改性沥青疲劳破坏判定指标适用性

采用Malvern动态剪切流变仪, 在应力/应变2种荷载控制模式下对90#基质沥青、SBS改性沥青、岩沥青改性沥青、胶粉改性沥青、岩沥青/SBS复合改性沥青和岩沥青/胶粉复合改性沥青(RA/CRCMA)进行了时间扫描疲劳试验; 采用5种疲劳失效定义方式确定了改性沥青疲劳寿命; 使用统计学分析方法评价了改性沥青疲劳破坏判定指标的适用性; 采用推荐指标对比分析了改性沥青的疲劳性能。研究结果表明: 基于归一化动态模量确定的指标独立于荷载控制模式和沥青种类; 基于相位角和累积耗散能比确定的指标显著依赖于改性沥青种类和荷载控制模式, 且不具备普适性; 基于耗散能变化率确定的指标仅适用于应力控制模式的疲劳寿命判断; 基于简化耗散能变化率确定的指标受沥青种类影响较小, 对本研究所有试验沥青均具有较好的疲劳寿命评价效果; 归一化动态模量和简化耗散能变化率确定的指标在应力/应变控制模式下的相关系数高达0.94, 平均绝对误差低于20%, 展现出了较好的相关性及等效的疲劳寿命排序结果, 由于其计算简单, 定义明确, 因此, 推荐其作为时间扫描疲劳试验中检测沥青疲劳失效的判定标准; 采用推荐指标对本研究试验沥青的疲劳寿命排序可知, 添加18%胶粉和5%岩沥青的RA/CRCMA在应力/应变2种控制模式下均展现出较优的抗疲劳性能。      

沥青品种对浇筑式沥青混凝土疲劳性能的影响

根据应变控制模式下的四点小梁弯曲疲劳试验方法,研究了3种不同改性沥青对浇筑式沥青混合料疲劳的影响。结果显示:不同的改性沥青对浇筑式沥青混合料的疲劳性能影响非常显著,SK70基质沥青与湖沥青复合改性的沥青和ZX-30改性沥青成型的浇筑式沥青混凝土具有优异的抗疲劳性能,不同改性沥青对浇筑式沥青混合料的粘弹性能影响较大,浇筑式沥青混合料的滞后角愈大则疲劳寿命愈好。     

沥青疲劳性能评价指标

为了确定沥青疲劳性能的评价指标,进行了5种沥青(烯烃类、天然沥青类、硬质沥青类、A-70#沥青和SBS沥青)及沥青混合料的室内疲劳性能试验,采用模量衰减到初始值的50%Nf50、累积耗散能比偏离无损直线20%对应的Np20、累积耗散能和疲劳因子G*sinδ 指标,分析各评价指标对加载模式的依赖性和各评价指标之间的区别与联系.结果表明,疲劳因子G*sinδ和累积耗散能无法明确确定沥青的疲劳寿命,不宜作为高模量沥青结合料的疲劳性能评价指标;在相同加载条件下, Np20约为Nf50的0.725倍,建议采用Nf50评价沥青结合料的疲劳性能.      

基于流变性能试验的沥青高温稳定性评价

为了从流变性能角度评价沥青高温稳定性的好坏,依据superpave相关规范,通过采用动态剪切流变仪对三种不同性质沥青(70#基质沥青、SBS改性沥青和高模量沥青)进行流变性能检测。从温度、频率及应变三个方面分析了其高温稳定性变化。结果表明:高模量沥青的高温稳定性最好,SBS改性沥青的高温稳定性次之,而基质沥青的高温稳定性则最差。     

改性沥青和聚酯纤维对AC低温性能影响研究

通过3种试验方法对Superpave13和Superpave19级配下沥青混凝土的低温抗裂性能进行了研究。结果表明:添加纤维和SBS改性沥青使得沥青混合料出现破坏应变能、破坏应力、应变增长、劲度模量减小的趋势,可以明显提高沥青混合料的低温抗开裂能力,并且各型沥青混合料的劈裂破坏强度在不同的温度范围变化趋势不同,存在一临界温度(-10℃左右)使其出现峰值。3种混合料破坏荷载的大小顺序为:改性沥青>纤维混合料>普通沥青混合料,破坏应变也有同样的规律。由积分应变能试验获得的断裂韧度可以作为评价沥青混合料低温抗裂能力的有效指标。     

SBS与岩沥青复合改性沥青混合料性能评价

为评价SBS和岩沥青复合改性沥青混合料的性能,首先制备不同质量分数(10%、20%、30%)岩沥青的复合改性沥青并对其性能进行评价与分析,然后基于SGC压实效应对沥青混合料配合比进行设计,最后通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、肯塔堡浸水飞散试验,评价四种改性沥青混合料的水稳定性,通过车辙试验和单轴贯入试验评价其高温抗车辙性能,通过低温弯曲小梁试验、疲劳试验分别评价其低温性能和疲劳性能。结果表明:复合改性沥青的性能较好,但不如SBS的性能,仅仅通过普通指标评价其性能是不全面的;复合改性沥青沥青混合料抗水损害性能优于SBS的,但是岩沥青掺量超过30%时,抗水损害性能有所降低;复合改性沥青60℃和70℃车辙动稳定度比SBS的提高均在30%以上,随岩沥青含量增加而增加;复合改性沥青混合料低温性能比SBS的稍微降低,但疲劳寿命均优于SBS;建议复合改性沥青中岩沥青含量不超过20%。     

新疆岩沥青改性沥青混合料疲劳性能的试验研究

为了揭示岩沥青改性沥青混合料的疲劳耐久性,利用MTS-810材料试验系统,分别对普通重交沥青混合料、SBS改性沥青混合料和岩沥青改性沥青混合料等3种混合料进行了不同应力比下的疲劳试验,建立了3种沥青混合料的S-N疲劳方程,并对3种沥青混合料的疲劳试验结果进行了比较.在相同的应力比试验条件下,岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命最大,普通重交沥青混合料的疲劳寿命最小.岩沥青改性沥青混合料S-N疲劳方程参数k最大,n最小.研究结果表明:两个疲劳方程参数k和n均证实了岩沥青改性沥青混合料具有较好的抵抗疲劳荷载的能力.在荷载水平增加相同幅度的情况下,岩沥青改性沥青混合料的疲劳寿命衰减量最小.在相同的级配、油石比和荷载条件下,其疲劳耐久性最好.     

高模量沥青混凝土路用性能试验分析

为了对高模量低标号沥青混凝土的路用性能进行分析,通过与基质沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土的室内对比试验,分析了高模量低标号沥青混凝土的路用性能。试验结果表明:低标号沥青混凝土高温性能优异,在高应变水平下,拥有优于SBS改性沥青混凝土的疲劳性能,并且低温性能和抗水损害性能略强于基质沥青混凝土,将低标号沥青混凝土应用于高速公路中面层将是解决车辙病害的一个有效手段。     

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。     

沥青混合料应变疲劳性能的试验研究

沥青混合料疲劳试验的荷载控制模式有应力控制模式和应变控制模式。而在应变控制的疲劳试验过程中 ,沥青混合料的应力应变状态更符合沥青路面的实际情况。试验得出的弯拉应变与疲劳寿命之间的关系便于应用。运用 MTS81 0材料试验系统 ,进行了 5种级配的沥青混合料的应变控制模式的疲劳试验 ,得出了它们的应变疲劳方程 ,并对疲劳方程进行了比较和分析。研究表明 ,同一应变 (或应变比 )下 ,若干试件的对数疲劳寿命表现为正态分布 ,而且应变、应变比与疲劳寿命分别在双、单对数坐标上表现为直线关系 ;单对数坐标下以应变比表示的疲劳方程较双对数坐标下的以应变表示的疲劳方程稳定 ,而双对数坐标下的疲劳方程更易区分出沥青混合料疲劳性能的优劣 ;应变控制模式下的疲劳试验 ,其它条件相同时 ,沥青混合料的模量越小 ,疲劳寿命越长。     

SBS改性沥青及Bonifiber纤维对混合料高低温性能影响的对比研究

根据对70#沥青及SBS改性沥青混合料掺加0.25%博尼维纤维后的试验,对比分析了70#沥青混混合料、SBS改性沥青混合料、掺加纤维的70#沥青混合料和掺加纤维的SBS改性沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性能。结果表明,SBS改性沥青的车辙因子远高于70#沥青胶结料,应用SBS改性沥青和博尼维纤维能够大幅提高混合料的高温性能,对其他路用性能也有一定改善,博尼维纤维具有良好的推广价值。     

SBS改性沥青路面配合比设计及试验方法

SBS改性沥青概述 聚合物改性沥青是一种技术含量和附加值较高的新型优质筑路材料。它通过把聚合物掺八道路沥青中而改善使用性能．能显著延长路面寿命、降低噪声、提高行车舒适性和安全性,SBS沥青作为一种改性沥青胶结料,是在原有基质沥青（AH-70）的基础上．掺加一定比例的SBS改性剂．改性后的沥青．与原沥青相比．其高温粘度增大．软化点升高。     

高性能橡胶/SBS复合改性沥青SMA-13制备与性能研究

为推广固废橡胶在道路工程中的应用,制备了橡胶/SBS复合改性SMA-13沥青混合料,并以SBS改性沥青混合料作为参照,采用车辙试验、冻融劈裂试验及疲劳试验对比分析了两种混合料的路用性能及耐久性,结果表明:动稳定度与TSR基本一致;弯拉应变提高15%;疲劳寿命提高一倍;具有优良的综合路用性能。     

裂化生活废旧塑料与SBS改性沥青及其混合料性能对比

对比研究了裂化生活废旧塑料(CRP)改性沥青与SBS改性沥青的软化点、针入度、延度及黏度指标,及相应沥青混合料的马歇尔试验指标、高温与低温稳定性、水稳定性及疲劳特性等;研究了两种改性剂掺加工艺——干法、湿法——CRP改性沥青混合料性能及施工工艺,并与湿法SBS改性沥青混合料性能进行了对比。结果表明:5%CRP改性沥青与4%SBS改性沥青性能相近,两种改性沥青的软化点都得到了提高;两种改性沥青混合料的动稳定度均大于4 000次/mm,可以用CRP改性沥青拌制与SBS改性沥青性能相近的AC级配沥青混合料;在CRP掺量5%、SBS掺量4%的条件下,干法CRP改性沥青混合料的动稳定度、冻融劈裂强度比和疲劳寿命与SBS改性沥青混合料的相近,但干法施工工艺更为简单。     

多聚磷酸改性沥青流变性能

为研究多聚磷酸(PPA)对沥青性能的影响规律与作用机理, 采用四组分分析试验和沥青三大指标试验研究了PPA对不同基质沥青化学组分的影响, 基于动态剪切流变仪(DSR)开展了沥青温度扫描试验与频率扫描试验, 分析了不同配比的PPA改性沥青、PPA/SBS改性沥青与PPA/橡胶粉改性沥青在不同温度、不同动态频率加载条件下的流变性能变化趋势。分析结果表明: 随着PPA含量(质量分数, 后同)的增加, 沥青质含量逐渐提高, 油分(饱和分与芳香分)含量减小, 沥青逐渐由溶胶结构转变成溶-凝胶结构, 沥青高温性能逐渐增强; PPA改性沥青的高温性能与基质沥青的沥青质含量相关, 沥青质含量大的基质沥青经PPA改性后其沥青质含量提升最大, 针入度降低最多, 具备更好的高温性能; 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青掺入PPA后, 其抗车辙因子分别提高了1.0~8.2、0.8~13.9与2.9~19.7 kPa, 表明PPA可有效改善基质沥青、SBS改性沥青和橡胶粉改性沥青的高温、感温及流变性能, 增强沥青的弹性特征, 提高其抵抗剪切变形能力; 与单一改性沥青相比, PPA复合改性沥青的流变性能改善效果更为明显, PPA与聚合物改性沥青之间存在良好的相容性; 随着PPA含量的增加, 沥青10℃延度逐渐降低, 当PPA含量为1.5%时, 基质沥青、SBS改性沥青与橡胶粉改性沥青10℃延度分别下降77%、64%与39%, 表明PPA对沥青的低温性能存在一定负面作用, 建议PPA含量不宜超过1.0%;PPA/SBS改性沥青最佳复配比为1.0%PPA复配3%SBS, PPA/橡胶粉改性沥青最佳复配比为0.75%PPA复配15%橡胶粉。      

RET反应型改性沥青混合料抗永久变形研究

RET是一种反应型三元共聚物弹性体,与其他改性剂相比,RET改性沥青混合料具有优异的高温性能,水稳定性能也有相应的提升,特别适用于国内高温多雨的地区。通过UTM-25试验系统,在不同荷载、不同温度条件下,分别对70#道路石油沥青混合料、SBS改性沥青混合料、胶粉改性沥青混合料及RET反应型改性沥青混合料等4种类型混合料进行动态蠕变试验,绘制沥青混合料累计永久应变(με)随加载次数(Cycles)变化的蠕变变形曲线,对比分析其抗永久变形的能力。结果表明:RET改性沥青混合料的抗永久变形能力较SBS改性沥青混合料和胶粉改性沥青混合料有较大幅度提高,尤其在高温、重荷载条件下,其抵抗永久变形的能力越明显。     

硬质沥青混合料高温性能试验研究

通过对硬质沥青(A—30#)混合料、重交沥青(A—70#)混合料及SBS改性沥青混合料进行单轴贯入试验和车辙试验,对比分析了3种沥青混合料的高温稳定性能。结果表明:硬质沥青混合料的高温抗剪性能优于重交沥青和改性沥青混合料,其抗高温车辙能力强,适用于中面层铺装。     

改性沥青与基质沥青的不同性状表现

根据SHRP沥青胶结料性能分级(PG)方法,对辽宁地区近年来沥青路面常用的AH90#重交基质沥青和SBS改性沥青的性能进行测试和比较。研究表明SBS改性沥青高低温性能优于重交AH90#沥青,SBS改性沥青更适应辽宁的气候和交通要求,改善沥青路面使用性能,延长路面使用寿命。     

Bonifiber纤维及SBS改性沥青混合料性能的试验研究

对SBS改性沥青、70^#沥青的常规性能进行对比检测,并进行动态剪切试验和直接拉伸试验,评价沥青胶结料的高、低温和疲劳性能。然后,根据对70^#沥青及SBS改性沥青混合料掺加0．25％博尼维纤维后的试验,对比分析了70^#沥青混合料、SBS改性沥青混合料、掺加纤维的70^#沥青混合料和掺加纤维的SBS改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性以及抗老化性能等路用性能．结果表明,SBS改性沥青和博尼维纤维沥青具有很好的高、低温和疲劳性能,能够大幅提高混合料的高温性能,对其他路用性能也有一定改善．     

纳米CaCO_3/SBS复合改性沥青混合料的路用性能

为研究纳米CaCO_3/SBS复合改性沥青混合料的路用性能,以壳牌A-70~#道路石油沥青为基质沥青,分别制备基质沥青、纳米CaCO_3改性沥青、SBS改性沥青和纳米CaCO_3/SBS复合改性沥青混合料。通过高温、低温、水稳定性和抗疲劳性能试验,对不同沥青混合料的路用性能进行对比分析,结果表明,CaCO_3/SBS复合改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和抗疲劳性能有明显增强,而低温抗裂性能较SBS有所降低,但仍能满足规范要求。