沥青低温性能评价指标的灰色关联度分析

为了改进和优化沥青的低温性能评价指标,采用灰色关联理论计算分析了改性沥青和不同老化程度沥青的延度、针入度等常见指标与美国SHRP计划的弯曲梁蠕变试验指标的关联度。结果表明,沥青的韧性比和15℃针入度与弯曲梁蠕变试验指标具有较高的关联度,能反映改性沥青和老化沥青的低温性能。研究结果可供低温地区选择沥青结合料时参考。     

沥青低温性能评价指标的灰色关联度分析

为了改进和优化沥青的低温性能评价指标,采用灰色关联理论计算分析了改性沥青和不同老化程度沥青的延度、针入度等常见指标与美国SHRP计划的弯曲梁蠕变试验指标的关联度。结果表明,沥青的韧性比和15℃针入度与弯曲梁蠕变试验指标具有较高的关联度,能反映改性沥青和老化沥青的低温性能。研究结果可供低温地区选择沥青结合料时参考。     

SHRP沥青性能分级量度的探讨

利用SHRP胶结料试验仪器,基于表征沥青路用性能的流变力学指标,测试了不同标号、不同老化程度的道路沥青在一定适用温度范围内的性能特征.分析结果表明,胶结料高温指标车辙因子G＊/sinδ对于不同标号沥青的响应程度较低温指标劲度模量S明显偏大.也即,6℃量度的SHRP温度分级在反应不同沥青使用高温与使用低温性状的差异时并不协调.进一步分析得出,与目前针入度级方法比较,在评定试验沥青低温性能的量度方面,SHRP方法的温度分级量度偏大.     

丁苯橡胶改性沥青老化前后性能对比分析

为研究丁苯橡胶对基质沥青使用性能的影响程度,采用原样与短期老化(RTFOT)状态下3种沥青,通过沥青针入度、旋转黏度、弯曲蠕变劲度试验结果得到针入度指数(PI)、针入度—黏度指数(PVN)、黏温指数(VTS)、劲度模量S和蠕变速率m等指标评价SBR改性沥青温度敏感性及抗老化性能,并采用红外光谱(IR)分析其改性机理。研究表明:基质沥青中加入SBR可以有效地降低其温度敏感性,并可提高沥青低温及抗老化性能;通过IR分析表明SBR与基质沥青发生物理交联反应,且SBR的加入使羰基、亚砜基吸收峰强度减弱,有效地减缓了沥青的老化程度。     

不同胶结料对改性沥青低温特性的影响

采用约束试件温度应力试验(TSRST)、弯曲梁蠕变试验(BBR)和直接拉伸试验(DT)对聚合物沥青胶结料的低温流变特性与混合料的抗低温性能的线性相关性进行了探讨,重点研究了具有相同基质沥青PG等级、不同化学改性沥青混合料的低温断裂温度,对11种沥青胶结料的L(临界开裂温度)、BBR蠕变劲度(S)开裂温度、蠕变速率m值开裂温度以及各胶结料老化龄期进行了比较试验.试验表明:TSRST断裂温度与抗开裂的Tσ、BBR(S)开裂温度、m值开裂温度以及BBR极限温度的线性相关性都较差,但与Tσ的回归直线剔除ESI(乙烯-苯乙烯共聚物)数据点后,其相关系数由0.54增大到0.85.集料类型对TSRST断裂温度一般没什么影响,但在花岗岩中掺人熟石灰后可明显降低低温断裂温度.改性沥青胶结料经过2～24 h的短期老化(STOA)后其断裂温度与没有老化的PG等级为70-22的未改性沥青胶结料的断裂温度相近.     

关于沥青关键性能指标的讨论

通过误差改变以及不同温度下SHRP动态剪切模量和低温弯曲劲度的变化分析误差与温度对针入度指数PI、当量软化点T800和当量脆点T1.2的影响。分析测力延度试验中力对延度变化的影响,阐述单一延度局限性存在的原因。     

青藏高寒区改性沥青低温弯曲蠕变试验分析

青藏高原寒冷地区年平均气温低,温差大,冻融循环频繁,并且日照时间过长导致紫外线辐射老化严重,故沥青性能要求不同于一般地区。基于SHRP中BBR试验,开发一套相对简单的沥青小梁弯曲蠕变试验设备,通过低温弯曲蠕变试验、老化后低温弯曲蠕变试验,分析6种西藏地区常用改性沥青在不同温度下老化前后的蠕变劲度模量与蠕变应变速率,表征各改性沥青在低温区间的温度敏感性以及其抗老化性能。结果表明:SBS(I-B)改性沥青低温温度敏感性最佳,可显著提高沥青路面低温性能;SBS(I-A)抗老化性能最好,可减少由于日照时间长,紫外线辐射严重,沥青老化,粘结力下降所引起的各种病害。     

老化与低温耦合作用下沥青路用性能衰减效应研究

选用盘锦#90沥青和SBS改性沥青为研究对象。对沥青样本进行老化处理和相应的低温处理,测试沥青胶浆的低温弯曲极限破坏应变及低温弯曲极限破坏强度,采用弯曲梁流变试验测试沥青的蠕变劲度变化率,并采用沥青玻璃态转化温度解析老化与低温耦合作用下沥青及沥青胶浆性能衰减机理。研究结果表明:当老化与低温共同作用时,沥青及沥青胶浆的路用性能衰减程度显著,对其正常使用产生不利影响。在我国低温区进行沥青混合料设计时,应充分关注沥青的老化作用,并以此弱化老化与低温的耦合作用效应。     

加拿大改进的沥青弯曲梁流变试验(EBBR)介绍

沥青路面低温开裂破损现象非常普遍,目前国际上广泛采用SHRP提出的沥青弯曲梁流变试验(BBR)进行预防,但低温开裂现象仍然普遍存在。该文介绍加拿大安大略省基于BBR试验而成功研究和推广应用的改进弯曲梁流变试验(EBBR)方法,该方法致力于完全避免或减少沥青路面早期开裂或过量开裂问题。EBBR将BBR中的1个低温养护温度、1h养护时间及1个低温测试温度的试验方法进行了拓展,提出了2个低温养护温度、3个养护时间、2个低温测试温度的试验方案,除常规蠕变劲度及其变化率指标外,增加了低温等级损失指标来评价路面沥青的低温性能。该文重点介绍了EBBR与BBR方法的差异、试验方案、数据采集方法、数据计算分析方法、研究推广应用情况等。     

就地热再生老化沥青室内外再生效果差异试验研究

为研究就地热再生老化沥青室内外再生效果的差异,采用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)对比了室内外老化沥青和再生沥青的高低温流变性能,采用傅里叶红外光谱(FTIR)分析了不同状态沥青的官能团组成,并对就地热再生路面的长期使用性能进行跟踪。结果表明:现场再生利于提升再生路面抵抗高温流变变形能力,新沥青在现场施工时短期老化程度偏大,原路面老化沥青经高温加热后发生了二次老化,具体表现为失效温度升高,羰基指数和亚砜基指数增大,低温抗裂性能下降;加入再生剂后室内外再生沥青的蠕变劲度S分别下降12.24%、9.4%,蠕变速率m分别提高28.57%、24.13%,再生剂对室内老化沥青低温抗裂性能的改善效果优于现场再生;相比于铣刨重铺技术,就地热再生养护路段的车辙深度增长较为缓慢,疲劳裂缝比例上升较快,该现象可从室内外再生沥青流变性能的差异得以解释。     

沥青材料感温性与其混合料高温稳定性关系研究

选用5种沥青分别进行5个温度下的针入度和动力粘度试验,用指标PI、PVN25-60、CI、PVN25-135来评价沥青材料感温性的大小。结果表明,前3种指标评价结果是相同的,后两种与前3种有微小的差别,总体趋势差别不大。在此基础上,对所选的沥青针对同一种级配AC-13做混合料车辙试验,研究沥青材料的不同感温性指标与其混合料高温稳定性之间的关系,比较分析了各感温性指标与动稳定度的相关性。结果表明,感温性指标PI和CL与动稳定度的相关性好,沥青材料的感温性越好,其混合料的高温抗车辙性能就越好。     

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。     

沥青混合料浸水马歇尔试验方法改进研究

针对沥青混合料浸水残留稳定度超100%的现象,开展了改性沥青和基质沥青在水浴(60℃、48h)和空气浴(60℃、48h)中的老化试验研究,并提出了改进的浸水马歇尔试验方法。结果表明:沥青在水浴和空气浴条件下老化程度排序为:短期老化>空气浴老化>水浴老化>原样;现有的浸水马歇尔试验无法排除沥青老化对稳定度的影响,造成残留稳定度经常超过100%,试验结果失真,无法客观评价混合料水稳定性;改进的浸水马歇尔试验采用稳定度损失率来评价水损害程度,指标含义明确,对不同类型的混合料均适用。     

废油再生沥青二次老化后的性能与组分变化

目前对于回收废油再生沥青的研究热点集中于其是否能使老化沥青的各项性能恢复至原有水平，而对再生沥青二次老化后的性能损失关注较少。基于此，研究采用具有代表性的废食用油（RCOB）、废生物油（RBOB）、废机油（REOB）再生剂对具有13年服役历史的70^#沥青进行再生，并对再生沥青进行RTFOT，PAV20h，PAV40h三阶段的老化模拟，跟踪每阶段老化后再生沥青的基本指标、高温稳定性和低温抗裂性的变化，对各阶段老化后的再生沥青组分变化进行分析，探索其性能改变与组分变化间的深层原因。研究结果表明：3种再生剂都能以提升轻质组分的方式将回收沥青的基本性能恢复至原始水平附近；RCOB以提供饱和分为主，但其会在RTFOT后迅速流失，致使各项性能在该阶段迅速下降，继续老化后，组分状态趋于稳定，性能下降也逐渐缓和；REOB再生沥青由于原料中存在机械金属残渣构成的灰分，其对沥青的氧化和缩聚存在催化作用，导致REOB再生沥青在长期老化后性能迅速下降且没有逐渐稳定的趋势；RBOB再生沥青由于具备相对稳定的胶体结构，且不存在对老化起催化作用的灰分，在3阶段老化中其组分损失过程是最稳定有序的，因此，其性能也表现为阶段性的合理损失；研究基于组分变化提出了新指标"测试沥青与原始沥青各组分间的平均偏差σ"来衡量沥青的老化程度，该指标与针入度，延度，软化点，低温临界开裂温度，135℃高温黏度这5个指标具有显著相关性。研究表明对于再生沥青的评价，不能仅注重再生后与原始沥青的性能差距，应更多地集中到再生沥青二次老化后的性能损失上，以筛选出真正性能优良，抗老化能力显著的再生剂产品。     

硬质沥青混合料抗老化性能研究

为进一步了解硬质沥青混合料的抗老化性能,采用美国SHRP的沥青混合料老化试验方法,对采用硬质沥青AH-30、SBS改性、一般重交沥青AH-70为粘结料的沥青混合料分别进行了试验室模拟老化。分析采用不同粘结料的沥青混合料老化前后高稳定性、水稳定性、劈裂强度的变化情况。试验结果表明,AH-30硬质沥青混合料老化后的高温稳定性、劈裂强度、水稳定性都最好,且性能稳定。     

生物沥青掺量对再生沥青混合料路用性能影响试验研究

为掌握生物沥青对不同老化程度再生沥青混合料路用性能的影响,通过对不同程度长期老化沥青与不同生物沥青掺量调和制备再生沥青混合料进行高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行试验研究。结果表明:随着生物沥青掺量增加,生物沥青再生混合料高温稳定性逐渐变差,低温抗裂性逐渐变好,水稳定性则先变好后变差;随着沥青老化程度加深,掺入生物沥青对其沥青混合料高温稳定性造成的下降速率增加,对其低温抗裂性的改善速率降低;适宜的生物沥青掺量可使不同老化程度的沥青混合料低温抗裂性和水稳定性恢复,且高温稳定性也满足路用性能要求。     

废旧电池粉末改性沥青的微观特性及其性能

为研究废旧电池粉末改性沥青的可行性，分别将不同掺量的废旧电池粉末加入70^#沥青中，以制备废旧电池粉末改性沥青，并对比基质沥青与SBS改性沥青进行性能评价。借助X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等研究废旧电池粉末改性沥青的化学组成与微观结构，分析废旧电池粉末改性机理；采用三大指标、布氏黏度试验对废旧电池粉末改性沥青的常规性能指标进行测试；通过动态剪切流变仪（DSR）、多重应力蠕变（MSCR）试验评价废旧电池粉末改性沥青的流变特性；利用车辙试验（70℃）与短期老化前后的浸水马歇尔试验分析废旧电池粉末改性沥青混合料的高温稳定性及老化前后的水稳定性。研究结果表明：废旧电池粉末以C为主要成分，并含有极少量金属氧化物，其颗粒表面有较多的褶皱与凹槽；废旧电池粉末改性沥青表面存在"蜂巢"结构，且随着掺量增加，其粗糙度呈上升趋势，沥青针入度逐渐降低，软化点提升，延度略微降低，黏度逐渐增加；相同温度下，随着掺量增加，废旧电池粉末改性沥青的动态剪切模量G^*明显提高且始终高于70^#沥青，但略低于SBS改性沥青；废旧电池粉末改性沥青混合料动稳定度与残留稳定度逐渐增大；废旧电池粉末改性沥青的方式属于物理共混，该成分可使沥青的高温性能得到改善，改善程度未及SBS改性沥青，但相差幅度不大；废旧电池粉末改性沥青表面粗糙程度较大，意味着其拥有较大的比表面积，能增强沥青与集料间的黏附能力，从而提高了沥青混合料的高温稳定性与水稳定性。     

温拌沥青短期老化温度与老化性能研究

分析老化温度对温拌沥青性能的影响,采用黏温曲线以及控制空隙率的方法,探索温拌沥青的最佳拌和温度,从而确定温拌沥青的最佳薄膜烘箱老化温度为154℃.采用154 ℃评价温拌沥青的老化性能较高,可以在较低温度下施工,拌和出的沥青混合料性能满足相关指标要求,较为节能且环保.     

老化公路SBS改性沥青多次再生的流变性能与耐久性研究

提取随岳高速公路废旧SBS改性沥青作为研究对象,采用0.8粉胶比并叠加9%再生剂配置沥青胶浆,利用旋转薄膜烘烤和PAV叠加仪对SBS改性沥青进行多次老化和再生。然后通过车辙因子G、劲度模数S和蠕变因子m对多次再生SBS改性沥青的流变性能和低温抗疲劳性能进行了回归分析和总结。研究发现:随着老化与再生次数增多,再生剂对于SBS改性沥青的再生效果逐渐变差,粘弹性逐渐降低;高温下多次再生沥青胶浆的车辙因子随着再生次数的增加呈现逐渐增强的趋势,并且三次老化>二次老化>一次老化>三次再生>二次再生>一次再生>原样;中温重复加载试验中二次老化与三次再生的衰减程度差别一般为2%~3%;低温下沥青胶浆的劲度模数与再生次数呈反向关系,多次再生后沥青胶浆的m值不具有明细的规律性,多次再生样品拥有更好抗低温性能,但是m值曲线与原装沥青胶浆的离散型偏大。     

基于动态模量试验的沥青混合料老化性能研究

为研究沥青混合料老化过程中的动态特性,对在不同温度条件下经受不同频率的动荷载的沥青混合料在不同老化期的动态模量进行试验,分析温度和荷载频率对动态模量及相位角的影响,采用车辙因子对沥青混合料的高温稳定性进行评价,并根据时间温度等效原理建立了不同老化程度的动态模量主曲线。研究结果表明：老化沥青混合料的动态模量和相位角具有明显的温度和频率依赖性,老化使沥青混合料动态模量增大,相位角减小。动态模量主曲线研究结果表明老化使沥青混合料的动态模量在整个温度（或频率）范围内变化幅度减小。