SHRP法评价胶粉及胶粉复合改性沥青性能

目前,道路沥青的产品分级主要有以下3种方法:针入度分级、牿度分级和SHRP沥青性能分级.在沥青的各项路用性能基础上美国提出了SHRP沥青结合料路用性能的评价指标.该文采用美国SHRP法对胶粉和胶粉复合改性沥青进行性能评价,其实用性很高,因此,研究者认为它不仅适用于普通沥青,也适用于改性沥青.     

活化橡胶粉改性沥青性能评价

基于水泥混凝土路面加铺沥青层存在较严重的反射裂缝问题,研究了用于层布法应力吸收层的活化橡胶粉改性沥青,确定了实验室活化橡胶粉改性沥青的最佳生产工艺,并基于针入度体系试验、基于流变学的DSR试验和BBR试验对材料性能进行了评价。试验结果表明:在PG分级体系下,相比普通胶粉改性沥青和SBS改性沥青,活化橡胶粉改性沥青有更好的高低温性能、弹性恢复性能和稳定性;同时发现基于针入度体系的评价指标和方法并不适用于评价橡胶改性沥青,而基于性能分级的DSR试验和BBR试验能更好地评价橡胶改性沥青的高低温及疲劳性能。     

不同天然岩沥青改性沥青工艺优化及性能影响分析

对不同天然岩沥青的湿法改性工艺进行了研究,利用正交实验法对剪切改性工艺进行研究,优选出不同岩沥青改性沥青的最佳工艺参数设置,同时结合针入度分级体系和SHAP性能分级体系对不同掺量下的岩沥青改性沥青进行了评价。     

PVP修饰石墨烯复合SBS改性沥青及其混合料性能研究

针对传统石墨烯存在成本高、与基质沥青相容性和分散性差的问题,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对石墨烯进行处理,基于针入度分级体系、PG分级体系与黏度分级体系指标,评价研究PVP修饰石墨烯(PVP-G)复合SBS改性沥青的常规针入度指标性能、流变特性、黏度特性,优化了适宜的PVP-G掺配比例。在此基础上,采用3大路用性能试验、浸水APA试验、SCB弯拉疲劳试验与室内MMLS1/3试验,探讨了PVP-G/SBS复合改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与长期稳定性能。结果表明,添加PVP-G改善了SBS改性沥青高温、低温和抗老化特性,增强了沥青胶结料的弹性恢复性能与抗变形性能,改善了低温抗断裂性能与应力释放性能。1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗永久变形性能、抗疲劳性能和抗水损害性能。在高温长期荷载及高温浸水综合作用下,1.5%PVP-G/4%SBS复合改性沥青混合料比5%SBS改性沥青混合料表现出了更优异的抗永久变形能力与耐久性。     

温拌剂对沥青及沥青混合料性能的影响研究

基于自主开发的温拌剂,在针入度分级体系、SHRP沥青性能分级体系、粘度分级体系下对基质沥青、SBS改性沥青及胶粉改性沥青的性能影响进行了研究;研究了基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料及胶粉改性沥青混合料的施工温度,并进行了路用性能验证,结果表明:温拌沥青混合料的高温性能及疲劳性能优于相应的热拌沥青混合料;低温性能和水稳定性能与热拌沥青混合料相当。     

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。     

高模量沥青及其胶浆感温性能试验研究

采用国内外普遍应用的6种高模量沥青,分别通过针入度分级体系、粘度体系、SHRP体系对其感温性能进行试验研究与评价,结果表明:根据沥青软化点、粘度、DSR试验的G*/sinδ指标以及重复蠕变试验的累计变形指标综合评价得出的6种不同高模量沥青中,高温稳定性能较好的是橡胶沥青、湖沥青+SBS复合改性沥青、岩沥青+SBS复合改性沥青。同时,通过DSR试验对6种沥青胶浆的高温性能进行评价,其性能排序与沥青试验结果类似。     

基于MSCR试验的SBS改性沥青高温性能研究

沥青胶结料的评价体系中,采用针入度评价体系和PG高温分级方法,往往出现某改性沥青能满足规范要求,但现场仍然会出现严重的车辙病害。针对这种不足,在红外光谱试验基础上,结合重复蠕变恢复试验特点,采用多应力重复蠕变恢复试验(Muti-Stress Creep and Recovery,MSCR)法分析指标评价沥青高温性能的适宜性和准确性。     

基于黏弹理论的PPA复配SBS改性沥青老化性能研究

对不同掺量的PPA复配3.5%SBS改性沥青分别进行旋转薄膜老化和重复蠕变恢复试验,依据针入度评价体系和黏弹理论分析其老化前后的基本指标及蠕变劲度,通过拟合得出蠕变劲度的变化规律来评价改性沥青的高温性能以及老化性能。结果表明:随着PPA的掺入,蠕变劲度显著增加,说明PPA的掺入会提高改性沥青的高温性能;PPA掺量的增加使老化后的复配性改性沥青的蠕变劲度较普通改性沥青的性能下降较缓,质量损失率减少,说明PPA可以提升改性沥青的抗老化性能;用蠕变劲度来评价复配性改性沥青比针入度指标评价体系效果更加显著。     

季冻区橡胶粉/SBS复合改性沥青工厂化参数分析与性能评价

针对季冻区特点,提出采用针入度分级和PG分级评价橡胶粉/SBS复合改性沥青的性能,并给出性能评价指标和范围;在此基础上,通过试验分析了影响工厂化橡胶粉/SBS复合改性沥青性能的多个参数,依据性能指标要求提出改性沥青中橡胶粉细度、橡胶粉掺量、SBS掺量及掺加顺序、发育时间、发育温度的合理取值范围;通过理论及DSC试验分析表明橡胶粉/SBS复合改性沥青具有良好的热稳定性;最后通过低温冻断试验、汉堡车辙试验和UTM疲劳试验对橡胶粉改性沥青混合料以及橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能进行了验证。结果表明,橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料比橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青混合料具有更优的高低温及疲劳性能,适用于在季冻地区路面工程应用。     

TLA改性沥青评价指标试验对比分析

特立尼达湖沥青(Trinidad Lake Asphalt,简称TLA)作为天然沥青中的一种,其性能稳定,应用广泛,但对TLA改性沥青的评价体系尚不完善,首先,考察不同的基质沥青、不同掺量的TLA改性沥青进行了TLA改性沥青的针入度、延度、软化点等常规指标试验,然后,考察粉胶比对常规指标的影响以及掺量对粘度的影响,最后,通过DSR及BBR试验了解TLA掺量对改性沥青性能的影响,以此探索TLA改性沥青的评价指标,研究结果表明:沥青的常规三大指标和粘度指标已不适用于TLA改性沥青的评价,车辙因子呈现逐渐上升的趋势,随TLA湖沥青掺量的增加,沥青的低温性能整体上逐渐减小,PG分级指标能够较好地评价TLA改性沥青性能。     

高模量沥青胶结料评价指标的研究

对4种高模量改性剂制备的高模量沥青胶结料进行常规性能和PG性能试验。结果表明:高模量沥青胶结料的高温性能优于SBS改性沥青和70号沥青,低温性能不如SBS改性沥青,与70号沥青相当。在总结国内外高模量沥青胶结料评价体系的基础上,提出高模量沥青胶结料评价指标的建议值:25℃针入度为20~50(0.1 mm),软化点大于70℃,满足PG76—16性能分级要求,且60℃条件下原样沥青的G大于10000Pa。     

TB(Terminal Blend)胶粉与SBS复合改性沥青混合料性能及改性机理

基于流变学原理和针入度分级体系评价了SBS掺量(2%~3%)和TB橡胶沥青掺量对复合改性沥青性能的改性效果,研究了SBS与TB复合改性沥青混合料的路用性能、抗疲劳性能和长期使用性能,并探讨了SBS与TB沥青的改性机理。研究结果表明:SBS与TB复合改性沥青是一种高、低温性能兼顾的产品,增大SBS掺量能有效提高复合改性沥青的软化点、延度和PG高温分级,降低针入度;增大TB胶粉掺量有效改善了复合改性沥青的低温性能。推荐用于TB与SBS复合改性沥青中适宜的SBS掺量为2%~3%,TB胶粉掺量为15%~20%,综合考虑沥青混合料的高低温性能、水稳定性能以及长期使用性能,5种改性沥青混合料综合性能排序为3%SBS+15%TB2.5%SBS+18%TB4.5%SBS2.0%SBS+20%TB20%TB胶粉。经硫化、枝结物化反应后SBS、TB胶粉、基质沥青三者之间空间网状结构交联紧密,形成了均匀、致密的热稳定体系。工程实践表明,相比SBS改性沥青混合料,SBS+TB复合改性沥青混凝土可节省工程造价13%,延长了道路的使用寿命,经济、社会效益显著。     

双螺杆挤出胶粉与RET复合改性沥青及其混合料性能研究

为解决传统橡胶沥青黏度大、施工温度高、易发生离析沉淀和橡胶粉掺量低的问题,采用微波活化和双螺杆挤出工艺对橡胶粉进行脱硫降解,同时为了进一步解决双螺杆挤出胶粉改性沥青高温性能损失大的问题,提出采用双螺杆挤出胶粉与反应型三元共聚物(RET)复配方案。采用针入度体系指标性能和Superpave沥青胶结料PG分级体系研究了10%、20%、30%橡胶粉复配0.5%、1.0%、1.5%RET改性沥青性能,进而通过三大路用性能试验和实体工程跟踪检测,验证了双螺杆挤出胶粉与RET复合改性沥青混合料路用性能。结果表明,用于TECRM/RET复合改性沥青适宜的双螺杆挤出胶粉掺量为20%~30%、RET掺量为1.0%~1.5%。在此复配方案下,TECRM/RET复合改性沥青的135℃黏度小于3.5 Pa·s、软化点大于65℃、25℃针入度40~60(0.1 mm)、25℃弹性恢复率大于80%、离析软化点差小于3.0℃,高低温PG分级达到了82、-24℃;双螺杆挤出胶粉改性沥青避免了普通橡胶沥青粘度大、易离析等弊端,是一种高低温性能和施工和易性能兼顾的改性沥青产品。相比SBS改性沥青混合料,TECRM/RET复合改性沥青混合料有突出的高低温性能和水稳定性优势。实体工程应用取得了优良的使用效果,研究成果为双螺杆挤出胶粉改性沥青推广应用提供可靠的技术保障。     

沥青针入度指标试验研究

通过试验研究了沥青针入度与贯入时间、针入度与温度、针入度与针重的关系以及沥青老化后的针入度指标,得出通过常规的针入度试验可以评价沥青及改性沥青老化前后的流变特性及路用性能的结论.     

多聚磷酸复配聚合物改性沥青性能及其混合料性能研究

为了提高沥青路面在高温和重载耦合作用下的稳定性,提出采用多聚磷酸(PPA)复配聚合物(SBS、SBR)改性剂的方案来制备综合性能优越且性价比高的改性沥青,针对不同PPA复合SBS、SBR改性沥青胶结料进行了针入度体系性能和多应力蠕变恢复试验(MSCR)来评价改性沥青的储存稳定性、路用性能和流变特性,采用室内试验验证了PPA复配聚合物改性沥青混合料的常规路用性能(高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性),通过室内MMLS1/3加速加载试验研究了PPA复配聚合物改性沥青混合料在高温和重载作用下的稳定性。结果表明,掺入1. 0%～1. 25%多聚磷酸可显著提高基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青的高温性能,改善了聚合物改性沥青的高温流变特性和热存储稳定性; PPA复配SBS、SBR聚合物改性沥青满足AASHTO沥青胶结料性能分级标准规范(M320-09)特重交通等级试验性能要求; PPA复配SBR改性沥青混合料低温性能最优,PPA复配SBS改性沥青混合料的抗永久变形能力和水稳定性优于5%SBS改性沥青混合料,对高温、重载要求严苛地区沥青路面,推荐采用PPA复配SBS方案。     

阻燃温拌SBS改性沥青技术性能分析

采用闪燃点、极限氧指数、三大指标(针入度、软化点、延度)、布氏旋转粘度、PG分级等试验,对比分析阻燃剂、温拌剂对SBS改性沥青阻燃性能、高温稳定性能、抗疲劳性能、低温抗裂性能、施工性能等的影响,评价所选用阻燃剂、温拌剂用于长隧道SBS改性沥青路面的有效性,以指导阻燃温拌沥青路面材料设计和施工。试验结果表明,阻燃剂能显著提高SBS改性沥青的阻燃性能。温拌剂能改善SBS改性沥青和阻燃SBS改性沥青的高温稳定性能。两类改性剂均会在一定程度上削弱SBS改性沥青的低温性能。温拌剂能有效地降低SBS改性沥青、阻燃SBS改性沥青的施工温度,有助于改善SBS改性沥青和阻燃SBS改性沥青的抗疲劳性能。     

硅藻土改性沥青性能的试验研究

为更好地评价硅藻土改性沥青的性能,通过对不同掺量的硅藻土改性沥青常规指标与美国SHRP规范的指标性能试验,并对硅藻土改性沥青的感温性能、高温和低温性能进行了相关性分析。结果表明:相比针入度指数,复数模量指数GTS更适合评价硅藻土改性沥青的感温性能;常规的针入度、软化点和当量软化点与车辙因子有较好的相关性;5℃延度与蠕变劲度相关性好,当量脆点与蠕变劲度的相关性较差。     

季节性冰冻区PPA/SBS复合改性沥青工厂化参数与性能评价

通过对多聚磷酸与SBS复合改性沥青及其混合料性能的系统研究,分析了影响PPA与SBS复合改性沥青性能的多个工厂化生产参数,针对季节性冰冻区的特殊要求,提出了PPA掺加顺序、剪切速率、发育温度、发育时间的合理取值范围,评价了PPA与SBS复合改性沥青的针入度分级和PG分级;采用室内加速加载模拟试验、低温冻断试验、低温小梁弯曲试验和四分点加载疲劳试验对PPA与SBS复合改性沥青混合料的路用性能进行了验证,并将其与4.5%SBS改性沥青混合料进行了对比,进而推荐了适宜的PPA与SBS掺配比例。结果表明,PPA与SBS复合改性沥青混合料比4.5%SBS改性沥青混合料具有更优的高温稳定性及抗疲劳耐久性,适用于在季节性冰冻地区推广应用。     

OMMT/ZnO纳米复合SBS、SBR聚合物改性沥青与混合料性能研究

为了提高SBS、SBR聚合物改性沥青的热贮存稳定性、改善低剂量SBS、SBR改性沥青的针入度指标体系性能与流变特性,同时提高OMMT/ZnO改性沥青的高低温性能与流变性能。将纳米OMMT/ZnO与SBS、SBR聚合物进行复配,基于老化前后的针入度体系试验和流变特性试验对复合改性沥青稳定性、老化性能、高低温性能与流变特性进行评价,基于三大路用性能试验、浸水APA试验与MMLS1/3试验评价了纳米OMMT/ZnO复合聚合物改性沥青混合料的水温稳定性与长期稳定性。结果表明:掺加纳米OMMT/ZnO纳米改性剂能够提高复合改性沥青高温稳定性、低温延展性与自愈合弹性恢复性能;同时改善聚合物改性沥青的热贮存稳定性和抗老化性能,同时掺入SBS、SBR与OMMT/ZnO能够实现两种改性剂对沥青高温性能和流变性能改善的叠加作用;3.5%SBS与4%OMMT/ZnO复合改性沥青混合料的抗疲劳变形性能和水温稳定性满足极端。