硬质沥青老化前后流变分析及高温性能比较

研究了老化前后硬质沥青的动态力学流变性能并对高温性能进行比较,采用DSR对流变性能进行分析,利用车辙试验对其高温性能与4%抗辙裂剂改性沥青进行比较。研究表明:G*回归得到的GTS证实老化前后硬质沥青的温度敏感性均低于SBS改性沥青和基质沥青;在实验温度内,老化前后硬质沥青的黏弹性变化趋势相似,温度升高使得材料的弹性作用减弱,黏性行为增强,但老化后沥青黏性行为开始占据主导地位的温度高于老化前,表明老化提升了硬质沥青的弹-黏转变温度。车辙因子、动稳定度的对比结果为:老化后硬质沥青硬质沥青抗辙裂剂改性沥青,两者综合证实了硬质沥青具有优异的抵抗高温变形的能力,其可以作为原料或改性剂用于南方等高温地区沥青路面的铺设及抗车辙剂类产品的研发。     

光热耦合条件下沥青宏观老化特征研究

通过对两种基质沥青及四种改性沥青的技术性能指标(针入度、黏度、软化点、车辙因子)进行室内试验,对比了不同光热耦合条件下沥青的宏观老化特征。研究表明:对于基质沥青而言,光照强度不变时,ZH沥青的抗热老化性能明显优于SK沥青;温度不变时,SK沥青的抗光老化性能则明显优于ZH沥青;对于改性沥青而言,线型改性沥青抗光热耦合老化能力整体上优于星型改性沥青;单因素和双因素变化时,各类沥青在以针入度比为指标表征其抗老化性能方面有较强的关联性,在以黏度比、软化点比及剪切流变系数为指标表征其抗老化性能方面关联性不大,推荐采用针入度比作为评价沥青的老化程度及抗老化性能;其中,双因素方差分析结果表明沥青光热耦合作用时温度比光照强度作用更加显著。     

基于流变学的沥青老化评价指标关系研究

文章通过不同老化方式来模拟沥青在实际应用中发生的老化,基于流变学理论,对老化前后的沥青进行常规指标和流变指标试验检测,并探索常规指标与流变指标间关系。结果表明:经过PAV长期老化后沥青相位角出现平稳区,表明后期的老化不是单一的氧化老化;在软化点温度条件下,石油沥青与改性沥青分别处于两种不同的流变状态,SBS改性沥青呈现明显的弹性特质;利用Shapiro-Wilk正态检验发现,在a=0.05置信水平下,不管老化状态如何,石油沥青软化点对应的复数模量呈正态分布,表明软化点是一个等模量温度点;可以利用这种等模量温度规律求取普通道路石油沥青的软化点,相对传统软化点检测方法,其样品制作、采集流程要方便,且误差少,但这种方法的应用还需要大量的沥青样本进一步证明和分析。     

不同养护剂参量对老化沥青高温流变性能的影响研究

针对国内沥青路面早期破坏现象,尝试采用添加养护剂的方式延长路面使用寿命并对其进行性能恢复,采用SHRP标准中动态剪切指标G'/sinδ来评价老化沥青及不同养护剂参量下沥青胶结料高温流变性能,并通过该指标判断养护剂参量对老化沥青高温流变性能恢复的阀值点,可为沥青路面的养护提供借鉴.     

岩沥青改性沥青流变性能研究

利用流变学理论对沥青的高低温性能进行研究是近年来发展的方向,将不同掺量的青川岩沥青掺入克拉玛依90号基质沥青进行改性,利用DSR和BBR对老化前后的沥青进行流变特性的分析,结果表明,岩沥青的掺入对沥青的高温性能有所提升,而低温性能则相应地降低,综合考虑5组沥青的流变特性分析,建议岩沥青的掺量不宜超过12%。     

硅藻土改性沥青胶浆高低温流变性能试验研究

对老化前后不同硅藻土掺量的硅藻土改性沥青胶浆进行动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验,研究硅藻土改性沥青胶浆的高低温流变性能。试验结果显示,随着试验温度的升高,硅藻土改性沥青胶浆的高温性能逐渐降低,老化使沥青胶浆的高温性能削弱;随着硅藻土掺量的增多,沥青胶浆的相位角逐渐减小,复数模量和车辙因子逐渐增大,沥青胶浆的高温性能得到提升。用蠕变劲度评价硅藻土改性沥青胶浆低温性能时,硅藻土掺量越多对低温性能越不利,而m值随硅藻土掺量的增大表现出先减小后增大的变化趋势,建议用m值评价硅藻土改性沥青胶浆的低温性能。     

阻燃沥青及其混合料的路用性能研究

为了研究自主研发类新型阻燃剂的应用价值,采用 AASHTO(美国国家公路和运输官员协会)提出的适用于改性沥青的流变试验,包括多重应力蠕变恢复试验(multiple stress creep recovery, MSCR)、线性幅度扫描(linear am-plitude sweep, LAS)试验及通用性的弯曲蠕变试验,对阻燃沥青老化前后的胶结料进行路用性能探究;针对路面安全性较高的SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料)级配类型进行了相应混合料高低温性能及水稳定性试验研究。研究结果表明,阻燃剂的加入对沥青不同温度域的流变性能具有不同程度的影响,可提高沥青的高温稳定性及中温抗疲劳性,但对其低温性能有害。此外,分析上述性能在老化前后的应变改变量可知,阻燃剂对沥青或沥青中的聚合物起到了一定的阻隔作用,对沥青具有一定的保护作用,可延缓沥青的老化。试验结果表明,阻燃剂的加入可以增强沥青混合料的抗车辙能力,然而对沥青混合料的低温性能及水稳定性会造成危害,但危害较小。总体而言,沥青混合料仍可满足路用性能的基本使用要求。     

老化对温拌沥青结合料高温性能的影响

为研究老化对温拌沥青流变性能的影响,分别对70#沥青、泡沫温拌70#沥青、橡胶沥青、温拌橡胶沥青在未老化、短期老化、长期老化三个阶段的高温性能进行测试。试验结果表明:温拌沥青粘度的长期老化指数大于短期老化指数,短期老化在沥青结合料的整个老化过程中所占比例约在60%~90%,经过短期老化及长期老化后,温拌沥青的高温性能得到提高。温拌技术会降低沥青的抗老化性能,并且老化对泡沫温拌沥青高温性能的影响较大。     

加热温度和时间对沥青混合料老化的影响

通过提高短期老化温度,模拟高温生产工艺对沥青混合料老化性能的影响,以研究沥青混合料在拌和、运输、摊铺、碾压过程中抗老化性能的变化;根据不同老化时间(2 h,4 h)、不同老化温度(135℃,155℃)沥青混合料间接拉伸破坏试验结果的变化,证明了加热温度和时间对沥青混合料老化有明显的影响。试验结果表明:高温生产对抗车辙剂沥青混合料的抗老化性能有所削弱。     

基于流变性的沥青胶浆老化性能研究

为了研究老化对沥青胶浆流变性能的影响,采用了黏度试验及动态剪切试验,测试了不同老化状态(0 h,10 h,20 h,30 h)下沥青胶浆的流变性数据,同时选用不同的粉胶比(0,0.4,0.8,1.2,1.6,2.0)作为对比试验.通过对实验数据的分析,得出了不同老化状态和不同粉胶比对沥青胶浆老化性能的影响.     

不同老化条件对沥青性能的影响

沥青老化是影响沥青路面使用性能的重要因素。沥青老化与时间、光照及温度等因素有密切关系,该文采用室内薄膜烘箱试验（TFOT）、旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）以及压力老化试验（PAV）来模拟沥青的短期老化和长期老化。通过旋转粘度试验（Brookfield）、动态剪切试验（DSR）、低温弯曲流变梁试验（BBR）得到了不同老化条件下沥青的高温黏度、G^＊/Sinδ指标及低温性能的变化规律。     

变温低场核磁共振在沥青老化评定中的应用

采用低场核磁共振(Low Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR)技术来检测沥青在不同温度下的老化状态,分析表明,常温时沥青中有四个峰的信号量,低温时峰数量减少且信号量降低;沥青老化后,常温下表现为峰数量不变但信号量降低,低温下峰数量减少但其信号量比老化前的大;从流变性能测试(Dynamic Shear Rheometer,DSR)可知老化和降温使沥青粘性增大,抵抗形变能力增强。     

亲油型层状硅酸盐改性沥青分级(PG)试验研究

利用亲油型层状硅酸盐(OMMT)进行改性沥青的制备。利用动态剪切流变仪(DSR)研究了掺量在2%、4%、6%、8%的OMMT改性沥青高温流变性能,确定不同掺量下改性沥青的高温临界温度。利用薄膜烘箱(TFOT)、压力老化(PAV)对改性沥青进行老化模拟,利用低温弯曲流变仪(BBR)与DSR分别测定老化后残余沥青的低温蠕变劲度与中温疲劳温度,评价了不同掺量下OMMT改性沥青的低温性能与抗疲劳性能。综合上述温度指标,得出不同掺量对OMMT改性沥青PG分级性能的影响。     

废植物油再生沥青结合料性能研究

为解决传统矿物油沥青再生剂稳定性差、价格高等问题,采用煎炸后的废植物油(WVO)对老化沥青进行再生,研究不同掺量的废植物油对老化沥青物理性能指标、高温流变性质、低温弯曲流变性质和微观结构特性的影响.结果 表明:随着废植物油掺量的提高,老化沥青的延度及针入度逐渐升高,软化点及布式黏度逐渐降低;相位角δ逐渐增大,复数剪切模量G*和车辙因子G* /sinδ逐渐减小,沥青结合料抗车辙能力下降;同时老化沥青的蠕变劲度模量S值降低,蠕变速率m值升高,低温抗开裂能力提高.为保证再生沥青有良好的高低温性能,推荐废植物油掺量控制在7％～10％范围内.老化及废植物油的再生,引发了沥青微观结构特征的演变,废植物油的再生作用恢复了老化沥青中的"蜂形"结构,沥青表面高度及表面粗糙度增加.由老化及再生作用引起的沥青微观结构特征演变与宏观流变性能之间存在可量化表征的相关关系.     

紫外老化作用下PPA/SBR改性沥青胶浆及混合料高低温性能研究

通过高温温度扫描试验、BBR低温蠕变试验对粉胶比为0.6、0.9、1.2的90#基质沥青胶浆、SBR改性沥青胶浆及PPA/SBR改性沥青胶浆紫外老化前后的高低温流变性能进行了研究,利用高温车辙试验及低温小梁弯曲试验对其紫外老化前后的沥青混合料高低温性能进行分析,同时引入沥青胶浆的车辙因子老化指数A_STA、蠕变劲度老化指数S_AI、蠕变速率老化指数m_AI,沥青混合料动稳定度老化指数D_AI、弯曲劲度模量老化指数S_BAI对沥青胶浆及沥青混合料的抗紫外老化性能进行定量分析,结果表明：紫外老化会提高沥青胶浆的高温抗变形能力,而显著降低沥青胶浆的低温抗裂性。而对于沥青混合料而言,紫外老化劣化了90#基质沥青混合料及SBR改性沥青混合料的高温抗车辙性能,提高了PPA/SBR改性沥青混合料的抗车辙性能,而低温抗裂性在紫外老化后均出现了明显下降,但PPA/SBR改性沥青混合料紫外老化前后都具有最佳的低温抗裂性能。说明PPA的掺入有效提高了SBR改性沥青胶浆及沥青混合料的高温抗变形能力、低温抗裂性能...     

不同程度老化橡胶粉对橡胶沥青性能的影响

为了研究经不同程度老化橡胶粉对其改性沥青性能的影响,在不同温度和时间条件下利用紫外光对橡胶粉进行老化,并把老化后的橡胶粉加入基质沥青中制备橡胶沥青,测试橡胶沥青的针入度、延度和软化点。研究结果表明:橡胶粉经40℃、60℃和6h、12 h老化制备的橡胶沥青,其针入度、延度随老化温度的升高和老化时间的延长而减小,而软化点升高。     

生物基再生剂对老化沥青流变特性的恢复效果及再生机理

为探究油脂行业下游底物作为生物基再生剂(BR)对老化沥青流变特性的恢复效果及再生机理，制备不同针入度等级的老化沥青(P50、P30及P15),分别掺入不同比例的BR使其针入度恢复至未老化水平，通过频率扫描及流动性扫描试验，研究老化沥青流变特性的恢复效果，并基于沥青特征官能团及微观结构变化，分析对应的再生机理。结果表明：BR对不同老化程度沥青流变特性的恢复效果不同，P50再生后各项指标完全恢复，对于老化程度较重的P30和P15,尽管掺入较高比例的BR后针入度得以恢复，但流变指标与未老化沥青仍存在较大差别。BR在调节老化沥青组分比例的同时，通过稀释、溶解沥青质胶团，恢复了沥青胶体结构的稳定性，但该过程并不涉及沥青组分的化学可逆恢复，此为沥青再生的主要机理。     

基于失效温度动态方程的沥青抗老化性能评价

为了研究沥青的抗老化性能并预测其野外失效龄期,选用1种普通沥青和2种SBS改性沥青。在同一温度下,分3个不同的时段进行了旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)。用动态剪切流变仪(DSR),测定了不同时段老化沥青的高温失效温度和中温失效温度。运用回归分析,拟合了3种沥青失效温度和25℃针入度与RTFOT老化时间的动态方程。分析了老化过程中高温抗车辙性能和中温抗疲劳性能的变化规律,并推算出中温抗疲劳性能失效时的临界RTFOT老化时间。以该老化区间为基础,评价了沥青的老化度和老化速率。研究结果表明:中温抗疲劳性能失效时对应的临界RTFOT老化时间能够用于区分不同种类沥青的抗老化性能,而25℃残留针入度比适用于评价同种沥青的抗老化性能,并且还可以将动态方程联合起来,预测沥青的野外失效龄期。     

Evoflex再生剂对再生沥青流变性能的影响

为研究Evoflex再生剂对厂拌热再生工艺中沥青流变性能的影响,分别制备添加22%RAP老化沥青和添加30%RAP老化沥青(掺Evoflex)的再生沥青试样,采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)分析了抗车辙因子、弯曲蠕变劲度和蠕变速率、多重应力恢复蠕变(MSCR)和Glover/Rowe流变特性,结果表明：Evoflex再生剂对再生沥青的低温流变和疲劳流变均有明显的改善作用,但一定程度降低了再生沥青的高温流变性能。此外,再生沥青混合料的路用性能试验结果表明：Evoflex再生剂对沥青混合料的水稳定性和低温抗裂性能有明显改善,但对高温抗车辙性能有一定程度的降低。     

TLA改性沥青的高温流变性能研究

采用动态力学分析方法对基质沥青和TLA改性沥青的高温动态流变性能进行研究,测定了一定温度和频率范围内的动态流变性能参数,并通过分析TLA掺量不同的改性沥青的动态性能参数变化规律来分析TLA对沥青的流变性能的影响,结果表明：加入TLA后沥青复数模量增大,相位角减小,沥青的车辙因子相应增大.