氧化石墨烯改性沥青及其混合料抗老化性能试验研究

为了研究氧化石墨烯(GO)改性沥青结(混)合料的老化性能与机理,基于室内试验模拟沥青结(混)合料热氧老化过程,通过黏度试验、三大指标试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验测试并分析基质及GO改性沥青结(混)料的老化性能。研究结果表明:GO的加入可减缓热氧老化对沥青三大指标的影响,即GO可提高沥青结合料的抗老化性能,GO的加入可显著提高沥青混合料的水稳定性,但对低温抗裂性有微弱不利影响。添加GO不仅在一定程度上改善了老化后沥青混合料的水稳定性,还减缓了老化对其低温抗裂性能的影响,说明GO改性沥青混合料具有良好的抗老化性能。     

再生PE改性沥青混合料高温性能研究

采用车辙、单轴静压蠕变和重复加载蠕变试验,对比分析PE改性沥青混合料老化前后及再生前后的高温性能,并评价再生后PE改性剂的改性效果。首先对PE改性沥青混合料进行级配设计并确定其最佳沥青用量;然后,对PE改性沥青混合料进行试验室模拟短期老化和长期老化,测试老化PE改性沥青混合料的高温性能;最后,对长期老化后的混合料,进行试验室模拟热再生,再生时,新料分别采用PE改性沥青混合料和普通70#道路沥青混合料,试验对比两类再生沥青混合料及老化前后PE改性沥青混合料的高温稳定性能。结果表明:旧PE改性沥青混合料经不同方式再生后其高温流动性能可获得不同程度的恢复,其中70#普通沥青的作用更为明显,这也说明PE改性沥青对再生沥青混合料仍发挥着改善高温稳定性的作用。     

多聚磷酸与SBS的混合试验研究

近年来,很多沥青混合料供应商将多聚磷酸(PPA)与聚合物混合使用,生产不同性能等级(PG)的沥青结合料.PPA的添加使得SBS的百分比降低,这是否会降低PPA与SBS混合制得的沥青结合料的路用性能?为此,该文研究添加和不添加PPA的沥青结合料的试验性能,包括沥青结合料试验(PG等级评定和MSCR试验)和混合料试验(动态模量、在短/长期老化条件下弯曲梁的疲劳试验以及重复荷载试验).结果表明:PPA与SBS混合改性沥青结合料的性能与单独SBS改性的性能基本相同.而在HMA的抗车辙和抗疲劳性能方面,PPA与SBS混合改性沥青具有明显的改善效果.     

沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能研究

为了研究不同沥青类型对紫外光老化后沥青混合料高低温性能的影响,分别选取AH70#基质沥青、SK90#基质沥青和改性SBS I-C的沥青混合料进行室内试验,分析不同沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律。试验结果表明:与基质沥青混合料相比,改性沥青混合料具有更好的抗紫外光老化性能,在强紫外光辐射地区,应优先选用改性沥青作为沥青路面结合料;对不同标号的基质沥青,高标号沥青混合料的动稳定度受紫外光老化影响更大,而低标号沥青混合料的低温劈裂强度受紫外光老化影响更大;AH70#AC—13N1型沥青混合料具有较好的高温抗紫外光老化性能,SK90#AC-13 N1型沥青混合料具有较好的低温抗紫外光老化性能。     

沥青路面就地热再生养护技术研究

首先从沥青和集料角度探究了老化沥青混合料的就地热再生机理。分析认为沥青老化遵从组分移行理论和相容性理论,老化导致沥青中各组分发生重质化,进而导致沥青质与软沥青质相容性降低,最终表现为沥青路用性能的衰减,在此基础上通过室内试验验证了软沥青、低粘度油分和专用再生剂对老化沥青的性能恢复规律,试验结果表明专用再生剂能够良好的恢复老化沥青性能;旧路面取料的室内试验表明,旧集料本身的物理性能变化不大,但在车辆荷载作用下其级配存在较明显的细化现象,在此基础上通过室内试验进行了细化级配的调和;最后通过室内混合料性能试验,现场实体工程路用性能检测以及再生混合料层间粘结测试,验证了就地热再生沥青混合料良好的路用性能和优越的工程质量。     

多聚磷酸复配聚合物改性沥青性能及其混合料性能研究

为了提高沥青路面在高温和重载耦合作用下的稳定性,提出采用多聚磷酸(PPA)复配聚合物(SBS、SBR)改性剂的方案来制备综合性能优越且性价比高的改性沥青,针对不同PPA复合SBS、SBR改性沥青胶结料进行了针入度体系性能和多应力蠕变恢复试验(MSCR)来评价改性沥青的储存稳定性、路用性能和流变特性,采用室内试验验证了PPA复配聚合物改性沥青混合料的常规路用性能(高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性),通过室内MMLS1/3加速加载试验研究了PPA复配聚合物改性沥青混合料在高温和重载作用下的稳定性。结果表明,掺入1. 0%～1. 25%多聚磷酸可显著提高基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青的高温性能,改善了聚合物改性沥青的高温流变特性和热存储稳定性; PPA复配SBS、SBR聚合物改性沥青满足AASHTO沥青胶结料性能分级标准规范(M320-09)特重交通等级试验性能要求; PPA复配SBR改性沥青混合料低温性能最优,PPA复配SBS改性沥青混合料的抗永久变形能力和水稳定性优于5%SBS改性沥青混合料,对高温、重载要求严苛地区沥青路面,推荐采用PPA复配SBS方案。     

再生胶/SBS复合改性沥青再生混凝土抗裂性能研究

为提高再生沥青混合料的抗裂特性,提出采用抗裂性能优良的新型SBS/橡胶复合改性沥青进行RAP料的再生。基于低温弯曲小梁蠕变、约束温度应力及四点弯曲疲劳试验对复合改性沥青、SBS改性沥青的再生混合料进行低温抗裂及疲劳开裂性能研究。结果表明：橡胶的加入可提高再生沥青混凝土的低温及中温抗裂性能,这可能与混合料开裂初期形成的微裂纹扩展至聚合物网络被吸收断裂能量,抑制微裂纹进一步发展有关。进一步分析断裂温度可知,复合改性沥青再生沥青混合料较普通SBS改性沥青的再生混合料可延伸路面的服役温度范围6℃左右,有利于再生沥青混合料在西北寒冷地区的推广应用。     

不同车辙剂沥青混凝土的应用评价

为了科学合理地应用抗车辙材料,采用室内外综合路用性能试验方法开展了以不同抗车辙剂加入普通沥青、SBS改性沥青作为结合料的沥青混凝土路用性能的影响分析,并且铺筑试验路验证。结果表明:不同抗车辙剂类型及用量对沥青混合料的综合路用性能有较大影响,优化抗车辙剂类型及用量可显著降低混合料的室内和现场剩余空隙率,并提高高温稳定性;选择抗车辙剂类型与用量时应兼顾抗车辙剂沥青混合料路用性能指标的均衡性,抗车辙剂用量不宜过大;采取经短期老化后的TSR试验更有利于评价水稳定性。     

聚合物改性沥青混合料抗永久变形性能研究

为探究聚合物改性沥青混合料的抗永久变形性能,本研究设置了普通沥青混合料对照组(CG)、SBS改性沥青混合料、SEBS改性沥青混合料和EVA改性沥青混合料。先通过目前国内常用的室内车辙试验对比了上述沥青混合料的高温稳定性能,再利用重复加载蠕变试验对上述沥青混合料在5℃、25℃和40℃下的抗永久变形性能进行了对比分析。高温车辙试验与25℃下的重复加载蠕变试验结果均表明,添加聚合物改性剂后,沥青混合料的抗永久变形性能均有较大提高;而5℃与40℃下的重复加载蠕变试验结果与车辙试验结果没有太大的相关性,试验结果所表现出来的沥青混合料抗永久变形的性能差异有待进一步研究;此外,SEBS相较于其他聚合物改性剂能更好地提升沥青混合料的抗永久变形性能。     

改性沥青SMA混合料拌和温度对低温性能的影响

对于改性沥青SMA混合料,因为改性沥青粘度大,SMA混合料拌和困难,碾压温度要求高,所以施工需提高混合料拌和温度,但拌和温度升高,会加剧沥青结合料老化,对混合料的低温性能将产生不利影响;为确定适宜的改性沥青SMA混合料施工拌和温度,选择不同的沥青结合料,在不同温度下拌和成型SMA混合料试件,进行混合料弯曲试验研究,经分析比较混合料低温性能,提出了改性沥青SMA混合料拌和温度的控制指标,用于施工控制,将有利于提高沥青路面的抗裂性能.     

再生剂对老化SBS改性沥青性能的影响研究

为了恢复老化SBS改性沥青的各项性能,并确定合适的再生剂掺量,对SBS改性沥青进行不同时间的旋转薄膜加热老化。老化试验时间段分别为160、200、240、280和320 min,试验温度为163℃。对老化前后的试样加入不同剂量(2%、4%、6%、8%、10%、12%)再生剂后形成的再生沥青试样进行针入度、软化点、延度等物理指标检测,分析再生剂对老化沥青各项指标性能的影响。基于SBS改性沥青老化时间与再生剂添加剂量关系的分析,进行插值拟合,得到最佳再生剂用量的计算公式,从而确定实际工程应用中老化沥青混合料的最佳再生剂用量。     

Sasobit改性沥青的结构与性能研究

在Pen 60/80基质沥青中加入不同含量的Sasobit,应用常规的沥青性能试验(针入度试验、粘度试验、组分试验等)测试Sasobit改性沥青分别在15℃,25℃,30℃的针入度和软化点,以及60℃,120℃,135℃的粘度和组分等性能指标;通过旋转薄膜加热试验(RTFOT)和压力老化容器(PAV)试验模拟沥青的短期老化和长期老化,评价Sasobit改性沥青的耐久性。同时,利用凝胶色谱仪(GPC)和红外光谱仪(IR)测试Sasobit改性沥青的分子量分布、官能团变化等微观性能,分析Sasobit对沥青宏观性能、官能团以及分子量等微观性能的影响,定性地建立Sasobit改性沥青微观性能与宏观性能之间的关系,从微观角度分析Sasobit改性沥青的性能变化规律。结果表明:在沥青中加入Sasobit后,Sasobit与沥青中的—OH和C—H发生了化学反应,这些化学反应导致沥青中出现了新的芳香族C—O键,并使得Sasobit的长链烷基与沥青中的沥青蜡发生了共晶,因而改变了沥青的晶体结构、组分比例以及胶体结构,使沥青的性能有了明显的改变,提高了沥青的高温性能,降低了沥青的低温性能;这一点与在沥青混合料中加入Sasobi...     

再生SBS改性沥青混合料配合比设计方法

SBS改性沥青路面的养护维修将产生大量回收SBS改性沥青混合料。与回收普通沥青混合料相比,回收SBS改性沥青混合料具有更高的利用价值。在现行规范设计方法的基础上进行补充完善,形成再生SBS改性沥青混合料配合比设计方法,设计内容主要包括RAP料中老化SBS改性沥青老化程度的判别、老化SBS改性沥青的再生设计、RAP掺量的确定、新沥青用量确定等。     

多聚磷酸复合聚合物改性沥青老化前后流变特性及其混合料性能研究

为了改善高海拔高辐射寒冷区沥青混凝土的抗老化性能,按照室内与高寒高海拔区热、紫外光辐射总量相等的原则进行室内多聚磷酸改性(PPA)沥青及其混合料模拟老化试验,进而研究了PPA及PPA与低剂量SBS、SBR聚合物改性沥青抗热老化和紫外光老化性能,并将热老化、紫外光老化后多聚磷酸改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与基质沥青及4.5%SBS改性沥青混合料进行了对比。试验结果表明:PPA与聚合物改性沥青的5℃延度指标随热老化与紫外光老化时间增大而减小,抗车辙因子和软化点均随紫外光老化时间增加而增大,热老化5 h后延度趋于稳定,紫外光老化12 h后延度趋于稳定。随着紫外光老化时间延长,PPA及PPA复合改性沥青混合料高温性能呈先增大后减小的趋势,低温抗裂和疲劳性能随老化时间延长呈下降趋势,紫外光对沥青高低温性能的劣化作用比热老化突出。PPA对基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青混合料抗紫外光老化作用改善效果显著,PPA可作为高紫外光辐射区沥青路面抗老化剂使用。研究成果可为拓展PPA改性沥青及PPA与低剂量聚合物复合改性沥青在高原高温差、高紫外光辐射区的推广应用提供参考与借鉴。     

高原地区沥青路面老化机理及试验研究

西藏等高原地区沥青混合料的老化是沥青路面病害的主要原因之一。为研究高原地区沥青路面的老化规律,详细论述了高原地区沥青老化的机理,并通过室内紫外光加速老化照射计和室外自然光老化进行对比试验,验证了室外自然光对沥青的老化比室内试验更强烈。通过对几种沥青的室内、外老化对比试验,验证了沥青胶结料经老化后的指标如针入度、软化点、延度、PI值、劲度模量S及蠕变速率斜率m等的变化规律。通过对SBS、SBR两种常用改性沥青光老化试验后的PI值、劲度模量S、蠕变斜率m等指标的分析可知,SBR改性沥青更适用于西藏等高原地区。研究结果对西藏等高海拔地区评价和选择使用沥青结合料有一定参考价值。     

二次就地热再生沥青混合料路用性能试验研究

以国内外已有研究成果为基础,对江苏某高速公路二次就地热再生沥青混合料路用性能进行试验研究,为工程实践提供借鉴。在严重老化的二次再生原材料中添加4%的再生剂、0.3%新沥青以及20%新沥青混合料,恢复二次老化沥青混合料的路用性能。在室内对二次再生混合料的各项性能进行试验,并将其结果与新料和一次再生混合料的各项性能进行对比,结果表明:再生后的二次老化沥青混合料,其各项性能指标均次于一次再生混合料,但依然满足规范要求。     

湖沥青改性沥青混合料路用性能研究

湖沥青属天然沥青,将其按一定比例掺入基质沥青即为湖沥青改性沥青。为研究湖沥青改性沥青混合料的路用性能,通过室内试验,测试了不同掺量条件下湖沥青改性沥青的基本技术指标;利用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验研究了湖沥青改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等路用性能,并与掺加5%SBS的改性沥青及其沥青混合料进行了对比分析。结果表明,湖沥青改性沥青和SBS改性沥青技术指标相当,均具有良好的路用性能;结合具体工程,确定湖沥青的最佳掺量为25%。     

排水性沥青混合料低温性能评价

为了分析排水性沥青混合料低温性能的影响因素及评价方法,首先对3种改性沥青的原样、薄膜老化（TFOT）样品、压力老化（PAV）样品进行常规指标试验、-12℃弯曲流变仪（BBR）试验,评价沥青胶结料的低温性能;然后,对几种沥青成型的排水性沥青混合料进行约束试件温度应力试验（TSRST）,评价排水性沥青混合料的低温抗裂性能,并通过与长期老化试件TSRST试验结果的对比,分析老化对排水性沥青混合料低温性能的影响。研究结果表明：沥青胶结料BBR试验的劲度模量与排水性沥青混合料的TSRST试验结果有很好的一致性;老化后的排水性沥青混合料冻断温度升高、冻断应力减小,低温性能降低;排水性沥青混合料的冻断应力约为密级配沥青混合料的1／3,冻断温度相近,2种类型沥青混合料低温性能相差不明显。     

再生沥青混合料最佳拌和温度及压实温度研究

为了确定再生沥青混合料的最佳拌和温度和压实温度,首先通过SGC试验在不同温度下成型混合料试件,根据试件的体积参数确定再生混合料最佳压实温度,然后根据再生沥青在合适剪切速率下的黏温曲线确定再生沥青混合料的最佳拌和温度。试验结果证明:对于再生基质沥青混合料,试验确定的最佳压实温度及拌和温度接近由黏温曲线计算所得温度值;对于再生改性沥青混合料,其施工特性与新拌混合料有明显差异,由试验确定的最佳压实温度及拌和温度低于黏温曲线所得的温度,建议实际工程中确定再生改性沥青混合料压实温度及拌和温度时,可在再生沥青黏温曲线试验的基础上适当降低5～10℃。     

生物再生剂再生沥青流变性能研究

为研究生物再生剂再生胶结料的流变性能,分析比较了基质沥青及SBS改性沥青的原样、老化沥青及不同掺量下的再生沥青流变性质。首先,通过旋转薄膜烘箱、压力老化获取了长期老化沥青,随后将老化的沥青与5%和10%的生物再生剂混合制备再生沥青,最后通过黏度试验、温度扫描及弯曲蠕变试验测试了原样沥青、老化沥青及再生沥青的流变性能。试验结果表明,生物再生剂的加入会使得老化沥青的各项性能向原始沥青靠近,其中车辙因子及黏度变化尤为明显,表现为添加10%的生物再生剂有助于将长期老化沥青的和易性和抗车辙能力恢复到原来的水平,但是疲劳因子及低温性能影响较弱,表现为添加10%的生物再生剂后两种老化沥青的疲劳因子仅降低30%,离原样沥青差距明显。此外,对比两种沥青的再生沥青可以发现,SBS改性沥青的再生需要考虑的情况更为复杂,简单的组分调和无法使得老化的改性沥青性能得到良好恢复。