高模量沥青及其胶浆感温性能试验研究

采用国内外普遍应用的6种高模量沥青,分别通过针入度分级体系、粘度体系、SHRP体系对其感温性能进行试验研究与评价,结果表明:根据沥青软化点、粘度、DSR试验的G*/sinδ指标以及重复蠕变试验的累计变形指标综合评价得出的6种不同高模量沥青中,高温稳定性能较好的是橡胶沥青、湖沥青+SBS复合改性沥青、岩沥青+SBS复合改性沥青。同时,通过DSR试验对6种沥青胶浆的高温性能进行评价,其性能排序与沥青试验结果类似。     

TLA改性沥青评价指标试验对比分析

特立尼达湖沥青(Trinidad Lake Asphalt,简称TLA)作为天然沥青中的一种,其性能稳定,应用广泛,但对TLA改性沥青的评价体系尚不完善,首先,考察不同的基质沥青、不同掺量的TLA改性沥青进行了TLA改性沥青的针入度、延度、软化点等常规指标试验,然后,考察粉胶比对常规指标的影响以及掺量对粘度的影响,最后,通过DSR及BBR试验了解TLA掺量对改性沥青性能的影响,以此探索TLA改性沥青的评价指标,研究结果表明:沥青的常规三大指标和粘度指标已不适用于TLA改性沥青的评价,车辙因子呈现逐渐上升的趋势,随TLA湖沥青掺量的增加,沥青的低温性能整体上逐渐减小,PG分级指标能够较好地评价TLA改性沥青性能。     

TLA改性沥青温度敏感性及微观结构研究

为研究湖沥青(TLA)掺量对TLA改性沥青温度敏感性和微观结构的影响,分别对TLA改性沥青(湖沥青掺量分别为0%、15%、25%和35%)进行粘度试验和动态剪切流变(DSR)试验,采用粘温指数(VTS)和复数模量指数(GTS)对TLA改性沥青的温度敏感性进行评价,并采用扫描电镜(SEM)试验对TLA改性沥青的微观结构进行研究。试验结果表明:TLA改性沥青的VTS绝对值随着湖沥青掺量的增加而逐渐增大,当湖沥青的掺量为35%时,TLA改性沥青的VTS绝对值达到3.606,比基质沥青增加了4.43%,说明湖沥青的掺加使得70#沥青的温度敏感性增大。TLA改性沥青结合料内部的存储模量、损耗模量和CNI值均呈现逐渐增大趋势,湖沥青的掺加对TLA改性沥青产生不利影响。当湖沥青的掺量在25%~35%时,基质沥青的结构变化明显,较大的湖沥青掺量使得TLA改性沥青的温度敏感性增大。     

基于分级评价体系的高模量沥青技术指标研究

为研究沥青胶结料高温性能是否满足高模量沥青技术要求,选择六种常用沥青胶结料,分别采用针入度、黏度、SHRP和沥青胶浆DSR试验,分级评价沥青高温性能。试验结果表明:橡胶沥青,复合改性湖沥青和岩沥青满足高模量沥青的技术要求。单一改性沥青湖沥青、岩沥青和硬沥青的黏度和累积变形不符合要求,其性能相对较差。针对高模量混合料设计时,对普通胶结料性能,必须考虑添加剂改善混合料的高温性能。     

短期老化对聚合物改性沥青流变学特性的影响

为了探究短期老化作用对聚合物改性沥青的流变性能产生的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、动态剪切流变试验(DSR)、重复蠕变恢复试验(RCRT),从宏观与微观角度对短期老化前后的橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青四种沥青试样进行沥青微观结构以及高温流变性指标评价。SEM试验结果表明短期老化作用使沥青的组分和改性剂结构发生改变而导致沥青与改性剂结合情况变差,沥青变硬;通过DSR与RCRT试验结果可知无论老化前后在不同温度及频率下橡胶粉改性沥青均较SBS改性沥青具有较强的抗变形能力,且短期老化对SBS改性沥青产生的影响要大于橡胶粉改性沥青。     

沥青常规评价指标对湖沥青改性沥青的适用性研究

选取了4种有代表性的基质沥青和分别掺加25％、33％和40％湖沥青的12个沥青胶浆样品,通过试验分析研究了常规沥青评价对湖沥青改性沥青的适用性;对SK70沥青分别添加灰分和矿粉得到的两种沥青胶浆进行沥青常规试验,探讨粉胶比对其常规指标的影响.在综合分析各种沥青胶浆的试验结果上,提出了沥青常规评价指标不再适用于评价湖沥青改性沥青.     

活化橡胶粉改性沥青性能评价

基于水泥混凝土路面加铺沥青层存在较严重的反射裂缝问题,研究了用于层布法应力吸收层的活化橡胶粉改性沥青,确定了实验室活化橡胶粉改性沥青的最佳生产工艺,并基于针入度体系试验、基于流变学的DSR试验和BBR试验对材料性能进行了评价。试验结果表明:在PG分级体系下,相比普通胶粉改性沥青和SBS改性沥青,活化橡胶粉改性沥青有更好的高低温性能、弹性恢复性能和稳定性;同时发现基于针入度体系的评价指标和方法并不适用于评价橡胶改性沥青,而基于性能分级的DSR试验和BBR试验能更好地评价橡胶改性沥青的高低温及疲劳性能。     

湖沥青改性AC-20C沥青混合料在涪南高速公路应用研究

本文结合重庆涪南高速沥青路面工程,进行了湖沥青改性沥青混合料在重庆地区高速公路路面工程中面层的应用研究。研究中为降低湖沥青改性沥青加工难度和确保湖沥青中面层的工程质量,采取了取消软化点指标和增加湖沥青改性与NS复合改性方案,以弥补湖沥青改性混合料高温稳定性差,抗车辙能力弱等缺点,对25％掺量的TLA湖沥青AC-20C进行了配合比设计及路用性能研究,并进行了试验路验证,为重庆地区湖沥青改性应用于路面工程提供了技术支持。     

4mm DSR试验与BBR试验评价沥青低温流变性能比较研究

为更便捷、使用更少沥青样品来评价沥青低温流变性能,美国提出了使用DSR动态剪切流变仪和4mm(或8mm)平行板夹具的新的试验方法,称为4mm DSR试验。为验证该方法的有效性,基于4mm DSR试验方法并采用8mm平行板,评价不同种类沥青的低温流变性能,同时采用BBR试验进行比较。结果表明4mm DSR试验数据与BBR试验有较强线性相关性,且试验结果离散性更小,可以作为低温性能评价的补充试验。试验结果说明,30#沥青低温性能有限,而50#沥青的低温流变性能与70#及SBS改性沥青接近。     

地沥青对湖沥青改性沥青高温性能影响的分析

选取了具有代表性的两种基质沥青,通过比较“基质沥青十湖沥青”和“基质沥青十灰分”的各项性能,间接研究湖沥青中地沥青对沥青胶浆高温性能的影响;测试了4种沥青胶浆在4种不同粉胶比下的动态剪切试验(DSR).在综合分析各种沥青胶浆的试验结果上,提出了湖沥青改性沥青中湖沥青含量与车辙因子G*/sinδ间的关系.     

改性沥青混合料抗车辙性能研究

针对普通沥青混合料高温稳定性差的特点,分别对硅藻土改性沥青混合料、湖沥青改性沥青混合料、岩沥青改性沥青混合料及普通沥青混合料进行车辙试验,对比分析各改性沥青混合料相对普通沥青混合料动稳定度变化规律。研究表明：硅藻土改性沥青混合料、湖沥青改性沥青混合料及岩沥青改性沥青混合料相对普通的沥青混合料抗车辙性能大幅度提高,建议在经济条件允许的情况下,尽可能的在长大纵坡沥青路面面层采用这几种改性沥青混合料。     

湖沥青改性沥青混合料路用性能研究

湖沥青属天然沥青,将其按一定比例掺入基质沥青即为湖沥青改性沥青。为研究湖沥青改性沥青混合料的路用性能,通过室内试验,测试了不同掺量条件下湖沥青改性沥青的基本技术指标;利用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验研究了湖沥青改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等路用性能,并与掺加5%SBS的改性沥青及其沥青混合料进行了对比分析。结果表明,湖沥青改性沥青和SBS改性沥青技术指标相当,均具有良好的路用性能;结合具体工程,确定湖沥青的最佳掺量为25%。     

高模量改性沥青高温性能的优化评价

通过DSR试验,对3种沥青胶结料(70号基质沥青、ZQ-2和ECB高模量改性沥青)的高温性能进行了研究。从流变模型与试验数据分析了车辙因子G*(sinδ)-1评价改性沥青高温性能的不足,运用改进型车辙因子G*(sinδ)-9和等抗车辙因子临界温度评价高模量改性沥青的抗车辙能力,并通过沥青混合料的车辙试验和静态蠕变对改进型车辙因子的有效性和相关性进行了验证。结果表明:ZQ-2高模量改性沥青的高温性能优于ECB;G*(sinδ)-9考虑了高模量改性沥青变形的延迟弹性,且与沥青混合料的高温性能指标相关性高,作为高模量改性沥青的高温评价指标更合理。     

木质素基聚氨酯改性沥青及混合料路用性能研究

为制备一种新型的改性沥青,以天然可再生的木质素部分替代常规石油基聚醚多元醇,在沥青基质中缓慢添加甲苯异氰酸酯(TDI)及其余试剂,剪切制备出5%～20%掺量的木质素基聚氨酯改性沥青,并结合沥青常规指标试验、动态剪切流变试验(DSR)、低温弯曲梁流变试验(BBR)对改性沥青的常规性能及高低温性能进行评价,并分析了相关沥青混合料的路用性能。结果表明:木质素基聚氨酯分散于基质沥青后,与沥青中的活性成分发生了物理化学反应,形成了性能稳定的空间网络状结构,可有效改善基质沥青的高低温性能;当采用木质素基聚氨酯(L-PU)改性沥青掺量20%时,沥青混合料的动稳定度、冻融劈裂强度比、残留稳定度、最大弯拉应变等指标得到显著改善,具有良好的路用性能。     

不同改性沥青对浇筑式沥青混凝土疲劳性能的影响

应用动态贯入度(高温疲劳)和四点弯曲疲劳试验(中温疲劳)两种疲劳试验方法,评价了3种改性沥青:岩沥青改性沥青、湖沥青改性沥青和聚合物改性沥青对浇筑式沥青混凝土的高温和中温疲劳性能影响.研究结果建议:在高温、重载交通路段中使用岩沥青改性沥青浇筑式沥青混凝土;在结构物柔性较大的路段应采用聚合物改性沥青浇筑式沥青混凝土.     

基于MSCR试验的BRA改性沥青高温性能分析

为了更好地评价BRA改性沥青高温性能,对BRA掺量不同的改性沥青、SBS改性沥青进行了常规震荡剪切试验(DSR)和多应力蠕变恢复试验(MSCR),对比分析BRA改性沥青高温性能,并利用车辙试验验证BRA改性沥青混合料高温性能.结果 表明:PG高温性能分级难以准确区分不同种类沥青高温性能;BRA的掺入能显著增强沥青的高温变形恢复能力及抗永久变形能力;在一定条件下,高BRA掺量改性沥青的抗永久变形能力与SBS改性沥青相当;BRA改性沥青的应力敏感性较SBS改性沥青而言更不易受温度变化的影响;Jnr0.1、Jnr3.2可作为BRA改性沥青高温性能评价指标.     

高模量沥青材料流变性能研究

沥青路面车辙严重影响其服务质量,高模量改性沥青及沥青混合料是改善沥青路面车辙的途径之一。现对特立尼达湖沥青(TLA)改性沥青、35号硬质沥青以及高掺量SBS改性沥青的流变性能进行了研究,结合3大指标分析发现:TLA、SBS改性均可有效降低沥青标号,使针入度下降至50(0.1mm)以下;3种高模量沥青改性后标号大小关系为:TLAHMB-CSBS;高模量改性沥青的动态模量显著高于基质沥青,以动态模量为评价指标,3种高模量沥青优劣排序为:30%TLA HMB-C5%SBS;CAM模型不仅可以用于预测基质沥青动态模量,同时也能良好应用于高模量改性沥青。     

硅藻土改性沥青胶浆高温性能评价

采用常规指标试验和不同温度下的高温动态剪切(DSR)试验,分析了硅藻土掺量对改性沥青高温性能的影响。试验结果表明:加入硅藻土后沥青胶浆的高温抗车辙能力明显提高,温度敏感性显著降低;随着硅藻土掺量增长,高温性能先提高后降低,合理掺量为11%~13%;常规指标不适合用于评价硅藻土改性沥青高温性能。     

硅藻土改性沥青胶浆高温性能评价

采用常规指标试验和不同温度下的高温动态剪切（DSR）试验,分析了硅藻土掺量对改性沥青高温性能的影响。试验结果表明：加入硅藻土后沥青胶浆的高温抗车辙能力明显提高,温度敏感性显著降低;随着硅藻土掺量增长,高温性能先提高后降低,合理掺量为11％-13％;常规指标不适合用于评价硅藻土改性沥青高温性能。     

青藏高原地区高标号沥青及改性沥青高低温性能试验研究

基于青藏高原地区特殊地形地貌、气候环境条件,旨在研究不同温度、频率等因素作用对不同高标号沥青及改性沥青的性能影响,通过DSR试验得到高温抗车辙因子和疲劳因子,以评价高标号沥青的高温稳定性和抗疲劳性能;通过BBR试验得到蠕变劲度和蠕变速率,以评价高标号沥青的低温抗开裂性能。