Sasobit温拌橡胶沥青感温性能测试与评价

结合温拌和橡胶沥青两种技术制备Sasobit温拌橡胶沥青,测试其针入度、软化点、5℃延度、表观粘度等性能指标,并计算针入度指数PI、粘温指数VTS和针入度-粘度指数PVN等评价其感温性能。结果表明,与橡胶沥青相比,Sasobit温拌橡胶沥青的针入度减小,软化点增大,高温性能更好,高温粘度显著降低,有利于混合料的拌和及压实,但5℃延度下降,低温性能略差;Sasobit温拌橡胶沥青的针入度指数PI显著增大,但粘温指数VTS略有增加,针入度-粘度指数PVN显著减小,这与3种指标表征的沥青感温范围不同有关。     

沥青温度敏感性指标评价与附加指标研究

分析了针入度指数评价沥青感温性能的优缺点,针对其不足之处,自行研发了可对多个温度下粘稠度进行测试的沥青稠度测试仪,引入了能在较宽温度范围内表征沥青感温性能的稠度-温度指数,并分析评价了该指标的合理性和可行性,提出了计算该指标的方法。测试误差和测试温度范围对指标影响的研究结果表明:稠度-温度指数有效地避免了针入度指数的缺点,可以作为沥青感温性的附加评价指标。     

掺Sasobit的沥青及混合料性能研究

测试了掺加不同剂量Sasobit的沥青粘度、针入度、软化点和延度,并对掺加Sasobit的温拌沥青混合料进行了马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验和水稳定性试验。结果表明:Sasobit可提高沥青的高温粘度、降低低温粘度;Sasobit使得沥青的针入度降低、针入度指数增加、软化点增高、延度降低,能显著改善沥青的高温性能;掺加3%Sasobit的温拌沥青混合料比起热拌沥青混合料的拌和温度降低了11.5℃、碾压温度降低了8.0℃,并具有更高的抗车辙性能,而低温性能有所降低、水稳定性则变化不大;掺加Sasobit的温拌混合料既可降低施工温度,又能改善高温性能,值得推广应用。     

不同温拌剂对沥青路用性能的影响

为研究不同类型温拌剂对于沥青性能的影响,选择常用降黏型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Aspha-min分别加入到基质沥青和SBS改性沥青中,通过针入度、软化点、延度及黏度试验,研究对比这两类温拌剂对沥青感温性能、高低温性能及黏滞性的影响。由等黏温度定理,推算出部分温拌沥青混合料的施工温度,并以此对比分析其降温效果。结果表明:两类温拌剂均能显著提高沥青高温性能,掺入4%Sasobit和4%Aspha-min能使沥青软化点分别增长48%和31%,均可有效降低沥青的高温黏度和压实温度(降温范围在18~24℃之间)。同时,也能提升沥青的低温黏度(95℃下分别提升278%和14.7%),提高沥青路面抗流动变形的能力。但两种温拌剂对沥青低温性能呈不利影响,且这种不利影响与掺量呈正相关,因此应合理控制温拌剂掺量。     

热、光、水耦合老化条件对温拌沥青性能的影响

为了研究高温、紫外光辐射和雨水等自然环境因素耦合作用对温拌沥青性能的影响,研发室内加速耦合老化试验箱,采用70~#沥青分别添加有机降黏温拌剂Sasobit和表面活性温拌剂DAT,设置热、光、水耦合老化条件,采用均匀试验设计方法开展温拌沥青性能的变化规律研究。分析并确定了耦合老化条件下,影响温拌沥青老化的耦合老化因素和因素的显著性水平。结果表明:温度变化对温拌沥青老化作用最显著,光、湿度的影响相对较小。热、光、水耦合老化不是对所有性能指标影响都显著,其中,对Sasobit温拌沥青软化点、黏度产生显著性影响的是热、光耦合老化作用,水的影响不显著;对DAT温拌沥青,仅温度的作用对黏度影响显著,光、水耦合老化作用不显著,仅热、光耦合老化作用对抗车辙因子影响显著,水的作用不显著。热、水、光耦合老化条件对温拌沥青针入度、延度的影响为负相关,对软化点、抗车辙因子、抗疲劳因子的影响为正相关,即环境温度升高,光照增强、湿度增大会导致温拌沥青针入度和延度减小,软化点升高,黏度、抗车辙因子和抗疲劳因子增大,说明耦合老化作用有利于沥青的抗车辙性能和抗疲劳性能。建立了两类温拌沥青各项性能指标的耦合老化方程,通过耦合老化方程预测了老化极值及对应的耦合老化条件,证明耦合老化作用对温拌沥青的黏弹性、高温性能、疲劳性能产生了显著作用。     

沥青老化效应的试验研究

为了研究沥青老化对路面使用性能影响,通过旋转薄膜烘箱对沥青进行短期老化,再用压力老化仪对老化的沥青进行不同时间的老化,然后对不同程度的老化沥青进行针入度、软化点、延度、不同温度下的粘度、蠕变劲度和蠕变变化速率、动态粘弹性参数的试验。随PAV老化时间的增加,老化沥青的针入度逐渐减小,针入度指数PIPEN逐渐增大,软化点逐渐提高,延度越来越小,而粘度相反变化,复数剪切模量G*、蠕变劲度逐渐增大,相位角δ、蠕变速率则逐渐减小,指数函数更能表征老化对其粘温关系的影响。结果表明老化使沥青弹性增强,感温性减弱,耐久性降低,抗疲劳开裂能力变差,缩短了路面使用寿命。     

温拌沥青路用性能研究

通过对不同Sasobit掺量的温拌改性沥青进行针入度、延度、软化点及粘度试验,得出合理的温拌剂掺加范围,并对推荐范围内不同温拌剂掺量的改性沥青的感温性能、高温性能、低温性能及疲劳性能进行研究,考察温拌剂掺量对温拌沥青流变特性的综合影响.     

降黏型与表面活性型温拌剂对温拌沥青性能影响试验研究

为达到降低沥青路面施工温度、降低能耗的目的，采用两种不同类型（降黏型与表面活性型）的温拌剂分别掺入沥青中制备温拌沥青结合料，对其性能进行测试。结果表明:降黏型温拌剂SAS与表面活性型温拌剂Retherm都能够提高基质沥青的软化点；SAS能够大幅提高沥青针入度，而Retherm对沥青针入度增幅较小；SAS与Retherm都会显著降低沥青的延度；SAS温拌沥青的当量软化点较环球法试验结果的软化点低，Retherm温拌沥青的当量软化点与环球法试验相当；SAS会明显降低基沥青的表观黏度，而Retherm对沥青表观黏度作用不明显；SAS能降低沥青的玻璃化转变温度（Tg），而Retherm会提高沥青的玻璃化转变温度（Tg）。     

锥入度与球入度作为橡胶沥青性能评价指标的适用性研究

为了研究锥入度与球入度作为评价橡胶沥青性能指标的适用性及检测指标间的相关性,通过大量室内检测数据进行了系统分析。研究结果表明:采用针入度评价橡胶沥青温度敏感性易造成数据失真,而锥入度可作为室内评价橡胶沥青性能的检测指标;传统弹性恢复指标不能合理评价橡胶沥青弹性恢复特性,延度指标不适用于评价橡胶沥青低温抗裂特性;黏温指数可作为评价橡胶沥青感温特性指标,当胶粉掺量为20%,粉胶比为1. 0时,橡胶沥青胶浆黏温指数最大,其中HD2类型橡胶沥青胶浆黏温指数达2. 031 7;温度敏感性复数指数可量化评价橡胶沥青等胶结料的感温性指标;采用动态剪切流变仪温度扫描试验得出的存储模量对数和损耗模量对数分别与温度对数进行线性回归,拟合得出评价橡胶沥青胶结料温度敏感性复数指数方程;针入度和锥入度与不同温度布氏旋转黏度具较高的拟合程度,其中锥入度与180,165,135℃布氏黏度拟合相关系数分别为0. 908 6,0. 901和0. 915 9;针入度与锥入度二指标之间具有较好的线性相关性能,二者拟合相关系数达0. 905 9;弹性恢复和回弹恢复与不同温度布氏黏度间存在较好的相关性,其中回弹回复与180,165,135℃布氏黏度拟合相关系数分别为0. 943 1,0. 921 7,0. 940 7;弹性恢复和回弹回复二指标之间线性相关系数达0. 862 6;回弹恢复性能可有效反映橡胶沥青弹性恢复特性,球入度可作为一种橡胶沥青弹性恢复性能评价指标。     

SAK温拌沥青混合料性能评价

为全面评价SAK温拌沥青混合料的路用性能,对加入新型添加剂SAK后的沥青及沥青混合料进行了系统实验,并与热沥青及同级配热拌沥青混合料进行了对比。沥青胶结料的粘度及三大指标的试验结果表明,添加SAK后,不同温度下的粘度均有所下降,软化点明显提高,针入度和低温延度均有所下降;混合料性能测试结果表明,添加SAK后,沥青混合料的高温稳定性和抗剪强度有明显提高,水稳定性和低温抗裂性能影响不大。     

温拌剂对SBS改性沥青性能影响的研究

为研究温拌剂对SBS改性沥青性能的影响,分别以不同掺量的Evotherm-3和Sasobit温拌剂制备温拌沥青,通过基本物理性能及流变性能试验对比评价其性能。基本物理性能测试结果表明,温拌剂的掺加降低了SBS改性沥青针入度和延度,但软化点提升,且2种温拌剂降黏效果明显;流变性能试验表明Evotherm温拌剂对SBS改性沥青的高温抗车辙性能、低温抗裂性能的影响效果明显优于Sasobit温拌剂。     

温拌剂对SBS复合改性沥青低温性能影响研究

通过室内试验,采用软化点试验、针入度试验和布式黏度试验对添加SNJ温拌剂的基质沥青和SBS改性沥青的中高温流变性能进行评价;采用弯曲梁流变试验对SNJ温拌剂的SBS改性沥青的低温流变性能进行评价。试验结果表明:掺加SNJ温拌剂后,基质沥青和SBS改性沥青的针入度下降、软化点升高、135℃布氏黏度显著下降。从弯曲梁流变试验来看,SNJ温拌剂的加入会引起基质沥青和SBS改性沥青劲度模量上升和蠕变速率的下降,低温性能明显下降。相比较而言,SNJ温拌剂对于基质沥青低温性能的不利影响更加显著,高掺量SBS下的复合沥青具有一定能力弥补温拌剂的不利影响。     

电气石负离子粉改性沥青路用性能研究

选取3种目数的电气石负离子粉,在助剂的作用下,剪切制备出电气石负离子粉改性沥青,通过针入度试验、软化点试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)、旋转黏度试验,分析不同目数及掺量的电气石负离子粉对沥青的感温性能、高温性能、低温性能、黏温特性等路用性能影响规律,并采用水煮法评价了电气石负离子粉对沥青与集料的黏附特性。研究结果表明:随着电气石负离子粉的目数与掺量的增大,改性沥青的PI值逐渐增大,即改性沥青的感温性能得以改善;软化点、车辙因子G*/sinδ及黏度均呈增大趋势,表明电气石负离子粉的掺加可有效提升沥青的高温变形能力;蠕变劲度S降低、蠕变劲度变化率m变大,电气石负离子粉沥青具有良好的低温抗裂性能;此外,电气石负离子粉也可提升沥青与集料间的黏附作用。     

隧道路面温拌硅藻土-SBS复合改性沥青路用性能试验研究

为克服热拌沥青混合料在隧道路面铺筑过程中存在的耗能高、有害气体排放量大的问题,对SBS改性沥青采用降黏剂,降低沥青混合料的拌和、施工温度,然后掺入适量硅藻土。依据正交原理,以针入度、135 ℃黏度、软化点、延度为评价指标,通过室内试验选择两种性能较优的温拌硅藻土-SBS复合改性沥青,并依据黏温曲线确定加热温度。同时,与SK#70HMA,SBS改性沥青混合料的路用性能作对比试验。结果表明:相比较SBS改性沥青混合料,温拌硅藻土-SBS复合改性沥青混合料能降低拌和、摊铺温度25 ℃左右,且其高温抗车辙性能、抗滑性能优,低温抗裂性能有一定损害。     

多聚磷酸改性沥青感温性评价研究

为了研究多聚磷酸改性沥青的温度敏感性,采用针入度黏度指数PVN法、黏温指数VTS法、复数模量指数法、及复数指数法探讨了相关指标作为PPA改性沥青感温性指标的适用性。试验结果表明,针入度黏度指数(PVN)由于采集点较少,且温差较大,因而也无法较为精确地评价沥青随着温度的变化情况,复数模量指数(GTS)也不能够有效地表现出PPA改性沥青粘弹特性随着温度而改变的情况,本文建议采用由损失模量和存储模量组成的复数指数作为多聚磷酸改性沥青的感温性评价指标。     

基于胶结料性能的炭黑沥青最佳配制温度研究

为了确定炭黑沥青的最佳配制温度,对不同配制温度下的炭黑沥青及基质沥青的三大指标和旋转黏度进行室内试验,计算出针入度指数、当量软化点、当量脆点、残留针入度比、残留延度比、软化点增量、黏度比、老化指数等主要性能指标,并对炭黑沥青薄膜加热老化前后性能进行多指标比较与分析。结果表明:炭黑可以很好地改善基质沥青的感温性、高温稳定性、低温抗裂性以及抗老化性能;当配制温度为130~150℃时,其延度下降较少,抗老化效果较好,黏度较小,方便施工,改性效果最佳。     

EC-120温拌改性沥青胶结料性能试验研究

对EC-120有机降粘温拌改性沥青进行旋转粘度、常规性能指标、流变特性等试验研究,试验表明,EC-120作为一种熔点在100℃左右的有机添加剂,与沥青相容性好,制备容易,不存在离析问题。试验还表明在温拌改性沥青中,EC-120可降低沥青的高温粘度,提高中低温粘度,从而降低沥青混合料的拌和和压实温度;可降低沥青针入度,提高软化点和抗车辙因子,从而大幅改善沥青的高温稳定性;会使温拌改性沥青的延度降低,疲劳因子增大,蠕变劲度增大,变形速率减小,对沥青的抗疲劳和低温抗开裂性能略有消极影响。     

本期导读

正选择降黏型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Aspha-min分别加入到基质沥青和SBS改性沥青中,通过针入度、软化点、延度及黏度试验,研究对比这两类温拌剂对沥青感温性能、高低温性能及黏滞性的影响……不同温拌剂对沥青路用性能的影响(马峰等,P1)以高黏沥青为胶结料,以橡胶颗粒代替部分细集料,基于断级配沥青混合料设计理论与方法,设计了复合功能型融冰降噪沥青混合料,并结合实体工程开展了试验段实施……融冰降噪复合功能型混合料在桥面沥青铺装工程中的应用研究(宣有金等,P8)     

发泡温度对泡沫温拌橡胶沥青高温性能的影响

为了探究橡胶沥青的发泡温度对泡沫温拌橡胶沥青高温性能的影响,通过软化点值以及DSR温度扫描试验获得的破坏温度值,评价不同沥青发泡温度下的泡沫温拌橡胶沥青胶结料的高温性能。并分别采用不同发泡温度下得到的泡沫温拌橡胶沥青胶结料进行混合料的拌制,通过空隙率试验和车辙试验对泡沫温拌橡胶沥青混合料的压实性和高温稳定性进行评价。试验结果表明:橡胶沥青发泡温度对泡沫温拌橡胶沥青的高温性能具有重要的影响,橡胶沥青发泡温度低于180℃时,发泡效果较差。橡胶沥青胶结料在发泡温度为185~190℃的情况下,所得到的泡沫温拌橡胶沥青胶结料及泡沫温拌橡胶沥青混合料的压实性和高温性能最优。当发泡温度再升高时,其高温性能变差。     

泡沫温拌再生沥青与热拌再生沥青温度敏感性研究

对回收沥青掺量分别为0%,20%,40%,60%,80%的泡沫温拌再生沥青和热拌再生沥青进行针入度试验,布氏黏度试验和动态剪切流变试验,研究其温度敏感性能。结果表明:回收沥青的加入可以降低泡沫温拌再生沥青和热拌再生沥青的温度敏感性能,且泡沫温拌再生沥青温度敏感性要小于热拌再生沥青,泡沫温拌再生沥青的力学性能相对稳定;采用黏温指数｜VTS｜和复数模量指数CNI评价泡沫温拌再生沥青的温度敏感性较为合理。