TPS高黏改性沥青Superpave使用性能研究

为探讨道路TPS高黏改性沥青结合料的使用性能,采用Superpave评价体系对改性剂掺量分别为0%、6%、8%、10%、12%的改性沥青进行了实验室旋转黏度试验、动态剪切流变试验及弯曲梁流变试验,采用黏度、车辙因子、疲劳因子、复数模量指数、劲度模量及其变化率、PG连续分级温度等作为技术指标进行了性能评价。试验结果与分析表明,随着TPS掺量的增加,改性沥青的135℃黏度有所增加,但能够满足规范要求;随着TPS掺量的增加,改性沥青的高温性能、疲劳性能、感温性能、低温性能和可使用温度范围均得到明显改善;但当TPS掺量达到12%时,TPS高黏改性沥青的感温性能和低温性能略有回落。综合考虑,推荐TPS掺量为10%。     

硅藻土改性沥青性能研究

为方便工程实际应用,降低工程造价,保证改性沥青的长期稳定性,本文以硅藻土为改性剂制备改性沥青,并通过室内沥青3大指标试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲流变试验(BBR)对硅藻土改性沥青的性能进行研究。本文的研究得出:硅藻土有利于降低沥青对温度的敏感性,随着硅藻土掺量的增加,改性沥青的针入度减小、软化点提高,但沥青的延度降低;硅藻土有利于改善沥青的流变性,随着硅藻土掺量的增加,G*与抗车辙因子G*/sinδ呈现先增大后减小的变化趋势,在硅藻土掺量达到18%时达到最值,但硅藻土的加入对相位角δ影响不大;硅藻土的掺入有利于提高沥青的弯曲劲度S,随着掺量的增加呈上升趋势,但当硅藻土掺入量超过18%时,蠕变速率m值出现明显的降低。综合考虑,硅藻土对沥青3大指标以及流变性能的影响,以16%~18%的掺入量制备可得到综合性能最优的硅藻土改性沥青。     

桥面铺装用高性能沥青及沥青混合料的试验研究

对适用于桥面铺装工程的高性能沥青混合料进行研究.采用高含量SEBS预混硅藻土制备高性能沥青及沥青混合料,试验研究内容包括:动态剪切流变试验、车辙试验、水稳定性试验、低温弯曲试验.高性能沥青的G*/sinδ及老化后G*×sinδ分别是SBS改性沥青的0.9倍、0.2倍,车辙动稳定度平均为5300次/mm.与SBS改性沥青混合料相比,高性能沥青混合料的TSR值和弯曲应变能密度分别提高21.07%、10.74%.这表明高性能沥青具备较好的抵抗高温流动变形、疲劳开裂、老化的性能,较强的抵抗车辙、水损害、低温开裂的能力,可以满足桥面铺装材料的受力特点和使用要求.     

温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响

为研究温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响,以生物沥青结合料和温拌剂为研究对象,对掺加了温拌剂的生物沥青结合料分别进行动态剪切流变试验(DSR)和多应力重复蠕变恢复试验(MSCR),以复数模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sinδ、恢复率R和不可恢复蠕变柔量Jnr为评价指标,研究了2种温拌剂类型(质量比为2%的Sasobit和质量比为0.35%Rediset)、3种生物质重油掺量(质量比分别为5%,15%,25%)对生物沥青结合料高温流变性能的影响。研究结果表明,未老化的生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而降低,黏性成分亦随着生物质重油掺量增加而减小,短期老化后生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而增大,弹性成分比例明显增大。Sasobit温拌剂的加入能够降低生物沥青结合料的黏性行为,增强延迟弹性,提高生物沥青结合料的高温抗车辙性能。加入Sasobit使得生物沥青的复数模量G*和车辙因子G*/sinδ值提高超过100%,不可恢复蠕变柔量Jnr值降低大于60%。Rediset温拌剂可以降低生物沥青结合料的高温老化速度,对生物沥青结合料的老化有较强的抑制作用。具有抗老化的优势,其温度敏感性比Sasobit温拌剂要低。Sasobit和Rediset温拌剂均可以提高生物沥青应力敏感性,使生物沥青在高应力水平下的黏弹性更加显著。     

高模量沥青混合料抗车辙性能与施工特性研究

为深入研究高模量添加剂对沥青混合料抗车辙性能的影响,采用美国SHARP计划的动态剪切流变试验手段从研究高模量添加剂对沥青车辙因子的影响,通过复合式结构的高温车辙试验评价高模量沥青混合料作为中面层的抗车辙效果。结果表明:高模量添加剂可有效的提高沥青的车辙因子G*/sinδ,提高沥青的PG分级,增加沥青材料的应用范围;采用高模量沥青混合料铺筑中面层能够明显的提高路面结构的抗车辙性能;同时,高模量添加剂对路用性能均有不同程度的提高。     

电气石负离子粉改性沥青路用性能研究

选取3种目数的电气石负离子粉,在助剂的作用下,剪切制备出电气石负离子粉改性沥青,通过针入度试验、软化点试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)、旋转黏度试验,分析不同目数及掺量的电气石负离子粉对沥青的感温性能、高温性能、低温性能、黏温特性等路用性能影响规律,并采用水煮法评价了电气石负离子粉对沥青与集料的黏附特性。研究结果表明:随着电气石负离子粉的目数与掺量的增大,改性沥青的PI值逐渐增大,即改性沥青的感温性能得以改善;软化点、车辙因子G*/sinδ及黏度均呈增大趋势,表明电气石负离子粉的掺加可有效提升沥青的高温变形能力;蠕变劲度S降低、蠕变劲度变化率m变大,电气石负离子粉沥青具有良好的低温抗裂性能;此外,电气石负离子粉也可提升沥青与集料间的黏附作用。     

沥青抗车辙性能评价指标研究

为对沥青抗车辙性能评价指标进行优选,该文制备PG高温等级为76的基质沥青、Rubber、SBS和PE改性沥青进行了相关指标的试验研究。结果表明:针入度、软化点以及车辙因子(G*/sinδ)不适宜用作改性沥青抗车辙性能评价指标;相位角大于55°时的Shenoy参数和不可恢复柔量(Jnr)适用于各种沥青的抗车辙性能评价;3种改性沥青中Rubber改性沥青的应力敏感最强、蠕变恢复时间敏感性最弱,温度敏感性则与另外两种改性沥青相当。推荐采用Jnr值作为沥青抗车辙性能评价指标。     

紫外光老化对沥青使用性能的影响性研究

为解决强紫外线对沥青产生老化问题,利用紫外老化环境箱模拟野外环境老化条件进行试验,通过动态剪切流变仪分别研究了老化时间变化对SBS改性沥青和基质沥青高温、低温及疲劳性能的影响.试验结果表明,强紫外光对SBS改性沥青能够产生严重老化,主要表现为疲劳性能和低温性能大幅衰减,高温性能进一步得到改善,且都与老化时间关系较紧密;同时,随测试温度升高,老化时间对G*/sinδ、G* sinδ的影响幅度逐渐减小,说明紫外光对SBS改性沥青老化具有温度敏感性.研究结论可以为沥青路面选择抗光老化性较好的沥青提供良好技术支持.     

RET改性沥青高低温性能试验分析

采用沥青3大指标试验、DSR试验和BBR试验比较不同掺量RET改性剂的改性沥青技术性能,对RET改性沥青混合料进行高温车辙试验和低温小梁3点弯曲试验,验证RET改性剂对沥青高、低温性能的影响作用。试验结果表明:RET改性剂掺入沥青后,25℃针入度值降低,软化点和5℃延度值均有所增加;RET改性沥青的高温临界温度和沥青混合料动稳定度值均随着RET掺量的增加而提高;随着RET掺量增加,改性沥青蠕变劲度降低、蠕变曲线斜率增加,且混合料的弯曲应变能密度也会不断增加。     

高RAP掺量热再生沥青混合料动态流变性能研究

为研究热再生沥青混合料在不同温度区间的动态流变性能,通过动态模量试验,测定不同温度时,动态模量E*、相位角θ、疲劳因子E*sinθ和车辙因子E*/sinθ随加载频率和RAP掺量的变化。试验结果显示,随着频率的增大,动态模量逐渐增大,而相位角随频率的变化规律与温度有关。RAP的掺入会使动态模量增大,相位角减小;随着RAP掺量的增多,中温时的疲劳因子逐渐增大,抗疲劳性能降低;当RAP掺量大于50%时,抗疲劳性能大幅降低;高温时车辙因子随RAP掺量的增多逐渐增大,抗车辙能力逐渐增强,当RAP掺量大于50%时,再增大RAP掺量对车辙因子的提高幅度有限。综合考虑当RAP掺量为50%时,沥青混合料在具有良好高温性能的同时能兼顾较好的中低温性能。     

纳米SiO_2/POE复合改性沥青及其混合料性能研究

通过试验对SiO_2/POE复合改性沥青及其混合料进行性能测试,并与SBS改性沥青进行对比,分析纳米SiO_2/POE复合改性对基质沥青混合料路用性能的影响。结果显示,纳米SiO_2/POE显著提高了基质沥青的软化点、粘度和延度,降低了针入度;3种沥青中,SiO_2/POE复合改性沥青的储能模量G′、抗车辙因子G*/sinδ均最大,SiO_2/POE改善了基质沥青的高温性能,但其低温性能稍劣于SBS改性沥青;3种沥青混合料中,SiO_2/POE复合改性沥青混合料的动稳定度、动态模量E*均最佳,具有优良的抗车辙能力,在低温抗裂、耐疲劳及水稳定方面也显示了优良的性能,但其低温抗裂性能劣于SBS改性沥青混合料。     

Sasobit温拌改性沥青胶结料性能试验研究

为研究Sasobit温拌改性剂对沥青性能的影响,将ES70号和PJ130号2种基质沥青分别掺2％～6％的Sasobit并制备成沥青胶结料,进行旋转粘度试验、动态剪切流变试验和弯曲梁蠕变试验,并对Sasobit改性沥青进行性能分级（PG分级）。试验结果表明：Es和PJ沥青采用Sasobit改性剂改性后,其温度转折点分别在107％和105℃附近。随着Sasobit掺量的增加,改性沥青的车辙因子和蠕变劲度模量逐渐增大,变形速率减小。在2％～6％掺量范围内,Sasobit均能较大程度地提高ES和PI2种沥青的高温性能。Sasobit会较大程度地削弱ES沥青的低温性能,但对PJ沥青低温性能只有略微不利的影响。     

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。     

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。     

PE-脱硫橡胶复合改性沥青高温性能研究

为改善脱硫橡胶沥青高温性能的不足,采用聚乙烯与脱硫胶粉对沥青进行复合改性,对比分析了普通橡胶沥青、脱硫橡胶沥青及PE-脱硫橡胶复合改性沥青的路用性能和高温流变性。结果表明:加入聚乙烯后,复合改性沥青不仅具备脱硫橡胶沥青的各项优势,而且高温性能得到显著提高;复合改性沥青的复数模量G*、车辙因子G*/sinδ增大,相位角δ减小,高温抗变形能力提高,高温抗车辙性能增强。     

集料化学成分对沥青胶浆高温流变特性的影响

为研究集料化学成分对沥青胶浆高温流变特性的影响,分别将5种氧化物粉末与克拉玛依70#沥青混合并制备成沥青胶浆。利用动态剪切流变仪(DSR)测试沥青胶浆的复数剪切模量和相位角,并以车辙因子G*/sinδ表征沥青胶浆的高温流变特性。结果表明:5种氧化物粉末均能提高沥青胶浆的车辙因子,改善高温性能。在65℃下,掺加氧化镁的沥青胶浆车辙因子提高4.5倍,掺加二氧化硅或氧化钙的沥青胶浆车辙因子提高3倍,掺加氧化铝或氧化铁粉的沥青胶浆车辙因子略有提高。     

低黏高弹改性沥青及其混合料性能研究

针对目前已有的超薄磨耗层技术,以保证沥青高温稳定性且大幅提高其低温抗裂性和疲劳性能为目的,自主研发一种低黏高弹改性沥青,并对其胶结料及混合料性能进行研究。试验结果表明,低黏高弹改性沥青具有高软化点、低黏度和高弹性,施工和易性良好;该沥青的PG分级为PG76-18,具有良好的高温流变性能及低温性能;低黏高弹改性沥青混合料EMC-10具有良好的高温稳定性、水稳定性,同时具有优异的低温抗裂性和疲劳性能,可适用于高弹高强超薄罩面。     

基于东北季冻区气候下高黏改性沥青性能研究

基于东北季冻区气候条件下提出合理的高黏改性剂掺量。测试高黏改性沥青指标并计算针入度指数PI值评价改性沥青的感温性能,进行软化点试验和60℃动力黏度试验评价改性沥青的高温性能,进行低温延度(5℃延度)试验和BBR试验评价改性沥青的低温性能。改性剂掺量为12%～13%时各指标均满足要求。BBR试验表明改性剂掺量为13%时改性沥青抵抗永久变形的能力最好,掺量为12%时应力释放能力最强,抗低温开裂能力最好,同时对改性沥青进行PG分级低温分析。推荐东北季冻区高黏改性剂掺量为12%～13%。     

Superpave改性沥青混合料的抗车辙性能试验研究

该文采用改进的车辙试验和SPT试验评价SBS、PR、RS和DUROFLEX共4种抗车辙剂对Superpave沥青混合料高温抗车辙性能的改性效果,旨在判定SPT试验区分改性剂对沥青混合料高温抗车辙性能改性效果差异的有效性。采用车辙试验10 000次荷载作用下的相对变形率(δ)评价各种改性沥青混合料的抗车辙性能。结果表明:PR改性沥青混合料的高温抗车辙性能最好,RS次之,再次是SBS和DUROFLEX改性沥青混合料。SPT试验结果表明,流变次数Fn和流变时间Ft能区分SBS、PR、RS和DUROFLEX共4种改性沥青混合料高温抗车辙性能的差异,但与相对变形率的评价结论不完全一致,SBS改性沥青混合料的Fn和Ft值都是最大,表明其具有良好的抗车辙能力;采用动态模量参数E*和E*/sinφ,不能有效地区分改性沥青混合料抗车辙性能的差异。     

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。