基于国内外试验方法的橡胶沥青性能测试

为统一橡胶沥青性能试验的评价指标, 分别采用不同胶粉掺量对70^#和90^#的基质沥青进行改性, 基于中国规范中的针入度、延度、软化点和弹性恢复试验以及Superpave中的动态剪切流变试验、布氏旋转粘度试验和弯曲梁流变试验等对橡胶沥青进行了性能评价。研究结果表明: 胶粉的添加能显著改善沥青的高温性能, 显著降低沥青的温度敏感性, 但增大了沥青的高温粘度, 增加了沥青混合料的拌和与压实难度; 胶粉的溶胀作用会导致针入度的试验结果出现较大误差, 因此, 不建议采用针入度试验来评价橡胶沥青的性能; 软化点可作为橡胶沥青高温性能的一个评价指标, 对于90^#基质沥青, 胶粉掺量分别为10%、15%、20%和25%时的软化点比未掺胶粉时的软化点分别提高了11.23、11.97、15.18、21.10 ℃, 对于70^#基质沥青, 胶粉的添加则使其软化点分别提高了4.02、8.18、12.83、14.45 ℃, 因此, 胶粉对70^#基质沥青软化点的影响效果要大于对90^#基质沥青的影响效果; 胶粉对沥青低温性能的改善效果会随着温度的下降而降低, 在研究胶粉对沥青低温性能的影响程度时, 弯曲梁流变试验的结果比低温延度试验的结果更加明显, 且由于橡胶沥青的低温延度较小, 试验过程中容易产生较大误差, 因此, 建议采用弯曲梁流变试验评价橡胶沥青的低温性能。     

生物油再生老化沥青材料研究进展

生物油是一种绿色、环保、可再生资源,具有恢复老化沥青物理、流变性能,改善再生沥青混合料路用性能的潜力。为了推动生物油在老化沥青材料再生领域的深入研究,概述了生物油的来源、制备及物化性能,探讨了生物油对老化沥青的再生机制,综述了生物油再生沥青和生物油再生沥青混合料的性能,围绕生物油再生老化沥青材料现有研究存在的不足,阐述了后续的研究方向。研究现状表明,压榨油类生物油在老化沥青材料再生中的应用研究较为系统,其次是富木质纤维植物基生物油,动物粪便类生物油的应用研究相对最少,但这3种类型生物油在老化沥青材料再生中均具有广阔的应用前景。富木质纤维植物基和压榨油类生物油在老化沥青再生中既发挥“稀释”作用,也体现出“溶解”作用,从化学平衡和分子结构修复2个层面实现老化沥青的再生;动物粪便类生物油在老化沥青再生中主要发挥“溶解”作用,通过其富含的极性酰胺基团化合物促进了沥青质聚集体的解缔,从分子结构修复层面实现老化沥青的再生。此外,富木质纤维植物基和压榨油类生物油可直接用于老化沥青再生,而动物粪便类生物油更适合与富油再生剂复配应用,由此才能充分发挥再生作用。在这些生物油中,压榨油类生物油体现出更好的再...     

高原寒冷地区沥青混合料冻融循环作用下劈裂性能分析

通过沥青混合料冻融循环劈裂试验,分析了冻融循环次数以及油石比对混合料劈裂性能的影响．试验得出：随着冻融循环次数的增多,沥青混合料的劈裂抗拉强度、破坏劲度模量均呈减小趋势,最初的几次冻融循环混合料性能衰减较快,经历9～15次冻融循环后性能衰减趋于平缓;冻融作用后混合料的破坏拉伸应变反而增大;油石比对沥青混合料的劈裂性能有明显影响,随着油石比的增大,冻融循环作用对劈裂性能的影响减小．结果表明,在青藏高原寒冷地区对于AC-13沥青混合料,最佳油石比为5．5％或适当增加油石比可以提高沥青混合料冻融循环作用下的劈裂性能．     

SGC方法与马歇尔方法确定不同级配最佳沥青用量的比较研究

采用美国Superpave中SGC旋转压实方法和传统的马歇尔击实方法对AC、SM A、OGFC等3种不同级配进行最佳沥青用量的确定。结果表明:用SGC确定的3种不同级配最佳沥青用量都显著低于马歇尔方法确定的最佳沥青用量,但降低幅度各不相同。其主要是由于采用SGC旋转压实100次成型混合料试件时,其压实功远大于马歇尔方法的双面击实50次或75次。因此建议用SGC方法进行不同级配的混合料设计时应适当减少旋转压实次数,以适应我国实际的施工条件。     

道路沥青老化评价方法研究进展

沥青是路面工程中常用的筑路材料之一,被广泛应用于中国高速公路和城镇道路中。在路面服役过程中,沥青材料会出现硬化变脆等老化现象,显著影响了路面的运营品质及服役寿命。为了进一步促进道路沥青老化评价方法研究的发展,以宏观性能测试、微观结构探测和数值模拟技术等老化评价方法为脉络,比较了各类评价方法的所属尺度和应用优劣。研究结果表明:现行的沥青热氧老化室内研究方法并不能很好地反映沥青的长期服役耐久性,而紫外老化的室内研究方法更加亟需标准化和规范化;紫外老化和热氧老化的差异在于化学键断裂机制不同,热氧老化主要是由于高温热分解导致化学键断裂,而紫外老化的引发是由于分子内所含的基团吸收了具有能量的紫外线,导致化学键发生断裂;宏观性能测试是构建沥青老化与性能衰退联系的直接研究途径,2类老化类型的宏观性能测试方法和评价指标不能完成等同和替换;荧光显微镜、原子力显微镜、傅里叶红外光谱等微观探测技术能够定性或者定量分析沥青的老化过程和改性剂的老化响应;采用分子动力学模拟和细观力学模型既能继承利用微观研究的精确结论,又可与宏观力学试验建立关联性,对沥青的老化过程进行数值表征,其研究结果能够为其微观演化规律和宏观性能特性提供参考;在实际沥青路面使用中,紫外老化和热氧老化是并行存在的,基于室外沥青路面老化监测的多因素复合老化应是沥青室内老化模拟研究的重点;融合多层次老化评价指标和数值模拟技术,建立多尺度沥青老化动态仿真模拟是沥青材料与数值模拟交叉应用的主要研究方向。     

温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响

为研究温拌剂对生物沥青结合料高温流变性能的影响,以生物沥青结合料和温拌剂为研究对象,对掺加了温拌剂的生物沥青结合料分别进行动态剪切流变试验(DSR)和多应力重复蠕变恢复试验(MSCR),以复数模量G*、相位角δ、车辙因子G*/sinδ、恢复率R和不可恢复蠕变柔量Jnr为评价指标,研究了2种温拌剂类型(质量比为2%的Sasobit和质量比为0.35%Rediset)、3种生物质重油掺量(质量比分别为5%,15%,25%)对生物沥青结合料高温流变性能的影响。研究结果表明,未老化的生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而降低,黏性成分亦随着生物质重油掺量增加而减小,短期老化后生物沥青结合料抗车辙性能随着生物质重油掺量的增加而增大,弹性成分比例明显增大。Sasobit温拌剂的加入能够降低生物沥青结合料的黏性行为,增强延迟弹性,提高生物沥青结合料的高温抗车辙性能。加入Sasobit使得生物沥青的复数模量G*和车辙因子G*/sinδ值提高超过100%,不可恢复蠕变柔量Jnr值降低大于60%。Rediset温拌剂可以降低生物沥青结合料的高温老化速度,对生物沥青结合料的老化有较强的抑制作用。具有抗老化的优势,其温度敏感性比Sasobit温拌剂要低。Sasobit和Rediset温拌剂均可以提高生物沥青应力敏感性,使生物沥青在高应力水平下的黏弹性更加显著。     

聚合物改性剂和石油沥青相容性评价方法研究进展

综述了6类聚合物改性剂和石油沥青的相容性评价方法,即定性观察法、流变学方法、热力学方法、化学分析法、形貌图法和数值模拟法,分析并比较了各种方法的优缺点与适用性,在此基础上针对聚合物改性剂和石油沥青的共混反应类型特点,建议了适宜的相容性评价方法,并展望了未来聚合物改性剂和石油沥青相容性评价的研究方向。研究结果表明：聚合物改性沥青属于黏弹性材料,基于流变学方法的相分离系数对于检测聚合物改性剂与石油沥青之间的差异较为敏感,适于评价两者之间的相容性;单一评价指标不宜准确评价聚合物改性剂和石油沥青的相容性,建议采用多种分析方法综合评价;对于物理共混的聚合物改性沥青,可以优先采用基于流变学的相分离系数结合形貌图法评价聚合物改性剂和石油沥青的相容性;对于反应型聚合物改性剂和石油沥青的相容性评价,建议采用相分离系数和红外光谱法;基于热力学的分子动力学模拟方法可以通过设置适宜的聚合物模型、作用温度等参数从微观角度进一步模拟和阐释聚合物改性剂和石油沥青的相互作用机理;未来结合聚合物改性沥青实际储存条件建立Cigar Tube试验储存时间区间范围,在此基础上通过适宜的相容性评价方法,动态连续地评价聚合物改性剂和石油沥青的相容性。     

粗集料形态特征研究与应用

集料形状、棱角与纹理等形态特征对沥青混合料路用性能有着重要影响.简要介绍了国际上相关的测试手段与方法.同时,基于数字图像处理技术.自行研制了粗集料形态特征研究系统(MASCA),对粗集料的形态特征进行探索研究.利用M.ASCA系统对4.75 mm的玄武岩颗粒轴向系数的变异性进行研究.研究表明:该档集料颗粒的轴向系数较小,针状性较弱,具有较好的形状特征.     

沥青混合料抗拉性能试验研究及力学特性分析

沥青混合料的抗拉性能是表征其低温与疲劳性能的重要指标。本文针对半圆弯曲试验(SCB)与劈裂试验(IDT)建立三维非线性有限元模型,对两种试验方法的受力特点与破坏模式进行数值模拟,并利用室内试验进行验证。结果表明:两试验中试件的力学响应规律明显不同;半圆弯曲试验试件主要承受拉应力,劈裂试验试件内出现压缩、拉伸、剪切多种受力模式交织现象;非轴对称受力时,劈裂试件的应力响应更为复杂,不能充分体现间接拉伸的目的。相比较而言,半圆弯曲试验更能模拟沥青混凝土路面的层底受拉状况。     

冲湖积软弱土地基挤密碎石桩加固技术

结合银川绕城高速公路西北段工程,采用挤密碎石桩技术对软弱土地基进行综合处理.文中从挤密碎石桩的加固原理、设计参数及施工工艺等方面,对挤密碎石桩加固技术进行了阐述.后期地基沉降观测资料表明,所采用的"挤密碎石桩、砂砾垫层加土工织物"加固措施具有良好效果.