沥青零剪切黏度与高温流变参数灰色关联分析

采用动态频率扫描试验和稳态剪切试验测试5种沥青的黏度曲线,并采用Cross模型和Carreau模型这2种流变模型拟合得到沥青60℃零剪切黏度,分析沥青的稳态流动特性;通过沥青温度扫描试验和多重应力蠕变恢复试验,测定5种沥青在不同温度下的流变参数和不同应力水平下的不可恢复蠕变柔量及不可恢复蠕变柔量差,并对5种沥青零剪切黏度与高温流变参数进行灰色关联分析.结果表明:与动态频率扫描试验相比,稳态剪切试验更加适合用来测定基质沥青和改性沥青的零剪切黏度;Cross模型和Carreau模型均可较好拟合5种沥青的零剪切黏度,Carreau模型的拟合值小于Cross模型;相比于其他沥青高温流变参数和不可恢复蠕变柔量,沥青不可恢复蠕变柔量差与零剪切黏度的灰色关联度最高,能更好地反映沥青的高温性能;随着温度的升高,沥青车辙因子与零剪切黏度的灰色关联度逐渐增大;沥青零剪切黏度与不可恢复蠕变柔量差及车辙因子的关联性最好,3个指标均能较好地评价沥青高温性能.     

赤泥改性沥青黏度及微观特性

在基质沥青中添加赤泥制备赤泥改性沥青,采用黏温关系分析法探讨不同剪切速率、赤泥掺量(质量分数)对赤泥改性沥青黏度的影响,并用扫描电子显微镜观测赤泥与沥青之间的微观状态变化。研究结果表明:赤泥改性沥青黏度方程与温度之间存在极高相关性,温度对赤泥改性沥青黏度的影响程度要高于剪切速率对其的影响。在相同条件下,赤泥改性沥青的黏度随赤泥掺量的增加而增大。随着赤泥掺量的增加,赤泥改性沥青相态分布由分散相逐渐转变成连续相态,在赤泥掺量为13%时的共混体系达到了理想的相态分布形式。     

一种SBS改性沥青黏度测试新方法——旋转平板黏度法

针对布氏旋转黏度(BV)测试方法确定的SBS改性沥青施工温度过高的问题,提出了一种使用固定剪切速率的旋转平板黏度(RPV)测试方法.利用2种测试方法,确定了分别添加3种温拌剂后的SBS改性沥青施工温度(拌和与压实温度),用以指导马歇尔混合料试件制作,并进行空隙率测试.结果表明:采用RPV方法能有效规避采用BV方法测试SBS改性沥青黏温曲线时出现的剪切稀化效应而导致的预测施工温度偏高问题,其确定的施工温度能使混合料的体积设计指标满足规范要求,同时充分发挥温拌剂的降温节能作用;RPV方法还解决了BV方法中繁琐的转子和转速更换问题,相同时间内,测试的黏度数据点数量约为BV方法的4倍,且变异系数更小;对于普通70#基质沥青的黏度测试,RPV方法得出的结果与BV方法所得结果没有显著差异(显著性水平α=0.05).因此,RPV方法有望成为更高效准确的沥青(尤其是SBS改性沥青)表观黏度的测试方法,进一步服务于科研与工程.     

改性剂熔融速度对高黏度改性沥青性能的影响研究

为研究高黏度沥青改性剂熔融速度对沥青改性效果的影响,将2种改性剂熔融剪切不同时间制备改性沥青,分别利用流变实验和荧光显微镜分析改性沥青的宏观性能及微观结构变化。结果表明,随着剪切时间延长,熔融速度快的改性剂更快熔于沥青中,表现为零剪切黏度和不可恢复蠕变柔量等高温性能指标在更短时间内达到最大。改性沥青和混合料的微观形貌试验表明,熔融速度快的改性剂可更快形成网络结构。     

沥青零剪切黏度试验方法及计算模型研究

采用三种应力下的重复蠕变恢复试验得到的恢复柔量,确定了零剪切黏度,并对结果进行了分析,指出对高粘橡胶改性沥青来说,当应力较大时,7.5 s~8 s的恢复时间不够达到恢复柔量的恒定值,且零剪切黏度在60℃温度下测量数据与车辙的测量数据是相关的。     

SBS改性沥青的黏温特性研究

SBS改性沥青的黏温特性与普通沥青不同。用目前的黏度测试方法测试SBS改性沥青黏度,根据黏温曲线确定的SBS改性沥青混合料的拌和与压实温度过高,过高的拌和与压实温度会引起SBS改性沥青的老化、环境和生产安全问题。从改性沥青的高温流变特性入手,分析改性沥青的黏度试验方法,研究SBS改性沥青的黏度变化规律。由试验结果可知,当温度低于150℃时,黏度对温度的依赖性很大,但是当温度高于150℃时,黏度对温度的依赖性逐渐减小;随着温度的升高,SBS改性沥青的黏度值对剪切速率的依赖性逐渐减弱。因此在测试SBS改性沥青的黏度时,必须在试验温度下规定相应的剪切速率,这对合理确定SBS改性沥青的拌和与压实温度至关重要。     

自粘改性沥青防水卷材涂盖料的黏度分析

采用Brookfield锥板黏度计对自粘改性沥青防水卷材涂盖料的黏度进行了分析,讨论了不同剪切速率、温度对改性沥青涂盖料黏度的影响,并建立了黏-温方程。结果发现,改性沥青涂盖料表现出非牛顿流体的特性,黏度随剪切速率的增加而降低,随温度的升高而降低;其黏-温曲线符合阿伦尼乌斯方程。     

高黏改性沥青高温黏弹特性指标区分度分析

为得到能准确区分高黏改性沥青高温性能的评价指标,分别对3种高黏改性沥青(高黏改性剂掺量均为12%)及基质沥青进行滞后环、动态剪切流变(DSR)和软化点等试验,并采用沥青混合料车辙试验进行了验证,基于沥青混合料试验结果对3种高黏改性沥青的高温性能评价指标作了一致性和区分度分析.结果表明:3种高黏改性剂的掺入均可提高基质沥青的黏弹特性和高温性能,但改性效果不同;不同高温评价指标基本能对3种高黏改性沥青的高温性能做出一致性评价,但区分能力不同,其中滞后环试验技术指标和Carreau模型拟合的零剪切黏度(ZSV)值区分度和评价效果最好,而车辙因子和软化点较差.     

沥青自愈合行为的影响因素及评价方法

利用加入间歇时间的动态剪切流变试验,研究了沥青自愈合行为的影响因素及其评价方法.通过试验得到70#基质沥青和SBS I-C改性沥青在4种间歇时间、3种应变水平下的疲劳寿命,并采用能量耗散理论分析了试验过程,得到了耗散能变化率的坪值PV.根据坪值PV与间歇时间的关系,定义了不受间歇时间影响的评价指标自愈合速率HR,并采用自愈合率HI及自愈合速率HR评价了2种沥青在不同条件下的自愈合性能.研究发现:2种沥青的HI值均随间歇时间的增大而提高;HI及HR值均随着应变水平的增大而减小;SBS I-C改性沥青的自愈合指标优于70#基质沥青.     

基于流变性能试验的沥青高温性能评价指标研究

采用基质沥青、SBS改性沥青、高模量改性沥青和高黏度改性沥青,进行了常规性能试验、复数剪切试验、重复蠕变试验和广义剪切模量试验,测试几种沥青的软化点与当量软化点、车辙因子与改进车辙因子、蠕变模量和广义剪切模量等高温性能指标.通过对比分析各指标的区分度,以及沥青性能与沥青混合料车辙性能的相关性,发现蠕变模量和软化点与动稳定度拟合关系最好,建议采用蠕变模量作为沥青高温性能评价指标,软化点作为质量控制指标.