抗凝冰沥青混合料路用性能分析及应用效果评估

文章介绍了抗凝冰改性剂的基本原理,并通过试验研究,分析了抗凝冰沥青混合料的抗凝冰功能及不同掺量抗凝冰改性剂对沥青混合料路用性能的影响,得出了抗凝冰改性剂的适宜掺量,并通过试验路段进行了验证,为抗凝冰沥青混合料的推广应用打下了坚实基础。     

蓄盐类抗凝冰材料对沥青混合料路用性能影响研究

为评价蓄盐类抗凝冰沥青混合料的路用性能,优选蓄盐材料,利用等体积置换矿粉的方法设计沥青混合料配合比,通过车辙试验、冻融劈裂试验、饱和浸水马歇尔试验、低温弯曲试验和抗剥落试验分析了蓄盐抗凝冰材料类型、掺量及相关试验参数等对沥青混合料性能的影响。结果表明,蓄盐抗凝冰材料劣化了沥青混合料的各项性能,且随着其掺量的增加影响程度愈显著,尤其是对于水稳定性能和低温抗裂性能;利用改进的肯塔堡飞散试验能评价蓄盐材料对沥青混合料抗剥落效果的影响,饱和水作用时间、环境温度等因素均会加速沥青混合料的质量损失;盐化物有效成分是否被均匀裹覆对路用性能起主导作用,蓄盐IceBane沥青混合料的性能均优于Mafilon;蓄盐抗凝冰沥青混合料的各项性能指标均满足规范要求。     

缓释剂对抗凝冰改性剂缓释性能的影响

抗凝冰剂是一种主要成分为氯化物、通过一定材料和技术手段进行包膜,形成特定粒径用来代替沥青混合料中部分集料或矿粉起到主动融冰雪的外加剂。掺加到沥青混合料中的抗凝冰改性剂需要具备冬季融雪化冰、夏季不流失的功能,目前国内同类产品缓释性能差,普遍缺乏长效性。为增加抗凝冰剂的长效性能,文章采用缓释剂对已完成适配组合的盐化物进行裹覆,通过氯离子含量快速测定仪,对其氯离子析出快慢及析出浓度进行研究分析,最终确定一种适合的缓释剂及其最佳稀释比例。     

抗凝冰沥青混凝土的优化设计研究

针对道路凝冰所带来的严重危害,通过对抗凝冰填料掺量及沥青混合料的矿料级配进行了性能分析和优化研究,结果表明:当采用合适的级配,在适宜的抗凝冰填料掺量下,抗凝冰沥青混合料具有良好的路用性能和抗凝冰性能,并在铺筑的抗凝冰沥青路面实体工程上验证了这一结论。     

基于分子动力学的相变微胶囊与沥青相容性及增强机理研究

微胶囊法是相变材料（PCM）封装的一种重要手段，为了改善加入相变微胶囊后沥青路面的低温性能，采用分子动力学方法，对相变微胶囊的相变机制、与沥青共混后的相容性和抗拉强度等进行模拟分析。对沥青四组分（As，R，S，Ar）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、沥青四组分与MF共混体系、沥青四组分与石墨烯（CG）共混体系、MF与CG共混体系、沥青体系、沥青与MF共混体系、沥青与CG共混体系等17个分子体系分别进行了溶度参数和内聚能密度计算，分析了MF，CG与沥青四组分之间的相容性变化规律，评价了MF，CG对沥青四组分抗拉强度的影响。对以MF为壁材、正十四烷为芯材的3种不同微观结构PCM分子模型和以石墨烯复合三聚氰胺甲醛树脂（CGMF）为壁材、正十四烷为芯材的2种不同微观结构PCM分子模型进行了升温过程相变性能模拟研究，分析了壁材厚度、芯材体积大小对PCM相变性能的影响，并比较了不同种类壁材PCM的热效率。通过对CGMF为壁材的PCM降温过程的相变性能模拟研究，进一步分析了CG对PCM热效率的影响。研究结果表明：采用CGMF为壁材制备PCM，可以提升PCM的热效率，CGMFPCM2031的能量效率比MFPCM2026平均增加141.15%，在沥青体系中加入CGMF为壁材的PCM，可以提高沥青组分之间的相容性和抗拉强度，有利于增强沥青体系的低温抗裂性能。     

脱硫橡胶沥青改性剂制备及改性沥青性能研究

采用双螺杆挤出法对胶粉进行脱硫降解,通过正交试验得到脱硫橡胶改性沥青改性剂制备工艺关键参数;通过三大指标及高温剪切流变试验,分析脱硫橡胶改性沥青高低温性能;并掺加SBS探究其对脱硫橡胶改性沥青性能的影响。结果表明:改性剂制备工艺参数为裂解催化剂2.6 %、酸化油30.0 %、挤出温度290 ℃;脱硫橡胶沥青改性剂掺量对改性沥青高低温性能影响显著,最优掺量为20.0 %时,改性沥青软化点及5 ℃延度均显著增大,同时黏度较低,工作性能良好;脱硫橡胶可提高改性沥青的复数模量和车辙因子,降低相位角,改善沥青的高温抗变形能力;SBS的掺入提高了脱硫橡胶改性沥青的软化点和延度,改善了改性沥青的短期抗老化性能和弹性恢复性能。     

干法橡胶沥青混合料性能试验研究

研究不同粒径不同用量胶粉加入沥青混合料后对混合料的压实和技术性能的影响,通过冻融劈裂试验、车辙试验以及低温弯曲试验来研究其技术性能.结果表明:在沥青混合料中掺加不同的胶粉后,其密度会随胶粉含量的增加而减小,胶粉越细,沥青混合料越难压实.在同一胶粉含量下,掺加粗胶粉沥青混合料的高温抗车辙性能要优于细胶粉,随着沥青用量的增加,混合料的高温稳定性会变差,掺加细胶粉沥青混合料的低温抗裂性能要优于粗胶粉,随着沥青用量的增加,越利于沥青混合料的低温稳定性.掺胶粉后沥青混合料的水敏感性得到明显改善.     

柴油活化橡胶粉制备橡胶沥青路用性能研究

为提高橡胶粉对沥青的改性效果,减少橡胶粉对原状沥青组分的影响,采用助剂柴油活化处理橡胶粉,研究了柴油活化橡胶沥青的路用性能,并与普通橡胶沥青的相关性能进行对比。确定了橡胶粉与柴油的质量比为2∶1,基质沥青为黑龙江大庆AH-#90。结果表明:胶粉粒径、胶粉掺量对活化橡胶沥青性能的影响规律与普通橡胶沥青一样,柴油活化橡胶沥青的高温性能和弹性恢复性能不如普通橡胶沥青,低温性能和施工性能好于普通橡胶沥青。     

胶粉沥青的性能影响参数研究

该文介绍了对胶粉沥青的改性机理所进行的分析。通过试验,根据不同搅拌温度、搅拌时间下胶粉沥青的性能变化,得出胶粉沥青的最佳搅拌时间为90 min,最佳拌合温度为185℃;根据不同掺量胶粉对沥青的三大指标及135℃粘度的影响,得出当掺量为18%时,胶粉沥青的综合性能最优。     

乙烯基活性聚合物改性橡胶沥青的研究

采用活性乙烯基三元共聚物Elvaloy(R) 4170作为一种新的沥青改性剂,研究了其对沥青的结构和性能的影响.荧光显微镜观察表明:E1valoy(R) 4170的加入可显著改善胶粉在沥青中的分散状态；流变测试表明Elvaloy(R) 4170的加入可以改善沥青的粘弹性；当沥青、胶粉和Elvaloy(R) 4170的质...     

路面结构抗裂层沥青新材料研发及性能评价

针对路面结构抗裂层沥青材料的特点和现有研究的不足,采用热塑性丁苯橡胶(SBS)、废胎胶粉(CRM)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为改性剂,研制了一种适用于路面结构抗裂层的复合改性沥青,通过延度、针入度、软化点、弹性恢复等试验,确定了各改性剂的合理掺量。通过动态剪切流变试验、粘度及力学性能温度扫描、疲劳试验、低温弯曲梁流变试验等,对研发的复合改性沥青路用性能进行了评价,并确定了CRM的最佳掺量。研究表明:当SBS掺量为5%、DBP的掺量为4%、CRM掺量为4%时,研发的复合改性沥青各项性能均达到抗裂层要求并具有优良的路用性能。     

不同因素对高黏复合改性橡胶沥青技术性能的影响

研究了石油树脂、脱硫剂、不同脱硫胶粉等添加剂和胶粉、SBS改性剂对高黏复合改性橡胶沥青性能的影响,最后拟定高黏复合改性橡胶沥青的不同掺配方案,分析了不同方案下高黏复合改性橡胶沥青的综合性能。结果表明,制备脱硫胶粉时石油树脂最佳掺量为10%,脱硫剂掺量宜为0.3%;2%SBS+15%胶粉的复配方案可用于AC类连续级配,3%SBS+15%胶粉的复配方案可用于SMA类间断级配,4%SBS+20%胶粉的复配方案可用于OGFC类开级配。     

“农村公路+安全”模式下抗凝冰沥青路面应用效果研究

针对农村公路陡坡路段和桥面铺装上面层,采用抗凝冰SMA-13沥青路面结构提高其安全与行驶质量。进行室内抗凝冰SMA-13沥青混合料配合比设计,并通过路用性能试验、抗凝冰性能试验、冰层界面拉拔试验、破冰能力试验、抗滑性能试验及抗凝冰持续时间试验等对其抗凝冰效果进行评价。结果表明,与常规SMA-13沥青混合料相比,抗凝冰SMA-13沥青混合料的路用性能略有衰减但满足规范要求,且能有效降低路表冰点和冰雪与路面材料之间的黏结力,改善车辆行驶过程中车轮的破冰效果进而提高低温条件下路表摩擦系数,有利于提高农村公路特殊路段的行驶安全性。     

基于胶浆理论的橡胶沥青室内试验研究

通过研究脱硫胶粉与普通胶粉两种材料制备的橡胶沥青,进行橡胶沥青胶浆体系指标的系统研究。室内研究得出:当橡胶粉掺量为20%,橡胶沥青胶浆体系确定出的最佳粉胶比为1.0;采取感温指数VTS作为橡胶沥青胶浆体系温度敏感性能的评价指标;针对橡胶沥青胶浆体系,动态剪切流变仪由室内试验确定出适合的试样厚度即1.5mm,从复数黏度、复合弹性模量、车辙因子等手段评价橡胶沥青胶浆体系的流动特性、抗永久变形和抗车辙能力。     

聚酯纤维和TB胶粉对高RAP掺量沥青混合料路用性能和自愈合性能的影响

为改善高比例RAP掺量(RAP掺量≥25%)热再生混合料的路用性能和抗疲劳耐久性,研究了不同TB胶粉掺量(14%、18%、22%)和聚酯掺量(0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)条件下纤维TB胶粉复合改性高RAP掺量热再生混合料的路用性能、抗疲劳耐久性能和自愈合性能。结果表明,SBS改性沥青热再生混合料在水温耦合作用下并未呈现出较好的抗车辙性能和水稳定性,热再生混合料的路用性能不仅取决于沥青、集料的性能,也受新旧料交融程度及新沥青与老化沥青的配伍性。掺加聚酯纤维与TB胶粉复合改性剂可显著提高热再生混合料的高低温性能、水稳定性,在0.3%~0.4%聚酯纤维和18%~22%TB胶粉掺量时高RAP掺量热再生混合料高低温性能达到最优。0.3%~0.4%聚酯纤维与18%~22%TB胶粉复合改性方案下热再生混合料低温弯曲应变可达到3 500~4 200με,克服了高RAP掺量热再生混合料低温性能差的技术缺陷。证明了TB胶粉对热再生混合料自愈合性能的改善效果,在14%~18%TB胶粉掺量范围内,热再生混合料的劲度模量恢复率可达67.6%~76.9%,疲劳寿命恢复率可达57.6%~74.3%,劲度模量恢复率为基质沥青、SBS改性沥青热再生混合料的2.9~3.1倍、1.9~2.2倍。     

膨润土-LDHs复合改性沥青老化性能研究

将不同掺量比的膨润土、LDHs加入到基质沥青中进行熔融共混,制备了膨润土-LDHs复合改性沥青。研究了膨润土和LDHs掺量比对沥青物理性能、短期热氧老化和紫外老化性能的影响。结果表明,膨润土-LDHs的添加提高了沥青的高温性能,膨润土和LDHs分别在抑制沥青在短期热氧老化和紫外老化过程中表现出显著的作用,当膨润土和LDHs的掺比为1∶1时,膨润土-LDHs复合改性剂可使得沥青同时具备优良的耐短期热氧老化和紫外老化性能。     

高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料永久变形预估模型

选用HDPE和TOR两种改性剂制备胶粉掺量20%和25%的胶粉/SBS改性沥青混合料,并与SBS改性沥青混合料对比分析技术性能。通过三轴重复荷载动态蠕变试验,研究3种胶粉/SBS改性沥青混合料的永久变形规律;基于修正Burgers模型构建重复荷载作用下胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型。研究结果表明：高掺量胶粉/SBS改性沥青混合料的制备是可行的,其路用性能满足规范要求;不同胶粉掺量的胶粉/SBS改性沥青混合料具有基本一致的永久变形规律。胶粉的掺入有利于提高沥青混合料抗永久变形性能,但胶粉掺量过大,容易增大沥青的黏度,不利于施工;胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型,拟合效果良好,相关性系数均大于0.98。构建全温域条件下基于叠加原理的沥青路面永久变形预估模型,为胶粉/SBS改性沥青混合料永久变形预估模型的应用提供思路。     

路用橡胶沥青性能研究

该文对橡胶沥青在不同胶粉掺量、不同静置存放时间与静置温度、添加脱硫外掺剂的三大指标、弹性恢复、旋转粘度等性能指标进行研究,分析其变化规律,研究结果表明:胶粉掺量、静置时间与静置温度对橡胶沥青的性能有较大影响,脱硫后性能更佳。     

木质素纤维与橡胶沥青复合改性高RAP掺量温拌再生混合料路用性能与耐久性研究

为了解决传统温再生混合料RAP掺量低、低温和水稳定性不满足工程要求的行业性难题,对不同类型纤维橡胶温拌再生混合料进行了常规路用性能试验、四点弯曲疲劳和加速加载试验(MMLS1/3),分析了胶粉掺量和木质素纤维对高RAP掺量Sasobit纤维橡胶温拌再生混合料路用性能和疲劳性能的改善效果,结果表明,掺加Sasobit温拌可使橡胶温拌再生混合料拌和温度可降低30℃~35℃,节能减排效果显著;通过掺加木质素纤维和橡胶沥青是改善高RAP掺量温再生沥青混合料高低温性能和抗疲劳耐久性能的有效技术途径;相对于SBS改性温再生混合料,纤维橡胶沥青温拌再生混合料具有较好的水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性能;纤维橡胶沥青温再生混合料疲劳寿命、自愈合性能均随着橡胶沥青中胶粉掺量增大呈先增大后减小的变化趋势,在14%胶粉掺量时疲劳寿命和自愈合性能出现峰值,纤维橡胶温再生混合料抗剪切疲劳次数为基质沥青和SBS温再生混合料的1.23~1.85倍、1.15~1.47倍。推荐用于纤维橡胶沥青温再生混合料适宜的木质素纤维掺量为0.35%,适宜的橡胶沥青胶粉掺量14%~16%。     

泡沫沥青和水泥用量对冷再生沥青混合料路用性能的影响

为明确泡沫(乳化)沥青和水泥掺两种粘结材料对冷再生混合料路用性能和耐久性的影响,通过车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验、加速加载试验、四分点加载疲劳试验、研究了泡沫(乳化)沥青和水泥两种粘结材料对沥青路面冷再生混合料高低温性能、长期高温抗变形能力以及抗疲劳耐久性性能的影响。试验结果表明,泡沫(乳化)沥青冷再生混合料车辙变形量主要是压密变形所致,水泥掺量越大泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗高温性能和高温剪切疲劳性能越好;随着水泥、沥青粘结料掺量增大,冷再生混合料低温抗裂性能呈先增大后减小的变化趋势,对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料低温抗裂性能而言,存在一个最佳的泡沫(乳化)沥青和水泥用量,在2.0%~4.0%泡沫沥青和2.5%~4.5%乳化沥青用量下适宜的沥青粘结料与水泥掺量比例为1.5∶1~2.7∶1;对于泡沫(乳化)沥青冷再生混合料抗疲劳性能而言,存在一个最佳的沥青粘结料和水泥掺量,为确保冷再生混合料具有最优的抗疲劳性能需达到沥青结合料和水泥掺量的相对平衡,用于冷再生混合料适宜的水泥掺量为1.0%~2.0%。为完善泡沫(乳化)沥青冷再生混合料的材料组成设计方法以及性能评价体系提供了参考。