采用SPT试验研究改性沥青混合料的高温性能

通过美国国家公路合作研究计划项目(NCHRP)9-19简单性能试验(Simple Performance Test,简称SPT)的3个关键测试参数即沥青混合料动模量(/E*/)、重复加载永久变形(流动数)和静态蠕变(流变时间)的试验分析,研究SBS、PR、RS 3种改性沥青混合料的高温稳定性能,说明SPT是简单实用、经济有效的沥青混合料性能评价方法,可用于沥青混合料的设计和验证。     

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。     

DUROFLEX沥青混合料路用性能研究

通过对掺加DUROFLEX,SBS改性沥青、镇江AH－70号沥青混合料的马歇尔参数特性、高温抗车辙能力、低温抗开裂能力及水稳定性的性能对比试验,分析了DUROFLEX对沥青混合料路用性能的影响,为新型改性剂DUROFLEX的推广提供理论依据。     

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。     

SBS改性沥青及Bonifiber纤维对混合料性能影响的试验比较分析

运用试验对比分析SBS改性沥青及Bonifiber纤维对沥青混合料路用性能的影响。首先对SBS改性沥青、70~#普通沥青的性能进行对比检测,采用35、50、60℃下的动态剪切试验并以车辙因子G~*/sinδ评价沥青的抗永久变形能力。进行了70~#沥青混合料、SBS改性沥青混合料、掺加纤维的70~#沥青混合料和掺加纤维的SBS改性沥青混合料的路用性能对比试验。研究结果表明,SBS改性沥青的车辙因子远高于70~#沥青胶结料,应用SBS改性沥青和博尼维纤维,可以提高混合料的高温抗车辙能力、水稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和抗老化性能,SBS改性沥青的改善效果优于博尼维纤维,而综合改性的沥青混合料性能最好,从经济角度看,博尼维纤维具有良好的推广价值。     

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。     

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。     

高模量改性沥青胶结料和混合料的高温性能研究

采用70~#沥青外掺质量分数9.0%的RK300高模量剂自制高模量改性沥青(RK300-HMMA),以70~#沥青和SBS改性沥青作为参照对象,采用动态剪切流变仪对自制的RK300-HMMA高温流变特性开展对比研究,并通过混合料的高温稳定性试验对胶结料的高温流变试验评价结果进行验证分析。研究结果表明,原样RK300-HMMA比70~#沥青的等车辙因子临界温度(T_C)增加42.2℃,高温PG分级提高六个等级,掺加质量分数9.0%的RK300高模量剂能够显著改善70~#沥青的高温性能。RK300-HMMA的温度敏感性与SBS改性沥青基本相当,综合高温性能优于SBS改性沥青,但其高温弹性变形能力仍不如SBS改性沥青。动稳定度DS和单轴贯入强度■试验结果表明,RK300高模量改性沥青混合料高温条件下的抗车辙变形能力最强。胶结料的车辙因子G~*/sinδ、等车辙因子临界温度T_C、不可恢复蠕变柔量J_(nr)与剪切应变S和混合料的DS、■在评价高模量改性沥青的高温性能结果上具有一致性。     

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.     

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。     

抗车辙剂改性沥青混合料路用性能研究

为了对抗车辙剂改性沥青混合料的性能进行研究,文中基于沥青路面车辙成因分析和抗车辙剂的作用原理,分别对70号基质沥青和SBS改性石油沥青进行改性,通过对比试验,对常规沥青混合料和抗车辙剂改性沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性和高温稳定性进行分析,并在实际工程中进行应用验证。结果表明,抗车辙剂能明显提高沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,且能较好增强混合料低温抗裂性能,工程应用效果良好。     

湿拌条件下PR PLAST.S抗车辙剂对沥青及沥青混合料的影响

为研究PR PLAST.S抗车辙剂对沥青及沥青混合料的影响,采用沥青高速剪切机制备PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青,测定各项性能指标及其离析程度,通过路用性能试验验证PR PLAST.S抗车辙剂对沥青性能的影响,对比干、湿拌法所制备的PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青混合料的高、低温性能以分析PR PLAST.S抗车辙对沥青混合料中的改性机理。试验结果表明,PR PLAST.S抗车辙剂的掺入能显著提升沥青的软化点,同时降低了针入度、延度以及感温性;PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青存在严重的离析问题;湿拌法PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青混合料高温性能优越,低温稳定性不突出,但仍有一定的提升;由于AC-13型沥青混合料的悬浮密实型的结构特点,干拌条件下沥青混合料中抗车辙剂的双重改性作用没有得到充分发挥,高、低温性能均差于湿拌法PR PLAST.S抗车辙剂改性沥青混合料。     

DOMIX改性沥青混合料特性试验研究

对Domix沥青混合料及SBS改性沥青混合料的高温、低温、疲劳性能进行对比试验,探讨2种混合料在极端温度、重载下不发生车辙时的动稳定度控制标准,分析2种混合料对其动稳定度控制标准的适应性。试验结果表明:沥青路面上面层的抗车辙性能对沥青路面整体的抗车辙性能影响最明显;Domix沥青混合料低温性能及疲劳性能低于SBS改性沥青混合料。为平衡Domix沥青混合料低温及疲劳性能,基于其高温性能,提出Domix复掺改性的建议。     

基于高模量剂和Terminal blend橡胶沥青复合改性技术耐久性高RAP掺量热再生混合料性能研究

为突破高RAP掺量厂拌热再生混合料RAP掺配比例低、低温性能、水稳定性和耐久性差的技术瓶颈,以法国高模量沥青混合料性能评价体系为依托,基于Terminal blend橡胶沥青与高模量剂复配技术进行了Terminal blend与PR.S复合改性沥青性能试验、Terminal blend与PR.S复合改性50%RAP掺量热再生混合料EME2设计、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验,及MMLS1/3和四分点加载疲劳试验,研究了TB+高模量复合改性沥青用于高RAP掺量热再生混合料的可行性和耐久性。试验结果表明,12%TB+0.6PR.S、18%TB+0.6PR.S、22%TB+0.6PR.S 3种TB胶粉改性沥青与高模量剂复配方案下改性沥青的高低温性能均可达到甚至优于SBS改性沥青,工程实践中可优先采用18%TB+0.6PR.M复合改性方案掺配比例来改善沥青混合料的高低温性能。基于TB与高模量复配技术所生产的耐久性高RAP掺量热再生混合料具有沥青用量高、模量高、空隙率小、抗车辙性能和抗疲劳性能优良的技术特点;Terminal blend橡胶沥青与高模量剂复合改性高RAP掺量热再生混合料抗高温、重载条件下的剪切变形能力和剪切疲劳破坏强度均优于SBS热再生混合料,TB与高模量复配方案是改善高RAP掺量热再生混合料耐久性和极端气候条件下耐候性的有效途径。     

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。     

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。     

抗车辙剂对沥青混合料的性能影响及改性机理研究

为研究抗车辙剂对SBS 改性沥青混合料性能的影响，通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、肯塔堡飞散试验和沥青三大指标试验对比了两种不同厂家的抗车辙剂。通过傅里叶红外光谱分析(FTIR)和差示扫描量热分析(DSC)对抗车辙剂的增强改性机理进行了进一步地分析。试验结果表明:虽然两种抗车辙剂均能提高沥青混合料的高温稳定性，但增强作用机理不同。通过FTIR 分析发现，抗车辙剂A 与SBS 改性沥青以物理共混为主，抗车辙剂起到加筋填充作用；而抗车辙剂B 与SBS 改性沥青发生了化学反应，导致沥青质含量的增加。DSC 结果显示，抗车辙剂B+SBS 复合改性沥青相比抗车辙剂A+SBS 复合改性沥青、SBS改性沥青热稳定性更差。     

岩沥青在宋梁路上的应用研究

车辙是影响沥青路面使用寿命的主要因素,本文选用布敦岩沥青、抗车辙剂、硬质沥青、SBS改性沥青混合料进行对比试验,研究布敦岩沥青混合料路用性能。车辙试验表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料高温性能,与A-70#沥青混合料相比,其动稳定度提高250%,与30#硬质沥青混合相比,动稳定度提升80%,与SBS改性沥青混合料及添加抗车辙剂混合料动稳定度相近;浸水马歇尔试验和冻融劈裂强度试验结果表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料的抗水损害性能,与SBS改性沥青混合料及添加抗车辙剂混合料水稳定性相近。低温弯曲试验表明,岩沥青改善混合料低温性能效果不明显。