基于流变学的BF-SBS改性沥青胶浆性能研究

为研究玄武岩纤维(BF)对SBS改性沥青流变性能的影响,制备了不同掺量(质量分数为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%)玄武岩纤维-(质量分数为4.5%)SBS改性沥青。采用动态剪切流变仪(DSR)对BF-SBS改性沥青进行温度扫描和多重应力蠕变恢复试验(MSCR)以评价其高温流变性能;通过弯曲梁流变试验(BBR)测得的蠕变劲度s、蠕变速率m等指标分析沥青的低温流变性能。结果表明：随着试验温度上升,各掺量BF-SBS改性沥青胶浆的复数剪切模量G~*降低,相位角δ增大,表明BF-SBS改性沥青胶浆拥有更好的弹性特性。在各应力水平下,随着BF掺量增加,BF-SBS改性沥青胶浆的不可恢复蠕变量J_nr不断降低,当掺量达到0.4%时,J_nr值降至最低。而R值高于基质沥青与SBS改性沥青胶浆,表明BF能够有效提升SBS改性沥青胶浆在高应力作用下的高温变形恢复能力。蠕变劲度模量s、蠕变速率m低温指标测值表明适量玄武岩纤维对沥青胶浆低温性能有一定提升,其中掺量为0.4%的BF-SBS改性沥青表现出最佳的高、低温流变性能。     

岩沥青改性沥青的流变特性试验研究

为了研究岩沥青在不同掺量情况下对沥青流变特性的影响,通过对岩沥青掺量为9%、12%、15%和18%的改性沥青及基质沥青进行动态剪切流变试验和弯曲梁流变实验,对比分析了不同掺量岩沥青对基质沥青的高温及低温性能的影响。研究表明:掺入岩沥青后,随扫描温度的升高,同一温度下改性沥青的复数模量、车辙因子减小,相位角及损失正切增大,动粘度减小,但以上参数均高于基质沥青,能有效改善沥青的高温稳定性。蠕变劲度增大,蠕变速率减小,改性沥青的脆性增大,低温性能有所降低。将岩沥青掺量控制在一定范围,不会对其低温性能产生大的影响。建议岩沥青的最佳掺量为12%~15%。     

沥青弯曲蠕变劲度试验介绍

在寒冷地区,沥青低温开裂问题尤为普遍,为此SHRP计划通过沥青弯曲蠕变劲度(BBR)试验进行控制沥青在低温环境下的性能。该文重点介绍沥青弯曲蠕变劲度试验原理、试验方法,并通过试验案例,用数据简单直接的表明弯曲梁流变仪蠕变劲度S和蠕变速率m值,进而进行沥青低温性能评价。     

多聚磷酸/天然胶乳（PPA/NRL）复合改性沥青流变特性

为提高天然胶乳（Natural Rubber Latex, NRL）改性沥青的高温性能,基于多聚磷酸（Polyphosphoric Acid, PPA）的协同增效机制,制备了不同PPA掺量的PPA/NRL复合改性沥青,分析了改性沥青的黏弹特性、高温性能、低温性能、疲劳性能以及施工和易性。一方面,利用动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪进行温度扫描、时间扫描、频率扫描以及蠕变劲度测试,分析复数剪切模量G~*、相位角δ和车辙因子G~*/sinδ随温度及时间的变化规律,以复数剪切模量下降至初始值的50%时对应的加载次数表征PPA/NRL复合改性沥青的疲劳性能,以m值与蠕变劲度S的比值表征PPA/NRL复合改性沥青低温性能。另一方面,利用布氏黏度计测试PPA/NRL复合改性沥青的黏度,评价其施工和易性。试验结果显示：随着PPA掺量的增加,PPA/NRL复合改性沥青的车辙因子值升高,意味着沥青高温性能提升;车辙因子对数值与温度的线性关系证明了PPA掺量增加也有助于改善PPA/NRL复合改性沥青的感温性能。此外,随着PPA掺量的增加,PPA/NRL复合改性沥青的疲劳寿命逐渐延长;PPA的掺入会降低PPA/...     

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...     

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。     

泡沫温拌对湖沥青改性沥青性能的影响研究

将泡沫温拌技术与湖沥青改性沥青共同应用可在提升沥青混合料的施工和易性的同时,实现节能减排,但目前对泡沫温拌前后湖沥青改性沥青性能的变化研究较少。通过室内试验,采用软化点、fail temperature、延度、蠕变劲度S及蠕变速率m、针入度指数、疲劳因子G~*sinδ等指标对泡沫温拌前后湖沥青改性沥青的高温性能、低温性能、温度敏感性及抗老化性能进行了全面研究。结果表明:泡沫温拌作用会降低湖沥青改性沥青的高温性能和低温性能,改善其温度敏感性,对抗老化性能影响不大。     

硫酸钙晶须改性沥青低温性能及评价指标灰色关联分析

为优化硫酸钙晶须(CSW)改性沥青的低温性能评价指标,采用灰色关联方法计算分析了10℃延度、当量脆点T_(1.2)、15℃锥入度、锥入度指数CI等指标与-12℃弯曲蠕变劲度试验指标S和m的关联度。结果表明:采用灰色关联方法优化比选CSW改性沥青低温性能评价指标是可行的,其中当量脆点T_(1.2)与劲度模量S和应力松弛速率m的关联度最大,10℃延度和锥入度指数CI次之。CSW改性沥青低温性能影响因素研究结果表明:CSW掺入沥青后一定程度上降低了沥青的低温性能,且CSW类型对沥青低温性能影响程度比其掺量显著。     

不同掺量硅藻土对硅改沥青低温性能的影响

为了满足寒区沥青混合料的低温性能,使沥青混合料具有更好的路用性能和耐久性,探索使用硅藻土改性基质沥青。同时,考虑硅改沥青中硅藻土的利用效率和环保等因素的影响,对沥青中加入质量不等的硅藻土,测试不同掺量硅藻土对沥青低温性能的影响。根据美国SHAP计划中提出的BBR试验,测试了不同硅藻土剂量下的硅改性沥青,通过试验得到的劲度模量及蠕变速率两个参数评价硅改沥青的低温性能,研究不同质量的硅藻土对沥青低温性能的影响。     

氧化石墨烯复配多聚磷酸改性沥青流变特性及抗热氧老化性能

采用动态剪切流变(DSR)、多重应力蠕变恢复(MSCR)及弯曲梁流变(BBR)试验,研究了掺加氧化石墨烯(GO)、多聚磷酸(PPA)及其复配改性沥青老化前后的流变特性与抗热氧老化性能,并通过凝胶渗透色谱(GPC)分析了沥青不同热氧老化状态下的分子量。结果表明：掺加氧化石墨烯、PPA能显著改善沥青的高温抗变形能力和弹性变形恢复能力,与SBS改性沥青相比,氧化石墨烯复配PPA改性沥青老化前后的抗车辙因子更大,不可恢复蠕变柔量更小,且老化前后各项指标变化幅度更小,其高温抗变形能力、弹性恢复性能及抗高温热氧老化性能优于SBS、SBR改性沥青;通过氧化石墨烯复配PPA显著降低了老化前后沥青的劲度模量及老化后劲度模量的增幅,有效改善了沥青的低温抗变形能力及抗低温老化性能,其低温抗裂性能与SBR改性沥青相当;老化前后氧化石墨烯复配PPA改性沥青不同分子量的分布区域更窄,RTFOT、PAV老化后,氧化石墨烯复配PPA改性沥青的分子量(M_w、M_n)及分散系数d的变化幅度相较于SBS、SBR改性均更小,其抗热氧老化稳定性更强。