老化对沥青结合料静态粘弹性性能及参数的影响

沥青结合料的老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素,该文通过应用旋转薄膜烘箱(RTFO)对沥青进行短期老化,然后再应用压力老化仪(PAV)对经RTFO短期老化的沥青进行不同时间的老化。通过对经过不同程度老化的沥青进行低温弯曲梁蠕变试验(BBR)。研究了老化对沥青结合料静态粘弹性性能及参数的影响。     

老化对沥青性能的影响

沥青结合料的老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素 ,文中通过应用旋转薄膜烘箱 (RTFO)对沥青进行短期老化 ,然后再应用压力老化仪 (PAV)对经RTFO短期老化的沥青进行不同时间的老化。通过对经过不同程度老化的沥青进行常规三大指标试验和粘度试验 ,研究了老化对沥青结合料三大指标和粘度的影响规律。     

老化对沥青结合料三大指标的影响

沥青结合料的老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素，通过应用旋转薄膜烘箱(RTFO)对沥青进行短期老化，然后再应用压力老化仪(PAV)对经RTFO短期老化的沥青进行不同时间的老化。通过对经过不同程度老化的沥青进行常规的三大指标试验，研究了老化对沥青结合料三大指标的影响。     

微胶囊化相变材料改性沥青结合料的老化行为

温度和化学成分是沥青结合料机械性能的控制参数。在极低温和高温下,沥青结合料可能分别遭受热裂和永久变形。相变材料(PCM)的使用可以为沥青结合料提供热能储存性能,以减少季节性和昼夜循环期间路面温度升高和降低的影响。本文对PCM改性的粘合剂进行表征,使用滚动薄膜烘箱(RTFO)和压力老化容器(PAV)装置进行老化模拟实验。采用动态扫描量热法(DSC)和动态剪切流变仪(DSR)分析了改性和未改性沥青结合料在不同老化条件下的热性能和流变性能。研究表明:PCM改性沥青结合料的熔化焓在老化时降低,PCM在沥青粘合剂中的存活取决于粘合剂的类型和所用的微胶囊。此外,由于在冷却过程中PCM结晶释放的热能,DSR测定的改性沥青结合料的流变性能得到改善。     

生物改性沥青老化过程中的流变性能研究

为探究基于动物排泄物的生物结合料对石油沥青老化过程中流变性能的影响,采用无氧环境下高温加压的热处理方法(380℃、10.3 MPa)从猪粪中提炼生物质重油,并制备生物沥青共混物,通过布氏旋转粘度(RV)试验、动态剪切流变(DSR)试验及弯曲梁流变(BBR)试验进行不同老化条件下的流变性能综合评价,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)技术,对比分析了生物改性前后沥青老化过程中的化学组分变化。结果表明:老化前后的生物改性沥青的粘度均低于其对应石油沥青;各老化条件下,生物改性后的沥青相位角δ和复数剪切模量G*均减小,表明生物重油可提高沥青结合料的弹性,而降低其刚性;生物结合料能有效提高沥青的抗温缩开裂性能;此外,掺入生物结合料后沥青的化学组分并无明显变化,但其抗老化性能有所增强。     

基质沥青RTFOT与TFOT两种老化方式的对比分析

对50#、70#和90#三种不同标号基质沥青进行旋转薄膜烘箱(RTFOT)与薄膜烘箱(TFOT)老化,得到老化残留物分别与原样沥青在软化点、针入度、粘度和车辙因子等各项指标上进行对比分析。结果表明:两种老化方式对50#和70#沥青的老化效果相当,规范中认为RTFOT和TFOT两种老化方式可以互相取代的观点是正确的。对于90#沥青,由于通过两种老化方式后的沥青残留物与原样沥青性能上的非同一性,认为两种老化方式对90#沥青的老化程度是不同的,是否可以替代需要做进一步研究。     

基于BBR与FT-IR的沥青胶结料低温性能与抗老化能力分析

为了评价几类沥青胶结料的低温性能和抗老化能力,分别对3种具有代表性的沥青胶结料(基质90#沥青、SBS改性沥青和A型温拌沥青)进行了旋转薄膜烘箱老化(RTFO)和压力老化(PAV)试验。并对老化后的胶结料进行了低温弯曲梁流变仪试验(BBR)和傅里叶红外光谱试验(FT-IR)。试验结果表明:沥青的老化对低温性能有直接的影响,而且温度的降低使这种影响更加显著。BBR试验从不同角度分析验证了SBS改性沥青具有相对最优的低温性能,而温拌沥青则相对较差。长期老化沥青FT-IR试验结论与BBR试验规律具有一致性,证明了微观层面揭示的分子官能团的变化规律与宏观层面显现的低温性能具有良好的对应关系。     

老化对沥青结合料高温性能的影响

沥青路面的高温流动变形问题是世界各国普遍关注的路面损坏形式之一。老化是影响沥青路面使用性能的一个重要因素。通过对不同老化程度的沥青结合料进行系统试验,探讨了老化对沥青结合料高温性能的影响。     

橡胶沥青结合料性能影响因素分析

为了研究橡胶沥青结合料的性能,对橡胶沥青结合料的搅拌方式、搅拌温度、胶粉掺量、搅拌时间和老化性能等影响因素进行分析.研究结果表明:选择恰当的生产工艺,确保各影响因素在最佳状态,可显著提高橡胶沥青结合料的各项性能.     

氧化石墨烯改性沥青及其混合料抗老化性能试验研究

为了研究氧化石墨烯(GO)改性沥青结(混)合料的老化性能与机理,基于室内试验模拟沥青结(混)合料热氧老化过程,通过黏度试验、三大指标试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验测试并分析基质及GO改性沥青结(混)料的老化性能。研究结果表明:GO的加入可减缓热氧老化对沥青三大指标的影响,即GO可提高沥青结合料的抗老化性能,GO的加入可显著提高沥青混合料的水稳定性,但对低温抗裂性有微弱不利影响。添加GO不仅在一定程度上改善了老化后沥青混合料的水稳定性,还减缓了老化对其低温抗裂性能的影响,说明GO改性沥青混合料具有良好的抗老化性能。     

沥青结合料紫外老化机理

为了解决现有沥青结合料路用性能评价体系中,未考虑紫外线辐射对沥青的加速老化作用问题,对热老化和紫外老化后的5种沥青进行了对比试验、DSR和BBR试验以及红外光谱分析.试验结果表明:沥青对热老化和紫外线辐射的敏感度不同,2种老化后三大指标的排序并不一致;紫外老化和热老化对沥青的影响不相同,紫外老化后沥青的流变特性变化更为显著;沥青抗紫外老化性能不同的内在原因是老化反应程度不同,胶质和芳香分是影响沥青紫外老化的主要因素.因此,沥青的热老化评价结果不能反映其抗紫外老化性能的高低,在紫外线辐射强烈的西部地区开展紫外老化研究具有重要意义.     

沥青技术性能对混合料疲劳性能的影响

研究了沥青技术性能与混合料疲劳性能的相关性。首先 ,测定不同沥青的 2 5℃针入度、针入度指数 PI、含蜡量、老化前软化点、老化后软化点、PAV压力老化残留物的动态剪切试验 G* sinδ值等技术指标 ;其次 ,用这几种沥青拌制相同级配 (AC- 16 I)的沥青混合料 ,并成型试件 ,用 MTS810材料试验系统测定其疲劳寿命 ;最后 ,用灰关联的分析方法 ,分析各种沥青技术指标与混合料疲劳性能的相关性。研究表明 :沥青的含蜡量对沥青混合料的疲劳性能影响最显著 ,实际工程中应严格控制沥青的含蜡量 ;SHRP所提出的表达沥青胶结料疲劳性能的指标 G* sinδ与混合料疲劳性能的灰关联度较大     

基于动态剪切流变试验的沥青高温性能研究

沥青结合料的高温性能对沥青路面的使用影响很大.文中通过对8种沥青结合料进行常规指标和RTFOT老化前后的动态剪切流变试验,采用性能指标对比分析方法,将试验所用沥青进行性能优劣排序.发现采用传统的指标体系难以准确描述沥青高温性能,而动态剪切流变试验确定的车辙因子能客观评价沥青的高温性能,车辙因子越大,沥青结合料的高温性能越好.     

聚合物改性沥青再生结合料微观分析

聚合物改性沥青混合料的回收再利用,对节约能源和保护环境具有重要意义。通过高压搅拌法从废旧混合料中提取沥青结合料,对比再生改性沥青(RPMAC)与室内老化改性沥青特性之间的差异,分别将现场与室内两种老化结合料按不同比例加入新制改性沥青(PMAC)中,通过傅立叶光谱试验(Fourier Transform Infrared,FTIR)分析聚合物改性对沥青氧化老化的影响;用凝胶渗透色谱试验(Gel Permeation Chromatograph,GPC)分析长期老化过程中沥青组分分子量的变化情况;用差示扫描量热试验(Differential Scanning Calorimet-ric,DSC)分析不同沥青蜡含量的差异。试验结果表明:加入再生改性沥青会增加沥青结合料的粘度,提高混合料的抗车辙性能,同时也会降低混合料的疲劳耐久性。     

多聚磷酸与SBS的混合试验研究

近年来,很多沥青混合料供应商将多聚磷酸(PPA)与聚合物混合使用,生产不同性能等级(PG)的沥青结合料.PPA的添加使得SBS的百分比降低,这是否会降低PPA与SBS混合制得的沥青结合料的路用性能?为此,该文研究添加和不添加PPA的沥青结合料的试验性能,包括沥青结合料试验(PG等级评定和MSCR试验)和混合料试验(动态模量、在短/长期老化条件下弯曲梁的疲劳试验以及重复荷载试验).结果表明:PPA与SBS混合改性沥青结合料的性能与单独SBS改性的性能基本相同.而在HMA的抗车辙和抗疲劳性能方面,PPA与SBS混合改性沥青具有明显的改善效果.     

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。     

沥青性质对应力吸收层沥青混合料性能影响的研究

为分析沥青结合料性质对富沥青、砂粒式应力吸收层沥青混合料性能的影响,研究沥青性质与应力吸收层混合料性能之间的相关关系,采用6种不同沥青进行结合料老化前后的性能试验。在级配固定、沥青用量相同、体积参数一致的条件下,对6种沥青对应的应力吸收层混合料的疲劳性能、低温性能进行大量试验研究。研究结果表明,沥青性质对应力吸收层沥青混合料疲劳性能、抵抗低温开裂能力存在显著影响,沥青不同,应力吸收层混合料的疲劳寿命相差10-400倍,低温极限弯曲破坏应变相差3-6倍;此外,与老化后沥青相比,未老化的原样沥青结合料性质与应力吸收层混合料性能之间的相关性更显著,其中原样沥青60℃粘度、软化点及针入度等指标与应力吸收层混合料疲劳性能之间存在较好的相关性,建议作为选择应力吸收层所用优质沥青的关键指标予以控制。     

纳米炭黑粒径对沥青路用性能影响研究

为提高沥青胶结料的路用性能,探讨了纳米炭黑粒径对沥青胶结料老化前后性能的影响。分别进行了老化前沥青针入度、延度、软化点、旋转黏度以及薄膜烘箱加热短期老化试验。试验结果表明:纳米炭黑可以提高沥青的高温稳定性、短期抗老化能力以及降低温度敏感性;随着纳米炭黑粒径的增大,纳米炭黑沥青25℃针入度增大、15℃延度逐渐减小、软化点略有提高、针对度指数PI值与60℃旋转黏度先增大后减小、短期老化残留物25℃针入度比与15℃延度及其比值逐渐减小。基于综合性能最优角度出发,建议采用N220纳米炭黑对沥青进行改性。     

沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能研究

为了研究不同沥青类型对紫外光老化后沥青混合料高低温性能的影响,分别选取AH70#基质沥青、SK90#基质沥青和改性SBS I-C的沥青混合料进行室内试验,分析不同沥青类型对紫外光老化沥青混合料高低温性能的影响规律。试验结果表明:与基质沥青混合料相比,改性沥青混合料具有更好的抗紫外光老化性能,在强紫外光辐射地区,应优先选用改性沥青作为沥青路面结合料;对不同标号的基质沥青,高标号沥青混合料的动稳定度受紫外光老化影响更大,而低标号沥青混合料的低温劈裂强度受紫外光老化影响更大;AH70#AC—13N1型沥青混合料具有较好的高温抗紫外光老化性能,SK90#AC-13 N1型沥青混合料具有较好的低温抗紫外光老化性能。     

基于乳化沥青残留物胶浆路用性能的填料性质评价

为研究矿物填料各项理化指标对乳化沥青残留物胶浆路用性能的影响及与流变指标的关联度,对粉胶比为1.0条件下6种乳化沥青残留物胶浆利用动态剪切流变仪、弯曲梁流变仪及压力老化仪,通过多应力重复蠕变试验、弯曲梁流变试验及疲劳加载评价其高、低温性能和疲劳性能,并对表征路用性能的流变指标与矿粉理化指标进行灰色关联分析。结果表明,不同类型残留物胶浆的平均变形恢复率均表现出较高的应力敏感性,不可恢复蠕变柔量的应力敏感性在不同类型残留物胶浆之间差别较大;矿粉密度、亲水系数及表征较小粒径的指标(P_(20)、D_(10))与残留物胶浆路用性能有着较高的关联度,建议以上述指标作为乳化沥青混合料所用矿粉的质量控制指标。