不同温度与荷载作用下的胶粉复合改性沥青混合料抗车辙性能试验研究

探讨了不同荷载、不同温度对胶粉复合改性沥青混合料高温性能的影响,并对黏结料分别为基质沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青及胶粉复合改性沥青的4种类型混合料抗车辙性能进行对比分析。采用车辙试验机,对碾压成型的试件,参照"沥青混合料车辙试验"T0719—2011中规定的方法进行车辙试验,得出了4种沥青混合料在不同荷载、不同温度下的动稳定度DS,并对动稳定度DS进行分析:掺加复合剂后,胶粉复合改性沥青混合料的抗车辙性能改善显著,且温度与荷载越大,改善效果越明显。     

SBS改性沥青混合料性能研究及其道路施工应用

依托福州市轨道交通5号线一期工程地铁5号线车站周边道路永久恢复工程项目，运用室内试验的方法，对SBS改性沥青混合料的水稳定度和高温稳定度展开了研究。结果表明，不同级配SBS改性沥青混合料的残留稳定度随着SBS改性剂加入量的增加呈非线性增加趋势；在相同SBS改性剂加入量条件下，级配上限的SBS改性沥青混合料的残留稳定度最大，级配中值的次之，级配下限的最小；不同级配SBS改性沥青混合料的残留稳定度随着击实次数的增加均呈分段式增加的趋势，SBS改性剂的加入量越大，不同级配SBS改性沥青混合料的残留稳定度差异越大；不同级配SBS改性沥青混合料的动稳定度、车辙深度、相对变形率随SBS改性剂加入量的增加分别呈分段线性增加、二次函数、分段线性单调递减及单调递增的变化规律；SBS改性剂加入量>4%时，动稳定度>2800次/mm;SBS改性剂加入量为6%时，车辙深度最小；SBS改性剂加入量为4%时，相对变形率最小。     

SBS改性剂对沥青混合料高温稳定性的影响

以AC-16混合料的3种级配为研究对象,通过室内车辙试验分析了3种级配在不同SBS改性剂掺量下的高温稳定性。分析结果表明:随着SBS改性剂掺量的增加,沥青混合料的动稳定度DS会明显增大,车辙深度RD会明显减小;较粗集料的沥青混合料的动稳定度明显高于较细集料沥青混合料的动稳定度。     

废胶粉改性沥青在OGFC-13沥青路面中的应用研究

为了研究废胶粉改性沥青应用于OGFC-13沥青路面中的可行性及路用性能,将SBS改性沥青作为对照组,采用高温车辙试验研究两种沥青混合料的高温性能,并采取常规静水损害试验和动水损害试验研究了两种沥青混合料的水稳性。结果表明:废胶粉改性沥青性能优异,但劣于SBS改性沥青;废胶粉改性沥青混合料的高温稳定性同SBS改性沥青混合料相比有所降低;两种沥青混合料在动水损害下的残留稳定度比和劈裂强度比相对于静水损害都有所降低,其中SBS改性沥青混合料的抗水损害性能优于废胶粉改性沥青混合料。     

SBS改性沥青混合料在盘营高速公路上的应用

本文主要论述了我国改性沥青混合料路面的发展概况、改性沥青的定义及分类、SBS改性沥青混合料在盘营高速公路上的应用,并通过车辙试验的动稳定度及浸水马歇尔试验的残留稳定度对实际工程使用的SBS改性沥青混合料性能进行评价。     

真空饱水衡量水对沥青混合料高温稳定性的影响

针对水影响沥青混合料高温稳定性的问题,通过真空饱水试验深入探究沥青混合料内黏聚力、内摩擦角和动稳定度 随饱水率的变化规律,并对多功能改性沥青混合料、SBS改性沥青混合料和基质沥青混合料进行对比研究.结果表明：水对SBS改性沥青混合料和基质沥青混合料的动稳定度、内黏聚力和内摩擦角有较大影响,各参数随饱水率的增大而降低;多功能改性沥青混合料的动稳定度、内黏聚力和内摩擦角几乎不受饱水率变化的影响,表现出极强的抗水温耦合特性.     

存储稳定的SBS复合改性沥青混合料性能研究

添加有机蒙脱土、硫磺、炭黑3种添加剂对SBS改性沥青复合改性,通过沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性能试验分析3种添加剂对SBS改性沥青混合料性能影响。结果表明:3种添加剂能有效解决SBS改性沥青存储稳定性问题,有机蒙脱土对混合料高温稳定性和水稳定性提高显著,动稳定度是普通SBS改性沥青混合料的2.4倍;硫磺在较低用量下就能提高混合料抗车辙和低温抗开裂效果;而炭黑降低了混合料抗低温开裂和抗水损能力。     

采用旋回式车辙试验仪评价排水沥青混合料的抗扭转性能

扭转导致集料飞散是排水沥青混合料常见的病害之一。采用旋回式车辙试验仪评价影响排水沥青混合料抗扭转性能的因素,包括胶结料类型、级配类型和空隙率、碾压温度与次数、分块施工等施工工艺因素,以及温度、旋转半径、荷载等使用条件因素。结果表明,采用性能更优的高黏度改性沥青可以提高抗扭转性能,密级配沥青混合料的抗扭转性能优于排水沥青混合料,减小空隙率提高抗扭转性能;降低碾压温度、减少碾压次数、分块施工会影响抗扭转性能;温度升高、转弯半径减小、荷载增大会影响抗扭转性能。最后提出提高排水沥青混合料抗扭转性能的方法。     

BRA及BRA复配SBS改性温拌沥青混合料配合比设计与性能评价

为了合理确定温拌布墩岩沥青(BRA)混合料的最佳拌和压实温度,评价BRA及BRA复配SBS改性温拌沥青混合料的路用性能和水温耦合作用下的耐久性。对不同压实温度下的温拌和热拌BRA改性沥青混合料试件的空隙率进行对比分析,并通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及汉堡车辙试验研究了温拌BRA改性沥青混合料的路用性能。结果表明,采用"等空隙率法"确定温拌BRA改性沥青混合料拌和压实温度合理可行;随着BRA掺量增大,BRA和BRA复配SBS温拌改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性显著提高;在高温多雨地区推广应用BRA复配SBS温拌沥青混合料具有较好的技术优越性;实际工程中建议BRA的适宜掺量为20%。     

沥青混合料饱水过程的强度演化规律及机理分析EI北大核心CSCD

为研究SBS改性沥青混合料在饱水过程中的力学强度演化过程,提出了一种基于圆孔孔边应力集中效应的力学模型,分别计算了非饱水和饱水孔隙的孔边应力.对不同沥青含量的SBS改性沥青混合料试件进行水敏感性试验(MIST)和恒温浸水试验,采用间接拉伸强度(ITS)和拉伸强度比(TSR)来表征沥青混合料的强度演化过程,分析孔隙水压循环次数、水浴时间、孔隙水压力和温度对沥青混合料强度的影响.结果表明:在劈裂荷载作用下,孔隙水压抗力消散了薄弱孔隙的应力集中;随着孔隙水压循环次数或恒温水浴时间的增加,试件的ITS先减小后增大,TSR持续增大;沥青混合料在饱水过程中的强度增加,实际上采集到的是沥青混合料自身强度与孔隙水压力的加和;温度对沥青混合料强度的影响比孔隙水压力的影响更加显著.     

SBS改性沥青高温性能评价指标的比较

选取多掺量线型、星型SBS改性沥青进行DSR动态剪切时间扫描试验和多应力蠕变回复(MSCR)试验,比较了用于评价沥青高温性能的几种指标:车辙因子G*/sinδ,Shenoy不可恢复柔量1-1/(tanδ·sinδ)/G*以及在0.1,3.2kPa应力水平下10个周期内不可恢复蠕变柔量之平均值Jnr0.1,Jnr3.2的异同点,并对根据车辙试验得到的改性沥青混合料动稳定度与各评价指标之间的相关性进行回归分析.结果表明:当SBS掺量较低时,变化改性剂掺量对改性沥青高温性能的影响更为显著;随着SBS掺量的提高,线型、星型SBS改性沥青高温性能的差异缩小;1-1/(tanδ·sinδ)/G*,Jnr0.1在高温性能评价上均优于车辙因子,而Jnr3.2与改性沥青混合料动稳定度的相关性最差.     

紫外老化对沥青及沥青混合料高低温性能的影响

为研究紫外老化对沥青及沥青混合料的高低温性能的影响,开展了沥青及沥青混合料的紫外老化试验。结果显示:在低温性能方面,紫外老化后,沥青的劲度增大,蠕变速率减小,并且在初始阶段增加较为明显;沥青混合料的低温弯曲试验结果显示,紫外老化对小梁的弯拉应变影响较小;在高温性能方面,DSR试验结果显示,紫外老化后沥青的粘弹性组分比例发生了变化,当温度较低时,复数模量会随着频率的增加先增大后减小,当温度较高时,复数模量会随着频率的增加呈线性增大。沥青混合料在紫外老化后其动稳定度有所增加,车辙深度逐渐减小。     

老化对胶粉和SBS改性沥青流变性能的影响

为研究短期老化作用对胶粉(CR)改性沥青和SBS改性沥青流变性能的影响,通过旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)对CR改性沥青和SBS改性沥青进行短期老化,然后在不同温度和荷载频率下进行动态剪切流变试验(DSR),结合扫描电子显微镜(SEM),对CR改性沥青和SBS改性沥青的流变性能和微观结构进行了研究.结果表明:老化前橡胶粉及SBS改性剂都能与沥青达到良好共融,老化后SBS改性剂与沥青的界面结合状况却差于橡胶粉与沥青的界面结合状况;老化作用使CR改性沥青和SBS改性沥青由储存模量G′(弹性)占主导作用转向由损失模量G″(黏性)占主导作用的温度转化点向高温转移;短期老化作用在高温下对SBS改性沥青产生的影响较大;短期老化前后,CR改性沥青较SBS改性沥青具有更强的高温抵抗变形能力和抗车辙能力;随加载频率增大,2种改性沥青的高温抗车辙能力都得到增强.     

PPA复合改性沥青混合料抗紫外光与热老化性能研究

为了提高SBS、SBR聚合物改性沥青混合料的抗热老化和紫外光老化性能,按照室内与高寒高海拔区热、紫外光辐射总量相等的原则进行室内多聚磷酸改性沥青及其混合料模拟老化试验,研究了多聚磷酸(PPA)及多聚磷酸与低剂量聚合物改性沥青抗热老化和紫外光老化性能。结果表明,PPA复合改性沥青的5℃延度随热老化和紫外光老化时间延长而减小,热老化5 h后延度趋于稳定,紫外光老化12 h后延度趋于稳定;抗车辙因子和软化点随紫外光老化时间延长而增大。随着紫外光老化时间延长,改性沥青混合料的高温性能先提高后降低,低温抗裂、疲劳性能呈下降趋势,PPA对基质沥青和低剂量SBS、SBR改性沥青混合料的抗紫外光老化作用改善效果显著,PPA可作为高紫外光辐射区沥青路面抗老化剂使用。     

基于正交分析的改性沥青流变学性能试验研究

为了研究改性沥青的流变学性能,通过在不同的温度和加载频率下进行动态剪切流变试验(DSR),在正交试验的基础上,利用极差分析法深入分析改性剂种类、温度和频率对改性沥青流变性能的影响程度。结果表明:高温条件下,影响改性沥青流变性能的程度为:温度频率改性剂种类;SBS改性沥青、胶粉(CR)改性沥青和复合胶粉(CCR)改性沥青中,CCR改性沥青的抗变形能力和抗车辙能力最好,而SBS改性沥青的抗疲劳能力最好;随着温度的升高,改性沥青的抗变形抗车辙能力下降,抗疲劳能力上升;改性沥青的抗变形抗车辙能力随着加载频率的增大而增强,抗疲劳能力随着加载频率的增大而减小。     

添加PE抗车辙剂沥青混合料配合比设计研究

通过室内对PE抗车辙剂进行沥青改性和沥青混合料的配合比设计,为外掺改性沥青和改性沥青混合料的使用性能进行设计提供了可行的方法。试验结果表明,PE抗车辙剂沥青混合料的室内配合比设计仅需将拌和时间适当延长、马歇尔试验过程中的温度适当降低即可,而PE抗车辙剂沥青混合料的油石比略低于SBS改性沥青混合料,且具有与其相当的抗高温变形能力、抗开裂能力和抗水损害能力。     

高模量橡胶改性沥青及其混合料性能研究

高模量沥青及其混合料是解决沥青路面重载交通及长大陡坡路面车辙等问题的重要工程材料。采用活化橡胶颗粒制备的橡胶改性沥青具有优异的高低温性能及抗车辙性能。本文分析了克炼30#A级和克炼50#A级低标号硬质沥青、克炼70#A级沥青及橡胶改性沥青性能,并采用两种级配类型（ATB-25和SUP-20）来评价其高低温性能及水稳定性能。结果表明,橡胶改性沥青PG分级为76-28,在相同温度下,橡胶改性沥青复数剪切模量及车辙因子最大;随着温度的降低,四种沥青的蠕变劲度均显著增大,但橡胶改性沥青的增大趋势最慢,橡胶改性沥青的m值最大;两种级配类型下,橡胶改性沥青具有最大的动稳定度及弯曲劲度模量,同时有较好的水稳定性能。     

SEAM/SBS复合改性沥青及其混合料性能研究

基于针入度评价体系和PG分级体系,研究了硫磺(SEAM)和SBS掺量对改性沥青高低温性能和流变特性的影响,进而通过室内试验研究了SEAM/SBS复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明:SEAM/SBS复合改性沥青的针入度指标体系性能符合JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》要求;在3.5%SBS+(30%、40%)SEAM复配方案下,SEAM/SBS复合改性沥青具有良好的高低温性能和热贮存稳定性。与5%SBS改性沥青混合料相比,该SEAM/SBS复合改性沥青混合料的动稳定度对温度敏感性较低、对高温环境有极强的适应性,抗疲劳性能更优,同时水稳定性和低温抗裂性能相近。     

DS-TL02温拌剂对SBS改性沥青混合料的性能影响

为了研究DS-TL02温拌剂对SBS改性沥青混合料的性能影响,将DS-TL02温拌剂掺入SBS改性沥青混合料中制备成温拌沥青混合料,研究其降温效果、高温稳定性、水稳定性。降温效果通过确定DS-TL02温拌沥青混合料的压实温度来分析,高温稳定性采用车辙试验来评价,水稳定性采用冻融劈裂试验来评价。试验结果显示:DS-TL02温拌沥青混合料的压实温度较SBS改性沥青混合料的降低了15℃,降温效果明显;而高温稳定性和水稳定性分别比SBS改性沥青混合料提高了15.77%和6.15%的幅度,这一结果为今后在SBS改性沥青路面上使用DS-TL02温拌剂提供了室内试验依据。     

低速行车条件下沥青混合料抗车辙性能试验研究

考虑到目前沥青混合料车辙试验无法反映长上坡或大纵坡路面汽车的低速行驶特性,改进标准车辙仪,增加试验轮速度调节功能;以保证试验轮碾压次数相等为原则,修正变速车辙试验的试验时间和动稳定度计算公式;利用变速车辙仪对两种常用的沥青混合料开展不同轮压、试验轮不同行走速度下的车辙试验。变速车辙试验结果表明重载低速严重影响沥青混合料车辙性能;根据车辙试验结果建立上述两种试验材料动稳定度随试验轮行走速度的变化方程;利用该方程提出一种折算系数,可以将低速下的动稳定度值转换成标准试验条件下的动稳定度值;利用该折算系数,提出试验轮不同行走速度下这两种试验材料的车辙控制标准值。实体工程车辙状况验证该控制标准的合理性。