不同胶结料对改性沥青低温特性的影响

采用约束试件温度应力试验(TSRST)、弯曲梁蠕变试验(BBR)和直接拉伸试验(DT)对聚合物沥青胶结料的低温流变特性与混合料的抗低温性能的线性相关性进行了探讨,重点研究了具有相同基质沥青PG等级、不同化学改性沥青混合料的低温断裂温度,对11种沥青胶结料的L(临界开裂温度)、BBR蠕变劲度(S)开裂温度、蠕变速率m值开裂温度以及各胶结料老化龄期进行了比较试验.试验表明:TSRST断裂温度与抗开裂的Tσ、BBR(S)开裂温度、m值开裂温度以及BBR极限温度的线性相关性都较差,但与Tσ的回归直线剔除ESI(乙烯-苯乙烯共聚物)数据点后,其相关系数由0.54增大到0.85.集料类型对TSRST断裂温度一般没什么影响,但在花岗岩中掺人熟石灰后可明显降低低温断裂温度.改性沥青胶结料经过2～24 h的短期老化(STOA)后其断裂温度与没有老化的PG等级为70-22的未改性沥青胶结料的断裂温度相近.     

高寒地区沥青路面结构低温破坏理论分析

本文从沥青混合料开裂机理出发,采用沥青混合料微单元理论计算分析了影响混合料低温开裂的主要因素,发现沥青胶结料的低温劲度模量和蠕变速率是主要因素,结合路面结构温度应力分析,面层是低温开裂的位置,指明了沥青路面低温开裂要控制沥青面层胶结料的低温劲度模量和蠕变速率。     

基于低温弯曲蠕变试验的沥青混合料低温性能分析

为深入或准确评价不同改性沥青混合料(AC20)的低温性能,制件进行低温弯曲蠕变试验,分别获得各AC20的Burgers模型的4个粘弹性参数,选用基于这4个参数建立的4个低温性能指标—应力松弛时间τ、蠕变速率m、耗散能比Wd/Ws及蠕变速率与劲度比m(t)/S(t)来分析比较不同AC20的低温性能。分析表明,4个低温指标涉及的模型参数多少不同,函数关系式不同,具有的物理意义也有区别,在用于比较不同材料低温性能时各自表示的准确度必然有差异;试验结果表明,分别以τ、Wd/Ws及m(t)/S(t)表达的不同AC20的低温性能排序是相同的,且与低温弯曲应变的结论一致,但以蠕变速率m表达时,所得结论有所不同,可能表明用m作为判据时某些情况下是不准的;相对于基质沥青的AC20而言,所研发的改性剂Mb对低温性能具有显著的改性效果,几乎达到SBS的改性水平。     

高原地区沥青路面老化机理及试验研究

西藏等高原地区沥青混合料的老化是沥青路面病害的主要原因之一。为研究高原地区沥青路面的老化规律,详细论述了高原地区沥青老化的机理,并通过室内紫外光加速老化照射计和室外自然光老化进行对比试验,验证了室外自然光对沥青的老化比室内试验更强烈。通过对几种沥青的室内、外老化对比试验,验证了沥青胶结料经老化后的指标如针入度、软化点、延度、PI值、劲度模量S及蠕变速率斜率m等的变化规律。通过对SBS、SBR两种常用改性沥青光老化试验后的PI值、劲度模量S、蠕变斜率m等指标的分析可知,SBR改性沥青更适用于西藏等高原地区。研究结果对西藏等高海拔地区评价和选择使用沥青结合料有一定参考价值。     

SBS改性沥青混合料低温性能试验分析与评价

通过不同温度、加载速率的小梁弯曲试验和0℃弯曲蠕变试验评价基质沥青和改性沥青混合料的低温性能。结果表明,沥青混合料低温破坏与温度和加载速率有较大的关系。较之基质沥青混合料,改性沥青混合料的弯曲应变能密度提高,脆化点温度降低,应力松弛速度增大,弯曲蠕变速率提高,这些指标对评价混合料的低温性能有重要意义。     

高模量改性沥青低温性能多指标评价研究

为准确评价高模量改性沥青的低温性能，选取了有代表性的3种高模量剂以不同掺量进行高模量改性沥青的制备，通过傅里叶红外光谱试验研究了高模量剂对沥青的改性机理，并在-12℃下开展了样品压力老化下的BBR试验，得到各高模量改性沥青的劲度模量S、蠕变速率m等低温参数。利用Burgers模型分别对3种高模量改性沥青蠕变柔量曲线进行拟合，通过劲度模量S、蠕变速率m以及Burgers模型参数构建了低温评价指标，即k指标、黏性流动参数η₁和综合柔量参数J_C,并分别与混合料的最大弯拉应变进行相关性分析。结果表明：k指标、η₁和J_C相对S和m值，综合考虑了沥青的应力松弛能力和变形能力，且与混合料的最大弯拉应变具有显著相关性，能够更加科学准确地对高模量改性沥青的低温性能进行评价。不同高模量改性沥青所表现的低温性能也不尽相同，进行多指标评价研究，能在一定程度上为工程应用提供理论参考。     

丁苯橡胶改性沥青老化前后性能对比分析

为研究丁苯橡胶对基质沥青使用性能的影响程度,采用原样与短期老化(RTFOT)状态下3种沥青,通过沥青针入度、旋转黏度、弯曲蠕变劲度试验结果得到针入度指数(PI)、针入度—黏度指数(PVN)、黏温指数(VTS)、劲度模量S和蠕变速率m等指标评价SBR改性沥青温度敏感性及抗老化性能,并采用红外光谱(IR)分析其改性机理。研究表明:基质沥青中加入SBR可以有效地降低其温度敏感性,并可提高沥青低温及抗老化性能;通过IR分析表明SBR与基质沥青发生物理交联反应,且SBR的加入使羰基、亚砜基吸收峰强度减弱,有效地减缓了沥青的老化程度。     

SBS掺量对改性沥青及其混合料低温性能影响

针对高寒区沥青路面容易出现低温开裂的问题,从SBS改性沥青技术着手对其进行改善。首先,对70#基质沥青及3种不同SBS掺量的改性沥青进行BBR试验,然后,对其沥青混合料进行TSRST试验,建立两者之间的相关性及评价SBS改性沥青混合料低温性能。结果表明:掺加SBS的沥青材料的劲度模量降低、蠕变速率提高,高掺量时在-46℃以下时的低温性能也满足要求。其沥青混合料开裂时温度应力无明显差别,但应力增长速率明显放缓,开裂温度显著降低,即低温性能得到了改善。通过相关性分析表明,沥青材料与其混合料低温性能线性相关性良好,R2为0.93,即SBS材料通过改善沥青材料的劲度模量及蠕变速率来改善其混合料低温性能。     

排水性沥青混合料低温性能评价

为了分析排水性沥青混合料低温性能的影响因素及评价方法,首先对3种改性沥青的原样、薄膜老化（TFOT）样品、压力老化（PAV）样品进行常规指标试验、-12℃弯曲流变仪（BBR）试验,评价沥青胶结料的低温性能;然后,对几种沥青成型的排水性沥青混合料进行约束试件温度应力试验（TSRST）,评价排水性沥青混合料的低温抗裂性能,并通过与长期老化试件TSRST试验结果的对比,分析老化对排水性沥青混合料低温性能的影响。研究结果表明：沥青胶结料BBR试验的劲度模量与排水性沥青混合料的TSRST试验结果有很好的一致性;老化后的排水性沥青混合料冻断温度升高、冻断应力减小,低温性能降低;排水性沥青混合料的冻断应力约为密级配沥青混合料的1／3,冻断温度相近,2种类型沥青混合料低温性能相差不明显。     

盐—冻融循环作用下废旧轮胎橡胶粉改性沥青混合料性能研究

该文采用三轴蠕变试验和低温小梁弯曲试验,以蠕变速率、5 000次循环对应的应变、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲劲度模量、应变能密度等指标对盐冻循环条件下热拌、温拌沥青混合料的高、低温性能进行了研究。结果表明:沥青混合料在经历盐冻融循环后,蠕变速率和5 000次循环对应的应变都增大,高温性能下降,且冻融循环次数相较于盐溶液浓度对沥青混合料高温性能影响更大;抗弯拉强度、最大弯拉应变、应变能密度显著降低,弯曲劲度模量增大,低温性能降低,且盐冻融循环作用的初期,各指标衰变程度较大;盐溶液浓度在10%附近时,对沥青混合料的高、低温性能影响最大;温拌沥青混合料的高、低温性能都优于热拌沥青混合料。     

胶粉改性沥青评价指标及试验方法适应性分析

针对胶粉改性沥青混熔体系作用机理和半固态连续相结构特性,结合现行规范,对胶粉改性沥青高温稳定性、低温抗裂性、弹性恢复性能和抗老化性能的评价指标和试验检测方法进行适应性分析,认为常规的针入度、软化点、延度、当量脆点等指标不适应于橡胶沥青混熔改性机理,不能有效表征其实际性能,建议采用旋转粘度、弹性恢复及SHRP体系中的车辙因子G*/sinδ和蠕变劲度S、蠕变速率m等指标来评价其技术性能,以此指导生产和推广应用。     

高寒高海拔地区改性沥青高低温性能研究

针对目前对高海拔高寒地区沥青高低温性能关注较少的问题,采用低温弯曲蠕变、温度扫描、蠕变恢复等方法,研究了不同改性沥青的高低温性能。结果表明,蠕变劲度S和m值对温度敏感性不同;S_A指标合理性有待进一步研究,k_T指标可评价沥青低温性能,T_c指标可进一步确定改性沥青最低使用温度;评价沥青高温性能的多个指标中,MSCR试验考虑应力依赖性,J_(nr3.2)可区分改性沥青高温等级、荷载等级。     

基于CAM模型的沥青低温性能研究

为了在广泛的时间域和频率域内研究沥青低温性能,对4种沥青进行低温小梁弯曲试验(BBR),文中利用CAM模型进行劲度模量主曲线的绘制,预测了更宽温度范围、更广加载时间的劲度模量。结果表明,随着温度的降低,沥青的劲度模量增大,蠕变速率减小,低温抗开裂能力发生衰减;对比4种沥青混合料的低温性能发现, 4种沥青的低温性能排序为高黏高弹沥青SBS沥青90号基质沥青70号基质沥青。     

蠕变试验下的橡胶沥青粘弹性能研究

通过弯曲梁流变试验（BBR）得到的蠕变劲度指标,是表征沥青胶结料在低温条件下变形和拉应力的可靠指标。通过不同低温条件下得到的蠕变劲度模量,推导橡胶沥青在BBR试验中的蠕变规律,并建立模型对结果进行模拟分析,最后通过理论模型与试验结果的对比,认为所建立的本构模型能够较准确的反映橡胶沥青的粘弹性能,具有非常明确的物理意义。     

蠕变试验下的橡胶沥青粘弹性能研究

通过弯曲梁流变试验（BBR）得到的蠕变劲度指标,是表征沥青胶结料在低温条件下变形和拉应力的可靠指标。通过不同低温条件下得到的蠕变劲度模量,推导橡胶沥青在 BBR试验中的蠕变规律,并建立模型对结果进行模拟分析,最后通过理论模型与试验结果的对比,认为所建立的本构模型能够较准确的反映橡胶沥青的粘弹性能,具有非常明确的物理意义。     

基于冻融循环蠕变特性的沥青路面车辙试验研究

为了研究冻融循环对沥青混合料路面车辙的影响,对AC-13、ATB-25和AC-20共3种不同类型的混合料进行冻融后的弯曲蠕变试验和车辙试验,研究蠕变速率及车辙评价指标随着冻融循环次数增加的变化规律。结果表明:冻融循环后蠕变速率εs与动稳定度DS逐渐降低,车辙深度RD则逐渐增加,并且三者的相关性很好;冻融循环降低了混合料的高温稳定性,导致车辙加重。因此蠕变速率可以作为预估冻融循环作用下车辙发展规律的有效参数。     

矿粉掺量对沥青胶浆低温黏弹特性影响研究

为了探究粉胶比的变化对沥青胶浆体系低温黏弹性能的影响,通过小梁弯曲蠕变试验测试了不同矿粉掺量下4种不同类型沥青胶浆体系的低温性能,引入低温系数λ进一步评价胶浆体系的低温性能;基于黏弹性理论,结合Burgers黏弹性本构模型方程,对-18℃温度下沥青胶浆的蠕变柔量曲线进行非线性拟合,得出Burgers模型4个黏弹参数的变化规律。结果表明:粉胶比增大,各沥青胶浆体系的劲度模量S及低温系数λ增大,蠕变速率m及黏弹比RV减小,说明体系的黏性特征减弱,低温抗裂性能降低,弹性特征增强,抵抗变形的能力提高。     

聚合物改性沥青及混合料高低温性能试验研究

胶粉改性沥青（CRMA）是将一定比例的废旧橡胶轮胎粉末加入基质沥青中而制成的一种高性能改性沥青。利用扫描电镜（SEM）对比观察了CRMA和SBS改性沥青及其混合料的外观形貌,发现橡胶粉及SBS改性剂都与沥青融合性良好,混合料中石料与CRMA沥青界面粘结性更好;通过动态剪切流变试验,得到温度和荷载作用频率对两种改性沥青流变性能的影响规律,证明CRMA具有更好的温度稳定性、低温变形能力和抗高温性能;通过小梁弯曲蠕变试验,研究了配合比相同的两种沥青混合料在-15、0、15、30和45℃5种温度下的流变特性,得到不同温度下的弯曲蠕变速率对比曲线,发现CRMA混合料比SBS改性沥青混合料具有更好的高、低温性能;通过对45℃下两种沥青混合料进行三轴压缩蠕变试验,证明CRMA沥青混合料具有更好的抗高温变形特性。     

改性沥青及混合料流变学性能研究

利用扫描电子显微镜（SEM）、动态剪切流变试验（DSR）、小梁弯曲蠕变试验及三轴压缩蠕变试验,分别从微观和宏观角度对比研究了胶粉改性沥青（CR）和SBS改性沥青及其混合料的微观结构、高温及低温对其流变性能的影响。SEM试验结果表明,橡胶粉及SBS改性剂都能与沥青达到良好共融,但在沥青混合料中胶粉改性沥青与石料界面的粘结性要优于SBS改性沥青;DSR试验结果表明,CR具有更好的温度稳定性、低温抗裂能力和高温抗变形能力;小梁弯曲蠕变试验在-15、0、15、30,45℃5种温度下对比研究了配合比相同的2种沥青混合料,得到不同温度下的弯曲蠕变速率对比曲线,试验结果表明,CR混合料比SBS改性沥青混合料具有更好的高、低温性能;此外,还进行了45℃下2种沥青混合料的三轴压缩蠕变试验,证明CR沥青混合料具有更好的抗高温变形特性。     

沥青与沥青混合料路用性能灰色关联性分析

该文通过对不同标号基质沥青进行一系列的试验,获取了沥青的常规试验指标、PG性能指标及其他流变学指标,并且进行了3种沥青混合料的级配设计与性能试验;试验完成后,就沥青与沥青混合料的各项路用性能指标进行了灰色关联度分析,分析认为:沥青的零剪切粘度ZSV与60℃动力粘度、混合料高温性能灰色关联度较高;沥青的玻璃化转变温度Tg与BBR试验蠕变速率m、沥青混合料的低温性能及水稳定性能关联性较大。