高模量改性沥青胶结料和混合料的高温性能研究

采用70~#沥青外掺质量分数9.0%的RK300高模量剂自制高模量改性沥青(RK300-HMMA),以70~#沥青和SBS改性沥青作为参照对象,采用动态剪切流变仪对自制的RK300-HMMA高温流变特性开展对比研究,并通过混合料的高温稳定性试验对胶结料的高温流变试验评价结果进行验证分析。研究结果表明,原样RK300-HMMA比70~#沥青的等车辙因子临界温度(T_C)增加42.2℃,高温PG分级提高六个等级,掺加质量分数9.0%的RK300高模量剂能够显著改善70~#沥青的高温性能。RK300-HMMA的温度敏感性与SBS改性沥青基本相当,综合高温性能优于SBS改性沥青,但其高温弹性变形能力仍不如SBS改性沥青。动稳定度DS和单轴贯入强度■试验结果表明,RK300高模量改性沥青混合料高温条件下的抗车辙变形能力最强。胶结料的车辙因子G~*/sinδ、等车辙因子临界温度T_C、不可恢复蠕变柔量J_(nr)与剪切应变S和混合料的DS、■在评价高模量改性沥青的高温性能结果上具有一致性。     

辽宁地区道路沥青性能等级研究

采用SHRP关于沥青胶结料性能分级(PG)方法,对辽宁地区近年来沥青混凝土路面常用的AH90号重交基质沥青和SBS改性沥青的性能等级进行研究.研究表明SBS改性沥青高低温性能优于重交AH90号沥青,SBS改性沥青适应辽宁的气候和交通要求,改善沥青混凝土路面使用性能,延长路面使用寿命.     

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.     

高模量沥青及混合料动态模量研究

沥青及沥青混合料动态模量是评价其抵抗变形能力的关键指标,高模量沥青及混合料通过加强路面材料的动态模量,实现路面抗车辙目的。研究采用TLA改性沥青、35号硬质沥青HMB-C以及SBS改性沥青分别制备了高模量沥青及混合料,采用沥青流变仪及路面性能简单试验仪分别测定了沥青及混合料动态模量,并分析了CAM模型及Sigmoidal模型对高模量沥青及混合料的适用性。结果显示,30%TLA改性沥青与35号硬质沥青性能相近,沥青混合料流变性质与其胶结料流变特性密切相关;沥青及混合料动态模量优劣排序均为30%TLA>HMB-C>5%SBS;CAM模型可适用于预测高模量沥青动态模量,而Sigmoidal模型可用于预测高模量混合料动态模量。     

高模量改性沥青高温性能的优化评价

通过DSR试验,对3种沥青胶结料(70号基质沥青、ZQ-2和ECB高模量改性沥青)的高温性能进行了研究。从流变模型与试验数据分析了车辙因子G*(sinδ)-1评价改性沥青高温性能的不足,运用改进型车辙因子G*(sinδ)-9和等抗车辙因子临界温度评价高模量改性沥青的抗车辙能力,并通过沥青混合料的车辙试验和静态蠕变对改进型车辙因子的有效性和相关性进行了验证。结果表明:ZQ-2高模量改性沥青的高温性能优于ECB;G*(sinδ)-9考虑了高模量改性沥青变形的延迟弹性,且与沥青混合料的高温性能指标相关性高,作为高模量改性沥青的高温评价指标更合理。     

刚柔复合式路面层间SBS改性沥青适用性评价

为了评价刚柔复合式路面层间SBS改性沥青的适用性,以韩国SK-70号沥青作为基质沥青制备4％SBS改性沥青,根据SHRP规范,采用MCR301动态剪切流变仪和布洛克菲尔德(Brookfield)黏度计对SBS改性沥青黏层材料的高温性能、疲劳性能及施工黏度进行测定.试验得到4％SBS改性沥青原样和RTFOT老化后的高温PG等级分别为PG76和PG70,疲劳设计温度为28℃,60℃黏度为845 Pa·s、135℃黏度为1.41 Pa·s.分析了RTFOT老化后SBS改性沥青PG等级下降以及中温疲劳性能较差等现象的原因,针对研究结果总结出刚柔复合式路面层间改性沥青材料技术要求、施工质量控制要求及施工中需要注意的事项.     

新型高强沥青SHRP试验及混合料抗水侵蚀性能研究

在70~#Esso重交沥青中掺入高强改性剂、抗车辙剂制成新型高强沥青进行SHRP试验及混合料抗水侵蚀性能试验研究。结果表明,与SBS改性沥青和70~#Esso重交沥青相比,相同试验条件下新型高强沥青胶结料的抗车辙因子(60℃)分别提高5.4倍、15.7倍,布氏黏度(135℃)分别提高1.4倍、7.1倍,PG等级由70~#Esso重交沥青的PG64-22提高到PG82-22;抗水损害性能方面,与SBS改性沥青混合料相比,新型高强沥青混合料的浸水马歇尔残留稳定度提高2%,冻融劈裂强度比提高2.5%;从经济角度考虑,新型高强沥青较进口高强沥青具有明显的价格优势。     

SBS改性沥青及Bonifiber纤维对混合料性能影响的试验比较分析

运用试验对比分析SBS改性沥青及Bonifiber纤维对沥青混合料路用性能的影响。首先对SBS改性沥青、70~#普通沥青的性能进行对比检测,采用35、50、60℃下的动态剪切试验并以车辙因子G~*/sinδ评价沥青的抗永久变形能力。进行了70~#沥青混合料、SBS改性沥青混合料、掺加纤维的70~#沥青混合料和掺加纤维的SBS改性沥青混合料的路用性能对比试验。研究结果表明,SBS改性沥青的车辙因子远高于70~#沥青胶结料,应用SBS改性沥青和博尼维纤维,可以提高混合料的高温抗车辙能力、水稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能和抗老化性能,SBS改性沥青的改善效果优于博尼维纤维,而综合改性的沥青混合料性能最好,从经济角度看,博尼维纤维具有良好的推广价值。     

基于分级评价体系的高模量沥青技术指标研究

为研究沥青胶结料高温性能是否满足高模量沥青技术要求,选择六种常用沥青胶结料,分别采用针入度、黏度、SHRP和沥青胶浆DSR试验,分级评价沥青高温性能。试验结果表明:橡胶沥青,复合改性湖沥青和岩沥青满足高模量沥青的技术要求。单一改性沥青湖沥青、岩沥青和硬沥青的黏度和累积变形不符合要求,其性能相对较差。针对高模量混合料设计时,对普通胶结料性能,必须考虑添加剂改善混合料的高温性能。     

湿度对沥青胶结料老化性能的影响研究

为研究湿度对沥青老化性能的影响,对经过湿度条件处理后的70#道路石油沥青和SBS改性沥青进行室内老化试验,分析不同湿度条件对沥青胶结料老化前后的复数模量和相位角、蠕变劲度S以及老化后的疲劳因子等指标的影响。结果表明:湿度对两种沥青胶结料均产生了一定程度的不利影响,相比之下,SBS改性沥青胶结料对湿度影响的反应较小,在高湿环境下推荐使用SBS改性沥青。     

高模量沥青结合料的SHRP试验研究

通过对AH-50基质沥青和2种改性沥青(高模量HM、SBS)制备的高模量沥青结合料进行SHRP试验,分析了复数模量、车辙因子和相位角对动态力学性能的影响。结果表明,高模量沥青的储能性能、抗高温剪切能力、抗高温变形能力优于基质沥青和SBS;高模量沥青的低温性能不如SBS改性沥青。     

高模量沥青研究与性能试验

在介绍高模量沥青研究过程和原材料试验的基础上,进行了3种高模量沥青性能试验,同时进行高模量沥青混合料验证试验。结果表明,高模量沥青的针入度为20~50(0.1 mm),软化点≥60℃,脆点≤-10℃,135℃动力粘度<3 Pa.s,PG等级为PG76-22;高模量沥青混合料高温抗车辙性能、动态模量、抗水损害性能、经济性能均强于SBS改性沥青和辽河AH-90#基质沥青混合料,证明了在路面中面层应用高模量沥青混合料是解决高温状态下路面产生车辙病害的有效途径。     

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。     

高模量沥青结合料路用性能研究

通过对70号基质沥青中添加不同的改性剂来得到高模量改性沥青,进行正交试验方法确定各改性剂的掺量,得出掺加20%湖沥青+6%PE+20%岩沥青+2%SBS的高模量改性沥青满足性能要求;对AH-50、SBS改性沥青、高模量(HM)改性沥青进行SHRP性能比较试验,通过比较可得HM改性沥青具有良好的高温性能。     

广西宜河高速橡胶沥青路面和SBS改性沥青路面性能对比研究

依托广西宜河高速公路开展橡胶沥青路面结构形式的试验路铺筑（7 cmARAC-20C下面层+5 cmARAC-13C上面层），与正常路段的SBS改性沥青路面结构形式（8 cm 70号道路石油沥青AC-25C下面层+6 cm SBS改性沥青AC-20C中面层+4 cm SBS改性沥青AC-13 C上面层）进行对比，并开展沥青胶结料、成品混合料室内性能、现场抗滑指标试验以及长期路用性能观测评价对比研究。结果表明:两种路面结构的使用性能相当。     

高模量沥青材料流变性能研究

沥青路面车辙严重影响其服务质量,高模量改性沥青及沥青混合料是改善沥青路面车辙的途径之一。现对特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青、35号硬质沥青以及高掺量SBS改性沥青的流变性能进行了研究,结合3大指标分析发现:TLA、SBS改性均可有效降低沥青标号,使针入度下降至50(0.1mm)以下;3种高模量沥青改性后标号大小关系为:TLAHMB-CSBS;高模量改性沥青的动态模量显著高于基质沥青,以动态模量为评价指标,3种高模量沥青优劣排序为:30%TLA HMB-C5%SBS;CAM模型不仅可以用于预测基质沥青动态模量,同时也能良好应用于高模量改性沥青。     

升级配沥青混合料OGFC胶结料适用性分析

以高粘沥青、SBS改性沥青＋木质素纤维、SBS改性沥青3种胶结料分别对OGFCl0和OGFCl3作配合比设计和汉堡车辙试验，对比分析其适用性和路用性能。结果表明OGFC沥青混合料以SBS改性沥青＋木质素纤维作为胶结料时其耐久性和路用性能最好。     

环保型阻燃沥青性能分析与评价

运用对比分析法评价了SBS改性沥青以及掺加3种阻燃剂后阻燃改性沥青及其混合料的性能。采用极限氧指数、烟密度、烟气毒性分级、闪点、燃点等5种试验评价了4种胶结料的阻燃性能;采用常规指标和PG分级试验评价了4种胶结料的路用性能;采用车辙、冻断、冻融劈裂残留强度比、四点弯曲梁疲劳等4种试验评价了4种改性沥青混合料的路用性能。试验结果证明:掺加LK阻燃剂的阻燃沥青ZR-A各方面性能更优,并得到实体工程的验证。     

高模量沥青性能研究

选取东明AH-70#基质沥青和其他硬质组分制备高模量沥青,用法国的PRM、德国的DUROFLEX作为高模量外掺剂制备高模量沥青,掺量分别为70#基质沥青的12%、14%;将制备的3种高模量沥青和70#基质沥青、4%的SBS改性沥青进行动态模量、高温性能、低温性能和疲劳性能的对比试验。结果表明:3种高模量沥青的动态模量均满足规范要求,相对于基质沥青在3种性能上均有提升,相对于SBS改性沥青主要是高温性能得到提升,在低温性能方面,3种高模量沥青混合料应用于南方高温地区上、中和下面层或北方低温地区的中、下面层时,具有优良的低温抗裂性能,在疲劳性能方面,3种高模量沥青的疲劳寿命均小于4%SBS改性沥青。     

基于表面活性技术的温拌沥青胶结料性能试验研究

分别对SBS改性沥青胶结料添加EvothermTM-DAT温拌剂前、后的性能进行试验研究,通过性能试验发现,基于表面活性剂ErothermTM的SBS温拌沥青胶结料的低温性能同SBS改性沥青相差不大,高温性能要优于SBS改性沥青,温拌剂的加入并没有降低原样SBS改性沥青的性能等级.