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。     

沥青混凝土摊铺机熨平板与热沥青混合料相互作用的动力学模型

在介绍了沥青混凝土摊铺机熨平板与热沥青混合料相互作用的特点后，叙述了热沥青混合料的流变特性，并给出了流变模型，就此得出了熨平板与沥青混合料相互作用的三种动力学模型。     

ATH/EG复合阻燃剂对沥青及大空隙沥青混合料性能影响

为提升阻燃剂在隧道沥青路面中的阻燃应用效果，探究阻燃剂对沥青及大空隙沥青混合料性能的影响，采用水热法制备了氢氧化铝(ATH)/可膨胀石墨(EG)复合型阻燃剂，并成型了适用于隧道环境具有阻燃和降噪功能的大空隙沥青混合料。采用氧指数试验分析了复合阻燃剂对沥青阻燃性能的影响，采用动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验分析了复合阻燃剂对沥青高低温流变特性的影响，采用马歇尔试验、汉堡车辙试验、动态模量试验以及疲劳试验分析了复合阻燃剂对大孔隙沥青混合料路用性能的影响。结果表明：ATH和EG比例为1∶1时复合阻燃剂的协同阻燃效果最优，且随着复合阻燃剂掺量的增加沥青的阻燃性能越好；复合阻燃剂提升了沥青的高温性能，但降低了低温性能，综合考虑沥青的阻燃性能及流变性能，推荐ATH/EG复合阻燃剂掺量为15%～20%;ATH/EG复合阻燃剂提高了大空隙沥青混合料的高温稳定性和动态模量，但降低了沥青混合料的疲劳性能。     

沥青混合料拌和流变参数的确定

为了研究沥青混合料拌和流变特性、确定沥青混合料拌和温度以及合理选择拌和时间,使用自主研发的沥青混合料拌和流变仪确定了沥青混合料拌和的转折温度点,通过均匀能耗原则确定沥青混合料的拌和时间,并通过转速-扭矩曲线斜率综合反映沥青混合料拌和流变特性。结果表明:固定拌和速度下,沥青混合料拌和扭矩随着拌和时间的增加呈变小的趋势。沥青混合料的拌和温度范围取155℃～160℃,与施工技术规范的建议范围相一致。当角速度为6.28rad/s、频率为30Hz时,未加矿粉情况下AC-20沥青混合料的拌和均匀能耗为1 910.7J,最佳拌和时间为80s。拌和转速和扭矩之间具有明显的线性关系,转速-扭矩曲线斜率越大,沥青混合料黏度越大,流变特性越小。     

沥青路面材料的颗粒物质视域：理论、方法与进展

沥青混合料是一种集料颗粒占体积主导并同时表现出明显时温依赖性的颗粒路面材料，从颗粒物质角度认识和理解沥青混合料，是接近和阐释沥青混合料物质属性和行为特性的根本基础。该文旨在基于非晶物质及其玻璃化转变、Jamming转变模型和颗粒物质理论，揭示沥青路面材料的颗粒物质属性。介绍了颗粒路面材料的概念和内涵，阐释了沥青混合料的颗粒物质属性，综述了颗粒路面材料的研究进展，凝练了颗粒路面材料的四大基本特征(几何特征、堆积特征、界面特征和流变特征),并讨论了颗粒路面材料的未来发展方向。结果表明：可以尝试从非晶物质的角度研究沥青在沥青混合料中的行为特性及其对整个系统发挥的作用；对非晶物质的研究宜从多尺度展开并能将不同尺度间关联起来。进一步研究中，还需从时间和空间2个维度剖析沥青混合料Jamming过程中细观结构演化规律，理解沥青混合料流变学行为；从颗粒和尺度的角度，阐释沥青混合料的稳定堆积条件和高效堆积方法，揭示不同工况下沥青混合料Jamming的触变机制；研究不同温度、填充密度和受力模式等条件下沥青混合料的流变过程，建立涵盖实际道路使用条件范围的沥青混合料Jamming相图。     

改性沥青混合料高温流变性能评价方法

车辙是沥青路面最主要的病害之一,必须正确地评价改性沥青及其混合料的高温流变性能,从而采取有效解决办法。文章采用Burgers流变模型将沥青及其混合料的弹性与粘性分开来评价其高温稳定性。结果表明,这种评价方法更符合道路产生车辙的实际情况。     

超常温下沥青材料的动力粘性研究

介绍了超常温下沥青材料的常见流变模式及动力粘度测试原理，然后通过对沥青材料进行同轴旋转剪切流变实验，测试了沥青材料的动力粘度，建立了沥青材料在超常温下的流变模型，并就有关问题进行讨论。     

电子废弃塑料改性沥青流变特性及其混合料性能研究

目前，电子废弃物的无害化处理和资源化利用正变得愈加紧迫，而将其作为原材料循环利用于土木基建工程中，是一条可行之道。因此，考虑利用电子废弃物中的塑料组分，即电子废弃塑料（e-waste plastics），对道路石油沥青进行改性。设计不同的掺量，在合适工艺下，制备得到电子废弃塑料改性沥青，并分别研究电子废弃塑料改性沥青的三大指标、存储稳定性和流变性能，以及其沥青混合料的力学性能（动态模量和相位角）、抗车辙性能和抗疲劳性能。结果表明，电子废弃塑料改性沥青的高温流变（抗车辙）性能和高温失败温度明显优于普通基质沥青。普通沥青混合料和电子废弃塑料改性沥青混合料的动态模量均随着加载频率的增加而减小，而其相位角的变化趋势则正好相反。同时，电子废弃塑料改性沥青混合料相较于普通沥青混合料，具有更优越的抗车辙性能和抗疲劳性能。     

聚合物改性沥青及混合料高低温性能试验研究

胶粉改性沥青（CRMA）是将一定比例的废旧橡胶轮胎粉末加入基质沥青中而制成的一种高性能改性沥青。利用扫描电镜（SEM）对比观察了CRMA和SBS改性沥青及其混合料的外观形貌,发现橡胶粉及SBS改性剂都与沥青融合性良好,混合料中石料与CRMA沥青界面粘结性更好;通过动态剪切流变试验,得到温度和荷载作用频率对两种改性沥青流变性能的影响规律,证明CRMA具有更好的温度稳定性、低温变形能力和抗高温性能;通过小梁弯曲蠕变试验,研究了配合比相同的两种沥青混合料在-15、0、15、30和45℃5种温度下的流变特性,得到不同温度下的弯曲蠕变速率对比曲线,发现CRMA混合料比SBS改性沥青混合料具有更好的高、低温性能;通过对45℃下两种沥青混合料进行三轴压缩蠕变试验,证明CRMA沥青混合料具有更好的抗高温变形特性。     

环氧沥青结合料的流变特性与施工容留时间预测

为确定环氧沥青结合料的施工容留时间,采用Brookfield旋转粘度计,对比研究了C型与N型两种钢桥面铺装用环氧沥青结合料的粘度特性,建立了基于双Arrhenius方程的流变学模型。结果表明,固化温度对环氧沥青流变状态有重要影响,环氧沥青混合物进入凝胶状态之前,该模型的预测结果与试验结果吻合度较高,可用于确定施工容留时间、施工质量控制与优化。C型环氧沥青混合料的施工拌和温度控制宜在110~120℃取低限并保持稳定,N型环氧沥青混合料的施工拌和温度控制宜在110~130℃取中高限并保持稳定。     

沥青混凝土路面坑槽修补新方法的理论与试验研究

针对提出的沥青混凝土路面坑槽修补新方法——静力热压法，根据朗肯土压力理论和流变学理论，分析了在静力热压条件下高温热沥青混合料剪切流变密实的机理，同时建立了高温热沥青混合料的流变模型，并通过坑槽修补密实性验证试验，证明所提方法的可行性和有效性。     

基于低温流变特性的沥青低温性能评价方法研究

利用自行开发的滑板测粘系统，首先在较大的温度范围和较广的剪应力作用范围内对沥青的低温流变规律进行了比较全面，系统的研究；在此基础上，提出了沥青低温性能的评价方法；并通过与多种不同产源、不同炼制工艺的沥青实际使用情况相比较，与SHRP推荐的评价方法以及沥青混合料的低温性能相比较，证明了该评价方法的准确性和敏感性。     

基于灰熵关联的沥青胶浆高低温性能研究

为探究矿粉物理指标对沥青胶浆的流变性能的影响规律，基于灰熵关联法，采用动态剪切流变仪(DSR)和低温弯曲梁流变仪(BBR)分别对4种矿粉组成的沥青胶浆进行了高低温流变试验，探讨了沥青胶浆高低温流变特性参数和矿粉指标的关联程度。研究结果推断：4种矿粉中，在64℃高温及-12℃低温下推荐BAM、DAM与LAM的合理粉胶比为1.2,GAM合理粉胶比为0.8;矿粉指标中其密度及亚甲蓝系数对沥青胶浆高低温性能的影响度较大；此研究分析成果为沥青混合料中矿粉的指标控制提供了理论数据支持。     

高温重载下沥青混合料变形特性三轴重复荷载蠕变试验研究

为评价高温和重载对沥青混合料变形特性的影响,对AC-20级配的沥青混合料进行三轴重复荷载蠕变试验研究。结果表明:沥青混合料的变形随温度或应力水平的增大而迅速增大,且高温和重载同时作用会相互促进变形的发展;指标流变次数FN和斜率b均可以较好地反映沥青混合料的高温性能,但是对于高温重载同时作用情况,斜率b或许更合适;指标截距a和永久应变pε不适于评价沥青混合料的高温性能。     

沥青混凝土低温粘弹性破坏准则

根据沥青混凝土低温直接拉伸蠕变试验结果，认为可以近似地采用Burgers流变模型描述低温下沥青混凝土流变性能；并由此模型分析了沥青混凝土在不同温度下和不同应力水平下的弹性应变能，耗散和总应变能的变化规律，提出了应变能可以作为沥青混凝土的低温粘弹性破坏准则。     

陶瓷纤维的添加对沥青流变性能的影响研究

为了改善沥青的流变性能来提高沥青路面的耐久性,本研究制备了陶瓷纤维掺量为2%、4%和6%的改性沥青,并对沥青进行了针入度、软化点、延度、旋转黏度、动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)和红外光谱(FTIR)等试验。试验结果表明,陶瓷纤维的掺入虽然在一定程度上降低了沥青黏结剂的低温性能,但提高了沥青黏结剂的高温性能。同时,采用车辙试验来评价陶瓷纤维改性沥青混合料的路用性能,沥青混合料试验验证了沥青黏结剂试验的结果。因此,陶瓷纤维可以作为一种改性剂来改善沥青黏结剂与其混合料的性能,且陶瓷纤维的最佳掺量为4%。     

改性沥青及混合料流变学性能研究

利用扫描电子显微镜（SEM）、动态剪切流变试验（DSR）、小梁弯曲蠕变试验及三轴压缩蠕变试验,分别从微观和宏观角度对比研究了胶粉改性沥青（CR）和SBS改性沥青及其混合料的微观结构、高温及低温对其流变性能的影响。SEM试验结果表明,橡胶粉及SBS改性剂都能与沥青达到良好共融,但在沥青混合料中胶粉改性沥青与石料界面的粘结性要优于SBS改性沥青;DSR试验结果表明,CR具有更好的温度稳定性、低温抗裂能力和高温抗变形能力;小梁弯曲蠕变试验在-15、0、15、30,45℃5种温度下对比研究了配合比相同的2种沥青混合料,得到不同温度下的弯曲蠕变速率对比曲线,试验结果表明,CR混合料比SBS改性沥青混合料具有更好的高、低温性能;此外,还进行了45℃下2种沥青混合料的三轴压缩蠕变试验,证明CR沥青混合料具有更好的抗高温变形特性。     

沥青路面热再生剂的研制与应用研究

基于旧沥青流变行为改善角度,该文研究制备了适用于高等级沥青路面的新型热再生剂.再生试验结果表明,掺入适量新型再生剂时,再生沥青性能不仅满足相应的沥青规范要求,而且具备较好的抗老化性能.成(都)一渝(重庆)高速公路改造工程应用表明,掺加再生剂后的再生沥青混合料马歇尔指标、水稳定性和动稳定度均满足相应规范要求,部分指标甚至大大超过普通沥青混合料性能.     

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。     

沥青混合料高温性能的流变指标评价

为探讨油石比和空隙率对沥青混合料高温性能的影响,对AC-20改进型沥青混合料进行单轴静载蠕变试验研究。结果表明:流变时间Ft值与混合料高温稳定性有较好的相关性,Ft值越大,混合料的高温抗变形能力越好;柔量~时间半对数曲线直线部分的截距a值和斜率m值越大,混合料的高温性能越差,相关性相对较差;当空隙率大于4%时,空隙率越小,混合料高温性能越好;在最佳油石比下,混合料具有较好的高温性能。