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.     

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。     

布敦岩沥青改性沥青胶浆高温动态流变性能的试验研究

为了评价不同掺量的布敦岩沥青对基质沥青的改性效果,采用先进的动态剪切流变仪Advanced Rheometer(AR)对岩沥青改性沥青胶浆的高温动态流变性能进行了试验研究,主要评价指标有相位角、储能模量、车辙因子和动粘度等。研究发现岩沥青改性沥青胶浆的高温性能明显优于基质沥青;车辙因子和动粘度指标显示岩沥青改性沥青胶浆具有与SBS改性沥青胶浆相当的抗车辙性能,但是,其温度敏感性高于SBS改性沥青胶浆;岩沥青掺量对胶浆性能影响较明显,岩沥青与基质沥青质量比达到1∶1时,沥青胶浆的高温性能已经得到明显改善,可以满足路面使用性能要求。     

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。     

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。     

SBS沥青胶浆的黏附性及混合料抗水损性能研究

分别制备不同SBS掺量和稳定剂掺量的SBS改性沥青胶浆和混合料,并通过BBS拉拔试验和冻融劈裂试验、汉堡车辙试验,系统研究了SBS改性沥青胶浆的黏附性及其混合料的抗水损性能,探究了两者之间的联系。研究表明：SBS的掺入增强和提升了沥青的黏附性和沥青胶浆的抗水敏感性;SBS改性沥青胶浆的黏附性及其混合料的抗水损性能均随着SBS掺量的增加而不断提升,均随着稳定剂掺量的增加先提升后下降,SBS掺量为4.5%的改性沥青最优稳定剂掺量为0.15%;冻融劈裂抗拉强度比TSR较损害变形速率MR能更好地反映沥青混合料对水的敏感性,冻融劈裂试验较汉堡车辙试验更适用于评价SBS改性沥青混合料的抗水损性能。     

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。     

湖沥青改性沥青在南方湿热地区的应用技术评价

为了能将湖沥青改性沥青更好地应用于南方湿热环境中,采用常规3大指标试验及动态剪切流变试验(DSR)进行研究。研究结果表明:灰分的沉淀导致针入度、延度、软化点指标用于评价湖沥青改性效果时误差较大;采用改进后的DSR、BBR试验方法所测得的高温车辙因子及蠕变劲度对湖沥青添加量的变化较为敏感,可用于湖沥青改性沥青的评价。研究成果对湖沥青改性沥青PG分级体系应用于我国南方地区及其地方规范的编制具有一定指导意义。     

紫外光照下的沥青胶浆材料性能评价

紫外光辐照强度高是我国高海拔高原山地地区气候特征的主要表现形式,探究紫外光辐照下沥青混合料耐久性具有重要工程价值,而沥青胶浆是决定耐久性能的首要因素。为了研究定量紫外光照下填料掺量对不同沥青材料性能演变规律,以新建临哈线道路工程为依托,通过常规技术性能试验和流变性能测试试验评价不同粉胶质量比的基质沥青胶浆、改性沥青胶浆耐久性性能。试验结果显示,定量紫外光辐照下沥青胶浆常规性能和流变性能的演化取决于矿粉掺量及与沥青相互作用,与车辙因子相比,两种沥青胶浆光老化前后的抗疲劳因子和低温蠕变劲度模量影响较为明显;数据回归和方差分析结果显示,沥青耐紫外光老化能力与填料掺量有显著性关系,其中填料与基质沥青最佳质量比为1.0～1.1,与改性沥青最佳质量比为0.9～1.0,在上述范围内紫外光辐照强度是影响材料性能的主导因素。     

沥青胶浆流变性能及与矿粉指标关联性研究

沥青胶浆的流变品质对沥青混合料性能有重要影响,而矿粉是沥青胶浆的重要组成部分。文中通过试验研究,发现不同矿粉对沥青胶浆高低温及疲劳性能的影响存在差异,并且高粘沥青胶浆的流变性能强于基质沥青胶浆,表现出改性沥青的优越性;基于灰色关联分析,研究了矿粉的不同物理化学指标与沥青胶浆高低温及疲劳性能之间的关联性,得到矿粉对沥青胶浆性能影响的关键指标为密度、亲水系数、P_(20)、D_(10)、比表面积及细度模数。     

SBS改性沥青胶浆黏附性能研究

为更好地应对沥青路面水损害问题,针对性提高改性沥青混合料的抗水损害性能,从沥青胶浆角度入手,通过胶浆拉拔试验,以胶浆拉拔强度和湿干比为主要指标,对常用的SBS改性沥青的沥青胶浆水敏感性、黏附性及其影响因素进行了研究。研究结果表明,本研究采用的拉拔试验能够很好地评价沥青胶浆的黏附性能;线型SBS改性剂能够显著提升沥青胶浆的黏附性和抗水敏感性;石灰岩稳定剂的加入,会降低线型SBS类改性沥青胶浆的黏附性,但有利于提升沥青胶浆抗水敏感性,以0.15%为最佳掺量;橡胶油对沥青胶浆的黏附性会造成一定的不利影响。     

矿粉掺量对紫外光老化后沥青物理性能和化学组成的影响

为了研究矿粉掺量对沥青抗紫外光老化性能的影响,对不同粉胶比下的基质沥青与改性沥青胶浆进行紫外光老化前后相关性能研究。结果表明:适量矿粉的掺入可以提高沥青的抗紫外光老化能力,改性沥青胶浆抗紫外光老化能力优于基质沥青胶浆;通过饱和分含量的变化可以评价改性沥青胶浆中SBS改性剂的裂解程度;强紫外光地区基质沥青胶浆的合理粉胶比为1.0~1.2,改性沥青胶浆的合理粉胶比为0.8~1.0。     

岩沥青掺量对基质沥青性能的影响分析

以茂名东海牌70#沥青作为基质沥青,制备不同掺量下的岩沥青改性沥青,通过常规指标试验和SHRP试验,研究岩沥青掺量对基质沥青性能的影响。常规试验结果表明,随岩沥青掺量的增加,改性沥青的针入度减小,软化点升高,PI值增大,延度减小;SHRP试验结果表明,岩沥青掺入使沥青胶浆的相位角减小,车辙因子增大,同时蠕变劲度增大,m值减小,具有较好的一致性。为保证岩沥青的掺入在改善基质沥青高温稳定性的同时低温抗裂性不过多折减,推荐岩沥青掺量取20%~30%。     

基于重复蠕变试验的阻燃沥青胶浆高温性能

采用重复蠕变试验,利用Burgers模型对各沥青胶浆的蠕变过程进行模拟,从胶浆的蠕变劲度黏性成分Gv、累积应变γacc和蠕变柔量等方面分析了不同阻燃沥青胶浆的高温性能表现.结果表明:纤维和复合阻燃剂的加入均会增大阻燃沥青胶浆的Gv并降低γacc,3种复配比例的阻燃沥青胶浆中M-FR1和M-FR2的Gv值相等且最大;而M-FR1沥青胶浆的γacc最小;其次是M-FR2.这两种阻燃沥青胶浆高温性能均要优于常规掺量下的木质素纤维沥青胶浆.蠕变柔量分析结果表明,M-FR2阻燃沥青胶浆的瞬时弹性变形柔量JE和延迟弹性变形柔量JC占总柔量的百分比之和最大,高温抗变形能力最强.综合各阻燃沥青胶浆的蠕变力学特性,推荐复合阻燃材料的最优复配比例为15％矿物纤维+6％复合阻燃剂(即M-FR2).     

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.     

沥青胶浆高温粘弹性能评价方法比较

利用动态时间扫描试验、频率扫描试验、稳态流动试验以及静态蠕变恢复试验对4种不同矿物填料(矿粉、消石灰、水泥、粉煤灰)沥青胶浆的高温性能评价方法进行比较,同时对矿物填料对沥青高温性能的影响进行了评价。研究表明:沥青胶浆的高温性能优劣依次为消石灰沥青胶浆、粉煤灰沥青胶浆、水泥沥青胶浆、矿粉沥青胶浆、基质沥青;采用车辙因子、动粘度和复合模量主曲线3种评价方法得到的试验结果基本上是一致,零剪切粘度和静态蠕变试验结果一致,静态蠕变恢复方法能区分延迟弹性变形、粘性和弹性,且操作简单,是一种有效评价沥青胶浆高温性能的方法。     

玄武岩纤维/橡胶复合改性沥青胶浆路用性能研究

采用20%废旧轮胎橡胶粉(CRM)和0.3%玄武岩纤维(BF)分别制备了CRM改性沥青胶浆、玄武岩/橡胶复合改性沥青胶浆;采用动态剪切流变仪和低温弯曲流变仪研究了胶浆的高温性能、低温性能及黏度,并分析了改性机理。结果表明:在相同试验温度下,玄武岩/橡胶复合改性沥青的车辙因子G~*/sinδ均高于基质沥青和CRM改性沥青,复合改性沥青的失效温度比基质沥青高约23℃,比CRM改性沥青高12℃;复合改性沥青弯曲蠕变劲度S较小,m值较大,低温性能高于基质沥青和橡胶改性沥青1个等级;同时,复合改性沥青胶浆的动态黏度是其他3种沥青的数倍,玄武岩纤维对胶浆黏度影响不大。     

木质素与玄武岩纤维沥青胶浆路用性能试验

为对比分析木质素纤维与玄武岩纤维两种改性沥青胶浆的路用性能差异,采用三大指标、动态剪切流变及扫描电镜（SEM）分别对两种纤维沥青胶浆的高、低温性能及微观形貌进行了试验与分析。结果表明：玄武岩纤维的热稳定性更优,木质素纤维则具有更强的吸湿性及吸油性;两种纤维均可显著提升沥青的抗车辙性能与抗剪切性能,但低温延展性变差。扫描电镜试验结果表明：木质素纤维为呈针管状的中空结构,表面粗糙且能够吸附更多的沥青;玄武岩纤维外观形貌更加平整与光滑。两种纤维改性沥青机理主要为物理混合改性,纤维之间形成的网络结构以及纤维的脱黏与拔出效应,是沥青路用性能提升的主要原因。     

微胶囊沥青胶浆流变性能变化规律

通过界面聚合法制备了沥青再生剂为囊芯材料的路用微胶囊(self-healing microcapsules, SHM)。为评价SHM对沥青胶浆流变性能的影响,制备了不同SHM掺量(质量分数分别为0、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%)的70号基质沥青胶浆和SBS改性沥青胶浆。通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲梁流变试验(BBR)对SHM沥青胶浆的流变性能进行了试验研究。结果表明:随着SHM掺量的增加,沥青胶浆的车辙因子G^*/sinδ降低24%～31%左右,当SHM掺量大于0.6%时,沥青胶浆的高温流变性能不再发生明显变化;随着SHM掺量的增加,SHM沥青胶浆的蠕变劲度模量S逐渐减小,同时蠕变速率m逐渐增大,说明SHM能显著提升沥青胶浆的形变恢复能力。     

纤维种类对沥青胶浆流变性能的影响研究

为了研究纤维种类对沥青胶浆流变性能的影响,采用动态剪切流变试验、弯曲蠕变试验和直接拉伸试验分析了沥青种类和温度对沥青胶浆流变性能的影响。试验结果表明:温度是影响沥青胶浆流变性能的主要因素;掺入纤维后沥青胶浆的高温性能和低温性能均得到了改善,聚酯纤维改善效果最佳,玄武岩纤维次之,木质素纤维的改善效果在3种纤维中最差;其次,弯曲蠕变试验无法全面评价沥青胶浆的低温性能,弯曲蠕变实验结合直接拉伸试验是评价沥青胶浆低温性能的有效方法。