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。     

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.     

应用玻璃化转变温度评价SBS改性沥青低温性能

在分析现有评价SBS改性沥青低温性能方法的基础上,提出了采用玻璃化转变温度Tg来评价SBS改性沥青的低温性能,并对相应的试验仪器(动态剪切流变仪)和试验方法进行了介绍。应用动态剪切流变仪实测了7种SBS改性沥青的Tg,并且进行了相应的沥青混合料试验验证。结果表明:玻璃化转变温度Tg物理意义明确,测试方法简便,与混合料的测试结果相关性较好,适合于评价SBS改性沥青的低温性能。     

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。     

改性沥青伸缩缝结合料与混合料低温性能研究

为改善改性沥青桥梁伸缩缝材料的低温性能,使其在寒冷地区中小跨径桥梁上获得成功应用,通过添加热塑性橡胶类改性剂和橡胶类改性剂,对美佳改性沥青结合料进行二次改性,并通过对改性前后结合料和混合料低温性能的试验对比分析,重点研究了伸缩缝用改性沥青结合料和混合料的低温性能,通过实桥伸缩缝验证了研究成果的可行性。结果表明:该研究成果可在-40°C以上地区的中小跨径桥梁伸缩缝中使用。     

丁苯橡胶改性沥青低温抗裂性能的研究

本研究主要应用小梁弯拉试验、直接拉伸试验考查了普通沥青混合料中掺适量丁苯橡胶后对低抗裂性能的改善效果，同时也国外的优质沥青作比较。     

SBS改性沥青低温性能评价指标灰关联熵分析

针对SBS改性沥青低温性能评价指标的不足,通过对三种SBS改性沥青低温测力延度试验以及小梁低温弯曲试验,并采用灰熵分析法对测力延度参数(F1-Fz)/(F0-Fz)、W2/W1、D1/Fz和D/Fmax与混合料低温抗裂能力的影响程度显著性进行探讨。研究结果表明:测力延度参数(F1-Fz)/(F0-Fz)和W2/W1对沥青混合料的应变能密度的影响最为显著,建议采用(F1-Fz)/(F0-Fz)和W2/W1作为SBS改性沥青的低温性能控制指标。     

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。     

沥青混合料低温性能影响因素分析

该文介绍了沥青混合料低温性能影响因素的试验研究。为了分析沥青混合料的低温性能,在选择合理评价指标的基础上,通过-10℃弯曲试验的弯拉强度、破坏应变以及应变能密度分析了沥青类型、级配组成、空隙率以及老化程度对沥青混合料低温性能的影响。研究表明沥青类型及其老化程度、空隙率对沥青混合料的低温性能影响明显,而级配组成的影响较小,为了提高沥青混合料的低温性能应该采用改性沥青在尽量减少老化程度和最佳压实的条件下成型沥青混凝土。     

基于SCB试验的沥青混合料低温性能评价指标研究

研究沥青混合料低温性能评价指标与路面开裂状况之间关系，是合理确定沥青混合料低温性能评价标准的重要依据。为解决传统小梁弯曲试验同现场开裂相关度不高的问题，针对现场不同裂缝间距段落的芯样，引入半圆弯曲试验（SCB）开展混合料低温断裂与抽提沥青BBR试验研究，建立沥青路面开裂间距与沥青混合料断裂能、断裂韧性、劲度模量等指标的关系。从SCB与BBR对比试验可得出结论：改进后的SCB试验能真实反映吉林地区沥青路面实际低温开裂状况；提出了寒区沥青路面低温开裂判定标准；并通过断裂能及断裂韧性等指标的对比分析，提出采用SCB试验的断裂能作为混合料低温性能的评价指标更为合理。研究成果丰富了沥青混合料低温性能评价方法，为完善沥青路面低温抗裂设计提供了技术支撑。     

SBS改性沥青路用性能的研究

通过对辽宁省常用的两种AH-90号重交通道路石油沥青掺加岳化SBS改性剂生产的改性沥青进行室内试验,比较SBS改性沥青及其混合料的路用性能,分析改性沥青性能与基质沥青指标之间的关系,并在规范的基础上,根据室内试验的结果有针对性地提出了改性沥青及其混合料路用性能的具体控制指标。     

SBS改性沥青质量检测及路用性能评价指标的研究

结合对SBS改性沥青的性能特点及与非改性沥青性能的差异分析，总结了以路用性能为基础的Superpave结合料规范的优点与不足，讨论了欧洲沥青技术标准最新草案的组成与特点，建议在目前情况下对SBS改性沥青的质量控制与检测以及路用性能评价分别采用的2套指标与方法，并强调通过沥青混合料试验来评价改性沥青路用性能的重要意义。     

排水性沥青混合料低温性能评价

为了分析排水性沥青混合料低温性能的影响因素及评价方法,首先对3种改性沥青的原样、薄膜老化（TFOT）样品、压力老化（PAV）样品进行常规指标试验、-12℃弯曲流变仪（BBR）试验,评价沥青胶结料的低温性能;然后,对几种沥青成型的排水性沥青混合料进行约束试件温度应力试验（TSRST）,评价排水性沥青混合料的低温抗裂性能,并通过与长期老化试件TSRST试验结果的对比,分析老化对排水性沥青混合料低温性能的影响。研究结果表明：沥青胶结料BBR试验的劲度模量与排水性沥青混合料的TSRST试验结果有很好的一致性;老化后的排水性沥青混合料冻断温度升高、冻断应力减小,低温性能降低;排水性沥青混合料的冻断应力约为密级配沥青混合料的1／3,冻断温度相近,2种类型沥青混合料低温性能相差不明显。     

岩沥青改性沥青胶结料流变特性研究

针对岩沥青改性沥青胶结料的流变特性,通过动态剪切(DSR)、弯曲梁流变(BBR)、布氏旋转粘度试验,用PG分级评价体系对不同种类、不同掺量的岩沥青改性沥青进行性能测试与分析。动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪为建立某时段蠕变曲线和劲度模量提供依据,Brookfield旋转粘度计通过计算剪切速率和剪应力测量沥青高温粘度。试验结果分析表明:加入岩沥青后沥青胶结料的PG高温等级提高、抗车辙因子增大、复数模量指数(GTS)增大、大大提高了沥青的高温稳定性和降低了温度敏感性,且随着掺量的增加变化幅度增大;岩沥青掺量控制在一定范围内,不会对沥青胶结料的低温性能产生大的不利影响。     

常用道路改性沥青及改性剂的选择原则

通过对各类改性沥青性能的分析 ,探讨了根据不同气候条件、不同荷载条件、现有加工能力以及成本分析进行选择改性剂的原则     

SBS-SBR 复合改性沥青黏弹特性研究

采用物理共混方法制备SBS改性沥青、SBR改性沥青和SBS-SBR复合改性沥青,基于动态剪切流变仪(DSR)测试沥青在温度扫描模式下的复数模量和相位角,评价沥青的高温性能;采用多应力蠕变恢复试验(MSCR)测试沥青在蠕变加载过程中的应力响应特征,最后基于BBR试验评价沥青的低温性能。结果表明:在沥青中掺入SBS和SBR能够大幅提高沥青的高温抗变形能力,疲劳极限温度能够表征沥青的抗疲劳性能,沥青的粘性特征和疲劳性能具有相关性,基质沥青在高温下具有良好的疲劳特性;MSCR试验结果表明,改性沥青具有显著的弹性恢复特性,沥青的可恢复变形随着应力的增大逐渐降低;低温梁流变试验(BBR)结果显示,掺入SBS与SBR能够提高沥青在低温下的应力松弛能力和抗裂性能。     

光热耦合对SBS改性沥青性能的影响

采用光热耦合老化和热氧老化的方法研究了紫外光与热耦合对SBS改性沥青的影响。结果表明,光热耦合老化和热氧老化加速了SBS改性沥青的老化速率,并改变SBS在沥青中的分散相形貌,使其向一相化转变。同时,延长老化时间、提高老化温度和增大紫外光辐照强度均能使得SBS改性沥青的老化程度增加。光和热具有明显耦合效应,使得SBS改性沥青的老化程度比单独的热氧老化程度更为严重。     

ATH阻燃改性沥青SMA路用性能研究

采用氢氧化铝(ATH)为阻燃剂,研究了ATH掺量对SBS改性沥青的阻燃性能及其SMA混合料路用性能的影响。结果表明:ATH明显提高了SBS改性沥青的阻燃性能,当ATH用量为沥青量的20%时,极限氧指数可达到23.7%。随着ATH用量的增加,SMA混合料的车辙动稳定度明显提高,马歇尔稳定度变化很小,水稳定性略有降低,在ATH掺量不大于沥青量的40%时,混合料的路用性能均可满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求。