基于动态剪切流变试验的沥青高温性能研究

沥青结合料的高温性能对沥青路面的使用影响很大.文中通过对8种沥青结合料进行常规指标和RTFOT老化前后的动态剪切流变试验,采用性能指标对比分析方法,将试验所用沥青进行性能优劣排序.发现采用传统的指标体系难以准确描述沥青高温性能,而动态剪切流变试验确定的车辙因子能客观评价沥青的高温性能,车辙因子越大,沥青结合料的高温性能越好.     

基于动态剪切流变试验的沥青高温性能评价

沥青的高温稳定性作为沥青路面材料设计的输入参数之一,能够保证沥青路面使用寿命内不发生严重车辙病害。为了探究沥青的高温黏弹性行为,选取三种基质沥青和两种改性沥青,利用动态剪切流变仪（DSR）对其高温性能进行测试。对比了不同沥青的软化点、PG高温分级结果和多应力重复蠕变试验（MSCR）实验结果的一致性。试验结果表明,采用不同实验所得的结果具有一致性,改性沥青的高温性能优于基质沥青。改性沥青的软化点、车辙因子（G*/sin δ）和蠕变回复率（R）均大于基质沥青,而不可回复蠕变柔量（Jnr）小于基质沥青。此外,基于DSR的测试指标相比针入度和软化点能够更好地表征沥青的黏弹性性能,并且更好地模拟在实际路面上车辙的产生发展过程。     

布敦岩沥青改性沥青胶浆高温动态流变性能的试验研究

为了评价不同掺量的布敦岩沥青对基质沥青的改性效果,采用先进的动态剪切流变仪Advanced Rheometer(AR)对岩沥青改性沥青胶浆的高温动态流变性能进行了试验研究,主要评价指标有相位角、储能模量、车辙因子和动粘度等。研究发现岩沥青改性沥青胶浆的高温性能明显优于基质沥青;车辙因子和动粘度指标显示岩沥青改性沥青胶浆具有与SBS改性沥青胶浆相当的抗车辙性能,但是,其温度敏感性高于SBS改性沥青胶浆;岩沥青掺量对胶浆性能影响较明显,岩沥青与基质沥青质量比达到1∶1时,沥青胶浆的高温性能已经得到明显改善,可以满足路面使用性能要求。     

纤维沥青胶浆流变性能的试验研究

为考察纤维沥青胶浆的高温性能和流变性能,对掺不同种类和剂量纤维的沥青胶浆进行不同温度下的粘度试验和动态剪切流变试验,分析纤维沥青胶浆的粘度、复数模量、相位角和抗车辙因子的变化规律,同时分析粘度与抗车辙因子的相关性。研究结果表明,纤维对沥青胶浆有明显的增粘与增弹作用,其中聚酯纤维最大,其次为木质素纤维,矿物纤维最弱;随着纤维掺量的增大,纤维增粘和增弹作用逐步发挥,当掺量达到沥青质量的0.04％时,纤维沥青胶浆的粘度、复数模量和抗车辙因子显著增大而相位角显著降低;纤维沥青胶浆的粘度与抗车辙因子存在良好的线性关系。     

基于活化温度的橡胶沥青流变及微观性能研究

为提高胶粉在沥青中的分散性和稳定性,探索不同活化温度下橡胶沥青的反应机理,采用布氏黏度及流变试验对不同活化温度下橡胶沥青的性能变化规律进行了研究,并结合荧光显微、红外光谱试验探究橡胶沥青微观结构变化。结果表明:荧光显微技术能清楚真实的观测到胶粉与沥青的交互状态;随着活化温度的升高,橡胶颗粒脱硫降解作用加剧,胶粉的交联结构在高温作用下不断被破坏,较低的活化温度下胶粉既能充分溶胀脱硫又可保留较好的力学性能;红外光谱测试证实,活化温度升高导致橡胶分子主链断裂,是胶粉在沥青中力学性能贡献下降的原因。     

低标号硬质沥青动态剪切流变试验分析研究

采用动态剪切流变仪(DSR)在不同温度下测定3种标号沥青试样的动态剪切流变性状参数,分析了低标号硬质沥青的性能。     

生活垃圾焚烧飞灰沥青胶浆流变性能试验研究

为探索生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)作为填料对沥青胶浆流变性能的影响,通过改变飞灰替代矿粉的质量分数(0%,30%,40%,50%,60%)制备粉胶比为1. 0的飞灰矿粉复合沥青胶浆。分别利用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)实验来研究不同飞灰掺量下沥青胶浆在高温和低温条件下的黏弹性质,并分析影响原因。试验结果表明:与矿粉沥青胶浆相比,当飞灰替代矿粉的质量分数由30%增长到60%时,沥青胶浆的车辙因子平均提高13. 35%,蠕变劲度平均增长60. 10%,沥青胶浆的高温抗车辙能力逐渐提高,而低温抗裂性能明显降低;沥青胶浆的低温抗裂性能是影响飞灰掺量的主要因素,且当飞灰掺量大于50%时,车辙因子增长速率趋近为零,而蠕变劲度增长速率显著变大;综合考虑沥青胶浆流变性能和飞灰资源化利用,确定飞灰替代矿粉最佳质量分数为50%,供生产和控制用量时参考。     

沥青胶浆路用性能的流变试验研究

采用DSR、BBR等流变试验设备对多种沥青胶浆进行试验,研究粉胶比、温度对沥青胶浆的抗车辙、疲劳和抗低温开裂等路用性能的影响.试验测试结果表明,粉胶比和温度埘沥青胶浆的路用性能产生非常人的影响:粉胶比增加或温度降低可以提高胶浆的抗车辙性能,但同时降低了胶浆耐疲劳性能和低温松弛性能;研究得出胶浆路用性能指标与粉胶比以及温度的三维回归公式,并分析了公式往不同条件下的预测精度.     

高模量沥青材料流变性能研究

沥青路面车辙严重影响其服务质量,高模量改性沥青及沥青混合料是改善沥青路面车辙的途径之一。现对特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青、35号硬质沥青以及高掺量SBS改性沥青的流变性能进行了研究,结合3大指标分析发现:TLA、SBS改性均可有效降低沥青标号,使针入度下降至50(0.1mm)以下;3种高模量沥青改性后标号大小关系为:TLAHMB-CSBS;高模量改性沥青的动态模量显著高于基质沥青,以动态模量为评价指标,3种高模量沥青优劣排序为:30%TLA HMB-C5%SBS;CAM模型不仅可以用于预测基质沥青动态模量,同时也能良好应用于高模量改性沥青。     

基于动态剪切流变试验的沥青胶浆水敏感性研究

通过将动态剪切流变仪(DSR:Dynamic Shear Rheometer)中的传统不锈钢界面改进为陶瓷界面,提出了一种新的评价沥青结合料水敏感性的试验方法.据此选取消石灰和硅石两种矿粉,分别采用不同矿粉掺量与21种不同PG分级的沥青混合,制备出沥青胶浆试样,并分别在水域和空气域中进行了DSR测试.抗车辙因子G*/s...     

聚丙烯纤维增强沥青胶浆的流变性能试验研究

研究了不同掺量(0~2.5%)聚丙烯纤维(PP纤维)对沥青胶浆针入度、软化点以及动态剪切模量等流变性能影响的规律,并采用扫描电镜(SEM)对其微观增强机理进行了分析。试验结果表明:随着PP纤维掺量的增加,沥青胶浆的锥入度逐渐降低,软化点逐渐提高。PP纤维的加入,改善了沥青胶浆的热敏性和高温下抗永久变形的能力。通过微观结构分析,可知由于分散在沥青胶浆中的PP纤维起到了桥连的作用,使其应力分散,从而提高了沥青胶浆的稳定性。     

SBS改性沥青、宽域沥青和重交沥青疲劳性能试验研究

通过对壳牌SBS改性沥青(Caribit)、壳牌宽域沥青(Multiphalte)和壳牌重交AH-70等3种沥青进行原样及RTFOT后的DSR试验,以及3种沥青拌制的AC-13型沥青混合料小梁弯曲疲劳试验(应力控制模式),探讨了3种沥青在疲劳性能方面的差异;验证了DSR试验结果与沥青混合料小梁弯曲疲劳试验(应力控制模式)结果的相关性。     

生物改性橡胶沥青流变性能研究

为研究生物沥青掺量对生物改性橡胶沥青流变性能的影响,对不同掺量的(0%、5%、10%、15%、20%和30%;生物沥青占总沥青质量的比值)生物改性橡胶沥青进行黏度试验、DSR试验、BBR试验以及傅立叶红外光谱试验(FTIR)。试验结果表明:随着生物沥青掺量的增加,生物改性橡胶沥青的黏度值逐渐减小。当生物沥青的掺量由0%增加到10%时,生物改性橡胶沥青的黏度显著减小,降幅约52%。生物改性橡胶沥青的G*值逐渐降低、δ不断增大、车辙因子逐渐减小,生物改性橡胶沥青抵抗变形的能力减弱,高温性能变差。当生物沥青的掺量为20%和30%时,生物改性橡胶沥青的车辙因子不能满足规范要求。生物改性橡胶沥青的蠕变劲度S值变小,m值增大,低温抗裂性随着生物沥青掺量的增加而逐渐提高。生物沥青与橡胶沥青混合并未产生新的官能团,是物理上的混溶,建议生物沥青的掺量为15%左右。     

高RAP掺量热再生沥青混合料动态流变性能研究

为研究热再生沥青混合料在不同温度区间的动态流变性能,通过动态模量试验,测定不同温度时,动态模量E*、相位角θ、疲劳因子E*sinθ和车辙因子E*/sinθ随加载频率和RAP掺量的变化。试验结果显示,随着频率的增大,动态模量逐渐增大,而相位角随频率的变化规律与温度有关。RAP的掺入会使动态模量增大,相位角减小;随着RAP掺量的增多,中温时的疲劳因子逐渐增大,抗疲劳性能降低;当RAP掺量大于50%时,抗疲劳性能大幅降低;高温时车辙因子随RAP掺量的增多逐渐增大,抗车辙能力逐渐增强,当RAP掺量大于50%时,再增大RAP掺量对车辙因子的提高幅度有限。综合考虑当RAP掺量为50%时,沥青混合料在具有良好高温性能的同时能兼顾较好的中低温性能。     

4mm DSR试验与BBR试验评价沥青低温流变性能比较研究

为更便捷、使用更少沥青样品来评价沥青低温流变性能,美国提出了使用DSR动态剪切流变仪和4mm(或8mm)平行板夹具的新的试验方法,称为4mm DSR试验。为验证该方法的有效性,基于4mm DSR试验方法并采用8mm平行板,评价不同种类沥青的低温流变性能,同时采用BBR试验进行比较。结果表明4mm DSR试验数据与BBR试验有较强线性相关性,且试验结果离散性更小,可以作为低温性能评价的补充试验。试验结果说明,30#沥青低温性能有限,而50#沥青的低温流变性能与70#及SBS改性沥青接近。     

纳米材料改性温拌橡胶沥青流变性能的影响试验研究

为了研究不同纳米材料对胶粉沥青高低温性能的影响,采用70号基质沥青、60目脱硫胶粉、Sasobit、有机纳米蒙脱土、纳米TiO2制备4种改性沥青进行试验研究.利用动态剪切流变(DSR)试验、弯曲梁流变(BBR)试验、多应力蠕变恢复(MSCR)试验,测试5种沥青的G*/sinδ、G*、S、m、Jnr、Rnr值等参数.试验...     

沥青混凝土温度应力试验研究

沥青混凝土路面的低温开裂问题一直是道路工程界人士研究的一个热点问题，美国公路发展战略（SHRP）综合分析了以前各种用于分析、研究沥青混凝土温度开裂问题的试验方法后，认为只有约束试件温度应力试验（TSRST）能正确的模拟路面的现场情况，提出采用约束试件温度应力试验（TSRST）来研究沥青路面的低温开裂问题，还提出了相应的试验标准，对试验数据的分析、处理等也提出了一整套方法，笔者在采用TSRST进行大量试验的基础上，指出SHRP提出的温度应力典型曲线的不足，提出了完整的温度应力曲线规律，最后探讨了初始温度降温速率等对温度应力的影响。     

生物再生剂再生沥青流变性能研究

为研究生物再生剂再生胶结料的流变性能,分析比较了基质沥青及SBS改性沥青的原样、老化沥青及不同掺量下的再生沥青流变性质。首先,通过旋转薄膜烘箱、压力老化获取了长期老化沥青,随后将老化的沥青与5%和10%的生物再生剂混合制备再生沥青,最后通过黏度试验、温度扫描及弯曲蠕变试验测试了原样沥青、老化沥青及再生沥青的流变性能。试验结果表明,生物再生剂的加入会使得老化沥青的各项性能向原始沥青靠近,其中车辙因子及黏度变化尤为明显,表现为添加10%的生物再生剂有助于将长期老化沥青的和易性和抗车辙能力恢复到原来的水平,但是疲劳因子及低温性能影响较弱,表现为添加10%的生物再生剂后两种老化沥青的疲劳因子仅降低30%,离原样沥青差距明显。此外,对比两种沥青的再生沥青可以发现,SBS改性沥青的再生需要考虑的情况更为复杂,简单的组分调和无法使得老化的改性沥青性能得到良好恢复。     

温拌再生沥青混合料试验温度及路用性能研究

本文采用Evotherm型温拌剂,通过对AC-13、AC-20两种混合料进行马歇尔试验,确定了温拌再生沥青混合料的试验温度;并检验了温拌再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等性能,结果表明温拌再生沥青混合料的路用性能良好。     

沥青混合料动态模量温度修正研究

为分析和评估沥青路面的承载能力,以及研究在车辆荷载的反复作用和环境影响下沥青层模量的衰减规律,需对沥青层反算模量进行温度修正,在相同的温度条件下进行比较。为了得到沥青层反算模量或沥青混合料动态模量温度修正系数,通过室内成型沥青混合料试件或现场路面取芯,应用简单性能试验机(SPT)测试沥青混合料试件的动态模量,回归沥青混合料动态模量与温度关系模型,建立沥青混合料动态模量温度修正模型。结果表明:指数函数能较好地拟合沥青混合料动态模量与温度的关系,推荐的沥青混合料动态模量温度修正模型能很好地反映沥青混合料在标准温度下的模量值。