基于高掺量RAP的高模量再生沥青混合料性能试验研究

高模量沥青混合料(high modulus asphalt mixture,HMAM)因具有良好的综合性能,被运用于重载路面中。沥青路面回收料(reclaimed asphalt pavement,RAP)是路面维修养护过程中铣刨出的废旧材料。对掺加硬质沥青颗粒制备成的高模量沥青混合料,以及向高模量沥青混合料中掺加RAP重新拌和成的高模量再生沥青混合料的复数模量、高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能进行测试,试验结果表明,基于高掺量RAP的高模量再生沥青混合料表现出较好的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、抗水损害性能以及疲劳性能。     

高模量沥青混合料性能研究

对掺加PR-M高模量外掺剂的沥青混合料、30#低标号沥青混合料、SBSI-C改性沥青混合料、50#及70#沥青混合料的性能进行了测试,研究对比了高模量沥青混合料的性能.     

高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响研究

为了研究高模量剂对沥青混合料抗老化性能的影响,通过试验,研究了高模量剂掺量对沥青混合料短期老化和长期老化后水稳定性和低温抗裂性能的影响,并与未经老化的沥青混合料作对比。试验结果表明,高模量剂的加入能大幅改善沥青混合料经短期老化和长期老化后的水稳定性和低温抗裂性,且在一定范围内增大高模量剂掺量能显著提高沥青混合料的抗老化性能,而超过一定值后再增加高模量剂掺量反而会使沥青混合料的抗老化性能降低,综合考虑高模量剂掺量不宜大于0.6%。     

沥青疲劳性能评价指标

为了确定沥青疲劳性能的评价指标,进行了5种沥青(烯烃类、天然沥青类、硬质沥青类、A-70#沥青和SBS沥青)及沥青混合料的室内疲劳性能试验,采用模量衰减到初始值的50%Nf50、累积耗散能比偏离无损直线20%对应的Np20、累积耗散能和疲劳因子G*sinδ 指标,分析各评价指标对加载模式的依赖性和各评价指标之间的区别与联系.结果表明,疲劳因子G*sinδ和累积耗散能无法明确确定沥青的疲劳寿命,不宜作为高模量沥青结合料的疲劳性能评价指标;在相同加载条件下, Np20约为Nf50的0.725倍,建议采用Nf50评价沥青结合料的疲劳性能.      

不同级配橡胶沥青混合料疲劳性能研究

为了探究不同条件下橡胶沥青混合料的疲劳性能,选取AC-13和SMA-13两种级配,在不同条件下进行试验,研究了应力水平和加载速率对两种橡胶沥青混合料疲劳寿命的影响,并分别研究了老化时间对AC-13混合料的疲劳寿命和纤维掺量对SMA-13混合料疲劳寿命的影响。试验结果表明,应力比越大,疲劳寿命越低,应力比为0.5是疲劳寿命大幅改变的分界点;随着加载速率的增大,疲劳寿命逐渐增大最后趋于稳定;老化使AC-13混合料的疲劳寿命降低,但前期老化对疲劳寿命影响程度不大,而后期老化使疲劳寿命大幅降低;各应力比下,随着纤维掺量的增多,SMA-13混合料的疲劳寿命都出现先增大后减小的趋势,当掺量为0.4%时疲劳寿命最大。     

高模量沥青及混合料性能试验研究

运用基质沥青、不同剂量SBS改性沥青进行试验,发现掺5%SBS的改性沥青可以达到高模量沥青的性能技术要求,进一步在70号基质沥青中加入法国高模量外掺剂与5%SBS改性沥青及基质沥青混合料常规性能和动态模量对比试验,发现PR MODULE改性沥青混合料可以很好地达到高模量技术标准,5%SBS改性沥青混合料常规性能可以达到高模量技术标准,但动态模量试验结果未能达到高模量混合料的性能要求。     

沥青混合料常应力弯曲疲劳试验

沥青混合料耐疲劳性能是影响沥青路面使用寿命的关键因素。对AC-13、AC-20、ATB-25三种类型沥青混合料试件进行常应力三分点小梁弯曲疲劳试验,分析温度、加载频率、级配类型等对沥青混合料疲劳性能的影响规律。研究表明：密实型沥青混合料由于含有较多的沥青胶结料,其疲劳性能一般较嵌挤型沥青混合料更好;施加相同应力时,低温条件下沥青混合料的疲劳寿命较高温条件下高;而同一应力比时,高温条件下沥青混合料的疲劳寿命较低温条件下高;较低加载频率对沥青混合料的疲劳寿命影响更为显著。     

环氧沥青混合料冲击韧性及疲劳性能研究

通过试验研究了油石比对环氧沥青混合料冲击韧性和疲劳性能的影响,确定了冲击韧性和疲劳性能之间的等价关系,得出了最佳油石比,并由车辙试验和小梁低温弯曲试验验证了试验结果的正确性。试验结果表明,温度越高环氧沥青混合料的冲击韧性越好,随着油石比的增大冲击韧性和疲劳性能都出现先变好后变差的变化趋势,当油石比为7.1%时两者最佳;相同油石比下,冲击韧性和疲劳性能之间有很好的线性相关性,可用冲击韧性评价环氧沥青混合料的疲劳性能。随油石比增大,动稳定度总体呈减小趋势,而最大弯拉应变表现出先增大后减小的趋势,其中当油石比为6.6%时最大弯拉应变有最大值,此时环氧沥青混合料的低温抗裂性最好。综合考虑,环氧沥青混合料的最佳油石比应在6.6%~7.1%之间。     

温拌沥青混合料性能试验研究

在进行原材料指标和矿料级配研究基础上,进行了温拌沥青混合料的性能试验.结果表明,掺加3%Sasobit后,沥青混合料的高温稳定性增强.对于基质沥青,其混合料的低温抗裂性、抗疲劳性能有所下降;而改性沥青加入3%Sasobit后,其混合料的低温抗裂性、抗疲劳性能增强.     

不同高模量沥青混合料性能对比

选取煤直接液化残渣(DCLR)、低标号硬质沥青和抗车辙剂作为改性剂,制备3种高模量沥青及混合料,研究3种高模量沥青混合料的静态模量、动态模量、高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性,结果显示:3种改性剂均可提高沥青混合料抗压模量,抗车辙剂改性沥青混合料各项性能优于低标号硬质沥青改性沥青混合料,DCLR改性沥青混合料性能最差。DCLR对沥青混合料的高温性能提升幅度有限,且会降低混合料低温性能,因此DCLR不适合单独作为沥青改性剂使用。     

高模量改性沥青改性机理与混合料性能试验研究

为了弄清几种主要的高模量改性沥青混合料的性能,先从高模量改性沥青的改性机理分析入手,对不同改性剂和掺量的改性沥青混合料进行路用性能评价,同时与SBS改性沥青及其混合料进行对比研究。结果表明：PR MODULE和PR PLAST.S改性沥青改性机理主要有吸收和吸附作用以及界面层作用,这有利于提高沥青的黏度和改善感温性能。两种改性剂对提高混合料高温性能和水稳性能有显著作用,对低温性能也有一定程度的改善。     

高模量沥青混合料路用性能研究

以克拉玛依90#石油沥青为基质沥青,对掺量为0.3%、0.6%和0.9%的DUROFLEX高模量沥青改性剂和4%SBS的改性沥青混合料路用性能进行对比试验。结果表明,掺加DUROFLEX改性剂的高模量沥青混合料可以明显改善沥青混合料的高温稳定性和水稳定性,而对低温抗裂性和抗疲劳性的影响不大。从性能方面考虑,建议DUROFLEX高模量沥青改性剂的最佳掺配量为0.6%。     

沥青混合料的疲劳试验与疲劳寿命预测

采用正弦渡荷载对沥青混合料小梁试件的疲劳特性进行了试验研究,并用累积耗散能原理对其疲劳寿命进行预测。试验结果表明：随着加载应力水平的提高,其疲劳寿命是不断降低的。沥青混合料的耗散能能够较好地反映沥青混合料的疲劳过程,是分析和预测沥青混合料疲劳特性的有效方法。     

高模量沥青混合料添加剂性能比对研究

车辙是沥青路面早期破坏的主要形式,在近年来的应用研究中,PR Plast Module添加剂能够显著提高混合料以及沥青路面的抗车辙性能。通过对PR Plast Module和国产的3种添加剂进行性能对比试验研究,结果表明国产添加剂可以替代PR产品。     

高模量改性沥青性能及技术指标研究

通过现有路面出现的病害进行分析,发现车辙占总比例的80%以上,提出运用高模量改性沥青来提高路面的抗车辙能力,使用其试验结果——车辙因子、复数模量、运动黏度与SBS改性沥青进行对比,结果表明,高模量沥青的抗车辙性能远高于3.5%SBS改性沥青,最后提出了高模量改性沥青的技术指标,以引导高模量改性沥青进一步研究应用。     

不同类型沥青混合料疲劳性能研究

通过对8种类型沥青混合料、120根梁进行应变控制下的疲劳试验,建立疲劳方程,深入分析几种不同类型的沥青混舍料的疲劳性能,有助于寻找到更适合于沥青路面下面层功能要求的沥青混合料类型。     

高性能混凝土弹性模量与抗压强度试验研究

结合工程实例,阐述了混凝土弹性模量试验要点,试验研究了不同养护条件下,高性能混凝土弹性模量、抗压强度随龄期增长的发展规律。对比分析表明:试验龄期对高性能混凝土弹性模量和抗压强度影响不同,高性能混凝土3 d弹性模量即可达到28 d值80%以上;高性能混凝土弹性模量安全储备较高,施工过程应重点考虑抗压强度对结构安全的影响。     

高模量沥青性能及其界定标准研究

为确定高模量沥青界定标准,选用3种高模量改性剂对基质沥青改性,通过常规性能试验和流变性能试验,分别对所制备高模量改性沥青的软化点、针入度、延度、黏度、复数剪切模量、车辙因子以及PG分级指标进行测试;采用单轴压缩试验和车辙试验,对相应沥青混凝土的动态模量及动稳定度进行测试.在此基础上,对各项指标规律性、区分度、一致性进行分析,并通过对高模量改性沥青的各项性能指标与高模量沥青混凝土动态模量的关联性分析,建立以复数剪切模量为关键性指标、针入度指标体系为辅助性指标的高模量沥青界定标准.建议高模量沥青的复数剪切模量G*(60℃,10 Hz,0.1％)≥66.43kPa、G*(60℃,10 Hz,12％)≥12.8kPa、软化点≥61.6℃.