高模量沥青混合料应用研究

沥青材料作为一种典型的黏弹性材料,其温度敏感性高,在重交通、高温的环境条件下,易出现早期损坏,影响道路的使用性能.因此,有必要对具有耐高稳、抗疲劳的高模量沥青混凝土进行研究.选用了AC- 20C型级配,通过测试马歇尔试件体积指标.确定了不同沥青混合料的最佳油石比,对比研究了高模量沥青混合料(简称HM)、SBS改性沥青混合料、基质沥青混合料的路用性能.结果表明高模量改性沥青具有较SBS改性沥青,基质沥青更优越的路用性能.     

温拌剂对沥青及沥青混合料性能的影响研究

基于自主开发的温拌剂,在针入度分级体系、SHRP沥青性能分级体系、粘度分级体系下对基质沥青、SBS改性沥青及胶粉改性沥青的性能影响进行了研究;研究了基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料及胶粉改性沥青混合料的施工温度,并进行了路用性能验证,结果表明:温拌沥青混合料的高温性能及疲劳性能优于相应的热拌沥青混合料;低温性能和水稳定性能与热拌沥青混合料相当。     

温度对沥青结合料老化性能的影响分析

为研究不同温度对基质及SBS改性沥青老化性能的影响,通过对AH—90#基质沥青和SBS改性沥青按照常规的试验方法在不同温度下拌和成型试件,进而对其抽提、蒸馏测试回收沥青的各项性能指标。试验结果表明：随着沥青混合料拌和温度的升高,其沥青的老化程度也随着增加,且当温度增加到一定温度时（AH—90#,155℃;SBS改性沥青,165℃）沥青的老化开始急剧增加;在相同的温度下SBS改性沥青的老化程度均比基质沥青要小,说明SBS改性沥青的抗老化性能优于AH—90#基质沥青。     

热老化对OGFC沥青混合料路用性能的影响

采用SBS改性沥青和70#基质沥青拌制OGFC-13沥青混合料,并将松散混合料分别在135℃和165℃下热老化4h来模拟混合料短期老化。随后测试并对比老化前后不同混合料的排水性能、高温稳定性以及水稳定性,试验结果表明:老化前后的SBS改性沥青混合料路用性能均优于SK-70基质沥青混合料,且两类沥青混合料在老化后水稳定性有一定幅度的降低,而混合料的渗水系数和动稳定度有所提高。     

布敦岩沥青混合料路用性能研究

对布敦岩沥青、A-70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的路用性能。车辙试验、旋转加载轮辙仪试验结果表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料的高温性能,与A-70沥青混合料相比,其动稳定度提高64%;浸水马歇尔和冻融劈裂试验结果表明,岩沥青的冻融劈裂抗拉强度比、残留马歇尔稳定度和水稳定性明显高于A-70沥青混合料,与SBS改性沥青混合料大致相当;采用Semi-Circular Bending(SCB)方法的疲劳试验结果显示,岩沥青可以大大提高混合料的疲劳寿命,其疲劳性能甚至好于SBS改性沥青混合料。     

沥青马蹄脂碎石混合料抗裂性能研究

以间接拉伸试验为评价方法,研究纤维、沥青以及冻融循环次数对沥青混合料抗裂性的影响。试验结果表明:掺加聚丙烯腈纤维的沥青混合料的抗裂性能优于掺加玄武岩纤维和木质素纤维的沥青混合料;采用橡胶沥青的沥青混合料的抗裂性能优于采用SBS改性沥青和基质沥青的沥青混合料;不论冻融循环次数多少,破坏荷载和破坏应变随沥青类型的变化规律大致表现为:橡胶沥青SBS改性沥青基质沥青。     

沥青及其混合料自愈合性能试验研究

为了对比分析基质沥青、SBS改性沥青、橡胶改性沥青的自愈合性能,并研究沥青种类、愈合环境、破坏程度对混合料疲劳-自愈合进程的影响。通过DSR(动态剪切流变仪)的Time-Sweep(时间扫描)模式测试了沥青复数剪切模量随加载次数的变化,采用愈合指数HI评价沥青的自愈合能力;利用DSC(差示扫描量热仪)测试沥青相态转变过程中的焓变;基于四点弯曲疲劳试验测试了混合料劲度模量随加载次数的变化。研究结果表明:从流变性角度分析,橡胶改性沥青的自愈合性能最好,SBS改性沥青次之,基质沥青最差,随着损伤度的增大,以上3种沥青的自愈合指数呈下降趋势;从分子扩散角度考虑,基质沥青的自愈合能力最小,基质沥青愈合裂缝的能力优于SBS改性沥青及橡胶改性沥青。沥青类型及愈合环境对混合料的愈合进程具有重要影响,提高愈合环境的温度可以加速混合料的愈合,破坏程度的增加对混合料的自愈合具有负面影响。     

岩沥青对沥青混合料路用性能的影响

通过室内试验分别从高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损和力学性能方面研究岩沥青对沥青混合料性能的影响,并与基质沥青和SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明：岩沥青对混合料的各项性能均有不同程度的改善作用,其中以高温性能提升的幅度最大,可以通过掺加岩沥青来改善沥青混合料的路用性能;在掺量为混合料的4%时,掺有岩沥青的混合料各方面的性能最优,其性能同SBS改性沥青混合料基本相当,建议在工程中采用掺量为4%的岩沥青来改善混合料的路用性能。     

沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能研究

为了研究不同沥青类型对紫外光老化后沥青混合料高低温性能的影响,分别选取AH70#基质沥青、SK90#基质沥青和改性SBS I-C的沥青混合料进行室内试验,分析不同沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律。试验结果表明:与基质沥青混合料相比,改性沥青混合料具有更好的抗紫外光老化性能,在强紫外光辐射地区,应优先选用改性沥青作为沥青路面结合料;对不同标号的基质沥青,高标号沥青混合料的动稳定度受紫外光老化影响更大,而低标号沥青混合料的低温劈裂强度受紫外光老化影响更大;AH70#AC—13N1型沥青混合料具有较好的高温抗紫外光老化性能,SK90#AC-13 N1型沥青混合料具有较好的低温抗紫外光老化性能。     

高性能沥青的研究

选用合理的改性剂、掺加比例与掺加工艺,制备高性能沥青,对研发的高性能沥青进行技术指标检验;对高性能沥青混合料进行一系列室内试验,包括车辙试验,劈裂强度试验,浸水马歇尔与冻融劈裂试验等。将高性能沥青的试验结果与SBS改性沥青及其混合料对比分析发现,研发的高性能沥青高温性能得到明显改善,疲劳性能与水稳定性也表现良好。     

养生条件对温拌沥青混合料稳定度的影响

为了研究养生温度和养生龄期对温拌沥青混合料稳定度的影响,试验选用了70号基质沥青、SBS改性沥青和ACMP1温拌沥青,制备了AC-13C型沥青混合料,对试件在不同温度和不同龄期的组合条件下进行了养生,测试了马歇尔稳定度和车辙动稳定度。结果表明,养生条件不对基质沥青混合料的稳定度产生影响,但对广义概念上的改性沥青混合料(温拌沥青、SBS改性沥青)产生影响;改性沥青混合料的马歇尔稳定度和车辙动稳定度随养生龄期的延长或养生温度的升高而提高,并逐渐趋于稳定值,且养生龄期的影响作用比养生温度要更重要一些。     

HM-I/SBS复合改性高模量沥青混合料性能研究

HM-I（复合高模量剂）/SBS复合改性沥青综合了高模量沥青与SBS改性沥青的优势，能显著提升混合料的高温性能。采用残留稳定试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、车辙试验、四点弯曲疲劳试验及动态模量试验，分析HM-I/SBS复合改性高模量沥青混合料的路用性能及动态力学性能，并与基质沥青+硬质沥青颗粒及HM-I/基质沥青所制备的混合料进行对比。结果表明，HM-I/SBS复合改性高模量沥青混合料的高温性能、低温性能、水稳定性、抗疲劳性能及动态模量值更为优异，且各项技术指标均满足高模量沥青混合料的需求。     

基于GTM的岩沥青混合料性能研究

岩沥青以其生产便利性及与沥青间的良好配伍性,得到了研究学者的关注。分别对不同岩沥青掺量的基质沥青和SBS改性沥青开展试验研究;基于"干法"工艺,采用GTM法成型不同岩沥青掺量的基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料并开展高温稳定性和水稳定性试验研究。结果表明,随着岩沥青掺量的增加,沥青的粘度和耐热性能逐渐增强,黏附性效果得到改善;沥青混合料的高温稳定性能明显提高,水稳定性有所改善。综合考虑成本问题,推荐岩沥青在基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料中的掺量分别为3.0%和1.0%。     

新型高强沥青及其混合料路用性能与工程示范应用研究

通过在70~#Esso重交基质沥青中掺入高强改性剂以及自研抗车辙剂制成新型高强沥青进行SHRP试验及其混合料路用性能研究。结果表明：添加高强改性剂以及自研抗车辙剂后,新型高强沥青胶结料的抗车辙因子、布氏黏度均较SBS改性沥青和70~#Esso重交基质沥青有显著提高,新型高强沥青PG等级由70~#Esso重交基质沥青的PG 64-22提高到了PG 82-22,提升了4个等级;路用性能方面,相比于SBS改性沥青混合料,新型高强沥青混合料稳定度提升近13%,冻融劈裂比提高2.5%,动稳定度也得到了显著的提高。结合实际工程应用,对示范路段混合料进行了抽检,示范路段混合料级配、渗水系数等指标均符合设计要求。对于南方湿热地区高频重载路段,具有优良抗高温性能和水损害性能的新型高强沥青有着更广泛的应用前景。     

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。     

融雪剂对沥青及其混合料性能的影响

为系统的评价融雪剂对沥青及其混合料性能的影响,选择了氯化钠、氯化钙、醋酸钠三种融雪剂和SK70#基质沥青、SBS改性沥青,开展了两种沥青的针入度、软化点和延度试验及SBS改性沥青混合料的车辙试验、低温弯曲试验和冻融劈裂试验。结果表明,氯化钠、氯化钙和醋酸钠三种融雪剂能改善SK70#基质沥青的温度敏感性和高温性能,但对SBS改性沥青的温度敏感性和高、低温性能不利;SBS改性沥青混合料的水稳定性受融雪剂的不利影响最为严峻,而高、低温性能有一定幅度的下降;建议SBS改性沥青路面在融雪化冰时优先选用氯化钙类融雪剂。     

适用高寒高海拔地区沥青混合料路用性能

为提升沥青混合料在高寒高海拔地区路用性能,用橡胶粉与SBS制备两种改性沥青混合料,与基质沥青混合料进行弯曲破坏试验、冻融劈裂与浸水马歇尔试验、应力控制疲劳试验、车辙试验,测试混合料的低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳性、高温稳定性。结果表明,相比基质沥青混合料,改性沥青混合料的路用性能均有良好改善。其中:橡胶粉改性沥青混合料的最大弯拉应变提升55.8%,劲度模量降低9.6%,低温抗裂性更优;SBS改性沥青混合料的残留强度比与残留稳定度下降2%,水稳定性更优,同时根据疲劳试验结果,证明其具有更长的疲劳寿命;根据动稳定度值的分析,两种改性沥青混合料的高温性能均有明显改善。高寒高海拔地区主要考虑低温抗裂性与水稳定性,相应可优选橡胶粉改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料,可根据实际需要选择适用类型。     

橡胶沥青混凝土路面在港区道路中的应用

针对港区道路的重载交通特性,进行橡胶沥青混合料室内单轴压缩试验、车辙试验及小梁弯曲试验。结果表明:橡胶沥青混合料的回弹模量、高温性能与SBS改性沥青混合料相当,但其疲劳性能最好,比基质沥青混合料高1倍多。将橡胶沥青混合料用于试验路段,结果表明:橡胶沥青路面的路表渗水系数、混合料压实度、构造深度以及表面抗滑系数都能够满足规范基本要求。基于试验,提出港区道路适用的路面结构形式为4 cm橡胶沥青AC-13+6 cm基质沥青AC-20。     

光热耦合作用对SBS改性沥青及其混合料的性能影响研究

对3种沥青（基质沥青、橡胶粉改性沥青以及SBS改性沥青）及其混合料在不同光热耦合条件下的性能进行试验研究,评价SBS改性沥青混合料的抗光热老化性能。结果表明:SBS改性沥青的抗光热耦合老化的性能优于橡胶沥青以及基质沥青;3种沥青混合料的性能随着耦合老化时间的增长而降低,尤其是在5天老化后,沥青混合料的性能出现急剧下降;综合沥青混合料路用性能试验结果发现,SBS改性沥青混合料的抗老化性能明显优于橡胶沥青以及基质沥青。     

沥青及沥青混合料抗油蚀性能分析

汽油、柴油等燃料油会对沥青有溶解作用。首先分析了各种可能产生燃料油泄漏的场合,然后对50号、70号基质沥青及SBS改性沥青进行了沥青混合料浸油后的质量损失、车辙试验及劈裂试验,并对沥青胶结料进行了浸油后的动态剪切流变试验。通过分析可知,沥青在经燃油浸泡后性能会有较大的下降,低标号沥青比高标号沥青具有更好的抗油蚀性能,改性沥青比基质沥青具有更好的抗油蚀性能。