硫磺改性沥青混合料性能及其应用研究

为改善沥青的高温性能,减小沥青路面车辙,提出了用SEAM改性沥青的新方法。为证明SEAM改性沥青混合料在车辆荷载和气候作用下的性能变化,通过室内试验,研究了SEAM改性沥青混合料的马歇尔性能指标、高温、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能及影响其性能的因素。现场验证了SEAM改性沥青混合料路面的性能、使用效果和经济性。室内试验结果表明,当SEAM掺量大于20％以后,SEAM改性沥青混合料具有较好的抗车辙性能和抗疲劳性能。与普通沥青混合料路面相比,SEAM改性沥青混合料路面施工工艺和程序与普通沥青混合料相同,但在性能上SEAM改性沥青混合料好于普通沥青混合料,并可以节约一定的工程费用。基于SEAM改性沥青混合料在高温条件下的良好路用技术性能,得出了SEAM改性沥青混合料可以作为气候炎热地区沥青路面设计的一个方案选择的结论。     

CZW抗车辙剂改性沥青混合料配合比设计与性能研究

针对广东地区在高温重载条件下的沥青路面易出现车辙、推移拥包等早期损坏,尤其是长大陡坡段的路面车辙等病害,在热拌沥青混合料配合比设计方法的基础上,对比研究了CZW抗车辙剂改性沥青混合料、70号普通沥青混合料和SBS改性沥青混合料的路用性能。试验研究表明,CZW抗车辙剂沥青混合料相比70号普通沥青混合料和SBS改性沥青混合料,具有更优异的高温稳定性能,CZW抗车辙剂可大幅提高70号普通沥青混合料的高温性能。在高温重载条件下,CZW抗车辙剂改性沥青混合料的动稳定度是70号普通沥青混合料的13倍;是SBS改性沥青混合料的1.3倍。CZW抗车辙剂改性沥青混合料路用性能良好,尤其适用于高温多雨、重载交通等特殊地区,具有较好的推广应用价值。     

低标号沥青在福建省沥青路面中的应用

为验证低标号硬质沥青在福建省的适用性,对以30~#基质沥青为代表的低标号硬质沥青的高温稳定性进行研究。利用APA (Asphalt Pavement Analyzer)车辙试验,对30~#低标号沥青混合料,在福建省高速公路上面层与中面层广泛应用的SBS I-D改性沥青混合料,以及最为常见的70~#基质沥青混合料的高温稳定性进行对比。为验证APA车辙试验结果的有效性,进行了缩尺加速加载MMLS试验,对3种沥青混合料高温稳定性进行评价与验证。考虑到福建省夏季高温的气候特征,除了规范的标准高温(60℃)试验条件外,还进行了极端高温(70℃)试验条件下的性能评价。APA车辙试验结果表明30~#硬质沥青在两种温度条件(60℃,70℃)下的抗车辙能力与SBS I-D改性沥青基本相同。这表明在冬季气候温和的中国南方地区,低温性能相对较差但更加廉价的低标号硬质沥青能够替代SBS改性沥青,应用于抗车辙性能要求较高的沥青路面。缩尺加速加载MMLS试验结果在对30~#硬质沥青与SBS I-D改性沥青的高温性能评价方面与APA车辙试验结果保持一致。但对于70~#基质沥青的高温稳定性评价,MMLS试验与APA车辙试验的结果有较大差异,表明"钢轮、薄板"的车辙试验对于抗车撤性能较差混合料的评价与实际路面条件下的结果存在差异。     

贵州高速公路长上坡路段中面层沥青混合料研究

贵州省位于云贵高原东部,地形复杂多样,省内高速公路纵坡陡,距离长,沥青混凝土路面车辙病害严重,尤其是长上坡路段。为提高沥青混凝土路面中面层抗车辙性能,寻求适宜于本省气候、交通和经济特点的沥青混合料类型,本研究以旋转压实试验为基础,采用车辙、汉堡车辙、加速加载及冻融劈裂等试验,综合评价SUP20沥青混合料(SBS改性沥青、岩沥青改性沥青、50号沥青、70号沥青以及矿物纤维)和SMA20改性沥青混合料,在不同温度、荷载条件下的抗车撤性能和抗水损性能,研究表明Sup20粗级配在添加改性沥青、岩沥青改性沥青及50号沥青时具有良好的抗车辙性能和水稳性,高温重载长上坡沥青混凝土路面沥青高温性能可采用PG70标准,宜通过70℃车辙试验和汉堡车辙试验来准确评价沥青混合料的抗车辙性能。     

抗车辙剂对AC-20沥青混合料路用性能影响研究

为评价抗车辙剂对AC-20型沥青混合料路用性能的影响效果,对基质沥青、SBS改性沥青、基质沥青+0.2%抗车辙剂、SBS改性沥青+0.2%抗车辙剂四种AC-20型沥青混合料进行车辙试验、水稳定性试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验。试验结果表明:抗车辙剂能有效提高AC-20型沥青混合料的高温、低温与水稳定性,且与SBS改性沥青一起使用时,以上各项路用性能均达到最佳。与SBS改性沥青相比,抗车辙剂对AC-20型沥青混合料的高温抗车辙能力和水稳定性改善效果更明显,而SBS改性沥青对AC-20型沥青混合料的低温抗裂性改善效果更好。     

掺加抗车辙剂沥青混合料的路用技术性能研究

本文对掺加了抗车辙剂的沥青混合料进行了试验研究,．选择了普通沥青混合料和改性沥青混合料进行对比,首先对高温性能进行了试验,在此基础上对低温性能和水稳定性进行试验分析。试验结果表明,掺加抗车辙剂后会提高沥青混合料的高温性能,且对其他性能影响不大,在高温地区,应首要选择改性沥青达到沥青路面高温性能的要求。     

Superpave改性沥青混合料的抗车辙性能试验研究

该文采用改进的车辙试验和SPT试验评价SBS、PR、RS和DUROFLEX共4种抗车辙剂对Superpave沥青混合料高温抗车辙性能的改性效果,旨在判定SPT试验区分改性剂对沥青混合料高温抗车辙性能改性效果差异的有效性。采用车辙试验10 000次荷载作用下的相对变形率(δ)评价各种改性沥青混合料的抗车辙性能。结果表明:PR改性沥青混合料的高温抗车辙性能最好,RS次之,再次是SBS和DUROFLEX改性沥青混合料。SPT试验结果表明,流变次数Fn和流变时间Ft能区分SBS、PR、RS和DUROFLEX共4种改性沥青混合料高温抗车辙性能的差异,但与相对变形率的评价结论不完全一致,SBS改性沥青混合料的Fn和Ft值都是最大,表明其具有良好的抗车辙能力;采用动态模量参数E*和E*/sinφ,不能有效地区分改性沥青混合料抗车辙性能的差异。     

高模量改性沥青高温性能的优化评价

通过DSR试验,对3种沥青胶结料(70号基质沥青、ZQ-2和ECB高模量改性沥青)的高温性能进行了研究。从流变模型与试验数据分析了车辙因子G*(sinδ)-1评价改性沥青高温性能的不足,运用改进型车辙因子G*(sinδ)-9和等抗车辙因子临界温度评价高模量改性沥青的抗车辙能力,并通过沥青混合料的车辙试验和静态蠕变对改进型车辙因子的有效性和相关性进行了验证。结果表明:ZQ-2高模量改性沥青的高温性能优于ECB;G*(sinδ)-9考虑了高模量改性沥青变形的延迟弹性,且与沥青混合料的高温性能指标相关性高,作为高模量改性沥青的高温评价指标更合理。     

基于重复压剪加载试验沥青混合料高温性能研究

为研究沥青混合料的高温抗永久变形性能，分别采用AMPT流变次数试验及EN标准系列中的车辙敏感性试验对20^#沥青混合料HMAC-20、SBS改性沥青混合料AC-20、橡胶改性沥青混合料ARHM-20及70^#沥青混合料AC-25四种沥青混合料进行了试验及评价。结果表明：1)流变次数、流变次数对应的累积永久应变、车辙变形率均可作为沥青混合料高温性能评价指标；2)流变次数试验稳定阶段的应变增长率不大于8με时，20^#沥青混合料高温性能良好；3)高模量沥青混合料的高温性能优于SBS改性沥青混合料。     

硬沥青混合料高温剪切性能试验研究

通过对高粘度硬沥青(AH-30)混合料、重交沥青(AH-70)混合料、SBS改性沥青混合料进行SST剪切和贯入剪切试验,对比研究了三种不同沥青混合料的高温抗剪性能。结果表明:高粘度硬沥青混合料的高温抗剪性能优异于重交和改性沥青混合料,抗高温车辙能力明显,可适用于南方湿热地区沥青路面中下面层。     

基于加速加载试验的青川岩沥青改善沥青混合料高温稳定性评价

为评价青川岩沥青对沥青混合料高温性能的改善效果,分别制备了70-A道路石油沥青、SBS改性沥青、青川岩沥青改性沥青和青川岩沥青与SBS复合改性沥青四种胶结料的沥青混合料,以1/3比例尺加速加载试验设备为基础试验平台,对"AC-10+AC-16"双层沥青混合料复合车辙试件进行高温稳定性试验,并与常规车辙试验结果进行了对比。结果表明:基质沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度约增加40%,高温稳定性得到较大程度的改善,SBS改性沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度增加5%～10%,高温稳定性改善效果不明显。不同类型沥青胶结料对沥青混合料高温稳定性贡献优劣顺序为:青川岩沥青与SBS复合改性沥青,SBS改性沥青,青川岩沥青改性沥青,道路石油沥青70-A。经青川岩沥青改性后其沥青混合料用作上面层,抗车辙性能较其作为下面层更为显著; 1/3比例尺加速加载全厚度车辙试验车辙随时间的过程曲线与等厚度常规车辙试验基本一致,加速加载试验能更准确表征沥青混合料或路面高温抗车辙性能及其性能衰减规律。     

硬质沥青对沥青及混合料路用性能影响研究

为提高沥青及混合料的路用性能,采用硬质沥青作为改性剂,并与PE改性沥青进行对比分析。通过美国SHRP计划提出的动态剪切流变试验,探究了在高温条件下硬质沥青对沥青流变性能的影响规律。进一步通过高温车辙试验、低温小梁弯曲和冻融劈裂试验评价了沥青混合料的路用性能。试验结果表明:硬质沥青改性沥青能承受更高的交通等级。随着硬质沥青的增加,沥青相位角减小,车辙因子增大,沥青高温稳定性能增强。硬质沥青能有效改善沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和抗水损害性能。     

沥青结合料高温性能指标的研究

为了对沥青高温性能提出合理的评价方法,采用MSCR、ZSV对5种沥青进行高温性能试验,分析温度对沥青高温性能的影响,通过对沥青结合料高温性能评价结果与沥青混合料车辙试验结果进行相关性分析,探讨两种试验方法对改性沥青结合料高温性能评价结果的可靠性。结果表明:随温度的上升,沥青高温抗变形能力减弱,改性沥青的高温性能普遍优于基质沥青,但应力敏感性更大。MSCR方法与ZSV方法评价结果与沥青混合料车辙结果相关性良好。     

废食用油脱硫胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能评价

针对橡胶沥青存贮稳定性差与生物沥青高温性能不足问题,基于Terminal Blend胶粉改性沥青技术,提出以废食用油代替沥青脱硫胶粉,用脱硫产物(ODR)制备存贮稳定的改性沥青,为弥补ODR改性沥青高温性能损伤,采用共混复合改性工艺研制了ODR/SBS复合改性沥青。为考察复合改性沥青在工程应用中的可行性,通过车辙试验、弯曲试验、冻融劈裂试验和疲劳试验对该混合料路用性能进行了评价,并与普通沥青混合料、SBS改性沥青混合料和ODR改性沥青混合料进行了对比分析。结果表明:1)复合改性沥青具有优异的高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及疲劳性能,但因ODR削弱了沥青的抗变形能力,其车辙深度较SBS改性沥青混合料深,且冻融前后劈裂强度较低; 2)单独采用SBS或ODR改性沥青与二者复合改性对混合料疲劳性能影响差异较大,ODR/SBS复合改性沥青混合料的疲劳性能并非二者单独作用下的线性叠加。     

BRA改性沥青混合料的室内试验研究

以布敦岩沥青作为改性剂,70号基质沥青作为基础沥青,进行试验室内的布敦岩沥青改性沥青的生产制备,对AC-13C和AC-20C2种代表性级配沥青混合料的技术性能进行了试验研究,并对3%BRA最佳掺量的改性沥青混合料进行力学性能试验。结果表明:1BRA的掺入对沥青混合料高温性能和水稳定性的改善效果明显,不同矿料级配组成对BRA改性沥青混合料的路用性能影响较大;2低剂量BRA的掺入对沥青混合料低温抗裂性能的改善效果并不明显;33.0%BRA最佳掺量下改性沥青混合料的各项力学性能比基质沥青混合料有了大幅度的提高,适用于各气候地区公路路面结构层的铺筑。     

SBS复合改性高模量沥青混合料路用性能试验研究

基于室内车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验评价3种高模量沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳定性能,并与SBS改性沥青混合料进行对比分析,试验结果表明:基于SBS复合改性的高模量沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳定性能都优于SBS改性沥青,具有良好的路用性能,实际工程使用情况验证了这些结论。     

基于MSCR试验的BRA改性沥青高温性能分析

为了更好地评价BRA改性沥青高温性能,对BRA掺量不同的改性沥青、SBS改性沥青进行了常规震荡剪切试验(DSR)和多应力蠕变恢复试验(MSCR),对比分析BRA改性沥青高温性能,并利用车辙试验验证BRA改性沥青混合料高温性能.结果 表明:PG高温性能分级难以准确区分不同种类沥青高温性能;BRA的掺入能显著增强沥青的高温变形恢复能力及抗永久变形能力;在一定条件下,高BRA掺量改性沥青的抗永久变形能力与SBS改性沥青相当;BRA改性沥青的应力敏感性较SBS改性沥青而言更不易受温度变化的影响;Jnr0.1、Jnr3.2可作为BRA改性沥青高温性能评价指标.     

不同改性沥青的OGFC混合料路用性能指标研究

以高粘沥青和SBS改性沥青为例,通过车辙试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验等室内试验,测试和评价高粘沥青混合料及SBS改性沥青混合料的路用性能指标,对比研究不同改性沥青对OGFC混合料路用性能的影响。研究结果表明:不同改性沥青对OGFC混合料路用性能影响不同,高粘沥青在OGFC混合料中的应用效果优异,其高、低温性能和抗飞散、抗水损性能均优于SBS改性沥青混合料。     

聚合物改性沥青混合料抗永久变形性能研究

为探究聚合物改性沥青混合料的抗永久变形性能,本研究设置了普通沥青混合料对照组(CG)、SBS改性沥青混合料、SEBS改性沥青混合料和EVA改性沥青混合料。先通过目前国内常用的室内车辙试验对比了上述沥青混合料的高温稳定性能,再利用重复加载蠕变试验对上述沥青混合料在5℃、25℃和40℃下的抗永久变形性能进行了对比分析。高温车辙试验与25℃下的重复加载蠕变试验结果均表明,添加聚合物改性剂后,沥青混合料的抗永久变形性能均有较大提高;而5℃与40℃下的重复加载蠕变试验结果与车辙试验结果没有太大的相关性,试验结果所表现出来的沥青混合料抗永久变形的性能差异有待进一步研究;此外,SEBS相较于其他聚合物改性剂能更好地提升沥青混合料的抗永久变形性能。     

GAC-20型温拌沥青混合料水稳定性及高温性能研究

采用普通沥青和SBS改性沥青分别制备温拌与热拌GAC-20沥青混合料,通过标准马歇尔试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、肯塔堡浸水飞散试验、车辙试验、GTM旋转剪切试验和单轴贯入试验,评价了混合料的水稳定性和高温稳定性。结果表明,温拌剂对普通沥青混合料的改善作用更大,较大幅度地提高了混合料高温抗车辙性能,水稳定性与热拌沥青混合料差别不大;温拌剂对改性沥青混合料影响不大,水稳定性及高温性能与热拌沥青混合料相近。