥青品种和湖沥青中地沥青的组分比例进行分析。研究结果表明,标号对基质沥青4组分含量影响较小,原油种类对基质沥青4组分含量影响较大;湖沥青中地沥青饱和酚含量明显低于基质沥青,沥青质含量明显高于基质沥青,造成湖沥青粘度增大。由胶体结构理论可知,湖沥青中地沥青C/H较大,沥青质沉淀析出,结构稳定,加入到基质沥青中不易被溶解,可提高湖沥青改性沥青在高温下的稳定性和抗变形能力。     

玄武岩纤维沥青胶浆的路用性能

为了研究玄武岩纤维对沥青混合料性能的影响,对不同玄武岩纤维掺量下的纤维沥青胶浆进行锥入度、软化点、延度、弹性恢复和表观粘度试验,考察玄武岩纤维掺量及温度对纤维沥青胶浆性能的影响,同时分析纤维沥青胶浆的作用机理.试验结果表明,玄武岩纤维的加入可增加沥青混合料中结构沥青的比例,提高集料表面沥青膜的厚度,改善沥青胶浆的高、低温性能及疲劳性能,从而增强路面的耐久性.玄武岩纤维的加入降低了纤维沥青胶浆的锥入度,提高了纤维沥青胶浆的软化点、弹性恢复和表观粘度.由不同玄武岩纤维掺量下沥青胶浆的延度试验和表观粘度试验可知,过量加入纤维会影响混合料的应变性能和工作性.     

基于灰熵关联的沥青胶浆高低温性能研究

为探究矿粉物理指标对沥青胶浆的流变性能的影响规律，基于灰熵关联法，采用动态剪切流变仪(DSR)和低温弯曲梁流变仪(BBR)分别对4种矿粉组成的沥青胶浆进行了高低温流变试验，探讨了沥青胶浆高低温流变特性参数和矿粉指标的关联程度。研究结果推断：4种矿粉中，在64℃高温及-12℃低温下推荐BAM、DAM与LAM的合理粉胶比为1.2,GAM合理粉胶比为0.8;矿粉指标中其密度及亚甲蓝系数对沥青胶浆高低温性能的影响度较大；此研究分析成果为沥青混合料中矿粉的指标控制提供了理论数据支持。     

粉胶比对冷补沥青混合料性能的影响

合理粉胶比的沥青胶浆是影响沥青混合料性能的重要因素。由于稀释剂和添加剂的存在,冷补沥青胶浆的性质和组成均与一般沥青胶浆不同,最佳粉胶比范围也有所差异。为了提出冷补沥青混合料合理的粉胶比范围,采用室内试验方法,通过分析冷补沥青混合料在不同粉胶比下的高温稳定性、成型强度和水稳定性等路用性能,研究粉胶比对冷补沥青混合料性能的影响规律。试验结果表明,合理的粉胶比范围能取得最佳的冷补沥青混合料性能,综合考虑各种路用性能和经济性的要求,建议广东地区冷补沥青混合料的粉胶比范围宜为1.0～1.3,但干旱或寒冷地区可以适当降低。     

速生草植物纤维及其沥青胶浆的热性能研究

为探究速生草植物纤维及其沥青胶浆的热性能,采用物理性能试验、热失重试验和差示扫描量热试验测试并比较竹纤维、芦苇纤维及其沥青胶浆的物理性能和热性能,并与木质素纤维及其沥青胶浆进行对比。结果表明：植物纤维的加入可有效提高沥青的高温性能,但对沥青的低温性能有轻微的抑制作用;各路用植物纤维在不同温度范围内的质量损失规律一致;3种植物纤维中,木质素纤维的热稳定性最优,竹纤维次之,芦苇纤维最差;植物纤维可有效改善沥青胶浆的热熔融性,在提高沥青胶浆热稳定性的同时降低温度敏感性;竹纤维沥青胶浆具有最优的低温抗裂性和温度敏感性,速生草植物纤维的低温稳定性优于木质素纤维。     

聚酯纤维沥青混合料合理粉油比范围研究

采用自行研制的锥入度试验方法评价沥青胶浆的高温性能,由低温弯曲试验方法评价沥青胶浆的低温性能。根据试验结果可知:对于相同粉油比纤维胶浆的高温性能,加纤维的胶浆比不加纤维的胶浆其锥入度值变小、抗剪强度增大、高温性能提高,粉油比不宜低于0.8;对于纤维胶浆的低温性能,粉油比高于1.5后,低温劲度模量显著增大,即粉油比不宜高于1.5。沥青混凝土的低温性能提高,在粉油比为0.73~1.59范围内时,混合料的低温性能较好。全面考虑混合料综合路用性能,当粉油比在0.95~1.59时,性能较好,应根据地域气候要求在此范围调整选用。