主动降温型沥青混凝土制备及性能研究

为降低炎热季节沥青路面温度,提高沥青路面的高温稳定性,减少沥青路面高温车辙病害的产生,同时减少有毒的有机沥青改性剂或路面涂料的使用,采用无机矿质粉末负离子粉作为新型环保沥青改性剂,制备了具有主动降温功能的沥青混凝土(active pavement cooling asphalt concrete,APC-AC)。通过室内车辙板温差试验与室外光照试验,研究了不同负离子粉掺量对APC-AC路面降温性能的影响,并以降温性能为参考指标推荐了负离子粉最佳掺量;借助Hot Disk 2500S导热系数仪对APC-AC及普通沥青混凝土的导热系数、比热容及导温系数进行测试,研究了负离子粉对APC-AC的热学参数影响规律;对APC-AC及普通沥青混凝土进行路用性能试验,研究了负离子粉对沥青混合料高温性能、低温性能、水稳定性的影响。结果表明:与普通沥青混合料相比,APC-AC具有较明显的路面降温效果,当负离子粉掺量为沥青质量的16%时,APC-AC车辙板室内温差试验表面降温幅度为5.9℃,室外光照试验表面温度可降低7.4℃;APC-AC的导热系数、导温系数相较于普通沥青混凝土分别降低9%和20%,比热容则提升14%;与普通沥青混凝土相比,APC-AC的动稳定度提高16%~42%,负离子粉对沥青混凝土的水稳定性与抗裂性能基本没有不良影响。     

降温型负离子粉改性沥青混合料性能的研究

制备负离子粉改性沥青、并设计负离子粉改性沥青混合料,成型复合车辙板试件并埋置温度传感器,测试负离子粉改性沥青混合料的降温效果及路用性能。结果表明:负离子粉改性沥青路面有显著的降温效果,路表和5cm深度处的最高温度比普通沥青路面降低了11.4℃和10.3℃;比起普通沥青混合料,负离子粉改性沥青混合料的水稳定性提高4%左右,动稳定度提高了25.8%,而低温弯曲应变则降低了7.2%。     

两种抗车辙改性沥青混合料路用性能对比分析

为比较不同掺量、不同类型抗车辙剂对沥青混合料改性效果的影响,分别对掺入PR和RA抗车辙剂的改性沥青混合料和基质沥青混合料路用性能进行了对比试验。分析结果表明:掺加抗车辙剂的沥青混合料动稳定度和劈裂强度明显增强,抗疲劳性能的改善并不明显,大部分改性沥青混合料的低温性能和自愈能力较差。     

三种级配细粒式沥青混合料高温性能评价

对采用改性沥青的不同级配沥青混合料的车辙试验性能进行了比较,并以适当延长试验时间的方法比较了材料的抗车辙性能.试验结果表明,采用改性沥青的沥青混合料的抗车辙性能随着沥青掺量的变化和材料级配的不同存在很大差异;进一步的浸水车辙试验结果表明,使用了改性沥青的混合料,其抗车辙性能有了明显提高.     

电气石负离子粉改性沥青路用性能研究

选取3种目数的电气石负离子粉,在助剂的作用下,剪切制备出电气石负离子粉改性沥青,通过针入度试验、软化点试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)、旋转黏度试验,分析不同目数及掺量的电气石负离子粉对沥青的感温性能、高温性能、低温性能、黏温特性等路用性能影响规律,并采用水煮法评价了电气石负离子粉对沥青与集料的黏附特性。研究结果表明:随着电气石负离子粉的目数与掺量的增大,改性沥青的PI值逐渐增大,即改性沥青的感温性能得以改善;软化点、车辙因子G*/sinδ及黏度均呈增大趋势,表明电气石负离子粉的掺加可有效提升沥青的高温变形能力;蠕变劲度S降低、蠕变劲度变化率m变大,电气石负离子粉沥青具有良好的低温抗裂性能;此外,电气石负离子粉也可提升沥青与集料间的黏附作用。     

抗车辙剂掺量对沥青混合料动稳定度的影响

抗车辙剂可以显著改善沥青混合料的抗车辙性能,本文对比分析了不同抗车辙剂掺量对北京地区常用沥青混合料动稳定度的影响。结果表明,AC-13C（采用改性沥青）掺加0．2％抗车辙剂、AC-16C（采用改性沥青）掺加0．3％抗车辙剂、AC-20C掺加0．4％抗车辙剂和AC-25C掺加0．5％抗车辙剂,可分别满足北京市沥青路面抗车辙设计施工指导意见和行业标准的要求,可作为北京市城市道路养护管理中沥青路面抗车辙设计的依据。     

掺加抗车辙剂的沥青混合料服役性能浅析

通过室内试验与数据分析,以AC-20C改性沥青混合料进行室内试验,研究了不同掺量抗车辙剂对沥青混合料技术性能影响,结果反映出,抗车辙剂掺量越高,沥青混合料的抗车辙能力越好,但是低温抗裂性能越低。     

沥青混合料复合添加剂的性能研究

本研究开发制备了两种外掺型沥青路面温拌抗车辙复合添加剂,并将之用于不同的沥青材料(基质沥青、改性沥青)和SUP20沥青混合料,对其降温压实性能、高低温性能及抗水损害性能等路用性能进行了分析研究,结果表明:掺加复合添加剂后,一方面可显著提升沥青材料的60℃黏度,提升其PG高温等级,显著提高沥青混合料的高温抗车辙能力,另一方面,可降低沥青材料的135℃黏度,降低沥青混合料的施工温度,实现沥青路面的绿色施工。     

基于超标准(高温重载)试验条件的抗车辙沥青混合料优化设计研究

为研究超标准(高温重载)条件下沥青混合料的抗车辙性能，以及优选适用高温特重荷载路段的抗车辙沥青混合料配合比，通过改变车辙试验温度与荷载工况进行车辙试验，模拟路面实际受到的高温与重载。选取矿料种类、沥青种类、抗车辙剂NRP掺量、级配类型4个因素，使用正交试验设计法设计车辙试验方案，使用动稳定度评价沥青混合料抗车辙性能的优劣。通过极差分析得到不同因素的影响程度大小，确定优选组合；通过多元回归分析法，拟合3种沥青混合料的动稳定度与抗车辙剂NRP掺量、级配类型、温度和荷载因素之间的关系。试验结果表明：4个影响因素在超标准(高温重载)条件下对沥青混合料的高温稳定性影响程度大小排序为NRP掺量>级配类型>沥青种类>矿料种类；抗车辙沥青混合料最优组合为玄武岩矿料、SMA-13级配、1.5%NRP掺量、SBS改性沥青；多元回归关系式经验证，拟合效果较好。     

胶粉及PE复合改性沥青混合料路用性能试验研究

为改善沥青混合料的路用性能,采用胶粉、聚乙烯(PE)对沥青混合料进行改性,对比分析了胶粉改性沥青混合料与基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料高、低温性能、水稳定性能,并研究了PE掺量对胶粉复合改性沥青混合料性能的影响,并将此技术应用到河南省机西高速公路二期路面工程中。研究表明:随着胶粉掺量的增加,改性沥青混合料动稳定度不断增大,胶粉掺量为20%时改性沥青混合料与SBS掺量为4.5%的改性沥青混合料高温性能相当,而低温性能、水稳定性能均优于SBS改性沥青混合料;随着PE掺量增加,复合改性沥青混合料的高温抗车辙性能及水稳定性能不断提高,低温性能有所降低,但仍高于基质沥青混合料。     

WK-Ⅰ号抗车辙剂对沥青混合料高温性能影响研究

将WK-Ⅰ号抗车辙剂,掺加到AC-20沥青混合料中,结合料分别采用普通道路石油沥青及SBS改性沥青,研究不同结合料类型时沥青混合料的综合路用性能,结果表明:添加正中牌WK-Ⅰ号抗车辙剂后,无需提高沥青混合料生产及击实温度,即可大幅提高沥青混合料高温稳定性能,且添加后WK-Ⅰ号抗车辙剂等量替代相应质量沥青结合料,而无需改变原混合料级配及油石比.5‰掺量时,普通沥青混合料动稳定度高达6 000次/mm以上,SBS改性沥青混合料动稳定度则超过10 000次/mm.在显著改善AC-20混合料高温性能的同时,WK-Ⅰ号抗车辙剂对沥青混合料抗水损害能力也有一定程度改善,同时对提高普通沥青混合料低温性能效果明显.     

活化“湿法”加工布敦岩沥青及沥青混合料路用性能研究

通过对布敦岩沥青进行活化处理,即将岩沥青研磨、加热,使天然沥青析出工艺,采用拥有自主知识产权的现场改性设备,生产布敦岩沥青改性沥青,即"湿法"加工工艺。该工艺生产的布敦岩沥青改性沥青抗高温性能与抗老化性能显著提升,用于生产沥青混合料时高温抗车辙性能与抗水稳定性能显著提升。但为了保持岩沥青改性沥青不离析且具备一定的抗低温破坏性能,岩沥青掺量存在一个最佳值,试验采用了5种掺量制备岩沥青改性沥青,并分析不同掺量改性沥青性能优劣。研究结果表明:40%以上掺量的岩沥青改性沥青离析较为严重,30%布敦岩沥青掺量最佳,布敦岩沥青改性沥青混合料性能较为均衡,并通过试验路铺筑对该技术进行实体工程验证。     

抗车辙剂与橡胶粉复合改性沥青及混合料性能研究

为了研究抗车辙剂与橡胶粉复合改性沥青性能并对比分析不同橡胶粉和抗车辙剂掺量对复合改性沥青混凝土路用性能的改善程度,依托实体工程,选择4种橡胶粉掺量和4种KTL抗车辙剂掺量,通过对抗车辙剂与橡胶粉复合改性沥青及其混合料性能系统研究,评价了不同橡胶粉和抗车辙剂掺量下复合改性沥青针入度体系指标性能,基于车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和弯曲疲劳试验确定了抗车辙剂和橡胶粉适宜的掺量比例,并铺筑了试验路。试验结果表明,掺加橡胶粉可显著改善沥青混凝土的低温抗裂性和抗疲劳耐久性,橡胶粉与抗车辙剂复合改性沥青混合料具有优良的高低温性能,复合改性沥青混合料的抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料。实体工程和试验段检测结果表明,橡胶粉与抗车辙剂复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,推荐最佳复合改性剂的掺配比例为0.4%KTL抗车辙剂+20%橡胶粉。     

一种低熔点抗车辙剂对沥青混合料性能的影响

为了在提高沥青混合料高温性能的同时降低制备温度,在基质沥青中掺入低熔点的RK500抗车辙剂,并对掺入前后沥青的针入度、软化点、延度进行对比试验,分析改性效果.根据沥青试验确定改性剂最佳掺量,进行不同类型沥青混合料路用性能的对照试验,结果表明:RK500抗车辙剂改性沥青混合料具有优良的水稳定性能和高温稳定性能,而集料加热温度却可以降低20℃左右.     

不同复配方案橡胶粉与塑料颗粒复合改性沥青及其混合料耐久性试验

为了研究抗车辙剂与橡胶粉复合改性沥青性能并对比分析不同橡胶粉和抗车辙剂掺量对复合改性沥青混凝土路用性能的改善程度,依托实体工程,选择4种橡胶粉掺量和4种KTL抗车辙剂掺量,通过对抗车辙剂与橡胶粉复合改性沥青及其混合料性能系统研究,评价了不同橡胶粉和抗车辙剂掺量下复合改性沥青针入度体系指标性能,基于车辙、低温弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和弯曲疲劳试验确定了抗车辙剂和橡胶粉适宜的掺量比例,并铺筑了试验路。试验结果表明,掺加橡胶粉可显著改善沥青混凝土的低温抗裂性和抗疲劳耐久性,橡胶粉与抗车辙剂复合改性沥青混合料具有优良高低温性性能,复合改性沥青混合料的抗疲劳耐久性优于SBS改性沥青混合料。实体工程和试验段检测结果表明,橡胶粉与抗车辙剂复合改性沥青混凝土延长了道路的使用寿命,推荐最佳复合改性剂的掺配比例为0.4%KTL抗车辙剂+20%橡胶粉。     

聚酯纤维复合改性沥青混合料路用性能研究

为了研究聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配下沥青混合料的路用性能,分析了聚酯纤维掺量变化对沥青混合料路用性能的影响,从而确定出聚酯纤维的最佳掺量,且优化了硅藻土的掺量。通过与基质沥青、SBS改性沥青混合料路用性能的对比得出:聚酯纤维与硅藻土、抗车辙剂复配,其各项路用性能相较于基质沥青混合料均有大幅度提高;相比于SBS改性沥青混合料,其高温稳定性、水稳定性以及抗疲劳性改善效果明显,但两者的低温抗裂性能差异性不大。     

WK-I号抗车辙剂对沥青混合料高温性能影响研究

将WK-I号抗车辙剂,掺加到AC-20沥青混合料中,结合料分别采用普通道路石油沥青及SBS改性沥青,研究不同结合料类型时沥青混合料的综合路用性能,结果表明:添加正中牌WK-I号抗车辙剂后,无需提高沥青混合料生产及击实温度,即可大幅提高沥青混合料高温稳定性能,且添加后WK-I号抗车辙剂等量替代相应质量沥青结合料,而无需改变原混合料级配及油石比。5‰掺量时,普通沥青混合料动稳定度高达6 000次/mm以上,SBS改性沥青混合料动稳定度则超过10 000次/mm。在显著改善AC-20混合料高温性能的同时,WK-I号抗车辙剂对沥青混合料抗水损害能力也有一定程度改善,同时对提高普通沥青混合料低温性能效果明显。     

抗车辙岩沥青改性混合料性能研究

采用2种基质沥青(SK 70<'#>、中海70<'#>沥青),以3种不同天然岩沥青(北美天然岩沥青、明星天然岩沥青及青川天然岩沥青)为改性剂制备岩沥青改性沥青,研究了改性沥青性能;并通过优化,以AC-16岩沥青改性沥青混合料作为研究目标,系统研究了天然岩沥青改性沥青混合料的高温稳定性(动稳定度、蠕变模量)、水稳定性能及疲劳性能;得到了天然岩沥青混合料在大幅提高沥青混合料高温抗车辙性能的同时,其他性能也能得到不同程度改善的结论,为天然岩沥青改性混合料用于我国沥青混合料路面建设提供了重要参考.     

BRA改性沥青及其混合料性能研究

以克拉玛依70#沥青作为基质沥青,进行了不同掺量BRA改性沥青性能试验研究。结果表明,随着BRA掺量的增加,改性沥青的感温性能、高温性能和低温抗裂性能均有显著提高,并据此推荐BRA的适宜掺量是20%。另外,为了进一步检验BRA的路用性能,还进行了基质沥青混合料和掺量20%BRA改性沥青混合料的车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验,结果显示,BRA改性沥青混合料是一种性能优良的沥青混合料。     

抗车辙剂对AC-20C型SBS复合改性沥青混合料性能影响研究

依托丹东至锡林浩特高速公路锡林郭勒盟段沥青混凝土工程,开展了SBS改性沥青AC-20C中掺加抗车辙剂的复合改性研究,分别采用0、0.2%、0.3%、0.4%四个掺量,进行AC-20C混合料的车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及低温弯曲试验,分析了抗车辙剂掺量对SBS改性沥青AC-20C混合料的高、低温性能及水稳定性的影响,并确定了抗车辙剂的掺量。结果表明:随着抗车辙剂掺量的增加,复合改性沥青AC-20C混合料的高温性能显著提高,水稳定性略有提高,低温性能呈先增加后降低的趋势,综合试验结果及工程经济性,确定改性沥青AC-20C混合料中抗车辙剂适宜的掺量为0.25%。