基于GTM的岩沥青混合料性能研究

岩沥青以其生产便利性及与沥青间的良好配伍性,得到了研究学者的关注。分别对不同岩沥青掺量的基质沥青和SBS改性沥青开展试验研究;基于"干法"工艺,采用GTM法成型不同岩沥青掺量的基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料并开展高温稳定性和水稳定性试验研究。结果表明,随着岩沥青掺量的增加,沥青的粘度和耐热性能逐渐增强,黏附性效果得到改善;沥青混合料的高温稳定性能明显提高,水稳定性有所改善。综合考虑成本问题,推荐岩沥青在基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料中的掺量分别为3.0%和1.0%。     

布敦岩沥青改性沥青性能研究

对掺加不同布敦岩沥青的改性沥青,通过试验测定了其常规性能指标,并利用动态剪切流变仪对其进行温度扫描,研究岩沥青掺量对其高温性能的影响。结果表明,布敦岩沥青的作用在于改善基质沥青的高温性能和耐老化性能、降低温度敏感性,但同时降低了基质沥青的耐低温性能;掺加22%、34%布敦岩沥青的改性沥青的车辙因子比基质沥青分别提高1倍和2倍以上,表明布敦岩沥青可显著改善基质沥青的抗车辙能力;当温度低于64℃时,掺34%布敦岩沥青的改性沥青的抗车辙性能优于SBS改性沥青。     

岩沥青掺量对基质沥青性能的影响分析

以茂名东海牌70#沥青作为基质沥青,制备不同掺量下的岩沥青改性沥青,通过常规指标试验和SHRP试验,研究岩沥青掺量对基质沥青性能的影响。常规试验结果表明,随岩沥青掺量的增加,改性沥青的针入度减小,软化点升高,PI值增大,延度减小;SHRP试验结果表明,岩沥青掺入使沥青胶浆的相位角减小,车辙因子增大,同时蠕变劲度增大,m值减小,具有较好的一致性。为保证岩沥青的掺入在改善基质沥青高温稳定性的同时低温抗裂性不过多折减,推荐岩沥青掺量取20%~30%。     

天然岩沥青改性沥青混合料路用性能研究

与国外相比,我国天然岩沥青的应用并不广泛,与之相关的研究成果也并不丰富。本文通过对不同掺配量的天然岩沥青改性沥青混合料的路用性能进行实验研究,试验结果表明,随岩沥青掺量的增加,改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性逐渐提高,低温抗开裂性能有所下降。综合比较,建议天然岩沥青的最佳掺量范围为10%~15%。     

生物沥青-岩沥青复合改性沥青混合料的使用性能

为了研究复合改性剂的掺入对改性沥青混合料使用性能的影响,以70~#石油沥青作为基质沥青、蓖麻油植物沥青和岩沥青为改性剂,制备了复合改性剂掺量为0～60%的生物沥青-岩沥青复合改性沥青混合料,设计了级配为AC-20C的沥青混合料,采用车辙试验、Marshall稳定度试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、小梁低温弯曲试验的方法,分析了不同掺量复合改性沥青混合料的Marshall试验稳定度、车辙试验动稳定度、浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验残留强度比以及弯曲试验破坏应变。结果表明,复合改性剂掺量不超过最不利掺量时,其掺入将会降低沥青混合料的高温稳定性,随着复合改性剂掺量的继续增加,沥青混合料的高温稳定性逐渐得到提高;掺入复合改性剂后,沥青混合料的水稳定性迅速下降,采用1%消石灰代替部分矿粉后,水稳定性得到明显增强,复合改性剂掺量超过25%时,符合沥青混合料施工技术规范中关于水稳定性的规定;复合改性剂的掺量在最佳掺量范围内,沥青混合料的低温抗裂性得到改善,反之,复合改性剂的掺入对沥青混合料的低温抗裂性产生不利影响,掺量不超过40%时满足冬温区的相应技术要求;路用沥青混合料推荐的复合改性剂掺量范围为25%～40%。     

天然岩沥青掺量对改性沥青及沥青混合料性能影响研究

岩沥青与石油沥青相溶性好,可以替代部分石油沥青。本文通过对不同掺配比例的岩沥青改性沥青及改性沥青混合料进行路用性能试验。试验结果表明,岩沥青的掺加改善了沥青及沥青混合料的高温性能和热稳定性能。综合考虑,建议天然岩沥青改性剂掺量为基质沥青质量的10%。     

活化“湿法”加工布敦岩沥青及沥青混合料路用性能研究

通过对布敦岩沥青进行活化处理,即将岩沥青研磨、加热,使天然沥青析出工艺,采用拥有自主知识产权的现场改性设备,生产布敦岩沥青改性沥青,即"湿法"加工工艺。该工艺生产的布敦岩沥青改性沥青抗高温性能与抗老化性能显著提升,用于生产沥青混合料时高温抗车辙性能与抗水稳定性能显著提升。但为了保持岩沥青改性沥青不离析且具备一定的抗低温破坏性能,岩沥青掺量存在一个最佳值,试验采用了5种掺量制备岩沥青改性沥青,并分析不同掺量改性沥青性能优劣。研究结果表明:40%以上掺量的岩沥青改性沥青离析较为严重,30%布敦岩沥青掺量最佳,布敦岩沥青改性沥青混合料性能较为均衡,并通过试验路铺筑对该技术进行实体工程验证。     

天然岩沥青改性沥青混合料的性能研究

用韩国SK基质沥青和中国台湾CPC基质沥青分别对不同掺量岩沥青胶结料性能进行了比较分析。采用AC-25沥青混合料,基质沥青为韩国SK 70#沥青,分别对不同掺量岩沥青改性沥青混合料性能进行分析,通过比较推荐了岩沥青的适宜掺量。     

青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料性能研究

为了提高青川岩沥青和橡胶粉单一改性沥青的综合路用性能,并改善重载、湿热地区沥青路面病害突出的问题,通过对青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料性能的系统研究,基于不同青川岩沥青和橡胶粉掺量下复合改性沥青177℃黏度、软化点和PG分级试验结果,确定了适宜的橡胶粉和青川岩沥青掺量,采用车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和四分点加载疲劳试验系统评价了复合改性沥青混合料的路用性能和抗疲劳耐久性。试验结果表明,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青中,橡胶粉的推荐掺量为15%~20%,青川岩沥青的推荐掺量为6%~10%;相比SBS改性沥青混合料,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混合料具有优良的高温稳定性、水稳定性和抗疲劳耐久性,推荐最佳的掺配比例为10%青川岩沥青+18%橡胶粉。经试验路验证,青川岩沥青与橡胶粉复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命。     

ZIGLER岩沥青改性沥青混合料的性能研究

岩沥青为常用沥青路面的添加剂,已在国内外一些工程中得到应用。文中用韩国SK基质沥青和台湾CPC基质沥青分别对不同掺量岩沥青胶结料性能进行了比较分析。采用的AC-25沥青混合料、基质沥青为韩国SK70号沥青,分别对不同掺量岩沥青改性沥青混合料性能进行了比较分析,推荐了岩沥青适宜掺量。     

ZIGLER岩沥青改性沥青混合料的性能研究

岩沥青常被用作为沥青路面的添加剂,已在国内外一些工程中得到应用。本研究用韩国SK基质沥青和台湾CPC基质沥青分别对不同掺量岩沥青胶结料性能进行了比较分析。采用AC-25沥青混合料,基质沥青为韩国SK-70号沥青,分别对不同掺量岩沥青改性沥青混合料性能进行了比较分析,推荐了岩沥青的适宜掺量。     

岩沥青改性沥青混合料耐光氧老化力学性能研究

以90#沥青作为基质沥青,拟定4%、8%、12%三种高中低掺量的岩沥青,按照聚合物改性沥青的制备工艺制备改性沥青。同时,采用马歇尔设计方法进行沥青混合料的配合比设计,进而确定了岩沥青改性沥青混合料的添加工艺和最佳沥青用量。在此基础上,对各掺量条件下的沥青混合料进行紫外光氧老化(UV)模拟试验,并对老化后的沥青混合料的力学性能进行研究。结果表明:岩沥青的添加,可以显著改善混合料的抗变形能力,同时可以有效提高其抗光氧老化能力。并且随着掺量的增加,其改善效果也是越来越显著的。     

玻璃纤维对沥青混合料路用性能的影响

通过单轴拉伸试验、半圆弯拉试验和冻融劈裂试验等,考察了纤维类型和埋深与沥青的黏结作用,并分析了玻璃纤维掺量对基质沥青/改性沥青混合料高温稳定性、低温性能、中温抗裂性能和水稳定性的影响。结果表明,玻璃纤维与基质沥青/改性沥青的黏结强度高于玄武岩纤维和钢纤维,且改性沥青与纤维的黏结效果优于基质沥青。相同玻璃纤维掺量时,改性沥青混合料的稳定度、马歇尔模数、破坏拉伸应变、劈裂抗拉强度、断裂能、层底抗拉强度和层底抗拉应变都要高于基质沥青混合料,流值和破坏劲度模量都小于基质沥青混合料;改性沥青混合料有相较基质沥青混合料更好的高温稳定性、低温抵抗变形能力和中温抗裂性能。适量玻璃纤维的掺加有利于提高基质沥青/改性沥青混合料的劈裂强度,玻璃纤维-改性沥青混合料的水稳定性高于玻璃纤维-基质沥青混合料。玻璃纤维掺量为0.30%的改性沥青混合料具有最佳的路用性能。     

岩沥青对沥青混合料路用性能的影响

通过室内试验分别从高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损和力学性能方面研究岩沥青对沥青混合料性能的影响,并与基质沥青和SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明：岩沥青对混合料的各项性能均有不同程度的改善作用,其中以高温性能提升的幅度最大,可以通过掺加岩沥青来改善沥青混合料的路用性能;在掺量为混合料的4%时,掺有岩沥青的混合料各方面的性能最优,其性能同SBS改性沥青混合料基本相当,建议在工程中采用掺量为4%的岩沥青来改善混合料的路用性能。     

岩沥青改性沥青混合料的抗老化性能

为了研究岩沥青在长期路面负载的作用下的老化现象,采用熔融共混的方法制备不同岩沥青掺量的岩沥青改性沥青,并进行AC-13沥青混合料配合比设计。对沥青混合料进行短期热氧老化和紫外老化试验,对老化前后沥青混合料的单轴压缩弹性模量进行测试。结果表明:热氧老化和紫外老化后,岩沥青改性沥青混合料的抗压强度和单轴压缩弹性模量的增长幅度均小于基质沥青混合料;岩沥青能够提高沥青混合料的抗热氧老化和抗紫外老化性能,且随着岩沥青掺量的增大,提高效果进一步增大。     

国产天然岩沥青及其混合料相关性能试验研究

在70#基质沥青中掺加不同比例的天然岩沥青得到改性沥青,低温延度试验结果显示其延度几乎为0,通过对低温延度断裂力测试,表明断裂力越大低温延展性越差;通过不同掺量岩沥青改性沥青及SBS改性沥青混合料各项性能对比试验,并结合沥青胶结料评价结果,认为6%～8%掺量范围内的岩沥青改性沥青具有较好的高温及水稳定性能,适用于目前路面结构中面层,可以得到与SBS改性沥青混合料相当的路用性能。     

中东岩沥青复合改性沥青低温性能研究

为了研究中东岩沥青作为改性剂对于改性沥青低温性能的影响,采用BBR试验方法,对不同掺量下的岩沥青改性沥青、TB+岩沥青复合改性和TB+SBS+岩沥青复合改性沥青的劲度模量和蠕变曲线斜率进行试验,结果表明岩沥青掺量小于4%时对于改性沥青低温性能有利,大于8%时大幅降低改性沥青低温性能;高掺量的TB加入能够在一定程度弥补岩沥青对低温性能造成的不利影响;SBS对于低温性能有利,但影响不大。     

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。     

布敦岩沥青改性沥青胶浆高温动态流变性能的试验研究

为了评价不同掺量的布敦岩沥青对基质沥青的改性效果,采用先进的动态剪切流变仪Advanced Rheometer(AR)对岩沥青改性沥青胶浆的高温动态流变性能进行了试验研究,主要评价指标有相位角、储能模量、车辙因子和动粘度等。研究发现岩沥青改性沥青胶浆的高温性能明显优于基质沥青;车辙因子和动粘度指标显示岩沥青改性沥青胶浆具有与SBS改性沥青胶浆相当的抗车辙性能,但是,其温度敏感性高于SBS改性沥青胶浆;岩沥青掺量对胶浆性能影响较明显,岩沥青与基质沥青质量比达到1∶1时,沥青胶浆的高温性能已经得到明显改善,可以满足路面使用性能要求。     

国产岩沥青与TB胶粉复合沥青性能及改性机理研究

采用室内针入度和PG分级双指标控制体系研究了青川岩沥青、TB胶粉掺量对Terminal Blend胶粉改性沥青性能的影响,采用荧光显微镜研究了天然沥青对TB沥青的增强作用和改性机理。基于车辙、MMLS1/3、低温弯曲、冻融劈裂和浸水马歇尔及四分点加载疲劳试验试验系统研究了青川岩沥青与TB复合改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,掺加青川岩沥青与SBS显著提高了TB沥青及其混合料的高温性能,同时在一定程度上保留了TB胶粉改性沥青低温性能突出的特点;掺加青川岩沥青后显著提高了TB胶粉改性沥青的PG高温分级,15%NES+15%TB+2.0%SBS、15%NES+20%TB+2.0%SBS、20%NES+15%TB+2.0%SBS三种改性沥青PG分级可达到PG88-28、PG82-28、PG88-28。SBS与TB岩沥青改性沥青高温性能和抗疲劳耐久性可达到甚至超过4.5%SBS改性沥青混合料,TB岩沥青复合改性沥青混合料可在夏炎热区和季节性冰冻区推广应用,将SBS与TB岩沥青复配可有效降低SBS掺量。综合考虑青川岩沥青与TB胶粉掺量对复合改性沥青高低温性能的影响,兼顾沥青混合料的高低温性能和抗疲劳性能,可优化出15%青川岩沥青+20%TB胶粉、20%青川岩沥青+20%TB胶粉、25%青川岩沥青+15%TB胶粉3种SBS与TB青川岩沥青复配方案。