加热温度和时间对沥青混合料老化的影响

通过提高短期老化温度,模拟高温生产工艺对沥青混合料老化性能的影响,以研究沥青混合料在拌和、运输、摊铺、碾压过程中抗老化性能的变化;根据不同老化时间(2 h,4 h)、不同老化温度(135℃,155℃)沥青混合料间接拉伸破坏试验结果的变化,证明了加热温度和时间对沥青混合料老化有明显的影响。试验结果表明:高温生产对抗车辙剂沥青混合料的抗老化性能有所削弱。     

用水量对泡沫沥青抗老化性能的影响

为了研究用水量对泡沫沥青抗老化性能的影响,选用了70号道路石油基质沥青和SBS改性沥青,对不同发泡用水量的沥青进行RTFOT及PAV测试,以疲劳因子G＊·sinδ作为评价指标,研究沥青的抗老化性能。试验结果表明：70号道路石油沥青随着发泡用水量的增加,极限疲劳温度增加,在常规发泡用水量（1%~2%）条件下,抗疲劳性能略有降低;SBS改性沥青在常规发泡用水量（3%）条件下,抗疲劳性能改善。     

不同标号基质沥青老化行为试验比对分析

为评价不同标号基质沥青的老化行为差异,选取常用的3种基质沥青(50#、70#、90#),开展不同时间的RTFOT模拟老化试验,测试各种沥青老化前、老化后的针入度、延度、软化点、布氏黏度等技术指标。通过建立沥青老化动力学模型和计算老化指数C两种常用方法开展不同标号基质沥青老化行为的比对分析,并采用多目标决策灰色关联投影法,以沥青动力学反应速率k为评价指标,综合分析不同标号基质沥青各技术指标的抗老化性能。分析结果表明:同一种老化性能评价方法下,同一沥青不同技术指标的抗老化能力不同,不同标号基质沥青的同一技术指标抗老化能力不同;不同老化性能评价方法下,同一沥青的抗老化性能排序不同,表明现有老化性能评价方法对不同标号基质沥青的适应性有待进一步确定,采用灰关联分析方法更为合适。     

不同老化条件对沥青性能的影响

沥青老化是影响沥青路面使用性能的重要因素。沥青老化与时间、光照及温度等因素有密切关系,该文采用室内薄膜烘箱试验（TFOT）、旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）以及压力老化试验（PAV）来模拟沥青的短期老化和长期老化。通过旋转粘度试验（Brookfield）、动态剪切试验（DSR）、低温弯曲流变梁试验（BBR）得到了不同老化条件下沥青的高温黏度、G^＊/Sinδ指标及低温性能的变化规律。     

老化对温拌沥青结合料高温性能的影响

为研究老化对温拌沥青流变性能的影响,分别对70#沥青、泡沫温拌70#沥青、橡胶沥青、温拌橡胶沥青在未老化、短期老化、长期老化三个阶段的高温性能进行测试。试验结果表明:温拌沥青粘度的长期老化指数大于短期老化指数,短期老化在沥青结合料的整个老化过程中所占比例约在60%~90%,经过短期老化及长期老化后,温拌沥青的高温性能得到提高。温拌技术会降低沥青的抗老化性能,并且老化对泡沫温拌沥青高温性能的影响较大。     

老化沥青胶结料的疲劳特性研究

采用动态剪切流变仪(DSR)研究了短期老化与长期老化的沥青胶结料在应变模式,应力模式下的抗疲劳性能.实验中,采用了旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)及压力老化(PAV)来模拟沥青胶结料的短期及长期老化.沥青胶结料的应变疲劳实验中选取1.0％,1.5％,2.0％以及2.5％四个应变值,应力疲劳实验中选取了0.25,0.35,0.45,0.55 MPa 4个应力值.实验结果表明,采用应变疲劳实验能够区别老化对沥青抗疲劳性能的影响,而应力疲劳并不能很好的显示老化对沥青抗疲劳性能的影响.因此,应变模式下的疲劳实验更适合用来评价老化沥青胶结料的抗疲劳性能.     

沥青老化性能评价方法

为了分析旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)评价沥青结合料整体老化性能的合理性,以及长期老化与短期老化试验结果之间的关系,采用组分试验、常规指标以及Superpave指标对沥青经短期老化试验(RTFOT)和长期老化试验(PAV)的样品进行了试验研究。结果表明长期老化后沥青样品的组分变化规律与短期老化不一致,物理指标增减幅度不同,但如按指标评价沥青的抗老化特性,两种不同老化方式的沥青优劣排序基本一致,这说明虽然短期老化不能全面反映沥青的抗老化特性,但在目前情况下作为沥青的优选方法是可行的。     

基于降黏与表面活性的温拌沥青及混合料性能对比

采用70#沥青、SBS改性沥青,分别添加有机降黏温拌剂Sasobit和表面活性温拌剂DAT,对比评价两类温拌剂对沥青及沥青混合料性能影响;基于温拌沥青性能研究,提出温拌沥青混合料施工温度控制方法,给出参考施工温度,采用动、静态试验方法系统研究温拌沥青混合料性能,评价温拌混合料的疲劳性能和黏弹特性,建立相应疲劳方程和修正Burgers模型。研究表明:Sasobit明显改善沥青高温稳定性,在100~135℃降黏作用显著,证明DAT降温效果更好,对沥青性能影响小,不具降黏效果;Sasobit和DAT均可减轻沥青老化,Sasobit沥青抗老化性能更好;Sasobit显著提高混合料高温稳定性,DAT对混合料高温性能没有影响,两类温拌剂均对混合料短期水稳定性影响小,但Sasobit会劣化长期水稳定性,而DAT则具有改善作用;Sasobit会降低混合料低温性能,DAT对混合料低温性能影响小;Sasobit混合料抗疲劳性能优于DAT,其疲劳破坏具有脆性特征,DAT混合料疲劳破坏具有塑形特征,证明Sasobit沥青混合料具有更好的弹性恢复能力和高温性能。     

彩色沥青技术指标及其耐久性能研究

给出彩色沥青制备参数,自行制备了红色、黄色、绿色、蓝色4种彩色沥青。对4种沥青的针入度、软化点进行检测,并计算了T1.2和T800,以评定彩色沥青胶结料的高、低温性能。采用RTFOT和PAV试验模拟沥青的短期和长期老化,检测试样老化前后的三原色模式(RGB),定义了色彩鲜艳度指数评定彩色沥青的色泽耐久性。结果表明:染料的掺入使得无色沥青的高温性能得到提高,蓝色沥青增加幅度最大,红色最小;低温抗裂性能变化趋势正好相反;经RTFOT老化和PAV老化后,4种彩色沥青色彩鲜艳度削弱幅度由大到小依次为:蓝色黄色红色绿色。蓝色沥青色泽耐久性最差,绿色沥青色泽耐久性最好;蓝色沥青的色泽老化主要集中短期老化阶段,即混合料生产拌和阶段;绿色沥青老化过程主要集中于长期老化阶段。     

亲油型层状硅酸盐改性沥青分级(PG)试验研究

利用亲油型层状硅酸盐(OMMT)进行改性沥青的制备。利用动态剪切流变仪(DSR)研究了掺量在2%、4%、6%、8%的OMMT改性沥青高温流变性能,确定不同掺量下改性沥青的高温临界温度。利用薄膜烘箱(TFOT)、压力老化(PAV)对改性沥青进行老化模拟,利用低温弯曲流变仪(BBR)与DSR分别测定老化后残余沥青的低温蠕变劲度与中温疲劳温度,评价了不同掺量下OMMT改性沥青的低温性能与抗疲劳性能。综合上述温度指标,得出不同掺量对OMMT改性沥青PG分级性能的影响。     

Evotherm温拌剂对橡胶沥青老化性能的影响研究

橡胶沥青具有高粘度的特点,而温拌剂改善了沥青混合料的施工和易性,实则是降低了沥青混合料的同温度粘度。关于温拌剂的加入是否会对橡胶沥青的老化性能产生影响,目前研究较少。通过室内短期老化模拟、长期老化模拟以及老化性能评价,分析Evotherm温拌剂的掺加及其剂量对橡胶沥青老化后的高温粘度、车辙因子（G＊/sinδ）及蠕变劲度S等性能指标的影响,结果表明：Evotherm温拌剂没有改善橡胶沥青在拌合和施工阶段的抗老化性能的能力;老化指数（AIPAV,AIRTFO）随Evotherm温拌剂剂量的增加而减少;老化使得添加温拌剂的橡胶沥青的低温抗裂性能有一定程度的提高;综合考虑施工高温下的老化和使用过程中的长期老化,建议选择12%Evotherm的剂量。     

泡沫温拌对湖沥青改性沥青性能的影响研究

将泡沫温拌技术与湖沥青改性沥青共同应用可在提升沥青混合料的施工和易性的同时,实现节能减排,但目前对泡沫温拌前后湖沥青改性沥青性能的变化研究较少。通过室内试验,采用软化点、fail temperature、延度、蠕变劲度S及蠕变速率m、针入度指数、疲劳因子G~*sinδ等指标对泡沫温拌前后湖沥青改性沥青的高温性能、低温性能、温度敏感性及抗老化性能进行了全面研究。结果表明:泡沫温拌作用会降低湖沥青改性沥青的高温性能和低温性能,改善其温度敏感性,对抗老化性能影响不大。     

老化对两种温拌沥青低温性能及抗疲劳性能的影响

为研究老化对温拌沥青低温性能的影响,分别对70#沥青、泡沫温拌70#沥青、橡胶沥青、温拌橡胶沥青在未老化、短期老化、长期老化三个阶段的低温性能和疲劳性能进行测试。试验结果表明:老化使得70#道路石油沥青和泡沫温拌70#道路石油沥青的低温性能逐渐变差,使温拌橡胶沥青和橡胶沥青的低温性能略有改善。并且老化对泡沫温拌70#道路石油沥青的低温性能影响最大,对温拌橡胶沥青低温性能的影响最小。泡沫温拌技术可以提高沥青的抗疲劳性能,而温拌剂的加入会降低橡胶沥青的抗疲劳性能。     

温拌再生沥青胶结料二次老化性能

为研究温拌再生沥青胶结料的二次老化性能,以2种常用温拌剂为基础,考虑再生剂与不同改性剂复杂耦合作用,提出3种不同的再生方案;基于动态剪切流变试验,分析3种不同温拌再生方案下的沥青胶结料在二次老化前后、不同二次老化程度下的黏弹性能、抗车辙性能及抗疲劳性能的变化规律,通过傅里叶红外光谱试验和环境扫描电镜试验分析了不同温拌再生方案下沥青胶结料表面化学官能团及其微观结构的变化规律。研究结果表明:Sasobit温拌剂较大程度提高了再生沥青胶结料在二次老化后的弹性特征及抗车辙性能,但其疲劳寿命在5%应变水平及二次老化作用下小于10 000次;Evotherm 3G与SBR胶乳及胶粉的结合在一定程度提升了再生沥青胶结料在二次老化后的高温性能,且保留了原有的低温性能,其与SBR胶乳的结合呈现出最佳的黏弹性能,而其与胶粉的结合呈现的不可恢复蠕变柔量在二次老化后仍小于0.05,展现出极佳的抗车辙性能;微观化学物理特性分析结果揭示了不同再生方案下的二次老化机理,其化学官能团及微观结构表征的变化规律与动态流变剪切特性的变化规律呈现出较好的相关性。      

EC-120温拌改性沥青高温与疲劳性能试验评价

从评价沥青结合料高温性能与疲劳性能两方面入手,对EC-120温拌改性沥青进行动态剪切试验研究,以评价EC-120改性剂在高温稳定性和抗疲劳性能方面对沥青结合料的影响.研究结果表明:掺入EC-120温拌改性剂可以提高沥青软化点,使抗车辙因子显著提高,从而大幅提升沥青结合料抵抗高温车辙变形能力,显著改善沥青高温稳定性.数据显示,EC-120对较高标号的沥青高温性能的提升更灵敏,改善效果更好,由此可预测在相同交通量条件下EC-120温拌改性沥青高温性能在北方寒冷地区更有优势.试验还表明,掺加EC-120温拌改性剂会使沥青结合料在低温条件下的粘性成分减少,损失柔性,疲劳因子增大,从而丧失部分抵抗疲劳的性能,因此,EC-120对沥青的疲劳性能有负面影响.     

天然岩沥青改性沥青性能及改性机理研究

以埃索AH-70#沥青作为基质沥青,通过不同掺量的岩沥青改性沥青性能试验,研究了岩沥青掺量对改性沥青使用性能的影响;通过沥青4组分试验和红外光谱、荧光显微和DSC差热分析,从微观角度探讨分析了岩沥青的改性机理和改性行为.结果表明:加入岩沥青后沥青胶结料的软化点升高,针入度和150℃延度降低,沥青的高温稳定性和温度敏感性得到提高,且随着掺量的增加变化幅度增大;RTFOT和PAV老化后,改性沥青软化点和针入度比增加,抗老化性能得到改善;岩沥青改性后沥青的饱和分、芳香分含量降低,胶质、沥青质含量增多,大幅提高了沥青黏附性;岩沥青粉在与沥青充分混合状态下吸收沥青轻质组分而熔胀,岩沥青的掺入改变了自由沥青的胶体体系的平衡状态,而新的平衡体系的建立对改性沥青的温度稳定性和感温性产生了重大影响.     

老化对沥青结合料粘弹性的影响

沥青结合料的老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素，应用旋转薄膜烘箱(RTFO)对沥青进行短期老化，通过压力老化仪(PAV)对经RTFO短期老化的沥青进行不同时间的老化，对老化沥青进行系统试验，研究老化对沥青结合料粘弹性的影响。结果表明老化使沥青结合料的粘性逐渐降低，增强了沥青结合料的抗变形能力(高温稳定性)，但抗疲劳开裂性能下降。     

SBS和SBR改性沥青混合料抗紫外线老化性能研究

沥青路面的耐久性与沥青混合料抗老化性能密切相关.为了研究紫外线老化作用对沥青混合料力学性能以及高温抗变形能力的影响,通过对相同级配的SBS,SBR和基质沥青混合料紫外老化后进行劈裂试验和车辙试验,分析了经过不同紫外老化时间后3种混合料的劈裂强度和动稳定度的变化规律.结果表明：改性沥青混合料均表现出更好的抗紫外线老化的性能,其中SBS改性沥青混合料效果优于SBR改性沥青混合料.     

光热耦合条件下沥青宏观老化特征研究

通过对两种基质沥青及四种改性沥青的技术性能指标(针入度、黏度、软化点、车辙因子)进行室内试验,对比了不同光热耦合条件下沥青的宏观老化特征。研究表明:对于基质沥青而言,光照强度不变时,ZH沥青的抗热老化性能明显优于SK沥青;温度不变时,SK沥青的抗光老化性能则明显优于ZH沥青;对于改性沥青而言,线型改性沥青抗光热耦合老化能力整体上优于星型改性沥青;单因素和双因素变化时,各类沥青在以针入度比为指标表征其抗老化性能方面有较强的关联性,在以黏度比、软化点比及剪切流变系数为指标表征其抗老化性能方面关联性不大,推荐采用针入度比作为评价沥青的老化程度及抗老化性能;其中,双因素方差分析结果表明沥青光热耦合作用时温度比光照强度作用更加显著。     

掺配植物沥青的混合沥青老化性能试验研究

为对掺配不同比例植物沥青的混合沥青的老化性能进行比较,分别采用植物沥青掺配比例在0~20%间的混合沥青进行旋转薄膜加热试验、压力老化试验,并进行初期老化和长期老化试验分析,对针入度、软化点等技术指标进行对比。试验结果表明:植物沥青的加入有效改善了沥青的针入度值,且软化点在15%掺量时最佳;RTFOT(旋转薄膜加热试验)、RTFOT+PAV(压力老化试验)后,在相同试验条件下,针入度均呈现不断增大的变化规律,软化点变化规律不明显。RTFOT 后针入度与 RTFOT 前针入度比值均大于 60%;RTFOT+PAV后,当植物沥青掺配比例超过10%,混合沥青RTFOT+PAV后与RTFOT+PAV前比值均超过30%;RTFOT+PAV作用下,混合沥青软化点增量变化不显著,说明植物沥青的加入对沥青长期老化性能软化点的影响不大。