丁苯橡胶改性沥青老化前后性能对比分析

为研究丁苯橡胶对基质沥青使用性能的影响程度,采用原样与短期老化(RTFOT)状态下3种沥青,通过沥青针入度、旋转黏度、弯曲蠕变劲度试验结果得到针入度指数(PI)、针入度—黏度指数(PVN)、黏温指数(VTS)、劲度模量S和蠕变速率m等指标评价SBR改性沥青温度敏感性及抗老化性能,并采用红外光谱(IR)分析其改性机理。研究表明:基质沥青中加入SBR可以有效地降低其温度敏感性,并可提高沥青低温及抗老化性能;通过IR分析表明SBR与基质沥青发生物理交联反应,且SBR的加入使羰基、亚砜基吸收峰强度减弱,有效地减缓了沥青的老化程度。     

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。     

抗车辙剂种类对不同沥青混合料性能影响研究

为了给国内夏季高温地区沥青路面推荐较优的抗车辙剂,本文采用室内单轴蠕变试验、车辙试验和Marshall试验,以粘性劲度模量、动稳定度和稳定度为评价指标,对比研究了高温条件下法国PRPLAST.S、德国路孚8000和国产海川车辙王三种不同品牌的抗车辙剂,对70号A级基质沥青、SBS改性沥青和110号A级基质沥青三种沥青混合料的高温稳定性能影响。研究结果表明:70号A级和110号A级基质沥青混合料在法国PRPLAST.S抗车辙剂的作用下,其粘性劲度模量、Marshall稳定度和流值达到最优。SBS改性沥青混合料在国产海川车辙王抗车辙剂的作用下,在三种试验中性能表现最优。当沥青路面采用70号A级和110号A级基质沥青时,建议使用法国PRPLAST.S抗车辙剂作为添加剂;当沥青路面采用SBS改性沥青时,建议使用国产海川车辙王抗车辙剂作为添加剂。     

欧洲岩沥青改性沥青结合料与混合料使用性能的关系

沥青结合料与沥青混合料均属于沥青路面材料,它们的使用性能影响路面的使用寿命。为研究欧洲岩沥青改性沥青结合料和混合料使用性能的关系,制备了掺量为0%、5%、10%、15%、20%的欧洲岩沥青改性沥青和相应的AC-20C沥青混合料,并进行了沥青结合料的常规使用性能试验、Superpave使用性能试验以及沥青混合料的车辙试验、马歇尔稳定度试验、弯曲试验。试验结果分析表明,欧洲岩沥青改性沥青结合料的高温性能与混合料的高温稳定性、欧洲岩沥青改性沥青结合料的-12℃蠕变劲度与混合料的-10℃弯曲劲度模量具有良好的线性相关关系。然而,欧洲岩沥青改性沥青结合料低温性能与混合料低温抗裂性的关系为抛物线关系,有待进一步研究。     

老化对 PE改性沥青混合料高温性能的影响

以 AH-70沥青为基质沥青,选用 PE 为改性剂制备改性沥青混合料,考察了老化对 PE 改性沥青混合料高温性能的影响,并采用了车辙试验、静态蠕变试验和动态蠕变试验,分析了老化对 PE 改性沥青混合料动稳定度、劲度模量、永久变形量及流变次数的影响。试验结果表明,PE 改性沥青混合料在老化后,其高温稳定性得到了提高,车辙试验反映沥青混合料的变形主要集中在短期老化阶段。老化后的沥青混合料劲度模量增大,其永久变形量降低、流变次数增大。     

紫外老化对SBR改性沥青性能的影响

通过沥青基本性能分析方法,研究了实验室制备SBR改性沥青的最佳改性搅拌时间和最佳改性温度等,并利用室内紫外老化加速设备,研究在不同紫外光条件下,老化前后SBR改性沥青的性能变化。研究发现,随着紫外老化时间的增加,SBR改性沥青的复合模量有增大的趋势,同时相位角减小,说明沥青的粘性成分减小,沥青老化变硬。高温温度扫描时,SBR改性后复合模量明显增大,相位角差别不大但增速变缓,可知改性沥青更硬,抗车辙能力更好。SBR改性沥青与基质沥青相比,有更好的抗紫外老化性能。     

基于测力延度试验评价SBS改性沥青的老化特征

采用不同温度的室内薄膜烘箱试验对SBS改性沥青进行老化,对老化前后的改性沥青进行常规试验、动态剪切试验(DSR)、弯曲蠕变劲度试验(BBR)、测力延度试验(FDT)等,分析不同性质指标与老化温度之间的关系;同时,改变SBS掺量来探究SBS含量对沥青性质的影响并与老化作用进行对比;研究结果表明:常规指标、车辙因子、峰值力、拉伸柔量和屈服应变能等与老化作用和SBS含量之间有一定相关性,但无法区分二者作用机理的差异;BBR试验和韧性比指标可以有效区分老化温度和SBS含量对改性沥青性质的影响,且韧性比与m值之间具有很好的关联性,证明了利用测力延度试验评价SBS改性沥青老化特征的优越性。     

基于DMA方法的相变改性沥青黏弹特性及低温性能研究

为了探究相变改性沥青的黏弹特性与低温性能，采用DMA方法进行了频率扫描试验和温度扫描试验，对试验结果进行了统计分析，测定计算了不同掺量的相变改性沥青的储能模量、损耗因子扫描曲线及玻璃态转变温度，分析了相变改性沥青的黏弹特性，通过沥青弯曲蠕变劲度试验，研究了相变改性沥青的低温性能，并对黏弹特性和低温性能进行了相关性分析。研究结果表明：相变材料的加入可降低沥青的玻璃态转变温度、储能模量和蠕变劲度模量，提高损耗因子和蠕变劲度变化斜率，可提升沥青“黏性”分量，改善低温性能；相变改性沥青的储能模量、损耗因子和玻璃态转变温度均与蠕变劲度模量存在良好的相关性，可利用黏弹特性指标对相变改性沥青的低温性能进行评价。     

温度对不同种类沥青混合料性能的影响研究

为了给国内夏季高温地区沥青路面推荐较优的沥青种类,采用室内试验对比研究了35,45,55,65和75℃5种不同温度下,SBS改性沥青、90号A级道路石油沥青和乳化沥青3种沥青混合料的高温性能。结果表明,SBS改性沥青混合料的高温性能最好,当温度65~75℃时,道路石油沥青的高温性能仅次于SBS改性沥青混合料。当温度大于55℃时,乳化沥青混合料的稳定度及动稳定度均不满足规范要求,且其粘性劲度模量最小,降低速率最大。因此,不建议乳化沥青作为夏季高温地区的沥青路面材料。     

多聚磷酸复合聚合物改性沥青老化前后流变特性及其混合料性能研究

为了改善高海拔高辐射寒冷区沥青混凝土的抗老化性能,按照室内与高寒高海拔区热、紫外光辐射总量相等的原则进行室内多聚磷酸改性(PPA)沥青及其混合料模拟老化试验,进而研究了PPA及PPA与低剂量SBS、SBR聚合物改性沥青抗热老化和紫外光老化性能,并将热老化、紫外光老化后多聚磷酸改性沥青混合料的路用性能、疲劳性能与基质沥青及4.5%SBS改性沥青混合料进行了对比。试验结果表明:PPA与聚合物改性沥青的5℃延度指标随热老化与紫外光老化时间增大而减小,抗车辙因子和软化点均随紫外光老化时间增加而增大,热老化5 h后延度趋于稳定,紫外光老化12 h后延度趋于稳定。随着紫外光老化时间延长,PPA及PPA复合改性沥青混合料高温性能呈先增大后减小的趋势,低温抗裂和疲劳性能随老化时间延长呈下降趋势,紫外光对沥青高低温性能的劣化作用比热老化突出。PPA对基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青混合料抗紫外光老化作用改善效果显著,PPA可作为高紫外光辐射区沥青路面抗老化剂使用。研究成果可为拓展PPA改性沥青及PPA与低剂量聚合物复合改性沥青在高原高温差、高紫外光辐射区的推广应用提供参考与借鉴。     

TPS沥青改性剂应用效果的室内试验研究

为了了解新型添加剂TPS对沥青胶结料性能的影响,对不同TPS掺量的改性沥青进行针入度、软化点、稠度、延度、测力延度、劲度模量、弹性恢复和粘韧性试验。通过和基质沥青作对比分析,发现15%TPS改性沥青的针入度指数PI、针入度粘度指数PVN较基质沥青分别提高了2.1倍、2.8倍,而软化点和稠度分别提高了0.8倍、2.1倍,沥青高温性能显著提高;TPS改性沥青5℃延度相对于基质沥青的大幅度提高,测定功随着TPS掺入量逐渐增加,15%TPS改性沥青劲度模量较基质沥青减小0.39倍,这些变化都反映出其低温稳定性得到了改善;当沥青中TPS掺入量达到12%时,其弹性恢复率达到了100%,表明采用TPS改性沥青的路面,对荷载作用产生的变形,具有良好的自愈性;韧性和粘韧性试验结果表明TPS掺入量为15%时,达到高粘度改性沥青的标准。     

特立尼达湖改性沥青的性能

文中介绍了对道路沥青结合料掺加特立尼达湖沥青(TLA)后,改善了沥青性能,提高了劲度模量,增加了使用寿命等.利用该改性沥青配制的沥青混凝土,其高温性能、低温性能、水稳定性等各项指标均符合我国<公路改性沥青路面施工技术规范>的技术要求,可在高速公路沥青路面工程中应用.     

特立尼达湖改性沥青的性能

文中介绍了对道路沥青结合料掺加特立尼达湖沥青（ＴＬＡ）后，改善了沥青性能，提高了劲度模量，增加了使用寿命等。利用该改性沥青配制的沥青混凝土，其高温性能、低温性能、水稳定性等各项指标均符合我国《公路改性沥青路面施工技术规范》的技术要求，可在高速公路沥青路面工程中应用。     

测力延度试验以及韧性比评价指标的研究

通过采用测力延度试验(以下简称FDT试验),对多种SBR改性沥青进行低温性能研究,将韧性比RT/V同延度、拉伸柔度、屈服应变能、SBR当量劲度等沥青性能评价指标进行对比分析,同时对其拉伸机理采用断裂力学理论进行了深入的分析。结果表明,韧性比RT/V越大,沥青的低温抗裂性能越好,反之低温性能越差;而且RV/E与BBR试验的m值有良好的相关性。从而验证了测力延度试验方法的可行性,也说明采用韧性比作为低温性能的评价指标是合理的。     

高模量改性沥青低温性能多指标评价研究

为准确评价高模量改性沥青的低温性能，选取了有代表性的3种高模量剂以不同掺量进行高模量改性沥青的制备，通过傅里叶红外光谱试验研究了高模量剂对沥青的改性机理，并在-12℃下开展了样品压力老化下的BBR试验，得到各高模量改性沥青的劲度模量S、蠕变速率m等低温参数。利用Burgers模型分别对3种高模量改性沥青蠕变柔量曲线进行拟合，通过劲度模量S、蠕变速率m以及Burgers模型参数构建了低温评价指标，即k指标、黏性流动参数η₁和综合柔量参数J_C,并分别与混合料的最大弯拉应变进行相关性分析。结果表明：k指标、η₁和J_C相对S和m值，综合考虑了沥青的应力松弛能力和变形能力，且与混合料的最大弯拉应变具有显著相关性，能够更加科学准确地对高模量改性沥青的低温性能进行评价。不同高模量改性沥青所表现的低温性能也不尽相同，进行多指标评价研究，能在一定程度上为工程应用提供理论参考。     

SBR改性沥青混合料路用性能试验研究

针对光照强烈、气候寒冷的自然环境条件,开展AC—16和AC—20两种级配类型的SBR改性沥青混合料和110#石油沥青混合料室内路用性能试验对比研究。研究结果表明:在同种级配类型时,SBR改性沥青混合料在水稳定性、高温稳定性和低温抗裂性方面均优于110#石油沥青混合料;经适度老化后,SBR改性沥青与矿料的粘附性有所提高;其他条件相同时,AC—16的水稳定性优于AC—20,AC—20的动稳定度优于AC—16;SBR—AC—16的动稳定度在老化前后比AH—AC—16分别提高了4.4%和5.6%;短期老化对沥青混合料的低温抗裂性有所降低,110#石油沥青混合料比SBR改性沥青混合料降低程度较大。     

不同胶结料对改性沥青低温特性的影响

采用约束试件温度应力试验(TSRST)、弯曲梁蠕变试验(BBR)和直接拉伸试验(DT)对聚合物沥青胶结料的低温流变特性与混合料的抗低温性能的线性相关性进行了探讨,重点研究了具有相同基质沥青PG等级、不同化学改性沥青混合料的低温断裂温度,对11种沥青胶结料的L(临界开裂温度)、BBR蠕变劲度(S)开裂温度、蠕变速率m值开裂温度以及各胶结料老化龄期进行了比较试验.试验表明:TSRST断裂温度与抗开裂的Tσ、BBR(S)开裂温度、m值开裂温度以及BBR极限温度的线性相关性都较差,但与Tσ的回归直线剔除ESI(乙烯-苯乙烯共聚物)数据点后,其相关系数由0.54增大到0.85.集料类型对TSRST断裂温度一般没什么影响,但在花岗岩中掺人熟石灰后可明显降低低温断裂温度.改性沥青胶结料经过2～24 h的短期老化(STOA)后其断裂温度与没有老化的PG等级为70-22的未改性沥青胶结料的断裂温度相近.     

基于GTM的AC-20沥青混合料高温性能试验研究

基于常用中、下面层沥青混合料AC-20，采用3种矿料级配，5种油石比进行GTM旋压试验，并对旋压成型试件进行三轴重复蠕变试验，对蠕变劲度模量和旋转压实曲线的斜率、稳定度指数（GSI）、抗剪强度安全系数（GSF）以及旋转压实次数等进行分析。结果表明:斜率K1，K2与蠕变劲度模量的相关性很好；平均斜率K1与蠕变劲度模量相关性很好，用平均斜率K1评价AC-20混合料的高温稳定性具有可表征性，推荐采用平均斜率K1评定AC-20沥青混合料的高温稳定性；随着平均斜率K1的增大蠕变劲度模量减小，即混合料高温稳定性降低，抗车辙性能变差。     

采用特征温度指标评价沥青胶结料低温性能的研究

该文通过BBR试验的蠕变速率m及蠕变劲度S指标,根据m(60 s)=0.3与S(60 s)=300 MPa构造特征温度指标:蠕变速率限定温度(LmT)、蠕变劲度限定温度(LST)评价胶结料的低温性能,通过室内混合料试验验证发现LmT与混合料小梁弯拉劲度模量和冻断温度具有较好的相关性,说明LmT是一个与路用性能较为相关的胶结料低温性能评价指标.     

多聚磷酸复配聚合物改性沥青性能及其混合料性能研究

为了提高沥青路面在高温和重载耦合作用下的稳定性,提出采用多聚磷酸(PPA)复配聚合物(SBS、SBR)改性剂的方案来制备综合性能优越且性价比高的改性沥青,针对不同PPA复合SBS、SBR改性沥青胶结料进行了针入度体系性能和多应力蠕变恢复试验(MSCR)来评价改性沥青的储存稳定性、路用性能和流变特性,采用室内试验验证了PPA复配聚合物改性沥青混合料的常规路用性能(高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性),通过室内MMLS1/3加速加载试验研究了PPA复配聚合物改性沥青混合料在高温和重载作用下的稳定性。结果表明,掺入1. 0%～1. 25%多聚磷酸可显著提高基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青的高温性能,改善了聚合物改性沥青的高温流变特性和热存储稳定性; PPA复配SBS、SBR聚合物改性沥青满足AASHTO沥青胶结料性能分级标准规范(M320-09)特重交通等级试验性能要求; PPA复配SBR改性沥青混合料低温性能最优,PPA复配SBS改性沥青混合料的抗永久变形能力和水稳定性优于5%SBS改性沥青混合料,对高温、重载要求严苛地区沥青路面,推荐采用PPA复配SBS方案。