基于DMA方法的相变改性沥青黏弹特性及低温性能研究

为了探究相变改性沥青的黏弹特性与低温性能，采用DMA方法进行了频率扫描试验和温度扫描试验，对试验结果进行了统计分析，测定计算了不同掺量的相变改性沥青的储能模量、损耗因子扫描曲线及玻璃态转变温度，分析了相变改性沥青的黏弹特性，通过沥青弯曲蠕变劲度试验，研究了相变改性沥青的低温性能，并对黏弹特性和低温性能进行了相关性分析。研究结果表明：相变材料的加入可降低沥青的玻璃态转变温度、储能模量和蠕变劲度模量，提高损耗因子和蠕变劲度变化斜率，可提升沥青“黏性”分量，改善低温性能；相变改性沥青的储能模量、损耗因子和玻璃态转变温度均与蠕变劲度模量存在良好的相关性，可利用黏弹特性指标对相变改性沥青的低温性能进行评价。     

改性沥青低温颈度模量测定方法研究

介绍测定改性沥青在低温时颈度模量的一种简单而有效的方法，该法对于评价改性沥青的低温性能具有实际意义，可供生产，科研部门参考。     

有机硅/SBS复合改性沥青技术性能研究

为了研究有机硅/SBS复合改性沥青技术性能，通过变化有机硅/SBS比例掺量，以AH-70沥青进行复合改性，采用针入度、软化点、延度、储存稳定性、RTFOT老化、光氧模拟老化及BBR试验，综合评定复合改性沥青高温、低温及抗老化性能。结果表明：开发的有机硅/SBS复合改性沥青在有机硅掺量为2.5%、SBS掺量为3.5%时，满足改性沥青技术指标要求；RTFOT及紫外光模拟老化后，270 min老化前后针入度比为85%、延度比为79.5%、软化点比为106%,分别较SBS改性沥青提高了29%、54.5%、32%,抗老化性能明显增强；在BBR试验加载240 min时，低温抗裂性能评价指标J(t)值为0.005 8,较SBS改性沥青提高了71%,提高了低温抗裂性。可见，研发的有机硅/SBS复合改性沥青较SBS改性沥青具有更优良的抗老化性能、储存稳定性及低温抗裂性能。     

硅藻土改性沥青混合料路用性能研究

对硅藻土改性沥青及其混合料进行了一系列室内试验研究，包括沥青的技术性能试验，沥青混合料的高温车辙试验，低温弯曲劈裂试验，残留稳定度和冻融劈裂试验以及弯曲疲劳试验。研究结果表明硅藻土能改善沥青的高温、低温和抗老化性能；且硅藻土改性沥青混合料能显著提高混合料的水稳定性、低温性能，高温稳定性和抗疲劳性能，具有良好的路用性能，是一种值得推广的改性沥青混合料。     

改性沥青低温性能评价指标的研究

鉴于目前国内外没有公认的、比较合理的改性沥青低温抗裂性能评价指标,该文建立了常用改性沥青低温性能指标和沥青混合料低温性能的关联性.依据试验中各种评价指标与沥青混合料低温性能关联度的排序结果,得到临界开裂温度与沥青混合料低温性能的关联度最好.根据沥青性能指标与沥青混合料低温性能的关联度都较小,在评价改性沥青低温性能时,采用粘弹指标比常规指标能更好地反映改性沥青的低温性能.     

聚合物对改性沥青性能影响的综合评价

用常规和SHRP 等方法评价不同类型的聚合物改性沥青(PE、PE／SBS、SBR、SBS、Stylink SBS类)，同时测定其储存稳定性能。经过不同时间的PAV老化：10h，20h，40h模拟路面不同使用年限胶结料的状态。评价结果表明：PE类改性沥青提高了一些沥青的高温性能但却损失了低温性能。SBR类改性沥青低温延度增加但其低温抗开裂能力并不理想。Stylink SBS类改性沥青同时从高低温两方面增加了沥青的PG分级范围和使用范围，其性能明显优于普通物理改性的SBS改性沥青。     

橡胶粉改性沥青混合料低温抗裂性能的试验研究

为了检验橡胶粉改性沥青混合料的低温性能,文章通过低温弯曲试验,对不同配比的橡胶粉改性沥青混合料低温抗裂性能进行试验研究,并与普通沥青混合料的试验结果进行了对比,结果表明,橡胶粉改性沥青混合料的低温抗裂性能明显提高。     

中东岩沥青复合改性沥青低温性能研究

为了研究中东岩沥青作为改性剂对于改性沥青低温性能的影响,采用BBR试验方法,对不同掺量下的岩沥青改性沥青、TB+岩沥青复合改性和TB+SBS+岩沥青复合改性沥青的劲度模量和蠕变曲线斜率进行试验,结果表明岩沥青掺量小于4%时对于改性沥青低温性能有利,大于8%时大幅降低改性沥青低温性能;高掺量的TB加入能够在一定程度弥补岩沥青对低温性能造成的不利影响;SBS对于低温性能有利,但影响不大。     

高模量改性沥青低温性能多指标评价研究

为准确评价高模量改性沥青的低温性能，选取了有代表性的3种高模量剂以不同掺量进行高模量改性沥青的制备，通过傅里叶红外光谱试验研究了高模量剂对沥青的改性机理，并在-12℃下开展了样品压力老化下的BBR试验，得到各高模量改性沥青的劲度模量S、蠕变速率m等低温参数。利用Burgers模型分别对3种高模量改性沥青蠕变柔量曲线进行拟合，通过劲度模量S、蠕变速率m以及Burgers模型参数构建了低温评价指标，即k指标、黏性流动参数η₁和综合柔量参数J_C,并分别与混合料的最大弯拉应变进行相关性分析。结果表明：k指标、η₁和J_C相对S和m值，综合考虑了沥青的应力松弛能力和变形能力，且与混合料的最大弯拉应变具有显著相关性，能够更加科学准确地对高模量改性沥青的低温性能进行评价。不同高模量改性沥青所表现的低温性能也不尽相同，进行多指标评价研究，能在一定程度上为工程应用提供理论参考。     

改性沥青低温性能评价指标研究

鉴于目前国内外没有公认的、比较合理的改性沥青低温性能评价指标,运用灰色关联理论建立常用改性沥青低温性能评价指标和沥青混合料低温性能的关联性。依据试验中各种评价指标与沥青混合料低温性能关联度的排序结果,得到临界开裂温度与沥青混合料低温性能的关联度最好,接下来依次是SHRP低温分级、粘温系数m和低温损失模量,而沥青的低温针入度、延度和当量脆点、弯曲应变能与沥青混合料低温性能的关联度都较小。结果表明,在评价改性沥青低温性能时,采用粘弹指标比常规指标能更好地反映改性沥青的低温性能。     

活化废胶粉改性沥青性能评价

以废胶粉改性沥青和活化废胶粉改性沥青为研究对象,应用沥青常规性能指标变化程度评价方法,采用针入度指数、软化点及当量软化点、当量脆点、低温延度、弹性恢复率等指标,对比分析了两类改性沥青的高、低温性能.结果表明:活化废胶粉改性沥青在感温性、高温稳定性、低温抗裂性等方面都优于普通废胶粉改性沥青.     

SBR和RET复配改性沥青的流变性能分析研究

为了探讨SBR和RET复配改性沥青的性能优势,通过原材料的选取,试验首先制备了二者复配、单一及SBS改性沥青,并分析了其常规性能指标的变化。在此基础上,借助动态剪切流变仪(DSR)对比分析了不同应力水平下各改性沥青在高温区间的流变性能,以及采用弯曲梁流变仪(BBR)对比评价了不同温度条件下的低温流变性能。分析结果表明:SBR和RET复配改性沥青高低温性能突出,3%SBR和1.5%RET复配改性沥青具有与4%SBS改性沥青相当的高温性能,且低温性能显著高于4%SBS改性沥青,以及RET改性剂具有显著提升改性沥青热存储稳定性的作用;DSR试验表明:3%SBR和1.5%RET改性沥青在整个高温区间内具有最优的弹性恢复性能和抗残余永久变形能力,从而赋予了基质沥青优异的承受交通荷载的能力,且其具有最低的中低温感温性能;BBR试验表明:随RET掺量的提高,RET单一改性及SBR和RET复配改性沥青的低温性能均下降,即RET掺量的提高不利于沥青低温性能的发挥,但3%SBR和1%RET复配改性沥青的低温性能优于4%SBS改性沥青,且3%SBR和1.5%RET复配改性沥青具有最低的低温感温性能。     

纳米碳酸钙/二氧化钛与SBS复合改性沥青流变性能研究

利用高速剪切法制备纳米CaCO3/TiO2/SBS复合改性沥青,采用正交试验,通过常规性能试验确定复合改性沥青中3种改性剂的最佳配比,并对比分析了基质沥青、SBS改性沥青和复合改性沥青高温和低温时的流变性能.结果 显示:复合改性沥青中改性剂的最佳配比为:1％纳米TiO2 +4％纳米CaCO3 +4％ SBS;与基质沥青和SBS改性沥青相比,复合改性沥青具有更好的高温抗车辙能力,但耐疲劳性能低于SBS改性沥青;复合改性沥青的施工温度比基质沥青和SBS改性沥青分别高20℃和5℃;复合改性沥青的低温性能优于基质沥青,但比SBS改性沥青的低温性能差.     

基于老化程度的SBS复合改性沥青低温流变性能分析

为研究温度与老化程度对SBS复合红油增塑剂及C9石油树脂改性沥青低温流变性能的影响,采用弯曲梁流变试验(BBR)对3种老化程度条件下的SBS复合改性沥青低温流变性能进行研究,并与基质沥青和SBS改性沥青进行对比分析。研究表明,掺加增塑剂的SBS改性沥青低温性能优于其他沥青,但随温度下降及老化程度加深增塑剂对其改性沥青低温性能改善作用明显下降;掺加石油树脂的SBS改性沥青低温性能最差,但可以改善其改性沥青抗老化性能。通过松弛弹性模量主曲线方法分析可知,老化程度是影响沥青应力松弛能力的主要因素,因此建议通过减缓沥青老化程度的方法来延长其使用寿命。     

基于半圆弯拉试验的多聚磷酸改性沥青混合料低温性能改善研究

基于改善多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料低温抗裂性能,室内采用半圆弯拉试验(SCB试验)探讨复合改性沥青或混合料中添加纤维方式的改善效果;并针对纤维改善方案,分析了纤维类型和纤维掺量对PPA改性沥青混合料低温性能的影响及显著性。结果表明:PPA改性沥青混合料中使用复合改性沥青或添加纤维均可改善其低温抗裂性能,相应方案的改善效果优劣依次为PPA/SBR复合改性沥青、PPA/SBS复合改性沥青和PPA/玄武岩纤维,但对于采用Shell-70沥青制备的PPA改性沥青混合料而言,PPA/SBS复合改性沥青和玄武岩纤维两种方案对应的改善效果差异不大;纤维改善PPA改性沥青混合料低温性能的效果与纤维类型和纤维掺量密切相关,其中纤维掺量的影响相对较大;玄武岩纤维、聚酯纤维和木质素纤维以复合方式添加,基本能够达到与玄武岩纤维相同的改善效果。使用复合纤维达到了改善低温性能和降低成本的双重目的,从而为改善PPA改性沥青混合料的低温性能提供一种新的尝试。     

高弹改性沥青的流变性响应

为研究高弹改性沥青胶结料性能,对其进行感温性能、高温性能、低温性能及疲劳性能试验,考察高弹改性沥青胶结料在不同条件下的流变响应特性.试验结果表明:高弹改性沥青较软,且温度敏感性较小,温度高于135℃后,高弹改性沥青呈牛顿流体性质,可以采用旋转粘度试验对其测试;老化前后,高弹改性沥青的软化点较SBS改性沥青分别高28.8％和26.4％,76℃和82℃下2种沥青胶结料的抗车辙因子相当,而高弹改性沥青的抗车辙因子随温度的变化率较为稳定;老化前后的高弹改性沥青低温延度分别为SBS改性沥青的2倍和1.4倍,其低温PG分级分别较SBS改性沥青低2个和1个等级,蠕变劲度较小,其低温流变性较好;高弹改性沥青胶结料的DSR疲劳性能指标约为SBS改性沥青的1/6,其应变较大,抗疲劳性能优良.     

硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的低温流变性能试验研究

已有研究表明,硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的高温性能明显好于基质沥青,而对其低温性能改善作用仍不明确。为了评价硅藻土-玄武岩纤维复合改性材料对沥青低温性能的作用,通过BBR试验对6组不同掺量的硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青低温流变特性进行研究。选用Burgers模型描述复合改性沥青的低温流变行为,获取相应粘弹性参数对其低温流变性能进行分析。结果表明,Burgers模型对硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的流变行为拟合效果理想。硅藻土的加入削弱了沥青的低温性能,随着玄武岩纤维质量分数的增多,沥青的低温抗裂性能和应力松弛能力先降低后增加。相比于基质沥青,掺量为(7. 5%和4%)的硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的低温性能得到提高,并且硅藻土-玄武岩纤维复合改性沥青的低温抗裂性优于硅藻土改性沥青。     

胶粉掺量对橡胶改性沥青低温性能的影响

通过弯曲梁流变(BBR)试验分析不同掺量橡胶改性沥青以及胶粉复合SBS改性沥青的低温性能。结果显示,随着胶粉掺量的增加,橡胶改性沥青的劲度模量逐渐下降,蠕变速率逐渐增加,沥青逐渐变软,低温变形以及应力消散能力逐渐提升,低温性能逐渐提升;当胶粉掺量达到18%时,其低温PG分级相较于基质沥青可提升一个等级。对于胶粉复合SBS改性沥青,随着SBS的加入,橡胶改性沥青的劲度模量稍有提高,然而蠕变速率也增加,说明加入SBS使得橡胶改性沥青变硬的同时,也提升了其低温变形能力以及应力消散能力;当胶粉掺量从5%增加至18%时,其低温劲度模量降低约50%。     

温拌胶粉改性沥青低温性能研究

为深入研究温拌胶粉改性沥青的低温性能,采用低温弯曲梁流变仪(BBR),测试不同类型温拌胶粉改性沥青的劲度模量和蠕变速率等低温性能评价指标,系统分析了胶粉细度、胶粉掺量以及温拌剂掺量等3个因素对温拌胶粉改性沥青低温性能的影响规律。试验结果表明,胶粉掺量是影响温拌胶粉改性沥青低温性能的最主要影响因素,其次是胶粉细度和温拌剂掺量,但胶粉掺量与胶粉细度的影响作用差距不大。温拌胶粉改性沥青的低温性能随胶粉细度和胶粉掺量的增加而提高,随温拌剂掺量的增加而降低。综合考虑,采用胶粉细度60目,胶粉掺量20%,温拌剂掺量3%制备的温拌胶粉改性沥青的低温性能最佳。     

脱硫胶粉改性沥青性能的研究

采用低温高剪切工艺制备了胶粉改性沥青,对比分析了脱硫胶粉和硫化胶粉改性沥青的基本路用性能,研究了相容剂对脱硫胶粉改性沥青性能的影响。结果表明:随着脱硫胶粉用量的增加,改性沥青的软化点升高,25℃针入度减小,5℃延度提高,165℃黏度增大。脱硫胶粉改性沥青较硫化胶粉改性沥青具有更好的低温性能。相容剂的加入增强了脱硫胶粉与沥青的相互作用,提高了改性沥青的性能。