SBS改性沥青低温性能评价

与基质沥青相比,SBS改性沥青的低温性能更加复杂,因此,选用更合适的评价指标是必要的。采用测力延度试验,本文分析了不同SBS改性沥青在不同温度,不同改性剂掺量下的性能变化特点。选用柔量D/FZ,应力差值比(F1-FZ)/(F0-FZ)和能量比W2/W1作为评价指标并加以阐述,以更有效地评价SBS改性沥青的低温性能。     

测力延度在沥青低温性能指标研究中的应用

低温性能是沥青性能的一个重要方面,因此,有必要对其评价指标加以研究。在对沥青测力延度的大量试验基础上,本文分析了基质沥青、改性沥青以及短期老化(RTFOT)和长期老化(PAV)后的拉伸特性机理。通过与SHRP低温劲度的相关性分析,确定的测力延度评价指标如下:(1)基质沥青:D1 F0(或|K0 K1|);(2)改性沥青:D Fz。并在与延度的比较中进一步说明了测力延度能更有效评价沥青的低温性能。     

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。     

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。     

基于正交试验的多聚磷酸复配SBS改性沥青性能分析

以基质沥青、改性剂、抽出油、稳定剂、多聚磷酸(PPA)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为原材料,在正交试验设计的基础上,采用高速剪切机制备了PPA复配SBS改性沥青。通过基本沥青技术指标试验,探讨了PPA、DBP对其基本性能的影响,并分析了PPA复配SBS改性沥青的最优配方。结果表明:(1)多聚磷酸对多聚磷酸复配SBS改性沥青影响最大,SBS对其影响次之,抽出油和邻苯二甲酸二丁酯均为次要因素。(2)DBP是影响老化后低温延度最显著的因素,而SBS对老化后的低温延度影响较小,DBP可以改善复配SBS改性沥青的抗老化性能。(3)选择3.5%的SBS,1%的PPA,1%的DBP,2%的抽出油最优PPA复配SBS改性沥青组合。     

季冻区橡胶粉/SBS复合改性沥青工厂化参数分析与性能评价

针对季冻区特点,提出采用针入度分级和PG分级评价橡胶粉/SBS复合改性沥青的性能,并给出性能评价指标和范围;在此基础上,通过试验分析了影响工厂化橡胶粉/SBS复合改性沥青性能的多个参数,依据性能指标要求提出改性沥青中橡胶粉细度、橡胶粉掺量、SBS掺量及掺加顺序、发育时间、发育温度的合理取值范围;通过理论及DSC试验分析表明橡胶粉/SBS复合改性沥青具有良好的热稳定性;最后通过低温冻断试验、汉堡车辙试验和UTM疲劳试验对橡胶粉改性沥青混合料以及橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料的路用性能进行了验证。结果表明,橡胶粉/SBS复合改性沥青混合料比橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青混合料具有更优的高低温及疲劳性能,适用于在季冻地区路面工程应用。     

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。     

不同稳定剂对SBS改性沥青混合料路用性能的影响

采用有机蒙脱土(OMMT)、硫(S)、炭黑(CB)三种稳定剂与SBS复合改性沥青混合料,其最佳掺量分别为6%、2%、5%,对复合改性沥青进行配合比设计,并开展沥青离析试验、三大指标试验。结果表明:OMMT能够显著地提升SBS改性沥青的动稳定度、水稳定性和抗疲劳性能,但对混合料的低温性能有消极的影响;S稳定剂在较低掺量下能提高SBS沥青混合料的高温抗车辙和低温抗开裂能力;而CB稳定剂降低了混合料的低温抗开裂和抗水损害能力。     

BRA改性沥青及其改性沥青混合料路用性能研究

布敦岩天然沥青(BRA)兼具性能和经济优势,为了研究BRA的路用性能,首先采用针入度等级评价方法对不同掺量的BRA改性沥青进行性能评价,其次结合长安街辅路大修工程利用车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及小梁低温弯曲试验对BRA改性沥青混合料路用性能进行试验研究。研究表明:BRA能有效改善沥青的高温性能、感温性能和抗老化性能,大大提高混合料的高温稳定性和水稳定性,而低温性能略有降低;BRA掺量不易超过30%,推荐掺量范围25%～30%,典型掺量30%。相关性研究表明:针入度、软化点、当量软化点与动稳定度相关性系数均在0.9左右,相关性良好,能有效评价BRA改性沥青的高温性能;延度指标不适于评价BRA改性沥青的低温性能;当量脆点、测力延度试验柔度系数与破坏应变相关系数分别达0.9643和0.9545,是BRA改性沥青低温性能的有效评价指标,且为保证混合料低温性能满足规范要求柔度系数应不大于412.6N/cm。     

改性沥青应力吸收层混合料低温抗裂性能评价

为了评价应力吸收层复合改性沥青混合料的低温抗裂性能,设计试验夹具和制作试件,确定试验参数并进行圆盘拉伸破坏试验,采用拉伸劲度、拉伸破坏强度、断裂能评价其低温抗裂性,分析矿料级配、试验温度、沥青结合料类型、油石比对混合料低温抗裂性能的影响。结果表明:断裂能是评价应力吸收层混合料低温抗裂性能的综合指标,矿料级配对其抗裂性能影响较敏感,贴近级配中值混合料抗裂性能并非最优;低温抗裂试验比较合理的温度为0℃;普通SBS改性沥青难以满足应力吸收层混合料低温抗裂性要求。     

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。     

不同结构SBS对改性沥青高低温性能影响研究

使用不同型号的SBS改性剂制备改性沥青,采用常规性能指标评价方法,频率扫描、多应力蠕变恢复试验(MSCR)以及弯曲梁流变试验(BBR)对改性沥青的高低温性能进行评价。研究结果表明:SBS可以有效提高沥青储存模量和损失模量,提高沥青黏弹性能,星型改性剂能较大幅度提升沥青高温性能,制备的改性沥青平均恢复率较高,平均不可恢复蠕变柔量较小,但是与沥青相容性较差。线型SBS能较大幅度地提升沥青低温性能,改性沥青蠕变劲度减小,且与沥青相容性较好,丁二烯/苯乙烯嵌段比越大,对沥青低温性能提升越明显,沥青BBR试验中的蠕变劲度与常规指标中5℃延度有较好的相关性,可以作为评价沥青低温性能的重要指标。     

SBS复合改性沥青抗老化性能指标研究

为提高SBS改性沥青的抗老化性能,在SBS改性沥青中分别添加LDPE、HDPE和VPE共3种PE改性剂,在对复合改性沥青老化性能试验中发现通过TFOT和PAV老化后的复合改性沥青常规评价指标存在不足,故采用测力延度试验来分析复合改性沥青的抗老化性能,通过对不同沥青的最大拉力、断裂拉力、断裂延度、韧性特征阶段斜率(BC段)、韧性特征阶段拉力值与延度所围面积等分析,结果表明:5种不同沥青中SBS与LDPE复合改性沥青老化后的韧性最高,且采用韧性特征阶段拉力值与延度所围面积分析改性沥青的抗老化性能较合理。     

温拌GAC沥青混合料的压实性能和路用性能研究

为研究温拌剂对GAC沥青混合料的性能影响,分别在热拌和掺加表面活性类温拌剂温拌条件下成型70#普通沥青混合料GAC-25C和SBS改性沥青混合料GAC-20C进行试验分析。试验研究表明:1、将不同掺量的表面活性类温拌剂分别加入A-70#普通沥青和SBS改性沥青中,沥青结合料针入度增加,软化点波动下降,沥青结合料高温粘性降低,但幅度不大,SBS改性沥青15℃低温延度略增加,低温延展性提高,但掺入剂量对结合料性能影响不成规律;2、温拌70#普通沥青混合料GAC-25C和温拌SBS改性沥青混合料GAC-20C压实温度相比于热拌沥青混料分别降低45℃和30℃,压实效果、高温稳定性能和水稳定性仍有提高。     

高原冻土区沥青混合料设计及评价体系研究

为了改善高原冻土区沥青混合料的路用性能,首先通过测力延度试验、常规试验及美国公路战略研究计划试验对沥青性能进行了对比研究.其次,采用冻融循环飞散试验、车辙试验对沥青混合料性能进行评价.研究表明:提出测力延度试验的韧性比指标不低于5.0评价沥青低温性能是必要的,并建立了该地区的沥青优选模型.     

SBS/纳米SiO2复合改性再生沥青混合料抗裂性能研究

为解决再生沥青混合料抗裂性能不足的问题,选择纳米SiO2和SBS为改性剂,分别制备纳米Si O2改性再生沥青混合料、SBS改性再生沥青混合料、SBS/纳米SiO2复合改性再生沥青混合料和普通再生沥青混合料,对几种混合料进行试验,包括圆盘拉伸试验(DCT)、小梁试验和疲劳试验,以确定不同沥青混合料的抗裂性能。结果表明,使用改性沥青对再生沥青混合料的低温性能和抗疲劳性能有促进作用,且SBS/纳米SiO2复合改性再生沥青混合料的整体抗裂性能最优。为此,建议应用较高掺量旧沥青路面材料(RAP)时,采用SBS/纳米SiO2复合改性沥青会显著改善整体混合料的抗裂性能。     

高弹改性沥青的流变性响应

为研究高弹改性沥青胶结料性能,对其进行感温性能、高温性能、低温性能及疲劳性能试验,考察高弹改性沥青胶结料在不同条件下的流变响应特性.试验结果表明:高弹改性沥青较软,且温度敏感性较小,温度高于135℃后,高弹改性沥青呈牛顿流体性质,可以采用旋转粘度试验对其测试;老化前后,高弹改性沥青的软化点较SBS改性沥青分别高28.8％和26.4％,76℃和82℃下2种沥青胶结料的抗车辙因子相当,而高弹改性沥青的抗车辙因子随温度的变化率较为稳定;老化前后的高弹改性沥青低温延度分别为SBS改性沥青的2倍和1.4倍,其低温PG分级分别较SBS改性沥青低2个和1个等级,蠕变劲度较小,其低温流变性较好;高弹改性沥青胶结料的DSR疲劳性能指标约为SBS改性沥青的1/6,其应变较大,抗疲劳性能优良.     

基于半圆弯拉试验的多聚磷酸改性沥青混合料低温性能改善研究

基于改善多聚磷酸(PPA)改性沥青混合料低温抗裂性能,室内采用半圆弯拉试验(SCB试验)探讨复合改性沥青或混合料中添加纤维方式的改善效果;并针对纤维改善方案,分析了纤维类型和纤维掺量对PPA改性沥青混合料低温性能的影响及显著性。结果表明:PPA改性沥青混合料中使用复合改性沥青或添加纤维均可改善其低温抗裂性能,相应方案的改善效果优劣依次为PPA/SBR复合改性沥青、PPA/SBS复合改性沥青和PPA/玄武岩纤维,但对于采用Shell-70沥青制备的PPA改性沥青混合料而言,PPA/SBS复合改性沥青和玄武岩纤维两种方案对应的改善效果差异不大;纤维改善PPA改性沥青混合料低温性能的效果与纤维类型和纤维掺量密切相关,其中纤维掺量的影响相对较大;玄武岩纤维、聚酯纤维和木质素纤维以复合方式添加,基本能够达到与玄武岩纤维相同的改善效果。使用复合纤维达到了改善低温性能和降低成本的双重目的,从而为改善PPA改性沥青混合料的低温性能提供一种新的尝试。     

应用玻璃化转变温度评价SBS改性沥青低温性能

在分析现有评价SBS改性沥青低温性能方法的基础上,提出了采用玻璃化转变温度Tg来评价SBS改性沥青的低温性能,并对相应的试验仪器(动态剪切流变仪)和试验方法进行了介绍。应用动态剪切流变仪实测了7种SBS改性沥青的Tg,并且进行了相应的沥青混合料试验验证。结果表明:玻璃化转变温度Tg物理意义明确,测试方法简便,与混合料的测试结果相关性较好,适合于评价SBS改性沥青的低温性能。     

AR-SBS复合沥青的制备及性能试验研究

为了研究AR-SBS复合沥青及其混合料性能指标,首先对加工工艺进行分析,并将其老化前后性能指标与SBS改性沥青、AR改性沥青进行对比,然后对比3种改性沥青混合料路用性能,最后进行试验段验证。结果显示:相较SBS改性沥青,复合改性沥青5℃延度、软化点略有降低,较AR改性沥青黏度显著降低,135℃延度、180℃黏度分别降低48%、34%;复合改性沥青混合料高温稳定性分别较AR改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料增加1 807、1 699次/mm;3种沥青混合料水稳定性、疲劳寿命由大到小顺序均符合如下规律:SBS改性沥青混合料、AR-SBS复合改性沥青混合料、AR改性沥青混合料。结果表明:复合改性沥青具有更稳定的老化性能,且橡胶粉的掺入可有效改善SBS高温稳定性、对SBS改性沥青混合料水稳定性、疲劳寿命存在一定减弱,但较橡胶沥青混合料仍较优。