再生沥青自愈合影响因素及疲劳性能分析

为研究再生沥青自愈合影响因素及自愈恢复后的疲劳性能,试验选择指标HI_6表征材料自愈性能,选择指标N_(f50)表征材料疲劳性能,利用动态剪切流变(DSR)仪以时间扫描模式进行疲劳-愈合-疲劳循环加载测试,分析了愈合温度、愈合时间、老化程度、损伤程度、再生剂种类和再生剂掺量对再生沥青自愈合性能及疲劳寿命的影响,并通过灰关联理论进行了自愈合关键影响因素分析.结果表明:较长的愈合时间、较高的愈合温度和再生剂掺量对再生沥青自愈度有促进作用,原沥青的老化、再生沥青的损伤均不利于再生沥青的自愈恢复;同种再生沥青之间,自愈度越高则疲劳寿命越长,不同再生沥青之间,自愈度与疲劳寿命之间没有绝对关系;再生沥青自愈合关键的影响因素为愈合温度,其次分别是愈合时间、再生剂种类、原沥青老化程度、损伤程度和再生剂掺量.     

竹类生物油改性沥青的抗老化性能

文中旨在研究由竹类生物质慢速热解生物油改性沥青的抗老化性能。将基质沥青与生物油（0%、6%、12%）拌合制备生物沥青,并对生物沥青进行老化试验。采用傅里叶变换红外光谱法对老化和未老化沥青进行测试,通过计算沥青的羰基指数、亚砜指数以及老化活化能,分析发现生物沥青的亚砜指数低于基质沥青,同时生物沥青的老化活化能高于基质沥青。表明生物沥青具有比基质沥青更好的抗老化性能。     

热氧老化沥青多次损伤-愈合性能

为研究沥青在多次损伤条件下的愈合性能,采用动态剪切流变(DSR)仪中的时间扫描模式对沥青进行损伤-愈合循环加载试验,以沥青愈合期间的复数模量恢复程度(即愈合指数)为愈合指标,分析了不同热氧老化程度下70~#基质沥青与SBS改性沥青多次损伤-愈合性能规律,并结合沥青傅里叶红外光谱(FTIR)试验,以特征官能团峰面积比定量分析了沥青功能基团的组成和含量对其自愈能力的影响.结果表明:沥青愈合指数随损伤-愈合次数的增加而减小,首次损伤时沥青愈合指数减小程度最大.老化程度对沥青愈合指数影响显著,表现为老化程度越高愈合指数越小.SBS改性沥青多次损伤-愈合和老化后的愈合性能均优于70~#基质沥青,SBS改性剂可增强沥青的抗疲劳损伤能力和抗老化能力.沥青中大分子含量越高,分子扩散速率越慢,自愈能力越弱;轻长型分子含量越高,分子扩散速率越快,自愈能力越强.     

干湿-冻融循环作用下沥青水老化的微观特性

模拟杭州夏季高温高湿、冬季微冻融的气候特点,在综合考虑循环次数、热、氧及水等因素的基础上,设计室内干湿-冻融循环试验,采用薄膜烘箱对基质沥青和SBS改性沥青进行短期老化,借助红外光谱(FTIR)与凝胶渗透色谱(GPC)分析了干湿-冻融循环作用下沥青特征官能团和相对分子质量变化,探究沥青水老化的微观特性.结果表明:随着干湿-冻融循环次数的增加,在热(60℃)氧化条件较为温和的情况下,基质沥青与SBS改性沥青中羰基的特征峰在FTIR图谱中变化较小,以至观测不到;亚砜基指数明显增大,丁二烯指数明显减小;数均相对分子质量、重均相对分子质量、分散度及大分子区(LMS)含量均逐渐增大.推荐采用亚砜基指数和LMS含量来定量表征沥青在干湿-冻融循环作用下的水老化程度.FTIR与GPC试验均表明,在水环境中,干湿-冻融循环作用将加剧沥青材料的老化;SBS改性沥青的抗水老化性能优于基质沥青.     

木焦油基再生沥青低温性能评价及其作用机理分析

为探究木焦油基再生沥青的低温抗裂性能,采用室内试验,比较分析了基质沥青、木焦油基再生沥青和RA?102再生沥青的低温抗裂性能及其作用机理;采用灰色关联度分析方法,评价了沥青各性能指标与其低温抗裂性能间的相关性.结果表明:再生剂的加入可有效恢复老化沥青的低温变形能力及应力松弛能力,较大程度地抵抗低温对老化沥青产生的不利影响,但难以完全恢复至原样沥青水平;木焦油基再生剂可显著降低老化沥青的脆性和结晶度,且可在低温下抑制沥青结晶并提高分子链的柔韧性,进而改善应力松弛效应,提高延度;木焦油基再生剂可调和老化沥青组分并调节其胶体结构,有效改善沥青相对分子质量的集中程度,减弱分子间的作用力,降低大分子物质的相对含量.再生沥青各性能参数与其低温性能间的关联度差异较大,未来需建立再生剂类型与性能、再生沥青配比与再生沥青低温性能恢复间的多参数综合评价体系及指标,以实现对不同再生沥青低温抗裂性能的定向调控.     

调和沥青的红外光谱与DSR 相关性研究

本文选取SK90#沥青、中海油110#沥青对老化沥青进行了调和,并对调和前后老化沥青的动态剪切流变(DSR)指标G*/sinδ(车辙因子)、δ(相位角)进行了对比试验。同时,借助红外光谱仪,对调和前后老化沥青的微观机理进行了研究。研究表明:调和前后老化沥青的组分发生了变化,羰基、亚砜基比例明显减少,且调和沥青羰基、亚砜基的积分面积与G*/sinδ之间具有相关性,相关系数达到0.86以上。     

木焦油基再生沥青及其混合料性能研究

测试分析了木焦油基再生沥青结合料及基质沥青混合料、木焦油基再生沥青混合料、RA-102再生沥青混合料的性能。结果表明:木焦油基再生剂可将老化沥青的针入度、软化点、延度和黏度恢复至符合JTG F40-2017《公路沥青路面施工技术规范》技术要求;木焦油可使老化沥青充分软化,提升老化沥青的延展性和塑性;与RA-102再生沥青混合料相比,木焦油基再生沥青混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和抗老化性能;木焦油与生物质纤维协同作用可显著提高再生沥青混合料的强度和韧性,在改善沥青路面使用性能的同时延长其使用寿命。     

老化作用下沥青混合料的疲劳及自愈合性能

通过四点弯曲疲劳试验,分析了老化作用下苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料和基质沥青混合料的疲劳及自愈合性能.结果表明:老化作用显著削弱了沥青混合料的抗疲劳性能,SBS改性沥青混合料的抗疲劳性能优于基质沥青混合料;老化程度和损伤程度对沥青混合料的自愈合能力影响最为显著;适当延长愈合时间和适宜的愈合温度可以提高沥青混合料的愈合率,但老化程度和损伤程度会削弱其自愈合能力;未老化条件下,基质沥青混合料的自愈合能力大于SBS改性沥青混合料,而老化条件下SBS改性沥青混合料表现出较强的自愈合能力.因此选用SBS改性沥青混合料作为路面材料可以提高沥青路面的抗疲劳及自愈合性能.     

考虑自愈补偿的再生沥青疲劳性能分析

为研究自愈补偿对再生沥青疲劳性能的影响,通过动态剪切流变试验,对比分析了9种再生沥青在考虑自愈补偿前后的疲劳性能.采用动态剪切模量降低至初始值50%时的加载次数Nf50来评价再生沥青疲劳性能,采用疲劳寿命变化率HI来评价再生沥青的自愈合性能.结果表明:考虑自愈补偿前,各再生沥青疲劳寿命均与原沥青老化程度、应变大小呈反比,与再生剂掺量呈正比;考虑自愈补偿后,再生沥青疲劳寿命明显增长,间歇时间对疲劳寿命的增长有促进作用,应变大小对疲劳寿命衰减程度影响基本不变,再生剂掺量对疲劳寿命增长的影响显著.考虑自愈补偿前后,再生沥青的疲劳曲线存在明显差别,建议在研究沥青疲劳性能时应考虑自愈补偿的影响.     

大掺量厂拌热再生沥青混合料路用性能研究

采用马歇尔设计方法,对RAP掺量为40%～70%的再生沥青混合料进行配合比设计,测试沥青混合料常规性能与疲劳特性,研究级配、RAP掺量、再生剂对再生沥青混合料路用性能的影响规律。结果表明:掺入再生剂后,RAM的最佳沥青用量降低,再生剂提高了老化沥青利用率。常规性能试验结果显示,RAM的高温性能随RAP掺量的增加而提高,低温性能和水稳定性能下降;掺加再生剂后,RAM的高温性能降低,低温和水稳定性提高。疲劳试验表明,RAM的对数疲劳寿命与RAP掺量和应力水平具有显著相关性,掺加再生剂对疲劳性能有改善作用。