沥青胶浆路用性能研究

通过沥青胶浆试验,研究不同粉胶比、不同基质沥青制作的沥青胶浆的高低温性能变化规律。通过研究得出:在沥青混合料设计时,提高粉胶比可以显著提高沥青混合料的高温稳定性,降低粉胶比可以提高沥青混合料的低温抗裂性,采用合理的粉胶比,则可以保证沥青混合料高温性能与低温性能的平衡。随着沥青标号的增大,沥青的高低温性能受粉胶比的影响越大。     

基于沥青胶浆试验研究低标号沥青混合料设计原则

采用流变学试验方法研究低标号沥青胶浆试验的路用性能指标变化规律,然后结合沥青混合料的路用性能试验的验证,得出低标号沥青配合比设计的指导原则.研究表明,沥青胶浆的高温性能试验中,粉油比增大,车辙因子不断提高,沥青标号降低,车辙因子增大,这一试验规律可映射到沥青混合料试验中.但对于低温性能而言,沥青胶浆试验中的粉油比映射的是沥青混合料中石油比(集料与沥青的比例)的概念,粉油比越大,沥青用量越少,沥青胶浆的低温性能越差.因此,低标号沥青混合料的设计原则是:在保持较高的粉油比不变的条件下,提高混合料中的沥青及其沥青胶浆的用量,单纯强调减少沥青用量抵抗高温车辙的做法是不足取的,建议在低标号沥青混合料配合比设计中限定最小沥青用量.     

沥青胶浆路用性能的流变试验研究

采用DSR、BBR等流变试验设备对多种沥青胶浆进行试验,研究粉胶比、温度对沥青胶浆的抗车辙、疲劳和抗低温开裂等路用性能的影响.试验测试结果表明,粉胶比和温度埘沥青胶浆的路用性能产生非常人的影响:粉胶比增加或温度降低可以提高胶浆的抗车辙性能,但同时降低了胶浆耐疲劳性能和低温松弛性能;研究得出胶浆路用性能指标与粉胶比以及温度的三维回归公式,并分析了公式往不同条件下的预测精度.     

纤维沥青胶浆的性能研究

针对纤维、纤维种类及纤维与矿粉的交互作用对纤维沥青胶浆性能的复杂影响,采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对纤维、矿粉和沥青三者组成的纤维沥青胶浆的高、低温性能进行研究,分析粉胶比和纤维用量变化对纤维沥青胶浆性能的影响.结果表明,提高粉胶比、增加纤维用量使沥青胶浆的高温性能改善,但会使低温性能有所降低;不同种类的纤维对纤维沥青胶浆的高‘、低温性能的影响不同;矿粉和纤维两种材料具有不同的作用机理,采用纤维取代部分矿粉或选取合适的纤维可取得沥青混合料高、低温性能均改善的效果,是解决沥青混合料高、低温性能难以兼顾的有效途径;综合考虑高低温性能,提出沥青混合料中合理地粉胶比,为沥青混合料设计提供理论依据.     

聚酯纤维沥青混合料合理粉油比范围研究

采用自行研制的锥入度试验方法评价沥青胶浆的高温性能,由低温弯曲试验方法评价沥青胶浆的低温性能。根据试验结果可知:对于相同粉油比纤维胶浆的高温性能,加纤维的胶浆比不加纤维的胶浆其锥入度值变小、抗剪强度增大、高温性能提高,粉油比不宜低于0.8;对于纤维胶浆的低温性能,粉油比高于1.5后,低温劲度模量显著增大,即粉油比不宜高于1.5。沥青混凝土的低温性能提高,在粉油比为0.73~1.59范围内时,混合料的低温性能较好。全面考虑混合料综合路用性能,当粉油比在0.95~1.59时,性能较好,应根据地域气候要求在此范围调整选用。     

基于动态粘弹力学的沥青胶浆高温性能试验研究

通过对粉煤灰、矿粉、消石灰、水泥4种矿物填料组成的沥青胶浆进行动态频率扫描试验和稳态流动试验,对4种不同矿物填料、不同粉胶比对沥青高温性能的影响进行了评价。研究表明:沥青胶浆的线粘弹范围小于沥青的线粘弹性范围;掺加4种矿物填料的沥青胶浆在代表胶浆的低温状态的高频区域内复合模量的增长趋向一致,在代表胶浆的高温状态的低频区域复合模量的差别变大;相同粉胶比下消石灰对沥青的高温性能提高最显著,其他依次为粉煤灰、水泥、矿粉,但后三者对沥青的影响差别不大;粉胶比的增加与复合模量、粘度的增加并不成正比例。     

沥青胶浆数量对浇注式沥青混合料性能的影响

为研究沥青胶浆数量对浇注式沥青混合料性能的影响,保持粉胶比相同而变动0.075mm筛孔通过率设计合成矿料级配,并采用高粘度聚合物改性沥青进行混合料性能试验和与甲基丙烯酸树脂防水粘结体系的层间粘结性能试验。结果表明:随着沥青胶浆含量的增加,浇注式沥青混合料流动性和低温抗裂性逐渐增强,但高温稳定性和层间粘结性能逐渐降低。     

水泥和粉胶比对沥青胶浆性能影响

为研究水泥及粉胶比对不同沥青胶浆性能的影响,用水泥替代全部矿粉分别制备了不同粉胶比的基质沥青胶浆和SBS改性沥青胶浆。研究了两种胶浆的延度、软化点、针入度、锥入度和布氏旋转黏度随粉胶比的变化规律,并计算了两种胶浆的抗剪强度,建立了黏温曲线,推荐了最佳粉胶比。研究结果表明,水泥的掺入和粉胶比的增大会降低两种沥青胶浆的延度、针入度和锥入度,可提高两种沥青胶浆的软化点、抗剪强度和黏度,显著改善两种胶浆的高温性能。在一定粉胶比范围内,水泥可提高沥青胶浆的高温性能且不会对低温性能造成大的影响。     

沥青胶浆低温性能及评价方法研究

以石灰石矿粉、水泥和消石灰为填料,按不同的粉胶比制备成沥青胶浆,采用低温弯曲试验,研究了不同填料和不同粉胶比对胶浆低温性能的影响。结果表明胶浆在低温抗裂性方面存在最佳粉胶比。不同填料的胶浆最佳粉胶比是不同的,而且,掺加水泥和消石灰有助于提高胶浆的低温抗裂性能。     

粉胶比对冷补沥青混合料性能的影响

合理粉胶比的沥青胶浆是影响沥青混合料性能的重要因素。由于稀释剂和添加剂的存在,冷补沥青胶浆的性质和组成均与一般沥青胶浆不同,最佳粉胶比范围也有所差异。为了提出冷补沥青混合料合理的粉胶比范围,采用室内试验方法,通过分析冷补沥青混合料在不同粉胶比下的高温稳定性、成型强度和水稳定性等路用性能,研究粉胶比对冷补沥青混合料性能的影响规律。试验结果表明,合理的粉胶比范围能取得最佳的冷补沥青混合料性能,综合考虑各种路用性能和经济性的要求,建议广东地区冷补沥青混合料的粉胶比范围宜为1.0～1.3,但干旱或寒冷地区可以适当降低。     

不同纤维对玛蹄脂和SMA混合料性能的影响研究

对掺木质素纤维、聚酯纤维、矿物纤维的三种玛蹄脂和SMA混合料的高、低温性能进行对比研究,并结合经济性分析,对比不同纤维的技术经济性能。采用50℃锥入度试验和5℃弯曲蠕变试验评价纤维玛蹄脂的高温和低温性能,车辙试验和低温弯曲试验评价混合料的高温和低温性能。结果表明：木质素纤维玛蹄脂的高温性能最优、低温性能最差,矿物纤维玛蹄脂的低温性能最优、高温性能居中,聚酯纤维玛蹄脂的高温性能最差、低温性能居中;3种SMA混合料的动稳定度和低温性能的对比规律为矿物纤维﹥木质素纤维﹥聚酯纤维;矿物纤维和絮状木质素纤维成本低且接近,而聚酯纤维的价格最高。     

基于高温性能的沥青胶浆中消石灰掺量确定方法

沥青胶浆中消石灰掺量显著影响沥青混合料路用性能。该研究利用不同掺量的消石灰替换矿粉后配制沥青胶浆,进行软化点、动态剪切流变试验及粘度试验,研究消石灰对沥青胶浆高温性能,抗老化性能和施工和易性的影响,进而确定生产过程中消石灰掺配比例。结果表明,消石灰替换矿粉后,沥青胶浆高温性能有明显改善,但过量的消石灰会影响沥青混合料综合路用性能,故建议消石灰掺量不超过30%。     

复合纤维沥青胶浆性能与混合料高温性能研究

采用复配的2种复合纤维进行了纤维沥青胶浆的旋转粘度试验（RV）、Vialit试验、接触角试验、网篮析出试验、扫描电镜试验（SEM）和沥青混合料的扭剪试验、车辙试验,分析了复合纤维与其他单纤维沥青胶浆的粘度、粘附性、吸持性能、混合料扭剪强度和动稳定度等技术性能,结果表明随着复合纤维的加入,复合纤维沥青胶浆的粘度、表面能、吸持沥青能力随之增大,大幅提高了混合料的车辙动稳定度、扭剪强度,复合纤维Ⅰ、Ⅱ均可以较好地提高沥青混合料的抵抗高温变形能力。     

SBS-SBR 复合改性沥青黏弹特性研究

采用物理共混方法制备SBS改性沥青、SBR改性沥青和SBS-SBR复合改性沥青,基于动态剪切流变仪(DSR)测试沥青在温度扫描模式下的复数模量和相位角,评价沥青的高温性能;采用多应力蠕变恢复试验(MSCR)测试沥青在蠕变加载过程中的应力响应特征,最后基于BBR试验评价沥青的低温性能。结果表明:在沥青中掺入SBS和SBR能够大幅提高沥青的高温抗变形能力,疲劳极限温度能够表征沥青的抗疲劳性能,沥青的粘性特征和疲劳性能具有相关性,基质沥青在高温下具有良好的疲劳特性;MSCR试验结果表明,改性沥青具有显著的弹性恢复特性,沥青的可恢复变形随着应力的增大逐渐降低;低温梁流变试验(BBR)结果显示,掺入SBS与SBR能够提高沥青在低温下的应力松弛能力和抗裂性能。     

TLA/SBR复合改性沥青性能试验研究

为了改善特立尼达湖沥青(简称TLA)改性沥青低温抗裂性,提出用丁苯橡胶(SBR)对其改性,期望综合两种改性剂的优点。对不同掺量的TLA与SBR复合改性沥青进行了常规试验(针入度、软化点、延度、旋转粘度)、DSR试验、BBR试验,并测试了短期老化与长期老化后的残留针入度比,研究TLA与SBR掺量对高、低温性以及抗老化性能的影响。研究结果表明:①掺入SBR与TLA均能改善沥青的高温抗变形能力和感温性,对比TLA,SBR对沥青高温性能的改善效果更显著;②TLA对复合改性沥青的低温性能有不利影响,但掺入SBR可以抵消这种不利影响;③掺加5%~20%的TLA能改善复合改性沥青的抗老化性能,在此TLA掺量下,SBR也能改善沥青的抗老化性能。④综合高、低温性能和老化性能的表现,最佳掺量为20%的TLA+3%的SBR。     

温度及荷载频率对沥青-集料交互作用能力的影响

以参数B为表征沥青-集料交互作用能力的评价指标,利用动态剪切流变仪对2种沥青与4种集料在不同粉胶比条件下相互作用后的沥青胶浆进行了流变性能研究,分析了沥青-集料交互作用能力随温度及荷载频率的变化规律,确定了评价沥青-集料交互作用能力的外部条件。结果表明：随着温度的升高,沥青-集料交互作用能力的增大幅度呈现先小后大的特点;高温和低温下,加载频率对沥青-集料交互作用能力的影响恰好相反。     

环氧沥青混合料低温性能研究

环氧沥青混合料是一种新型的高强钢桥面铺装材料。主要通过低温弯曲试验与低温弯曲蠕变试验来评价环氧沥青混合料的低温性能,再结合线收缩系数试验分析了环氧沥青混合料在钢箱梁桥桥面铺装应用中的低温特性。     

硅藻土改性沥青胶浆的动态粘弹特征分析

利用动态剪切流变仪对硅藻土改性沥青胶浆进行动态温度扫描试验,比较球状、杆状以及不同掺量硅藻土对沥青胶浆高温稳定性、老化以及疲劳性能的影响,并对加入硅藻土改性沥青混合料的高温及水损害性能进行了综合评价。研究结果表明:杆状硅藻土沥青胶浆的高温性能好于球状硅藻土,加入硅藻土会降低硅改沥青胶浆的疲劳性能,但受硅藻土的类型及所提供的掺配比例的影响不大。经过短期老化后,硅改沥青胶浆的高温和疲劳性能变化趋势基本没有发生改变,硅藻土可以明显提高沥青混合料的高温性能及水稳定性。     

温拌SBS改性沥青混合料低温与疲劳特性研究

为了研究温拌剂对SBS改性沥青混合料低温和疲劳特性的影响,采用SGC击实仪成型试件,测试温拌沥青混合料的空隙率与劈裂强度,确定拌和与击实温度,并利用低温小梁实验和四点弯曲疲劳试验测试沥青混合料的力学性能进行评价。研究结果显示:温拌剂掺入,降低了沥青混合料的成型温度.提高了SBS改性沥青混合料的压实性;温拌剂可以提高沥青混合料的破坏应变,使沥青混合料的柔性增加;养生可以提高温拌沥青混合料的低温性能;温拌沥青混合料(WMA)的疲劳寿命大于普通热拌沥青混合料(HMA),并且WMA的疲劳寿命对温度和应变的敏感性较低。     

玄武岩纤维沥青混合料的路用性能及抗裂性能

为研究玄武岩纤维对沥青混合料路用性能和断裂性能的影响,基于马歇尔试验确定了不同玄武岩纤维掺量下的最佳油石比,并基于此分析纤维掺量对路用性能、老化性能、抗断裂性能的影响规律及其改善效果。结果表明：（1）玄武岩纤维掺量将影响最佳沥青用量,需同时考虑纤维掺量以确定最佳油石比;（2）纤维质量掺量为0.1%时,具有最佳的改善效果,最大可将高温稳定性能、低温抗裂性能、水稳定性能分别提升31.5%~38.4%、24.4%~37.3%、1.2%~5.5%。纤维对老化沥青混合料的高温稳定性的改善程度最佳,尤其是动稳定度,改善程度是其他性能的1.28~15.0倍;其次是低温抗裂性;水稳定性的改善效果最弱。纤维可通过增加沥青混合料的延性,以提高峰值荷载对应的裂纹张开位移,且玄武岩纤维在中温情况下对沥青混合料的抗断裂性能改善效果要高于低温条件,最大可提升21.64%的断裂韧性。