Sasobit温拌沥青的低温性能评价指标研究

针对当前国内外在评价温拌沥青低温性能指标上的局限性,为更精准地评价温拌沥青的低温抗裂性能,将不同掺量的降黏类温拌剂Sasobit加入到基质沥青中制备温拌沥青,并分别进行旋转薄膜烘箱老化和压力箱老化来对温拌沥青的低温性能评价指标展开了研究。采用沥青弯曲梁流变试验来获得温拌沥青的劲度模量、劲度模量变化率,计算得到低温连续分级温度及k指标。另外,运用Burgers黏弹性模型对BBR试验数据进行参数拟合来获得Burgers模型的4个黏弹性参数,并构建了低温性能综合评价指标J。通过沥青混合料小梁弯曲试验得到温拌沥青混合料的低温弯曲应变能密度,将弯曲应变能密度与各评价指标进行了相关性分析和比选。试验结果表明:温拌剂Sasobit的加入削弱了沥青的低温抗裂性能,这表现为更高的劲度模量、更低的劲度模量变化率、更高的低温连续分级温度、更大的k指标和J指标;Sasobit掺量越高,低温性能削弱效果越显著;利用单一的劲度模量或劲度模量变化率m指标对温拌沥青的低温性能评价存在一定片面性,综合考虑沥青低温变形能力和应力松弛能力的低温连续分级温度、k指标及J指标能更加精确地评价温拌沥青的低温性能。     

沥青混合料低温性能评价指标研究

通过对现有评价沥青混合料低温性能的试验方法和评价指标的对比,提出低温弯曲和弯曲蠕变试验是较为经济可行的试验方法。破坏能是较好的评价沥青混合料低温性能的指标。应用低温弯曲和弯曲蠕变试验所得数据,给出了破坏能的简单计算方法。     

基于弯曲应变能的纤维沥青混凝土抗裂性能评价方法

沥青混合料常采用低温小梁弯曲试验来评价其低温抗裂性,其中抗弯拉强度、弯拉应变和弯曲劲度模量被用作表征沥青混合料低温性能的重要指标。通过室内试验揭示,以上三个指标并不能单独准确地反映沥青混合料的低温抗裂性能。借用弯曲应变能密度临界值这一概念,采用能量法对不同掺量下的纤维沥青混合料的低温抗裂性能进行重新分析、评价,能较好地反映纤维沥青混凝土的抗裂性能,同时也对这一指标进行了验证分析。研究结论认为,采用弯曲应变能密度临界值作为纤维沥青混凝土的低温抗裂性能评价指标是合理、可行的。     

改性沥青低温性能评价指标的研究

鉴于目前国内外没有公认的、比较合理的改性沥青低温抗裂性能评价指标,该文建立了常用改性沥青低温性能指标和沥青混合料低温性能的关联性.依据试验中各种评价指标与沥青混合料低温性能关联度的排序结果,得到临界开裂温度与沥青混合料低温性能的关联度最好.根据沥青性能指标与沥青混合料低温性能的关联度都较小,在评价改性沥青低温性能时,采用粘弹指标比常规指标能更好地反映改性沥青的低温性能.     

改性沥青低温性能评价指标研究

鉴于目前国内外没有公认的、比较合理的改性沥青低温性能评价指标,运用灰色关联理论建立常用改性沥青低温性能评价指标和沥青混合料低温性能的关联性。依据试验中各种评价指标与沥青混合料低温性能关联度的排序结果,得到临界开裂温度与沥青混合料低温性能的关联度最好,接下来依次是SHRP低温分级、粘温系数m和低温损失模量,而沥青的低温针入度、延度和当量脆点、弯曲应变能与沥青混合料低温性能的关联度都较小。结果表明,在评价改性沥青低温性能时,采用粘弹指标比常规指标能更好地反映改性沥青的低温性能。     

低温压实对沥青混合料路用性能的影响

利用现场实测结果,确定了低温成型的温度范围。通过对AC-13改性沥青混合料在不同压实温度下的密实性、强度特性、水稳定性、高温稳定性及低温抗裂性等指标的室内试验,研究了低温压实对沥青混合料路用性能的影响。结果表明:(1)随着压实温度的降低,沥青混合料的各种性能指标不断变差,其空隙率、压实度、稳定度、常温劈裂强度、动稳定度、低温劈裂强度、低温弯拉强度以及线收缩系数等指标与压实温度具有非线性相关性,而残留稳定度、冻融劈裂残留强度比及低温弯拉应变等指标具有线性相关性;(2)存在一个低温压实临界温度,当压实温度低于此值后,沥青混合料的路用性能显著下降。而当路面施工受条件限制处于冬季低温环境时,可采用此低温临界温度来控制现场压实。     

基于配方设计的明色沥青低温力学特性

明色沥青的低温抗裂性能是决定其耐久性能的关键指标。基于测力延度试验、常规性能试验及显微分析,并结合明色沥青的配方组成,分析了沥青在低温下的应力、应变特性。试验结果表明:树脂用量的增加,提高了沥青的最大拉应力、屈服应变能及基质沥青当量劲度等指标,增加了沥青的脆性;而改性剂的加入增加了沥青的延度,降低了弹性比,改善了沥青的柔性和韧性;测力延度指标相比常规指标,更能反映明色沥青的低温性能变化。通过测力延度的相关指标控制明色沥青配方,对改善明色沥青的低温性能具有一定意义。     

沥青低温指标与其路用性能的相关性研究

主要研究了低温延度、弗拉斯脆点、弯曲梁流变试验(BBR)、直接拉伸试验(DTT)4个沥青低温性能评价指标与混合料弯曲试验结果的一致性,进而分析了各个指标表征沥青低温性能的适用性,并分析各项指标与混合料性能的相关性。研究表明:低温延度和弗拉斯脆点在表征沥青低温路用性能方面均存在一定的局限性,而BBR试验可以准确表征沥青的低温性能,DTT试验作为BBR试验的有力补充也可以很好地表征沥青的低温路用性能。     

利用韧性比指标进行改性沥青低温性能评价

为了评价改性沥青低温性能,采用FDT试验进行研究,并将试验结果与沥青常规试验及SHRP试验结果进行比较,验证了FDT试验的可行性。基于FDT试验提出了新的沥青低温性能评价指标韧性比RT/V,然后利用RT/V进行多种不同改性沥青的低温性能评价,并比较常规试验指标及SHRP试验指标。结果表明,利用韧性比指标进行沥青低温性能评价与用常规指标和SHRP指标具有高度一致性,而且FDT试验具有操作简单,设备价格低廉等优点,因此利用韧性比进行沥青低温性能评价具有可行性。同时通过RT/V与BBR试验的m值相关性分析,提出要使得改性沥青具有良好的低温抗裂性能,即BBR试验的m值大于0.3,则要求RT/V不小于5.4。     

沥青低温性能评价指标的灰色关联度分析

为了改进和优化沥青的低温性能评价指标,采用灰色关联理论计算分析了改性沥青和不同老化程度沥青的延度、针入度等常见指标与美国SHRP计划的弯曲梁蠕变试验指标的关联度。结果表明,沥青的韧性比和15℃针入度与弯曲梁蠕变试验指标具有较高的关联度,能反映改性沥青和老化沥青的低温性能。研究结果可供低温地区选择沥青结合料时参考。     

沥青低温性能评价指标的灰色关联度分析

为了改进和优化沥青的低温性能评价指标,采用灰色关联理论计算分析了改性沥青和不同老化程度沥青的延度、针入度等常见指标与美国SHRP计划的弯曲梁蠕变试验指标的关联度。结果表明,沥青的韧性比和15℃针入度与弯曲梁蠕变试验指标具有较高的关联度,能反映改性沥青和老化沥青的低温性能。研究结果可供低温地区选择沥青结合料时参考。     

常温施工式填缝料低温性能评价体系的研究

结合东北地区的气候特点．分析了规范中关于常温施工式填缝料低温性能评价方法的不足．补充了用于评定填缝料与水泥混凝土粘结性能的低温拉伸试验．并结合-10℃的弹性试验,通过对7种常温施工式填缝料的室内研究,建立了常温施工式填缝料的低温性能评价体系．提出了相应的指标要求。采用此评价体系和指标对7种填缝料进行了综合评定和分级．结果与实际工程的使用效果一致。     

基于SCB试验的沥青混合料低温性能评价指标研究

研究沥青混合料低温性能评价指标与路面开裂状况之间关系，是合理确定沥青混合料低温性能评价标准的重要依据。为解决传统小梁弯曲试验同现场开裂相关度不高的问题，针对现场不同裂缝间距段落的芯样，引入半圆弯曲试验（SCB）开展混合料低温断裂与抽提沥青BBR试验研究，建立沥青路面开裂间距与沥青混合料断裂能、断裂韧性、劲度模量等指标的关系。从SCB与BBR对比试验可得出结论：改进后的SCB试验能真实反映吉林地区沥青路面实际低温开裂状况；提出了寒区沥青路面低温开裂判定标准；并通过断裂能及断裂韧性等指标的对比分析，提出采用SCB试验的断裂能作为混合料低温性能的评价指标更为合理。研究成果丰富了沥青混合料低温性能评价方法，为完善沥青路面低温抗裂设计提供了技术支撑。     

沥青混合料低温抗裂性能影响因素的灰关联分析

通过对沥青混合料低温开裂机理的分析，以弯曲应变能密度临界值为指标，运用灰关联的方法分析沥青混合料的弯拉强度、临界弯拉应变、油石比、表现密度及所用沥青的针入度等指标对混合料低温抗裂性能的影响程度。研究表明，由于沥青混合料的应变能密度临界值指标是混合料临界弯拉应变和弯拉强度2个指标的综合，用它来评价沥青混合料的低温抗裂性能更加科学；低温时沥青混合料的允许变形能力较差，提高混合料的允许变形能力可明显增强沥青路面的低温抗裂性能。     

沥青混合料低温抗裂性能评价指标

为了确保沥青路面在低温下的抗裂稳定性，就必须用实验方法来评定它在低温条件下的性能，然而到目前为止仍未有统一方法，因此尽快找到一种科学而又实际的评价指标，对于沥青路面低温缩裂问题的解决有着深远的意义。以沥青混合料低温抗裂性评价指标作为研究对象，在分析目前一些评价方法的基础上，通过对不同品种沥青混合料试验结果进行分析总结，发现沥青混合料的低温压缩应变能指标，更能反映不同沥青混合料的低温性能；对于低温蠕     

测力延度试验以及韧性比评价指标的研究

通过采用测力延度试验(以下简称FDT试验),对多种SBR改性沥青进行低温性能研究,将韧性比RT/V同延度、拉伸柔度、屈服应变能、SBR当量劲度等沥青性能评价指标进行对比分析,同时对其拉伸机理采用断裂力学理论进行了深入的分析。结果表明,韧性比RT/V越大,沥青的低温抗裂性能越好,反之低温性能越差;而且RV/E与BBR试验的m值有良好的相关性。从而验证了测力延度试验方法的可行性,也说明采用韧性比作为低温性能的评价指标是合理的。     

应用测力延度试验评价改性沥青的低温性能

低温开裂是低温地区沥青路面发生的主要病害,而沥青结合料的低温抗裂性能是病害的主导因素,因此选择合适的评价方法和合理的评价指标显得尤为重要。本文主要对6种SBR改性沥青进行测力延度试验、常规技术指标试验以及SHRP的弯曲梁流变仪试验,通过将FDT与常规技术指标试验、SHRP的弯曲梁流变仪试验进行相关性分析,验证了应用FDT评价改性沥青的低温性能经济合理性以及采用粘弹比RV E、拉伸柔度f、屈服应变能E作为评价指标的正确性,同时也对其拉伸机理进行了研究分析。     

沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法

在多年冻土、重冰冻等地区的低温、大温差特殊条件下,沥青稳定碎石基层易产生低温收缩开裂,导致路面破坏。通过沥青稳定碎石大马歇尔试件的温度收缩、低温弯曲等试验,分析了矿料级配组成、沥青用量等因素对混合料低温抗裂性能的影响。分析得出,利用沥青稳定碎石的强度试验与马歇尔试验结果,综合确定的最佳沥青用量更为合理;矿料级配组成对混合料温度收缩系数的影响较小,空隙率是影响混合料温度收缩系数的主要因素;适量增加沥青用量可以显著提高沥青稳定碎石的弯拉强度和变形能力;单一指标无法科学评价沥青稳定碎石的低温抗裂性能。研究提出了以温度应力比和弯曲应变能为指标的沥青稳定碎石低温抗裂性能综合评价方法。     

掺活化剂的胶粉改性沥青及其混合料性能与评价指标研究

采用湿法工艺制备了不同目数、不同掺量的胶粉改性沥青,利用常规指标、SHRP流变指标分析了胶粉改性沥青的高温、低温及疲劳性能的变化规律;在最佳胶粉掺量下,探讨了活化剂掺量对胶粉改性沥青混合料性能的影响,并将胶粉改性沥青与其对应混合料的高温、低温、疲劳性能的相关性进行回归分析。结果表明:综合考虑胶粉改性沥青的性能及经济性,3种目数的胶粉最佳掺量为18%;在沥青中掺加胶粉可以改善沥青及其混合料的高温、低温及疲劳性能,掺加活化剂后改善效果更为明显,且在4%活化剂掺量下混合料各项性能最优;推荐AR型车辙因子、延度、疲劳因子分别作为胶粉改性沥青高温、低温、疲劳性能评价指标,推荐DS、破坏应变、K值分别作为胶粉改性沥青混合料高温、低温、疲劳性能评价指标。     

严寒地区钢桥面浇注式沥青混凝土低温性能试验研究

浇注式沥青混凝土广泛应用于国内外钢桥桥面铺装,为研究浇注式沥青混凝土的低温性能,并确定浇注式沥青混凝土在我国严寒地区使用时低温性能的评价方法与评价指标,补充完善钢桥设计施工相关规范的空白。本研究系统调查了内蒙古地区气温状况,分析了我国现行沥青混凝土低温性能的评价方法和评价指标。通过不同温度下的小梁弯曲试验,低温劈裂试验和低温弯曲蠕变试验,研究了不同沥青混合料劲度模量随温度变化规律,劈裂强度随温度变化规律以及弯曲蠕变柔量随温度变化规律。在此基础上,对比分析了浇注式沥青混凝土,普通基质沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土低温性能试验结果,得到了不同沥青混凝土低温性能随温度变化规律。研究表明:与普通基质沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土相比,浇注式沥青混凝土具有更好的低温性能。在-26~-6℃温度范围内,随着温度的降低,浇注式沥青混凝土的劈裂破坏强度对温度变化更为敏感,浇注式沥青混凝土脆点温度为-16.1℃,明显低于普通基质沥青混凝土和SBS改性沥青混凝土。鉴于此,推荐采用劈裂试验作为浇注式沥青混凝土的低温性能评价方法可以更好地判断其低温性能。建议将劈裂试验得到的破坏强度作为严寒地区浇注式沥青混凝土低温性能评价指标。