不同温拌剂对于沥青性能改性效果的流变分析

采用中海110~#沥青,并选取Sasobit^■和External^■ET-3100两种温拌剂,分别在3个掺量水平下调配温拌沥青。通过旋转黏度试验,观察温拌剂的降黏、降温效果,同时从物理化学机理上分析温拌剂的降黏原理。进一步地,采用流变学测试方法考评温拌剂对沥青结合料高温抗车辙、中温抗疲劳、低温抗开裂性能的影响。研究表明:Sasobit^■通过自身熔化起到物理降黏作用;ET-3100温拌剂通过与沥青中含有羧基(-COOH)的有机物发生酯化反应降黏,两者均起到了较好的降黏降温效果;Sasobit^■可显著提高沥青的高温抗车辙性能,但降低了沥青的中温抗疲劳性能和低温抗裂性能;ET-3100温拌剂对沥青的高温性能无明显影响,对中温性能有轻微降低,但提高了其低温抗裂性能。实例证明:将基于流变学的测试方法应用于温拌沥青性能比选是全面可行的。     

温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响

为研究温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响,以生物沥青结合料和温拌剂为研究对象,对掺加了温拌剂的生物沥青结合料分别进行动态剪切流变试验(DSR)和多应力重复蠕变恢复试验(MSCR),以复数模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sinδ、恢复率R和不可恢复蠕变柔量Jnr为评价指标,研究了2种温拌剂类型(质量比为2%的Sasobit和质量比为0.35%Rediset)、3种生物质重油掺量(质量比分别为5%,15%,25%)对生物沥青结合料高温流变性能的影响。研究结果表明,未老化的生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而降低,黏性成分亦随着生物质重油掺量增加而减小,短期老化后生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而增大,弹性成分比例明显增大。Sasobit温拌剂的加入能够降低生物沥青结合料的黏性行为,增强延迟弹性,提高生物沥青结合料的高温抗车辙性能。加入Sasobit使得生物沥青的复数模量G*和车辙因子G*/sinδ值提高超过100%,不可恢复蠕变柔量Jnr值降低大于60%。Rediset温拌剂可以降低生物沥青结合料的高温老化速度,对生物沥青结合料的老化有较强的抑制作用。具有抗老化的优势,其温度敏感性比Sasobit温拌剂要低。Sasobit和Rediset温拌剂均可以提高生物沥青应力敏感性,使生物沥青在高应力水平下的黏弹性更加显著。     

抗剥落剂和纤维对热(温)再生沥青混合料水稳定性及抗裂性能的影响

为了改善高RAP掺量热再生和温再生沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性及抗疲劳耐久性,基于沥青表面能测试和黏附功计算,研究了老化沥青、温拌剂、纤维、抗剥落剂对沥青-集料黏结强度的影响,进而采用车辙试验、低温弯曲试验、冻融循环试验和四分点加载疲劳试验研究了纤维和抗剥落剂对热再生混合料路用性能和抗疲劳耐久性的影响,并揭示了纤维和抗剥落剂对热再生混合料水稳定性和低温抗裂性能的影响机理。研究结果表明,导致热再生和温拌再生水稳定性较低的原因是沥青老化后表面能的降低,掺加温拌剂降低了沥青的表面能,降低了沥青-集料界面的黏结强度;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂可显著改善沥青表面能、增大沥青与集料之间的粘附功,提高沥青与集料之间的粘附性;将抗剥落剂与纤维复配可显著改善热(温)再生沥青混合料的低温性能,纤维与抗剥落剂不仅显著提高了热(温)再生混合料的劈裂强度和水稳定性,也延缓了冻融循环作用下热(温)再生混合料劈裂强度的衰变历程;掺加抗剥落剂、纤维剂纤维与抗剥落剂复合改性剂均可显著改善热(温)再生混合料的弯曲劲度模量和抗疲劳寿命,,纤维与抗剥落剂复合改性热再生混合料的各项路用性能均满足规范要求,建议优先采用玄武岩与抗剥落剂复配方案来改善高RAP掺量热(温)再生混合料的耐候性。     

不同温拌剂对SBS复合改性橡胶沥青的路用性能影响

研究了Sasobit、EWMA-1及陆路邦3种温拌剂对SBS复合改性橡胶沥青粘度、高温抗车辙因子、低温弹性恢复及老化性能的影响。结果表明:降粘效果陆路邦最佳,降低粘度76%,Sasobit次之,EWMA-1最低;高温性能Sasobit最佳,提高抗车辙因子50%,EWMA-1及陆路邦对高温性能有负面影响,分别降低抗车辙因子40%、50%;Sasobit及EWMA-1的掺入会略微降低SBS复合改性沥青胶结料的低温性能,陆路邦能使沥青弹性恢复率增加10%;3种温拌剂均对老化性能有一定的影响。试验得出3种温拌剂的最佳掺量分别为Sasobit:3%,EWMA-1:0.6%,陆路邦:1%。     

热、光、水耦合老化条件对温拌沥青性能的影响

为了研究高温、紫外光辐射和雨水等自然环境因素耦合作用对温拌沥青性能的影响,研发室内加速耦合老化试验箱,采用70~#沥青分别添加有机降黏温拌剂Sasobit和表面活性温拌剂DAT,设置热、光、水耦合老化条件,采用均匀试验设计方法开展温拌沥青性能的变化规律研究。分析并确定了耦合老化条件下,影响温拌沥青老化的耦合老化因素和因素的显著性水平。结果表明:温度变化对温拌沥青老化作用最显著,光、湿度的影响相对较小。热、光、水耦合老化不是对所有性能指标影响都显著,其中,对Sasobit温拌沥青软化点、黏度产生显著性影响的是热、光耦合老化作用,水的影响不显著;对DAT温拌沥青,仅温度的作用对黏度影响显著,光、水耦合老化作用不显著,仅热、光耦合老化作用对抗车辙因子影响显著,水的作用不显著。热、水、光耦合老化条件对温拌沥青针入度、延度的影响为负相关,对软化点、抗车辙因子、抗疲劳因子的影响为正相关,即环境温度升高,光照增强、湿度增大会导致温拌沥青针入度和延度减小,软化点升高,黏度、抗车辙因子和抗疲劳因子增大,说明耦合老化作用有利于沥青的抗车辙性能和抗疲劳性能。建立了两类温拌沥青各项性能指标的耦合老化方程,通过耦合老化方程预测了老化极值及对应的耦合老化条件,证明耦合老化作用对温拌沥青的黏弹性、高温性能、疲劳性能产生了显著作用。     

Sasobit温拌沥青的低温性能评价指标研究

针对当前国内外在评价温拌沥青低温性能指标上的局限性,为更精准地评价温拌沥青的低温抗裂性能,将不同掺量的降黏类温拌剂Sasobit加入到基质沥青中制备温拌沥青,并分别进行旋转薄膜烘箱老化和压力箱老化来对温拌沥青的低温性能评价指标展开了研究。采用沥青弯曲梁流变试验来获得温拌沥青的劲度模量、劲度模量变化率,计算得到低温连续分级温度及k指标。另外,运用Burgers黏弹性模型对BBR试验数据进行参数拟合来获得Burgers模型的4个黏弹性参数,并构建了低温性能综合评价指标J。通过沥青混合料小梁弯曲试验得到温拌沥青混合料的低温弯曲应变能密度,将弯曲应变能密度与各评价指标进行了相关性分析和比选。试验结果表明:温拌剂Sasobit的加入削弱了沥青的低温抗裂性能,这表现为更高的劲度模量、更低的劲度模量变化率、更高的低温连续分级温度、更大的k指标和J指标;Sasobit掺量越高,低温性能削弱效果越显著;利用单一的劲度模量或劲度模量变化率m指标对温拌沥青的低温性能评价存在一定片面性,综合考虑沥青低温变形能力和应力松弛能力的低温连续分级温度、k指标及J指标能更加精确地评价温拌沥青的低温性能。     

温拌再生玄武岩纤维沥青混合料路用性能研究

为充分利用旧沥青混合料(RAP),减少建筑垃圾对土地的占用及环境污染,文中利用玄武岩纤维力学性能好、与沥青相容性好的特点改善温拌再生混合料的路用性能,通过对再生混合料进行矿料级配设计及路用性能研究,确定沥青最佳用量、再生剂和温拌剂合理掺量;通过对再生混合料进行高温抗车辙试验、低温抗裂试验、抗水毁能力试验,研究不同玄武岩纤维掺量对温拌再生混合料路用性能的影响。结果表明,玄武岩纤维掺量为0.3%时,温拌再生混合料的高温抗车辙、抗水毁及抗渗水能力最优;纤维掺量为0.4%时,温拌再生混合料的低温抗开裂能力最优。     

EC-120温拌改性沥青混合料路用性能及压实特性研究

通过车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、弯曲试验、疲劳试验研究EC-120温拌沥青混合料的路用性能,试验结果表明,EC-120温拌剂可提高混合料的高温稳定性和水稳定性,略微降低低温抗裂性和抗疲劳性能。采用旋转成型方法,研究EC-120温拌改性沥青混合料的压实特性,试验结果表明,掺加合理剂量的EC-120温拌改性剂后,可降低混合料成型温度20～25℃。     

高模量与高黏沥青老化前后动态力学性能研究

为研究高模量、高黏沥青老化前后动态力学流变特性,优化性能评价指标,利用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对原样、RTFOT和PAV沥青进行了黏弹性能、抗车辙性能、抗疲劳性能及抗裂性能测试.结果表明:储能模量G'、损耗因子tanδ以及延迟弹性恢复指标εp/εL能够准确评价不同类型沥青老化前后力学性能,其中高模量沥青抗车辙能力和延迟恢复抗变形能力最佳,而高黏沥青抗疲劳和低温抗裂能力最优;但沥青抗老化能力基于不同力学流变指标的分析结果而异,对低温指标,高黏沥青优于高模量沥青,中、高温指标则相反.总之,对高模量、高黏等特征性显著的沥青建议选择合理试验参数,增加PAV或延长老化等作用条件,结合主导因素指标进行综合评价.     

温拌阻燃沥青与沥青混合料应用性能研究

为掌握温拌阻燃沥青混合料实际使用效果,首先使用极限氧指数和黏度等试验分析了温拌剂和阻燃剂对沥青温拌、阻燃及常规性能的影响;然后使用锥形量热仪等研究了温拌阻燃沥青混合料的阻燃及路用性能,并采用小型加速加载试验对温拌阻燃沥青路面结构的使用耐久性进行了验证。研究结果表明:Sasobit对SBS改性沥青有明显的温拌效果,FRMAX~(TM)有明显的阻燃效果,且两者互不影响;Sasobit能改善SBS改性沥青高温性能,降低其低温性能,FRMAX~(TM)对温拌沥青高温性能和低温性能都有不利影响,同时两者对存储稳定性无影响;FRMAX~(TM)能明显提升SBS改性沥青混合料的阻燃抑烟性能,Sasobit对阻燃沥青混合料阻燃性能不利,但能改善其抑烟性能;Sasobit和FRMAX~(TM)对SBS改性沥青混合料高温稳定性无影响,略微降低其低温抗裂性和水稳定性,抗疲劳性能明显降低;温拌阻燃沥青混合料路面结构有良好的抗车辙和抗滑耐久性。     

不同温拌剂对沥青路用性能的影响

为研究不同类型温拌剂对于沥青性能的影响,选择常用降黏型温拌剂Sasobit和发泡型温拌剂Asphamin分别加入到基质沥青和SBS改性沥青中,通过针入度、软化点、延度及黏度试验,研究对比这两类温拌剂对沥青感温性能、高低温性能及黏滞性的影响。由等黏温度定理,推算出部分温拌沥青混合料的施工温度,并以此对比分析其降温效果。结果表明:两类温拌剂均能显著提高沥青高温性能,掺入4%Sasobit和4%Aspha-min能使沥青软化点分别增长48%和31%,均可有效降低沥青的高温黏度和压实温度(降温范围在18～24℃之间)。同时,也能提升沥青的低温黏度(95℃下分别提升278%和14.7%),提高沥青路面抗流动变形的能力。但两种温拌剂对沥青低温性能呈不利影响,且这种不利影响与掺量呈正相关,因此应合理控制温拌剂掺量。     

掺加再生老化沥青下SBS改性沥青特性研究

该文对不同老化沥青掺量(0、15%、25%、40%)的再生沥青的温度敏感性、抗车辙性能、疲劳强度和化学成分共4方面进行分析研究。试验结果表明:随着老化沥青掺量的增加,在低温时(135℃),再生沥青的黏度逐渐增大,高温时的黏度无明显变化;由黏温指数(VTS)得出当老化沥青掺量≥40%时,才能改善再生沥青的温度敏感性;高温蠕变试验(MSCR)显示:老化沥青的加入并没有影响沥青的高温性能等级,但再生沥青的恢复率降低和不可恢复蠕变柔量的明显增加,表明再生沥青的抗车辙性能较差;线性幅值扫描(LAS)试验表明:老化沥青掺量较高或者振幅频率较大时,使再生沥青的损坏率和疲劳破坏率增加,再生沥青抗疲劳性能降低。由红外光谱分析(FTIR)看出:老化沥青的掺加,引入了较多的亚矾和羰基基团,从而破坏了SBS的网状结构。     

温拌剂EC-120对SBS改性沥青混合料路用性能影响研究

主要研究了不同掺量温拌剂EC-120对SBS改性沥青混合料主要路用性能的影响.以机械搅拌的方式制备SBS温拌改性沥青,并测得不同温拌剂掺量下的改性沥青的3大指标.对不同温拌剂掺量下SBS温拌改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性和抗疲劳性能进行对比试验.结果表明:SBS改性沥青混合料掺加温拌剂EC-120后,高温稳定性有很大提高,水稳定性、抗疲劳性能略有增加,低温抗裂性略有不足.     

Thiopave温拌再生沥青混合料性能试验研究

为研究温拌再生沥青混合料的性能,设计了添加Thiopave温拌再生剂的AC-20温拌再生沥青混合料,采用马歇尔残留稳定度试验、冻融劈裂试验、车辙试验、动态蠕变试验、低温小梁弯曲试验评价其水稳定性、高温稳定性、抗疲劳性、低温性能,并将其与普通热再生沥青混合料进行对比。结果表明,Thiopave温拌再生沥青混合料具有良好的路用性能,适用于大中修路面工程。     

缓黏型沥青混合料应用技术研究

降低沥青混合料拌和与压实温度,延长混合料施工时间,具有重要的经济和社会效益。缓黏型沥青混合料是一种具有高温降黏,中温缓黏和低温增黏特性的绿色经济高效路用材料,不仅能实现温拌技术的降温效果,而且低温增黏又能保证其路用性能不低于热拌路面,同时缓黏技术可以延长混合料施工时间。对掺加缓黏剂(FH-3)沥青混合料降温效果和路用性能试验与基质沥青混合料对比研究,结果显示:拌和温度降低18.1℃,降温效果明显,同时所测试路用性能都符合规范要求,且低温、水稳和抗疲劳性能提高。     

木质素纤维对温拌高模量沥青及其混合料抗裂性能的影响机理

为改善温拌高模量沥青混合料的低温抗裂性和疲劳耐久性,采用BBR、拉伸试验、低温弯曲试验和3分点加载疲劳试验的试验方法,研究了木质素纤维掺量对温拌高模量沥青及其混合料抗裂性能的改善作用。试验结果表明:掺加木质素可显著改善温拌高模量沥青混合料的低温抗裂性,综合考虑木质素纤维掺量对温拌高模量沥青混合料低温抗裂性和抗疲劳开裂性能的影响,推荐适宜的木质素掺量为3‰~4‰,木质素纤维对温拌高模量沥青混合料的改善机理在于其吸附稳定作用、纤维界面增强作用、加筋阻裂作用。     

发泡类温拌剂对SBS改性沥青性能的影响

在实验室内向SBS改性沥青中添加发泡类温拌剂,从沥青三大指标、粘度、老化性能、流变指标等方面分析发泡类温拌剂与SBS改性沥青性能之间的关系。结果表明,加入发泡类温拌剂后,沥青的稠度增加,高温性能增强,低温变形性能降低;沥青粘度增大,但增大幅度很小;沥青的抗热氧老化能力、抗老化能力增强;沥青的复数模量及车辙因子先增大后减小,相位角先减小后增大,发泡类温拌剂可改善沥青的抗高温变形能力,但存在最佳掺量。     

RAP掺量对再生沥青混合料的性能影响研究

高RAP掺量再生沥青混合料在我国沥青路面养护中得到越来越多的应用,厂拌热再生中RAP掺量可达到30%～50%,就地热再生中RAP掺量更是达到80%以上。在室内设计RAP掺量为0%、30%、50%、85%和100%的5种AC-13级配沥青混合料,依托UTM试验机分别采用动态蠕变试验、半圆弯曲试验和多重冻融劈裂试验对混合料的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和抗水损害性能进行评价,结果表明:相比新沥青,RAP沥青胶结料高温性能增强而低温性能衰退;随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的高温抗车辙性能增强,低温抗裂性能和抗水损害性能降低,100%RAP混合料受到级配细化的影响,抗车辙性能不及新沥青混合料;多重冻融劈裂相比单次冻融劈裂能够更好地评价再生混合料的水稳定性。     

温拌型抗车辙添加剂最佳掺量比研究

添加抗车辙剂和温拌剂分别是解决沥青路面车辙病害和降低混合料拌和、施工温度的常用方法。目前国内外对同时添加抗车辙剂和温拌剂合理掺量的研究较少。为了实现温拌技术与抗车辙技术的有效结合,确定两者在施工应用中的最佳掺量,文中选用了几种不同的改性剂掺量比,采用旋转粘度试验、车辙试验、低温小梁弯曲试验和浸水马歇尔试验,对不同改性剂掺量比下的效果进行对比研究。结果表明,不同改性剂掺量比对混合料性能影响显著,2%温拌剂H7030+4%抗车辙剂H7686是最佳的掺量比组合方式。     

RH温拌剂对不同种类沥青混合料性能的影响

在不同的温拌条件下,全面评价不同掺量RH温拌剂的温拌橡胶沥青混合料、普通沥青混合料和SBS改性沥青混合料的路用性能,对高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性等路用性能及强度、模量等力学特征进行系统研究。结果表明,温拌剂RH的加入能够降低混合料的拌和与击实温度,在一定掺量及降温条件下,各种性能指标与热拌沥青混合料无太大差别,且RH温拌剂在沥青混合料中能起到胶结的作用。