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。     

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。     

纳米SiO_2/POE复合改性沥青及其混合料性能研究

通过试验对SiO_2/POE复合改性沥青及其混合料进行性能测试,并与SBS改性沥青进行对比,分析纳米SiO_2/POE复合改性对基质沥青混合料路用性能的影响。结果显示,纳米SiO_2/POE显著提高了基质沥青的软化点、粘度和延度,降低了针入度;3种沥青中,SiO_2/POE复合改性沥青的储能模量G′、抗车辙因子G*/sinδ均最大,SiO_2/POE改善了基质沥青的高温性能,但其低温性能稍劣于SBS改性沥青;3种沥青混合料中,SiO_2/POE复合改性沥青混合料的动稳定度、动态模量E*均最佳,具有优良的抗车辙能力,在低温抗裂、耐疲劳及水稳定方面也显示了优良的性能,但其低温抗裂性能劣于SBS改性沥青混合料。     

脱硫橡胶沥青改性剂制备及改性沥青性能研究

采用双螺杆挤出法对胶粉进行脱硫降解，通过正交试验得到脱硫橡胶改性沥青改性剂制备工艺关键参数；通过三大指标及高温剪切流变试验，分析脱硫橡胶改性沥青高低温性能；并掺加SBS探究其对脱硫橡胶改性沥青性能的影响。结果表明:改性剂制备工艺参数为裂解催化剂2.6 %、酸化油30.0 %、挤出温度290 ℃；脱硫橡胶沥青改性剂掺量对改性沥青高低温性能影响显著，最优掺量为20.0 %时，改性沥青软化点及5 ℃延度均显著增大，同时黏度较低，工作性能良好；脱硫橡胶可提高改性沥青的复数模量和车辙因子，降低相位角，改善沥青的高温抗变形能力；SBS的掺入提高了脱硫橡胶改性沥青的软化点和延度，改善了改性沥青的短期抗老化性能和弹性恢复性能。     

岩沥青橡胶粉复合改性沥青混合料性能分析

岩沥青具有优异的抗车辙性能,但抗裂性能不足,橡胶沥青具有较好的抗裂性能。本文通过岩沥青和橡胶粉对基质沥青的复合改性得到皆具高、低温性能的岩沥青橡胶粉复合改性沥青。通过不同掺配比例的岩沥青橡胶粉复合改性沥青混合料高温、低温和抗疲劳性能对比,确定岩沥青与橡胶粉的最佳配伍范围为1:1~1:3;通过与普通沥青、SBS改性沥青、岩沥青和橡胶沥青进行高温、低温、抗水损害和抗疲劳性能对比,表明岩沥青橡胶粉复合改性沥青综合路用性能俱佳。     

沥青抗车辙性能评价指标研究

为对沥青抗车辙性能评价指标进行优选,该文制备PG高温等级为76的基质沥青、Rubber、SBS和PE改性沥青进行了相关指标的试验研究。结果表明:针入度、软化点以及车辙因子(G*/sinδ)不适宜用作改性沥青抗车辙性能评价指标;相位角大于55°时的Shenoy参数和不可恢复柔量(Jnr)适用于各种沥青的抗车辙性能评价;3种改性沥青中Rubber改性沥青的应力敏感最强、蠕变恢复时间敏感性最弱,温度敏感性则与另外两种改性沥青相当。推荐采用Jnr值作为沥青抗车辙性能评价指标。     

多聚磷酸—橡胶复合改性沥青及其混合料性能研究

在橡胶改性沥青中掺入多聚磷酸，以期提高橡胶改性沥青的高温储存稳定性、高温稳定性等性质。研究了多聚磷酸掺量对橡胶改性沥青基本性能、高温储存稳定性、黏附性、老化性能的影响，并测试了多聚磷酸—橡胶复合改性沥青混合料的路用性能及疲劳性能。试验结果表明：随着多聚磷酸掺量的增加，橡胶改性沥青的软化点、弹性恢复能力、黏度逐渐增加，针入度、延度逐渐减小，高温储存稳定性得到提高，增强了橡胶改性沥青与集料的黏附性能，提升了橡胶改性沥青的抗老化性；多聚磷酸的掺入提高了橡胶改性沥青混合料的抗车辙能力、水稳定性及耐久性能，但对橡胶改性沥青混合料的低温抗裂性有一定负面影响。多聚磷酸促使沥青向凝胶结构体系转变，能有效延缓橡胶粉在沥青中的离析，提高橡胶改性沥青的高温储存稳定性，同时提升橡胶改性沥青的高温性能和黏附性能。     

玄武岩纤维/橡胶复合改性沥青胶浆路用性能研究

采用20%废旧轮胎橡胶粉(CRM)和0.3%玄武岩纤维(BF)分别制备了CRM改性沥青胶浆、玄武岩/橡胶复合改性沥青胶浆;采用动态剪切流变仪和低温弯曲流变仪研究了胶浆的高温性能、低温性能及黏度,并分析了改性机理。结果表明:在相同试验温度下,玄武岩/橡胶复合改性沥青的车辙因子G~*/sinδ均高于基质沥青和CRM改性沥青,复合改性沥青的失效温度比基质沥青高约23℃,比CRM改性沥青高12℃;复合改性沥青弯曲蠕变劲度S较小,m值较大,低温性能高于基质沥青和橡胶改性沥青1个等级;同时,复合改性沥青胶浆的动态黏度是其他3种沥青的数倍,玄武岩纤维对胶浆黏度影响不大。     

橡胶对沥青及混合料性能影响研究

为提高沥青使用性能,采用橡胶粉对基质沥青改性,利用针入度、延度、针入度指数、弹性回复等指标研究橡胶改性沥青的高温稳定性、低温抗裂性、温度敏感性以及弹性恢复等性能。在此基础上评价橡胶改性沥青混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性能以及抗疲劳性能。试验研究表明,在平衡各种路用性能下,最佳橡胶掺量为18%,橡胶粉的加入有效提高了沥青及沥青混合料的各种路用性能。     

改性沥青的高温性能评价指标研究

为准确评价改性沥青的高温性能,通过常规性能试验和动态剪切流变试验测试复合SBS改性沥青、胶粉改性沥青、SBS改性沥青的当量软化点、车辙因子、等效黏度等高温性能指标,同时分析老化对改性沥青各高温性能指标的影响。研究表明:G^*/(sinδ)⁹对相位角敏感程度较高,相比于G^*/sinδ,其更适合评价和表征改性沥青的高温性能。G^*/(sinδ)⁹的临界温度T明显高于G^*/sinδ,而G^*/sinδ的T值不宜用来计算表征改性沥青的高温性能分级。η’=sinδ-4.8628G^*/ω与抗车辙因子G^*/(sinδ)⁹的相关性最好,相关系数均在0.9以上,更适合作为改性沥青的高温性能评价指标。复合SBS改性沥青高温性能最优,胶粉和SBS改性剂复合改性相比于胶粉或SBS改性能够有效提高沥青的黏度和弹性。     

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。     

石墨烯对橡胶改性沥青路用性能影响试验研究

将石墨烯掺入到橡胶改性沥青中,通过水稳定性能、高温性能、低温性能和耐久性能的室内试验研究,分析评价石墨烯对橡胶改性沥青路用性能的影响。结果表明:石墨烯对改善橡胶改性沥青水稳定性有显著的效果,可提高其劈裂强度比和马歇尔稳定度;对橡胶改性沥青高温性能有显著的提高,但同时也降低了其低温抗裂性能;对改善橡胶改性沥青耐久性有显著的提高,可提高其抗车辙能力、抗水损害能力和疲劳性能。石墨烯复合橡胶改性沥青具有较好的抗水损害性能、抗车辙性能,其实际路用效果在实体工程试验路铺筑进行了验证。     

SEPS聚合物改性沥青车辙特性

沥青作为胶结料,其在高温条件下抗永久变形的能力显著影响着路面整体的抗车辙能力。研究人员使用各种改性剂和添加剂来提高沥青抗永久变形的能力,例如SBS、EVA、PVA、SBR和天然橡胶等。该文采用Superpave规范中的参数G*/sinδ和基于Cross模型计算得到的零剪切粘度ZSV两种评价方法,评价SEPS对沥青抗永久变形能力的改善效果。在40、50和60℃试验温度下,对基质沥青和改性沥青进行动态剪切流变仪(DSR)频率扫描试验,利用上述两种方法可以确定改性沥青的抗车辙效果,并以基质沥青的抗车辙数据为对照,对其进行归一化处理,计算SEPS改性沥青抗车辙性能的提高比例。两种评价方法研究结果表明:SEPS都可以显著改善沥青的抗车辙性能,但是不同的评价方法得到的结论并不完全相同。     

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。     

稳定型橡胶沥青厂拌热再生混合料性能研究

为提升厂拌热再生沥青路面的使用性能,探索应用稳定型橡胶沥青改善再生混合料综合性能。在试验对比70#道路石油沥青、SBS改性沥青、传统湿法橡胶沥青以及稳定型橡胶沥青等胶结料性质的基础上,基于高模量混合料组成原理对橡胶沥青再生料进行了配合比设计。通过基本性能试验、高温车辙、低温弯曲、冻融劈裂及半圆弯曲试验探究了稳定型橡胶沥青再生料的路用性能。结果表明:稳定型橡胶沥青在针入度、软化点和弹性恢复率等指标方面与SBS改性沥青接近,施工和易性和存储稳定性显著优于传统湿法橡胶沥青;在旧料掺量低于50%的条件下,稳定型橡胶沥青再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,高温、低温稳定性及水稳定性得以兼顾;随着旧料掺量的提高,稳定型橡胶沥青再生混合料动态模量、高温抗车辙能力、抗水损能力提高,低温稳定性及抗裂性能有所下降。     

胶粉及PE复合改性沥青混合料路用性能试验研究

为改善沥青混合料的路用性能,采用胶粉、聚乙烯(PE)对沥青混合料进行改性,对比分析了胶粉改性沥青混合料与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料高、低温性能、水稳定性能,并研究了PE掺量对胶粉复合改性沥青混合料性能的影响,并将此技术应用到河南省机西高速公路二期路面工程中。研究表明:随着胶粉掺量的增加,改性沥青混合料动稳定度不断增大,胶粉掺量为20%时改性沥青混合料与SBS掺量为4.5%的改性沥青混合料高温性能相当,而低温性能、水稳定性能均优于SBS改性沥青混合料;随着PE掺量增加,复合改性沥青混合料的高温抗车辙性能及水稳定性能不断提高,低温性能有所降低,但仍高于基质沥青混合料。     

木质素与橡胶粉复合改性沥青混合料路用性能研究

采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、小梁疲劳试验分别研究了掺加木质素纤维前后橡胶粉改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,橡胶沥青混合料具有较好的高温稳定性,而水稳定性和低温抗裂性略有不足,通过木质素与橡胶粉复配可以提高橡胶沥青混合料的综合路用性能。最后结合工程的经济性和复合改性沥青混合料的综合路用性能,推荐了复合改性沥青混合料的最佳木质素掺量。     

高黏改性剂对沥青流变性能的影响

为了更好地将高黏改性剂应用于排水沥青路面和沥青混合料抗车辙设计中,通过在基质沥青中掺加不同种类及不同剂量的高黏改性剂制备高黏改性沥青。将质量分数为4%,8%和12%的3种高黏改性剂掺入基质沥青中,采用DSR和BBR试验分析了高黏改性剂对沥青的高、低温和疲劳流变性能的影响,得出高黏改性剂对沥青PG分级结果的影响规律。结果表明,添加高黏改性剂可显著提高沥青的车辙因子G*/sinδ,且随高黏改性剂掺量的增加G*/sinδ逐渐提高。相对日本TPS高黏改性剂,国产高黏改性剂可更显著提高沥青高温性能。采用国产高黏改性剂制备的高黏改性沥青老化后G*/sinδ提高幅度较大,抗老化能力相对较弱,但随温度提高,老化后高黏改性沥青的G*/sinδ衰变较快;高黏改性剂可降低弯曲劲度模量S,同时也降低了m值,综合来说高黏改性剂降低了沥青的低温流变性能。高黏改性沥青的低温分区取决于m值;不同高黏改性剂及其掺量对沥青的疲劳性能影响不同,一定掺量下TPS和H型高黏改性剂对沥青的疲劳性能具有提高作用,但是R型高黏改性剂对沥青的疲劳性能产生了不利影响。高黏改性沥青的G*/sinδ,G*sinδ,S值和m值随温度的升高呈现指数分布。高黏改性沥青的PG分级结果表明,高黏改性剂的掺入主要改变了沥青的PG分级中的高温分级结果,对低温分级结果几乎无影响。     

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。     

脱硫胶粉改性沥青高温稳定性能影响因素分析

为了研究脱硫胶粉改性沥青高温黏度影响因素及高温稳定性变化规律,通过旋转黏度试验,分析橡胶沥青高温黏度变化规律及影响因素,并通过黏流活化能分析橡胶沥青的高温稳定性能。研究表明:橡胶沥青的流变学性能随着基质沥青的油源及生产工艺、改性沥青制备工艺、旋转黏度计转速、转子型号而发生改变;通过键能分析脱硫胶粉表面二次脱硫的成因,并且采用黏流活化能分析橡胶沥青高温稳定性表明改性沥青制备工艺对橡胶沥青高温稳定性有显著影响。