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。     

SBS掺量对改性沥青及其混合料低温性能影响

针对高寒区沥青路面容易出现低温开裂的问题,从SBS改性沥青技术着手对其进行改善。首先,对70#基质沥青及3种不同SBS掺量的改性沥青进行BBR试验,然后,对其沥青混合料进行TSRST试验,建立两者之间的相关性及评价SBS改性沥青混合料低温性能。结果表明:掺加SBS的沥青材料的劲度模量降低、蠕变速率提高,高掺量时在-46℃以下时的低温性能也满足要求。其沥青混合料开裂时温度应力无明显差别,但应力增长速率明显放缓,开裂温度显著降低,即低温性能得到了改善。通过相关性分析表明,沥青材料与其混合料低温性能线性相关性良好,R2为0.93,即SBS材料通过改善沥青材料的劲度模量及蠕变速率来改善其混合料低温性能。     

基于DMA方法的相变改性沥青黏弹特性及低温性能研究

为了探究相变改性沥青的黏弹特性与低温性能，采用DMA方法进行了频率扫描试验和温度扫描试验，对试验结果进行了统计分析，测定计算了不同掺量的相变改性沥青的储能模量、损耗因子扫描曲线及玻璃态转变温度，分析了相变改性沥青的黏弹特性，通过沥青弯曲蠕变劲度试验，研究了相变改性沥青的低温性能，并对黏弹特性和低温性能进行了相关性分析。研究结果表明：相变材料的加入可降低沥青的玻璃态转变温度、储能模量和蠕变劲度模量，提高损耗因子和蠕变劲度变化斜率，可提升沥青“黏性”分量，改善低温性能；相变改性沥青的储能模量、损耗因子和玻璃态转变温度均与蠕变劲度模量存在良好的相关性，可利用黏弹特性指标对相变改性沥青的低温性能进行评价。     

高劲度模量沥青混合料力学性能试验研究

通过测试几种高劲度模量混合料在不同温度下回弹模量、动态模量和劲度模量,比较其高劲度混合料的性能,得出测试的高劲度模量混合料的回弹模量明显高于一般的沥青混合料;掺加一定比例外加剂PR.M可以提高沥青混合料的回弹模量;20℃劲度模量试验结果表明,橡胶沥青混合料劲度模量最高,硬质沥青、SBS改性沥青劲度模量相当,橡胶沥青混合料ARAC20达到了高劲度模量沥青混合料标准。     

基于BBR方法的沥青胶浆低温性能研究

本文采用不同产地的石灰岩矿粉、火山灰和不同基质沥青,对其配置的沥青胶浆进行了低温性能研究。分析认为:矿粉对基础沥青起到明显的低温劲度模量增效行为,但不同矿粉决定了不同的模量增效速率;亲油性差的火山灰具有最大的蠕变速率衰减率,同时模量增长率也较高;而亲油性好的石灰岩矿粉则具有最小的劲度增长率及m衰减率。建议基于沥青胶浆理论对矿粉的评价指标进行深入研究。     

Sasobit温拌改性沥青胶结料性能试验研究

为研究Sasobit温拌改性剂对沥青性能的影响,将ES70号和PJ130号2种基质沥青分别掺2％～6％的Sasobit并制备成沥青胶结料,进行旋转粘度试验、动态剪切流变试验和弯曲梁蠕变试验,并对Sasobit改性沥青进行性能分级（PG分级）。试验结果表明：Es和PJ沥青采用Sasobit改性剂改性后,其温度转折点分别在107％和105℃附近。随着Sasobit掺量的增加,改性沥青的车辙因子和蠕变劲度模量逐渐增大,变形速率减小。在2％～6％掺量范围内,Sasobit均能较大程度地提高ES和PI2种沥青的高温性能。Sasobit会较大程度地削弱ES沥青的低温性能,但对PJ沥青低温性能只有略微不利的影响。     

丁苯橡胶改性沥青老化前后性能对比分析

为研究丁苯橡胶对基质沥青使用性能的影响程度,采用原样与短期老化(RTFOT)状态下3种沥青,通过沥青针入度、旋转黏度、弯曲蠕变劲度试验结果得到针入度指数(PI)、针入度—黏度指数(PVN)、黏温指数(VTS)、劲度模量S和蠕变速率m等指标评价SBR改性沥青温度敏感性及抗老化性能,并采用红外光谱(IR)分析其改性机理。研究表明:基质沥青中加入SBR可以有效地降低其温度敏感性,并可提高沥青低温及抗老化性能;通过IR分析表明SBR与基质沥青发生物理交联反应,且SBR的加入使羰基、亚砜基吸收峰强度减弱,有效地减缓了沥青的老化程度。     

空隙特征对沥青混合料低温抗裂性能的影响

沥青混合料是复合材料,其空隙大小及位置分布,闭合空隙和相通空隙等对其结构及性质有很大影响.通过对沥青混合料典型结构空隙特征在不同温度、不同沥青品种条件下的低温静态力学特性、静态劲度模量、动态劲度模量的研究表明:沥青混合料的级配类型不同,其混合集料的空隙率不同;沥青混合料低温性能差异明显.     

高寒地区沥青路面结构低温破坏理论分析

本文从沥青混合料开裂机理出发,采用沥青混合料微单元理论计算分析了影响混合料低温开裂的主要因素,发现沥青胶结料的低温劲度模量和蠕变速率是主要因素,结合路面结构温度应力分析,面层是低温开裂的位置,指明了沥青路面低温开裂要控制沥青面层胶结料的低温劲度模量和蠕变速率。     

胶粉掺量对橡胶改性沥青低温性能的影响

通过弯曲梁流变(BBR)试验分析不同掺量橡胶改性沥青以及胶粉复合SBS改性沥青的低温性能。结果显示,随着胶粉掺量的增加,橡胶改性沥青的劲度模量逐渐下降,蠕变速率逐渐增加,沥青逐渐变软,低温变形以及应力消散能力逐渐提升,低温性能逐渐提升;当胶粉掺量达到18%时,其低温PG分级相较于基质沥青可提升一个等级。对于胶粉复合SBS改性沥青,随着SBS的加入,橡胶改性沥青的劲度模量稍有提高,然而蠕变速率也增加,说明加入SBS使得橡胶改性沥青变硬的同时,也提升了其低温变形能力以及应力消散能力;当胶粉掺量从5%增加至18%时,其低温劲度模量降低约50%。     

中东岩沥青复合改性沥青低温性能研究

为了研究中东岩沥青作为改性剂对于改性沥青低温性能的影响,采用BBR试验方法,对不同掺量下的岩沥青改性沥青、TB+岩沥青复合改性和TB+SBS+岩沥青复合改性沥青的劲度模量和蠕变曲线斜率进行试验,结果表明岩沥青掺量小于4%时对于改性沥青低温性能有利,大于8%时大幅降低改性沥青低温性能;高掺量的TB加入能够在一定程度弥补岩沥青对低温性能造成的不利影响;SBS对于低温性能有利,但影响不大。     

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。     

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。     

盐—冻融循环作用下废旧轮胎橡胶粉改性沥青混合料性能研究

该文采用三轴蠕变试验和低温小梁弯曲试验,以蠕变速率、5 000次循环对应的应变、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量、应变能密度等指标对盐冻循环条件下热拌、温拌沥青混合料的高、低温性能进行了研究。结果表明:沥青混合料在经历盐冻融循环后,蠕变速率和5 000次循环对应的应变都增大,高温性能下降,且冻融循环次数相较于盐溶液浓度对沥青混合料高温性能影响更大;抗弯拉强度、最大弯拉应变、应变能密度显著降低,弯曲劲度模量增大,低温性能降低,且盐冻融循环作用的初期,各指标衰变程度较大;盐溶液浓度在10%附近时,对沥青混合料的高、低温性能影响最大;温拌沥青混合料的高、低温性能都优于热拌沥青混合料。     

高原寒冷地区沥青混合料弯拉特性分析

针对青藏高原寒冷地区低温、大温差气候特点,通过沥青混合料弯曲试验,分析了温度、沥青种类、油石比、级配等对混合料弯拉特性的影响。试验得出,沥青混合料弯拉强度随着温度的升高呈上凸抛物线形变化,弯拉应变逐渐增大,劲度模量不断减小;改性沥青和高标号沥青混合料的弯拉强度和弯拉应变较大,劲度模量较小;油石比增加时,沥青混合料弯拉强度先线性增大后减小,弯拉应变增大,劲度模量减小;矿料级配越粗,沥青混合料弯拉强度越大。结果表明,温度对沥青混合料弯拉特性的影响较大,采用改性和高标号沥青,适当增加油石比、采用较粗矿料级配,有利于提高沥青混合料的低温弯曲性能。     

多聚磷酸—橡胶粉改性沥青及混合料性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青高低温性能的影响,利用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青及不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行试验。采用温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青低温抗裂性,并采用车辙试验和低温小梁弯曲试验研究沥青混合料的路用性能。结果表明：橡胶粉改性剂可以显著改善沥青高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青高温性能,且掺量越多,改性效果越明显,可以显著提升沥青混合料高温性能;多聚磷酸对橡胶改性沥青低温性能没有明显的影响,对沥青混合料低温性能会有一定程度的削弱。     

高模量沥青性能研究

选取东明AH-70#基质沥青和其他硬质组分制备高模量沥青,用法国的PRM、德国的DUROFLEX作为高模量外掺剂制备高模量沥青,掺量分别为70#基质沥青的12%、14%;将制备的3种高模量沥青和70#基质沥青、4%的SBS改性沥青进行动态模量、高温性能、低温性能和疲劳性能的对比试验。结果表明:3种高模量沥青的动态模量均满足规范要求,相对于基质沥青在3种性能上均有提升,相对于SBS改性沥青主要是高温性能得到提升,在低温性能方面,3种高模量沥青混合料应用于南方高温地区上、中和下面层或北方低温地区的中、下面层时,具有优良的低温抗裂性能,在疲劳性能方面,3种高模量沥青的疲劳寿命均小于4%SBS改性沥青。     

橡胶/多聚磷酸复合改性沥青高低温性能研究

为分析多聚磷酸对橡胶改性沥青的高低温性能的影响,采用动态剪切流变仪、弯曲梁蠕变劲度试验及常规试验分别对基质沥青、橡胶改性沥青、不同多聚磷酸掺量的复合改性沥青5种沥青进行温度扫描试验、多应力重复蠕变试验和软化点试验研究沥青的高温稳定性,采用弯曲蠕变劲度试验和延度试验研究沥青的低温抗裂性。结果表明,橡胶粉改性剂可以显著改善沥青的高温稳定性和低温抗裂性;多聚磷酸可以改善橡胶改性沥青的高温性能,且掺量越多,改性效果越明显;多聚磷酸对橡胶改性沥青的低温性能没有明显的影响。     

抗车辙剂种类对不同沥青混合料性能影响研究

为了给国内夏季高温地区沥青路面推荐较优的抗车辙剂,本文采用室内单轴蠕变试验、车辙试验和Marshall试验,以粘性劲度模量、动稳定度和稳定度为评价指标,对比研究了高温条件下法国PRPLAST.S、德国路孚8000和国产海川车辙王三种不同品牌的抗车辙剂,对70号A级基质沥青、SBS改性沥青和110号A级基质沥青三种沥青混合料的高温稳定性能影响。研究结果表明:70号A级和110号A级基质沥青混合料在法国PRPLAST.S抗车辙剂的作用下,其粘性劲度模量、Marshall稳定度和流值达到最优。SBS改性沥青混合料在国产海川车辙王抗车辙剂的作用下,在三种试验中性能表现最优。当沥青路面采用70号A级和110号A级基质沥青时,建议使用法国PRPLAST.S抗车辙剂作为添加剂;当沥青路面采用SBS改性沥青时,建议使用国产海川车辙王抗车辙剂作为添加剂。     

不同结构SBS对改性沥青高低温性能影响研究

使用不同型号的SBS改性剂制备改性沥青,采用常规性能指标评价方法,频率扫描、多应力蠕变恢复试验(MSCR)以及弯曲梁流变试验(BBR)对改性沥青的高低温性能进行评价。研究结果表明:SBS可以有效提高沥青储存模量和损失模量,提高沥青黏弹性能,星型改性剂能较大幅度提升沥青高温性能,制备的改性沥青平均恢复率较高,平均不可恢复蠕变柔量较小,但是与沥青相容性较差。线型SBS能较大幅度地提升沥青低温性能,改性沥青蠕变劲度减小,且与沥青相容性较好,丁二烯/苯乙烯嵌段比越大,对沥青低温性能提升越明显,沥青BBR试验中的蠕变劲度与常规指标中5℃延度有较好的相关性,可以作为评价沥青低温性能的重要指标。