SBS改性沥青剪切发育过程的动态力学热分析

为了检验改性过程中共混物性能的变化规律，在实验室制备SBS改性沥青的过程中，用不同类型SBS与不同组分的基质沥青配伍，对制备过程中的样品进行动态力学扫描及常规沥青试验，发现在适当的剪切及发育时间内沥青与聚合物共混的动力学性能会得到改善，过长的剪切及发育时间使其性能下降.在其他条件一致的情况下，聚合物在沥青中能否形成网络结构取决于沥青组分，共混所需的合适剪切及发育时间有赖于沥青组分与改性剂的配伍性.     

基于动态力学分析方法的马来酸酐改性沥青黏弹特性研究

马来酸酐改性沥青在改善环氧树脂—沥青体系相容性方面具有重要的作用,该文对马来酸酐改性沥青进行动态力学分析,通过应变扫描确定线性黏弹范围.分别采用温度扫描、频率扫描得到不同加载条件下沥青动态力学温度谱和频率谱;通过稳态流动试验,并利用Carreau模型拟合计算得到改性沥青的零剪切黏度.研究结果表明:动态力学分析方法能够有...     

沥青稳定碎石的动态模量及其影响因素研究

沥青稳定碎石是一种粘弹塑性材料。常规的静态模量无法准确描述这种材料的特性,因此更适宜用动态模量来表达其力学参数。采用SPT对3种不同沥青结合料ATB25的动态模量进行试验。试验中考虑不同的加载频率、试验温度、围压等等,全面评价不同试验参数对沥青稳定碎石动态模量的影响。研究结果表明:结合料种类、加载频率以及试验温度对沥青稳定碎石的动态模量影响最为显著,而围压对于高温低频条件下的试验来说,对动态模量的影响稍大一些;动态、静态模量随温度以及粘结料类型的变化趋势相同,但是比值差别较大,这与两种条件下的加载模式不同有关。     

聚合物改性沥青老化后的流变特性研究

利用沥青常规试验和动态力学试验测量了3种基质沥青与15种聚合物改性沥青老化后流变性能的变化,表明常规试验能够描述基质沥青老化对流变特性的影响,但对聚合物改性沥青的评价却显得力不从心。动态剪切流变试验结果显示,聚合物改性沥青老化后流变性能与基质沥青相比有着不同的响应：EVA改性的沥青老化后的流变性向基质沥青转化;而SBS改性沥青的变化与共聚物分子结构的分解有关,使SBS由高分子共聚物降解成为低分子结构。     

初始各向异性对软土力学特性影响研究

开展固结排水剪切试验和场发射扫描电子显微镜试验研究不同沉积角度软土的宏观微观特性，并基于图像处理技术和分维理论研究初始各向异性对软土的力学特性影响的微观机理。结果表明：与不同沉积角度试样的峰值强度及初始切线模量为各向异性的，其中与沉积呈0°方向的强度和模量最高，颗粒及孔隙的形状分维数最大。形状分维数随着角度的升高而降低，复杂度随之减小，黏附力降低，以致土的强度也随之降低。孔隙定向角分布具有各向异性，初始各向异性会影响剪切作用下颗粒的重定向分布。     

滨海地区改良盐渍土的微观特性研究

为了揭示改良剂对盐渍土的力学性质的影响机理,利用扫描电子显微镜（SEM）对改良盐渍土的微观结构进行了分析,探讨了不同改良剂、不同剂量对改良土的微观结构的影响。研究结果表明：改良盐渍土在添加改良剂前后,微观结构特征明显不同,添加改良剂有效的改善了盐渍土的稳定性和强度,从而从微观结构揭示了改良剂对盐渍土力学性质的影响机理。     

沥青混合料动态模量预测方法研究

首先,采用3层复合微观模型与GSCS微观模型,推导出沥青胶浆动态模量与沥青混合料动态模量之间的换算公式。其次,选取8种沥青并拌制沥青混合料,通过试验分别测定沥青胶浆及沥青混合料的动态模量,对推导出的换算公式进行验证。结果表明:利用修正的GSCS微观模型和3层复合微观力学模型,可根据沥青胶浆的动态模量准确预测沥青混合料的动态弹性模量和动态剪切模量,具有一定的实用价值。     

不同温拌剂温拌沥青混合料力学性能对比研究

该文以新型SAP温拌沥青混合料为主要评价对象,对比研究了热拌沥青混合料、SAP温拌沥青混合料以及Sasibot、Evotherm、Aspha-min共3种常规温拌沥青混合料的力学特性。采用UTM进行频率扫描试验和间接拉伸疲劳试验,分别得到不同温拌沥青混合料的动态模量主曲线和疲劳方程,并进行了不同温拌技术的经济效益分析。结果表明:温拌沥青混合料与热拌沥青混合料在高频低温区有近似的动态模量值,但在低频高温区两者的动态模量有显著差异,在荷载水平较高条件下SAP温拌沥青混合料的疲劳性能略微低于其他3种温拌沥青混合料,SAP温拌剂具有巨大的价格优势,使其具有良好的经济效益和广阔的应用前景。     

原子力显微镜技术在沥青微观力学特性研究中的应用

考虑到沥青性质受原油、沥青成分及组分等因素的影响,文中利用原子力显微镜技术对AAB,AAD和ABD等不同种类沥青的微观力学特性进行了研究。结果表明,沥青内部微观流变性与微观结构之间存在密切关系,沥青老化会导致微观结构的变化,而变化的形式与程度与沥青的种类相关。     

短期老化对聚合物改性沥青流变学特性的影响

为了探究短期老化作用对聚合物改性沥青的流变性能产生的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、动态剪切流变试验(DSR)、重复蠕变恢复试验(RCRT),从宏观与微观角度对短期老化前后的橡胶粉改性沥青和SBS改性沥青四种沥青试样进行沥青微观结构以及高温流变性指标评价。SEM试验结果表明短期老化作用使沥青的组分和改性剂结构发生改变而导致沥青与改性剂结合情况变差,沥青变硬;通过DSR与RCRT试验结果可知无论老化前后在不同温度及频率下橡胶粉改性沥青均较SBS改性沥青具有较强的抗变形能力,且短期老化对SBS改性沥青产生的影响要大于橡胶粉改性沥青。     

沥青混合料动态模量Hirsch预测模型的验证研究

动态模量可以描述沥青混合料对温度和荷载频率的敏感性,从而可以客观地反映沥青混合料在路面结构中的行为特性。本文对SMA 13、Superpave 20、Superpave 25和ATB 25等4种沥青混合料分别进行了不同温度和荷载频率下的动态模量试验,并利用DSR对混合料中所用的两种沥青胶结料(普通70号沥青和SBS改性沥青)进行对应温度和荷载频率下的动态剪切模量试验,利用试验结果对动态模量Hirsch预测模型进行了验证研究。研究结果表明利用Hirsch模型预测动态模量的精度较好,只是在高温和低荷载频率时预测偏差较大。     

SBS改性沥青热储存稳定性评价

采用8种成品SBS改性沥青,根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)中T0661的方法,分别对其进行热储存离析试验;并且采用AR-2000型动态剪切流变仪对不同品牌的成品SBS改性沥青及热储存离析试验上、下部试样进行动态剪切试验,以获取SBS改性沥青动态力学温度谱。试验表明,仅以离析试验上下部软化点差值小于2.5℃来评价SBS改性沥青储存稳定性是不全面的,SBS改性沥青在储存中会产生软化点的升高或衰减,这些同样会导致沥青的使用性能的不稳定性。在温度扫描下损耗因子tanδ是否出现平台区,即是否形成空间网络结构与SBS改性沥青的储存动力稳定性的好坏没有必然的联系。     

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。     

直投式改性沥青混合料的制备与性能研究

通过三维显微观测方法研究不同直投式改性剂与集料在不同条件下的熔融效果；分别使用基质沥青和4.5SBS改性沥青与四种直投式改性剂进行干拌制成沥青混合料,探究进一步提升直投式改性沥青混合料性能的可能性,并通过肯塔堡飞散试验、汉堡车辙试验、冻融劈裂试验研究沥青混合料各项性能。研究表明：不同的直投式改性剂应根据其与集料的熔融效果选用相应的干拌温度和干拌时间；基质沥青与直投式改性剂制成的混合料的抗飞散性能、高温性能和水稳定性能较基质沥青混合料有明显改善,但水稳定性能依旧没有满足规范； 4.5SBS改性沥青与四种直投式改性剂进行干拌后,混合料的各项性能均进一步提高,其中,各个混合料的水稳定性能均达到规范要求； GPJ直投式改性剂的改性效果最为显著。     

广西宜河高速橡胶沥青路面和SBS改性沥青路面性能对比研究

依托广西宜河高速公路开展橡胶沥青路面结构形式的试验路铺筑（7 cmARAC-20C下面层+5 cmARAC-13C上面层），与正常路段的SBS改性沥青路面结构形式（8 cm 70号道路石油沥青AC-25C下面层+6 cm SBS改性沥青AC-20C中面层+4 cm SBS改性沥青AC-13 C上面层）进行对比，并开展沥青胶结料、成品混合料室内性能、现场抗滑指标试验以及长期路用性能观测评价对比研究。结果表明:两种路面结构的使用性能相当。     

SBS物理改性沥青与化学改性沥青性能对比研究

对SBS物理改性沥青和化学改性沥青的各项常规与非常规性能进行了较为系统的研究。进而对两种方法改性沥青进行对比分析,并且结合实际工程铺筑试验路对上述比较来进行验证。结果表明SBS化学改性沥青的性能更为优越。     

SBS改性沥青混合料蠕变性能试验研究

车辙主要产生于高温时沥青混合料的永久变形。基于此,对基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料进行了不同温度及荷载水平下的单轴静载蠕变试验,分析了温度和荷载水平对沥青混合料蠕变特性的影响,并应用Burgers模型对试验进行了模拟。该试验结论指出,Burgers模型可较好地模拟蠕变试验的蠕变柔量曲线,并使用粘弹性理论分析了SBS改性沥青混合料具有较好热稳定性的原因。     

基于原子力显微镜的沥青微观损伤机理分析

为揭示微观尺度下沥青的损伤机理,采用原子力显微镜（AFM）对基质沥青及SBS改性沥青进行了测试分析。首先设计了一款AFM原位拉伸试验装置;然后,结合AFM原位拉伸试验测试了拉伸荷载作用下沥青表面不同微观结构及其力学性能;基于形貌测试结果和ABAQUS软件建立了沥青的二维有限元模型,分析了拉伸荷载作用下沥青表面的应力分布;最后,结合AFM测试结果和有限元模拟结果分析了沥青的微观损伤机理。研究结果表明：所研究的基质沥青表面存在3种微观结构,即蜂状结构、蜂壳结构和间隙结构,SBS改性沥青无明显蜂壳结构;间隙结构抗变形能力最弱,蜂状结构抗变形能力最强;SBS改性剂的加入降低了沥青表面的应力,且使应力分布更均匀;拉伸荷载作用下,沥青表面会出现相分离,随着荷载增大相分离现象加剧,相分离出现在沥青表面应力最大处;拉伸荷载作用下沥青的损伤演化过程中,沥青应力较大的间隙结构首先出现相分离,随着荷载增加,相分离不断加剧直至微裂纹产生。     

湖沥青改性沥青混合料路用性能研究

湖沥青属天然沥青,将其按一定比例掺入基质沥青即为湖沥青改性沥青。为研究湖沥青改性沥青混合料的路用性能,通过室内试验,测试了不同掺量条件下湖沥青改性沥青的基本技术指标;利用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验研究了湖沥青改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等路用性能,并与掺加5%SBS的改性沥青及其沥青混合料进行了对比分析。结果表明,湖沥青改性沥青和SBS改性沥青技术指标相当,均具有良好的路用性能;结合具体工程,确定湖沥青的最佳掺量为25%。