DOMIX改性沥青混合料特性试验研究

对Domix沥青混合料及SBS改性沥青混合料的高温、低温、疲劳性能进行对比试验,探讨2种混合料在极端温度、重载下不发生车辙时的动稳定度控制标准,分析2种混合料对其动稳定度控制标准的适应性。试验结果表明:沥青路面上面层的抗车辙性能对沥青路面整体的抗车辙性能影响最明显;Domix沥青混合料低温性能及疲劳性能低于SBS改性沥青混合料。为平衡Domix沥青混合料低温及疲劳性能,基于其高温性能,提出Domix复掺改性的建议。     

抗车辙剂种类对不同沥青混合料性能影响研究

为了给国内夏季高温地区沥青路面推荐较优的抗车辙剂,本文采用室内单轴蠕变试验、车辙试验和Marshall试验,以粘性劲度模量、动稳定度和稳定度为评价指标,对比研究了高温条件下法国PRPLAST.S、德国路孚8000和国产海川车辙王三种不同品牌的抗车辙剂,对70号A级基质沥青、SBS改性沥青和110号A级基质沥青三种沥青混合料的高温稳定性能影响。研究结果表明:70号A级和110号A级基质沥青混合料在法国PRPLAST.S抗车辙剂的作用下,其粘性劲度模量、Marshall稳定度和流值达到最优。SBS改性沥青混合料在国产海川车辙王抗车辙剂的作用下,在三种试验中性能表现最优。当沥青路面采用70号A级和110号A级基质沥青时,建议使用法国PRPLAST.S抗车辙剂作为添加剂;当沥青路面采用SBS改性沥青时,建议使用国产海川车辙王抗车辙剂作为添加剂。     

硬质沥青及其混合料高温性能试验研究

针对夏季炎热地区沥青混凝土路面高温车辙破坏严重的问题,本文采用硬质沥青这一新材料。通过对硬质沥青(A-30)、石油沥青(A-70)、SBS改性沥青及其混合料在高温稳定性方面进行全面对比试验,以评价硬质沥青及其混合料的高温性能,为硬质沥青的推广应用提供依据,也为夏季炎热地区、重轴载道路和长大纵坡路段的高等级公路沥青路面建设提供参考。     

基于加速加载试验的青川岩沥青改善沥青混合料高温稳定性评价

为评价青川岩沥青对沥青混合料高温性能的改善效果,分别制备了70-A道路石油沥青、SBS改性沥青、青川岩沥青改性沥青和青川岩沥青与SBS复合改性沥青四种胶结料的沥青混合料,以1/3比例尺加速加载试验设备为基础试验平台,对"AC-10+AC-16"双层沥青混合料复合车辙试件进行高温稳定性试验,并与常规车辙试验结果进行了对比。结果表明:基质沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度约增加40%,高温稳定性得到较大程度的改善,SBS改性沥青经青川岩沥青改性后,其沥青混合料动稳定度增加5%～10%,高温稳定性改善效果不明显。不同类型沥青胶结料对沥青混合料高温稳定性贡献优劣顺序为:青川岩沥青与SBS复合改性沥青,SBS改性沥青,青川岩沥青改性沥青,道路石油沥青70-A。经青川岩沥青改性后其沥青混合料用作上面层,抗车辙性能较其作为下面层更为显著; 1/3比例尺加速加载全厚度车辙试验车辙随时间的过程曲线与等厚度常规车辙试验基本一致,加速加载试验能更准确表征沥青混合料或路面高温抗车辙性能及其性能衰减规律。     

基于大温度区间SBS改性沥青混合料路用性能研究

为研究大温度区间条件下SBS改性沥青混合料的高低温性能,采用埃索70#基质沥青、SBS改性沥青、大温度区间SBS改性沥青进行ATB-25、AC-16、sup-13等3种类型混合料配合比设计,室内成型试件并进行车辙动稳定度、马歇尔稳定度、真空饱水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂等试验,对比研究大温度区间条件下SBS改性沥青混合料的高温稳定性及低温抗裂性能。研究表明:同类型沥青混合料配合比条件下,相比埃索70#基质沥青与SBS改性沥青,大温度区间SBS改性沥青混合料试件的马歇尔稳定度、车辙稳定度、真空饱水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂强度及非冻融劈裂强度均有较大提高。     

岩沥青在宋梁路上的应用研究

车辙是影响沥青路面使用寿命的主要因素,本文选用布敦岩沥青、抗车辙剂、硬质沥青、SBS改性沥青混合料进行对比试验,研究布敦岩沥青混合料路用性能。车辙试验表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料高温性能,与A-70#沥青混合料相比,其动稳定度提高250%,与30#硬质沥青混合相比,动稳定度提升80%,与SBS改性沥青混合料及添加抗车辙剂混合料动稳定度相近;浸水马歇尔试验和冻融劈裂强度试验结果表明,岩沥青可以明显提高沥青混合料的抗水损害性能,与SBS改性沥青混合料及添加抗车辙剂混合料水稳定性相近。低温弯曲试验表明,岩沥青改善混合料低温性能效果不明显。     

CZW抗车辙剂改性沥青混合料配合比设计与性能研究

针对广东地区在高温重载条件下的沥青路面易出现车辙、推移拥包等早期损坏,尤其是长大陡坡段的路面车辙等病害,在热拌沥青混合料配合比设计方法的基础上,对比研究了CZW抗车辙剂改性沥青混合料、70号普通沥青混合料和SBS改性沥青混合料的路用性能。试验研究表明,CZW抗车辙剂沥青混合料相比70号普通沥青混合料和SBS改性沥青混合料,具有更优异的高温稳定性能,CZW抗车辙剂可大幅提高70号普通沥青混合料的高温性能。在高温重载条件下,CZW抗车辙剂改性沥青混合料的动稳定度是70号普通沥青混合料的13倍;是SBS改性沥青混合料的1.3倍。CZW抗车辙剂改性沥青混合料路用性能良好,尤其适用于高温多雨、重载交通等特殊地区,具有较好的推广应用价值。     

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。     

Evotherm温拌沥青混合料性能试验研究

研究了Evotherm温拌SBS改性沥青,结果表明,Evotherm温拌剂对SBS改性沥青性能影响不大。采用旋转压实和马歇尔击实对Evotherm温拌SBS改性沥青混合料性能进行研究,研究结果表明,Evotherm温拌SBS改性沥青混合料碾压温度可较热拌沥青混合料降低20℃～30℃左右。温拌混合料的水稳性能较热拌沥青混合料有所提升,浸水马歇尔残留稳定度从93.5%提高到95.2%,冻融劈裂试验强度比从83.8%提高到86.4%;高温稳定性能有所提升,车辙试验动稳定度从7 314次/mm提高到8 023次/mm;低温抗裂性能变化不大。总体来说,击实温度145℃的温拌沥青混合料性能优于热拌沥青混合料。     

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.     

不同温度沥青混合料动稳定度试验研究

温度是造成沥青路面车辙病害的直接因素。阐述沥青路面车辙病害的影响因素,指出温度的重要性,以常用面层混合料类型SMA-13及AC-13沥青混合料为研究对象,研究不同温度(20~70℃)下沥青混合料动稳定度的变化规律。研究结果表明:沥青路面动稳定度随温度的升高呈下降趋势,且温度越高沥青路面动稳定度下降就越快,温度超过65℃时,SMA-13及AC-13沥青混合料的动稳定度皆不满足要求,当温度小于50℃时,2种混合料的动稳定度下降较缓慢,温度大于50℃时,2种混合料的动稳定度急剧下降,且AC-13沥青混合料的抗高温能力不及SMA-13沥青混合料的;应将沥青路面的温度控制在50℃以下,从而可会大大减少沥青路面的车辙病害。     

基于MMLS3的纳米复合改性沥青混合料高温稳定性研究

为评价纳米/聚合物复合改性沥青混合料的高温性能,制备了基质沥青混合料试件、4%SBS改性沥青混合料试件、3%ZnO+0.5%TiO_2改性沥青混合料试件、3.7%SBS+3%ZnO+0.5%TiO_2改性沥青混合料试件。采用小型加速加载设备(MMLS3)对上述沥青混合料试件进行高温稳定性试验。同时测定不同混合料的动稳定度。试验结果表明,两种试验得出的不同沥青混合料高温稳定性能优劣顺序是一致的,即:SBS/ZnO/TiO_2沥青混合料、SBS沥青混合料、ZnO/TiO_2沥青混合料、基质沥青。可见,当纳米材料与聚合物复掺时,沥青混合料的高温性能优于单掺纳米材料或者单掺聚合物材料。因此,对高温稳定性有较高要求的地区,可以采用纳米/聚合物复掺的改性方法对沥青的高温性能进行改善。     

环氧沥青混合料水稳定性能研究

针对广东地区夏季极端降雨多发的情况,结合高速公路建设,提出建立室内模拟试验的方法来研究环氧沥青混合料的水稳定性能。通过AC-13C环氧沥青混合料和SBS沥青混合料进行对比试验,研究结果表明:环氧沥青混合料的水稳定性能优于SBS改性沥青混合料的水稳定性能,相比于SBS改性沥青混合料,环氧沥青混合料劈裂强度提高了22%左右,TSR指标提高了10%左右。真空饱水循环+煮沸能较好地反映高温多雨条件下,沥青路面实际温度变对沥青混合料水稳定性的影响。     

聚合磷酸改性沥青及其混合料性能研究

采用Marshall试验和车辙试验,以残留稳定度、劈裂强度比和动稳定度为评价指标,对比研究了聚合磷酸在不同添加剂量条件下,对克拉玛依70~#沥青、70~#A级道路石油沥青和弘润70~#沥青及混合料的各方面性能作用效果。研究结果表明:聚合磷酸能够提高沥青混合料的水稳定性能、抗老化性能和高温性能。克拉玛依70~#沥青混合料,在添加剂量为1.25%时,试件的残留稳定度、劈裂强度比和动稳定度均达到最优;70~#A级道路石油沥青混合料,在添加剂量为1.00%时,试件的残留稳定度和劈裂强度比达到最优,在添加剂量为1.25%时,试件的动稳定度达到最优;弘润70~#沥青混合料,在添加剂量为1.00%时,试件的残留稳定度和动稳定度达到最优,在添加剂量为1.25%时,试件的劈裂强度比达到最优。在多雨地区,建议沥青路面采用克拉玛依70~#沥青,且聚合磷酸的添加剂量为1.25%;在夏季高温地区或者交通量较大的路段,建议沥青路面采用弘润70~#沥青,且聚合磷酸的添加剂量为1.00%。     

低标号沥青在福建省沥青路面中的应用

为验证低标号硬质沥青在福建省的适用性,对以30~#基质沥青为代表的低标号硬质沥青的高温稳定性进行研究。利用APA (Asphalt Pavement Analyzer)车辙试验,对30~#低标号沥青混合料,在福建省高速公路上面层与中面层广泛应用的SBS I-D改性沥青混合料,以及最为常见的70~#基质沥青混合料的高温稳定性进行对比。为验证APA车辙试验结果的有效性,进行了缩尺加速加载MMLS试验,对3种沥青混合料高温稳定性进行评价与验证。考虑到福建省夏季高温的气候特征,除了规范的标准高温(60℃)试验条件外,还进行了极端高温(70℃)试验条件下的性能评价。APA车辙试验结果表明30~#硬质沥青在两种温度条件(60℃,70℃)下的抗车辙能力与SBS I-D改性沥青基本相同。这表明在冬季气候温和的中国南方地区,低温性能相对较差但更加廉价的低标号硬质沥青能够替代SBS改性沥青,应用于抗车辙性能要求较高的沥青路面。缩尺加速加载MMLS试验结果在对30~#硬质沥青与SBS I-D改性沥青的高温性能评价方面与APA车辙试验结果保持一致。但对于70~#基质沥青的高温稳定性评价,MMLS试验与APA车辙试验的结果有较大差异,表明"钢轮、薄板"的车辙试验对于抗车撤性能较差混合料的评价与实际路面条件下的结果存在差异。     

SBS改性沥青混合料路用性能及施工质量控制分析

通过室内试验和现场试验,对SBS改性沥青混合料路用性能和施工工艺进行分析,得出改性沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性变化规律。试验结果表明：添加SBS改性剂可极大改善基质沥青的高温性能;初压温度在施工中具有重要作用。实际工程应用表明,采用SBS改性沥青混合料可显著提高沥青路面使用品质。     

乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料性能研究

为了检验沥青稳定类冷再生混合料性能,回答乳化沥青与泡沫沥青孰优孰劣的争论,采用劈裂试验、车辙试验对泡沫沥青和乳化沥青冷再生混合料性能进行了对比试验研究。研究结果表明,乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料的力学特性有明显的温度依赖性,均为粘弹性材料;冷再生混合料15℃劈裂强度满足规范中密级配粗粒式热拌沥青混凝土强度范围;泡沫沥青冷再生混合料劈裂强度、浸水24 h后的劈裂强度略高于乳化沥青冷再生混合料;乳化沥青冷再生混合料的动稳定度显著高于泡沫沥青冷再生混合料,且都远超过规范对改性沥青混合料动稳定度的技术要求。乳化沥青和泡沫沥青冷再生混合料性能均能满足沥青路面中下面层的要求。     

适用高寒高海拔地区沥青混合料路用性能

为提升沥青混合料在高寒高海拔地区路用性能,用橡胶粉与SBS制备两种改性沥青混合料,与基质沥青混合料进行弯曲破坏试验、冻融劈裂与浸水马歇尔试验、应力控制疲劳试验、车辙试验,测试混合料的低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳性、高温稳定性。结果表明,相比基质沥青混合料,改性沥青混合料的路用性能均有良好改善。其中:橡胶粉改性沥青混合料的最大弯拉应变提升55.8%,劲度模量降低9.6%,低温抗裂性更优;SBS改性沥青混合料的残留强度比与残留稳定度下降2%,水稳定性更优,同时根据疲劳试验结果,证明其具有更长的疲劳寿命;根据动稳定度值的分析,两种改性沥青混合料的高温性能均有明显改善。高寒高海拔地区主要考虑低温抗裂性与水稳定性,相应可优选橡胶粉改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料,可根据实际需要选择适用类型。     

硬沥青混合料高温剪切性能试验研究

通过对高粘度硬沥青(AH-30)混合料、重交沥青(AH-70)混合料、SBS改性沥青混合料进行SST剪切和贯入剪切试验,对比研究了三种不同沥青混合料的高温抗剪性能。结果表明:高粘度硬沥青混合料的高温抗剪性能优异于重交和改性沥青混合料,抗高温车辙能力明显,可适用于南方湿热地区沥青路面中下面层。     

动稳定度分布特征及影响因素分析

为了评价动稳定度与试验温度的相关性,选用2种沥青、3种矿料级配,分析了在不同试验温度下,不同类型沥青混合料动稳定度的变化规律;采用几何算法推导不同温度下沥青混合料动稳定度计算公式。试验结果表明:在良好的级配组成条件下,大粒径矿料级配高温稳定性较好;在相同温度条件下,SBS改性沥青混合料动稳定度值远远大于基质沥青混合料;沥青不同,动稳定度减小规律也不尽相同,基质沥青呈现3段式,改性沥青则为2段式;动稳定度随温度变化而减小的突变节点出现在软化点附近3~6℃。