高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响研究

为了研究高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响,通过试验,研究了高模量剂掺量对沥青混合料短期老化和长期老化后水稳定性和低温抗裂性能的影响,并与未经老化的沥青混合料作对比。试验结果表明,高模量剂的加入能大幅改善沥青混合料经短期老化和长期老化后的水稳定性和低温抗裂性,且在一定范围内增大高模量剂掺量能显著提高沥青混合料的抗老化性能,而超过一定值后再增加高模量剂掺量反而会使沥青混合料的抗老化性能降低,综合考虑高模量剂掺量不宜大于0.6%。     

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。     

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。     

SBS改性沥青混合料耐老化性能研究

SBS改性剂对沥青混合料性能的提升已毋庸置疑,但是不同类型的SBS对沥青混合料的性能影响水平不相同,采用不同型号的SBS改性剂和不同的掺量,对SK-90基质沥青进行改性,先后经过试验室内短期老化和长期老化,对各阶段的混合料试件分别进行动稳定度试验和低温弯曲试验。验证了线型SBS和星型SBS改性剂沥青混合料老化后的高温性能相近,而在老化后的低温性能方面,星型SBS改性沥青混合料是优于线型SBS改性沥青混合料的。     

现场热再生沥青混合料耐久性能试验研究

为了研究热再生沥青混合料的耐久性能,对经不同冻融循环次数、长期老化前后的现场热再生沥青混合料进行劈裂试验和小梁低温弯曲试验,并与新沥青混合料作对比。试验结果表明:随着冻融循环次数的增多,两种沥青混合料的劈裂抗拉强度和劈裂劲度模量都逐渐减小,最后趋于稳定;弯拉强度和弯曲劲度模量都随着冻融循环次数的增多逐渐减小,而最大弯拉应变总体却随冻融循环次数的增多而增大;热再生沥青混合料的劈裂抗拉强度和劈裂劲度模量都小于新沥青混合料,而最大弯拉应变大于新沥青混合料,说明热再生沥青混合料具有较强的低温抗变形能力;老化对热再生沥青混合料的影响大于新沥青混合料。     

厂拌热再生沥青混合料低温抗裂与水稳定性研究

基于室内试验测定了回收沥青面层材料中旧沥青、旧集料,新加沥青、新加集料及再生剂的各项性能指标;通过马歇尔试验确定了不同类型再生沥青混合料(AC-16C和AC-13)的最佳沥青用量。通过低温小梁弯曲试验和冻融劈裂试验,分析了不同旧料掺配比例、不同旧料类型、是否添加再生剂及二次老化前后混合料的低温抗裂性与水稳定性。结果表明:再生沥青混合料随旧料掺配比例的增加低温性能逐渐变差;短期水损害对其稳定性影响不大,但抵抗长期水损破坏的能力却大幅下降;旧料类型对再生沥青混合料性能的影响关联不大;添加7%~9%掺量的再生剂对其低温抗裂与水稳定性能的改善效果优于10%掺配比的再生混合料,基本接近新拌沥青混合料;二次老化后再生沥青混合料低温抗裂性能下降较快,虽仍可抵御短期水损害,但对其长期水稳定性影响较大,建议添加一定比例的再生剂。AC-13型再生沥青混合料抵抗低温开裂与水损破坏的能力相比于AC-16C型级配更强,更适合做上面层。     

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。     

高寒地区光老化对沥青混合料低温性能影响

针对我国高寒地区低温及光照辐射强的气候特点,采用氙灯老化箱模拟沥青混合料所受光照作用,对沥青混合料进行人工加速光老化。通过劈裂试验、小梁弯曲试验、低温收缩试验,研究不同时照的光老化对沥青混合料的低温性能影响程度。实验结果表明,经历一定年限的光老化会对基质沥青混合料的低温性能产生显著的影响,而用SBR添加剂能有效防治混合料的光老化,改善混合料的低温性能,为高寒地区沥青路面选择合适的沥青材料和光老化研究提供参考。     

热再生沥青混合料低温抗裂性能全程评价

为了评价热再生沥青混合料全寿命周期内的低温抗裂性能,以含有不同比例RAP的再生沥青混合料为研究对象,通过STOA和LTOA试验模拟混合料在不同使用阶段的老化,以极限应变和应变能密度为指标,采用低温弯曲试验对再生沥青混合料的低温抗裂性能进行了评价.试验结果表明:RAP 含量低于40% 的再生沥青混合料的低温抗裂性能与普通沥青混合料相当;受再生剂扩散作用的影响,STOA 后再生沥青混合料低温抗裂性能变化幅度较小,LTOA 过程中低温抗裂性能的变化规律与普通混合料相近;RAP 含量达 50% 时,再生沥青混合料老化前后的低温抗裂性能均较差.     

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。     

Sasobit温拌排水沥青混合料老化性能

为了分析Sasobit温拌排水沥青混合料老化后性能,以热拌OGFC-13沥青混合料、温拌OGFC-13沥青混合料、掺加5%Na Cl的温拌OGFC-13沥青混合料为研究对象,分别在未老化、短期老化、长期老化的条件下,采用室内实验对沥青混合料路用性能进行对比研究.实验结果表明:老化后的混合料高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性较未老化时均降低,长期老化的影响最显著,其中对低温抗裂性能影响最大;长期老化后,Na Cl掺量为5%的沥青混合料低温抗裂性较未掺加Na Cl时大幅度下降,说明5%掺量的Na Cl对长期老化后沥青混合料的低温指标有负面影响.     

抽提回收过程对沥青老化程度评价的影响

对不同老化程度的沥青先采用三氯乙烯溶解,再用真空旋转回收仪回收,然后对沥青进行系统的试验,获得不同老化程度的沥青在抽提回收前后的针入度、软化点、延度、粘度等常规指标以及动态剪切模量、相位角、低温弯曲蠕变劲度、低温抗拉强度等性能指标,通过分析各项性能的变化研究抽提回收过程对沥青老化程度的影响规律。试验结果表明不同老化程度的沥青在经过抽提回收过程后,其各项性能指标的变化均较小,排除试验误差的影响,采用真空旋转回收仪回收沥青时对沥青的老化程度的影响可以忽略,因此可以用于评价沥青的老化程度。     

SMA13沥青混合料老化性能研究

利用英国进口的多功能气动沥青材料试验机Cooper NU-14测定了SMA13沥青混合料未经老化、短期老化后和长期老化后马歇尔试件的动态间接拉伸试验参数,分析了影响SMA13沥青混合料抗老化性能的相关因素,并将之与AC13沥青混合料的抗老化性能进行了比较.结果表明,短期老化是沥青混合料老化的主要阶段,沥青膜厚度、矿料级配组成和空隙率对沥青混合料的老化性能有重要影响.     

沥青老化方式及时间对沥青性能的影响

老化是沥青使用过程不可避免要经历的过程,老化将导致沥青逐渐硬化变脆开裂,不能发挥其原有的作用。试验比较了原样沥青、短期老化和长期老化沥青及其在不同老化时间的性能变化,从而寻求沥青老化方式及时间对沥青性能的影响。     

纳米二氧化钛对沥青老化性能的影响研究

针对纳米二氧化钛(TiO_2)对沥青老化性能的影响研究,以不同掺量的TiO_2分别对克拉玛依90#沥青和胶橡沥青进行改性,通过TFOT短期热氧老化和紫外线老化试验,宏观上用常规指标评价两种沥青老化前后的物理性能变化,微观上采用傅里叶红外光谱分析法精确计算沥青老化前后的羰基、亚砜基官能团含量,以羰基指数(I_(C=O))和亚砜基指数(I_(S=O))作为定量分析沥青老化行为的指标,通过分析沥青官能团指数及其与宏观性能之间相互对应的关系规律表明:掺量为1.5%的TiO_2能明显提高橡胶沥青的抗短期热氧老化和紫外线老化性能,经质量分数为3%的TiO_2改性后的克拉玛依90#基质沥青有较好的抗紫外线老化性能。     

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。     

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。     

阻燃沥青及其混合料的路用性能研究

为了研究自主研发类新型阻燃剂的应用价值,采用 AASHTO(美国国家公路和运输官员协会)提出的适用于改性沥青的流变试验,包括多重应力蠕变恢复试验(multiple stress creep recovery, MSCR)、线性幅度扫描(linear am-plitude sweep, LAS)试验及通用性的弯曲蠕变试验,对阻燃沥青老化前后的胶结料进行路用性能探究;针对路面安全性较高的SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)级配类型进行了相应混合料高低温性能及水稳定性试验研究。研究结果表明,阻燃剂的加入对沥青不同温度域的流变性能具有不同程度的影响,可提高沥青的高温稳定性及中温抗疲劳性,但对其低温性能有害。此外,分析上述性能在老化前后的应变改变量可知,阻燃剂对沥青或沥青中的聚合物起到了一定的阻隔作用,对沥青具有一定的保护作用,可延缓沥青的老化。试验结果表明,阻燃剂的加入可以增强沥青混合料的抗车辙能力,然而对沥青混合料的低温性能及水稳定性会造成危害,但危害较小。总体而言,沥青混合料仍可满足路用性能的基本使用要求。     

沥青混合料水稳性试验研究

采用马歇尔法与Superpave法设计了SMA-13、SAC-13和AC-13这3种沥青混合料,按照4％、7％、10％和13％的孔隙率成型3种混合料试件,分别对其进行冻融劈裂性能试验,并对SAC-13试件进行短期老化和长期老化后的冻融劈裂试验。试验结果表明,沥青混合料的类型、孔隙率与老化时间对其水稳定性均有较大影响,建议规范取7％孔隙率作为水稳定性能评价孔隙率。