TB复合高模量剂改性沥青的黏弹特性及混合料性能研究

基于DSR、MSCR、BBR试验,研究TB(Terminal Blend)复合高模量剂改性沥青的的黏弹特性,并与20%TB(胶粉)沥青、5%SBS改性沥青进行了对比分析。通过车辙试验、低温弯曲试验与疲劳试验,对比分析了TB复合高模量剂改性沥青混合料的高低温性能和疲劳特性。结果表明,掺加高模量剂能显著改善TB(胶粉)沥青的中温和高温黏弹特性,提高抗车辙因子、增大弹性恢复率、降低不可恢复蠕变柔量;增加TB胶粉掺量能降低复合改性沥青的低温PG分级;(20%、25%)TB胶粉+(6%、8%)KT-1高模量剂复合改性沥青混合料的抗车辙性能、力学性能和抗疲劳耐久性能均优于5%SBS改性沥青混合料,TB复合高模量剂改性沥青混合料适用于高温重载地区沥青路面。     

高模量Superpave混合料的抗车辙性能影响机理分析及强化方法研究

通过SEM、动态模量试验、车辙试验等测试手段研究了模量剂分散状态、矿料配比、模量剂类型和掺量对高模量Superpave混合料抗车辙性能的影响,研究结果显示基质沥青中模量剂分散均匀、混合料中粗集料含量较多、模量剂用量较多的PP高模量Superpave混合料能够获得优异的抗车辙性能。采用掺入SBR改性剂复合改性的方法弥补了PP高模量Superpave混合料低温抗裂性能不足的缺陷,制备出了在不降低其他路用性能的情况下具备优越抗车辙性能的高模量Superpave沥青混合料。     

高模量改性剂的作用机理及应用研究

以70#石油沥青、SBS改性沥青和高模量改性沥青为研究对象,通过流变试验,定量研究了高模量改性剂掺量对沥青黏弹特性的影响,并与SBS改性沥青进行了对比分析,结合荧光显微试验,研究了高模量改性剂的改性机理;基于车辙试验和动态模量试验,分析比较了高模量改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料在路用性能方面的差异.结果表明:高模量改性剂在改善基质沥青的高温性能和黏弹性能方面具有良好的效果,其掺量为6.67％时改性效果优于SBS改性沥青;高模量改性剂颗粒可以在沥青中溶胀发育,形成聚合物链接,改善了沥青的黏弹特性;与SBS改性沥青混合料相比,高模量改性沥青混合料的抵御变形能力更好,在高温地区的使用性能优越.     

高模量再生沥青混合料性能研究

为了研究热再生高模量沥青混合料的路用性能,通过将普通沥青和不同掺量的布墩岩沥青(BRA)配制成改性沥青,分析了BRA掺量对改性沥青性能的影响规律,并以改性沥青混合料的动态模量为指标确定了BRA的合理掺量。通过测试不同旧料掺量下的再生混合料的动态模量、高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,提出热再生高模量沥青混合料的旧料合理掺量。结果表明:随着BRA掺量的提高,改性沥青的高温稳定性有所提升,BRA的合理掺量为40%。旧料掺量的提升对于再生混合料的模量提高影响不大;旧料掺量的提升有益于改善再生混合料的抗车辙性,但会影响其低温稳定性;在旧料掺量小于60%时,对高模量再生混合料水稳定性影响不大;旧料掺量过高不利于高模量再生混合料的疲劳性能。     

抗车辙剂沥青混合料性能试验研究

本文主要研究抗车辙剂对沥青混合料性能的影响,通过一系列室内试验对掺入的抗车辙剂沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、水稳定性能进行评价。同时又进一步分析了加载频率影响下的动态模量和相位角的变化规律。试验结果表明:抗车辙剂对沥青混合料性能有促进作用,能明显提高沥青混合料高温性能。冻断试验结果证明抗车辙剂对沥青混合料低温性能没有太大影响。根据动态模量及相位角与加载频率的关系,说明随着加载频率的增加动态模量增加有一个限定值,抗车辙剂的加入使沥青混合料在低温高频时弹性体特征表现得更强。     

不同功能型沥青改性剂对沥青混合料高低温性能的影响研究

通过对沥青混合料动态模量、疲劳寿命、车辙试验、低温小梁弯曲试验进行对比分析,考察了不同功能型沥青改性剂对沥青混合料高低温性能的影响。采用DSC分析了改性剂对沥青性能影响的关键组成因素。结果表明:高模量改性剂(EME)具有较好的高温模量和抗车辙性能,低温改性剂(TLM)的低温小梁弯拉应变较大,不同功能型改性剂在提高沥青高温性能的同时会削弱其低温性能,反之亦然。结合DSC分析可知,改性剂中存在的SBS和PS等弹性体对沥青混合料的低温性能有改善,存在的PE和PP对沥青混合料的高温性能有改善。沥青混合料高低温性能是各组分作用效果的综合表现。     

PE类高模量沥青混合料特性研究

利用聚乙烯（PE）添加剂和聚苯乙烯一丁二烯一聚苯乙烯嵌段共聚物（SBS）掺入到70号石油沥青中,通过搅拌分散等一系列工序制备出聚合物复合改性沥青,动态扫描结果显示该沥青达到高模量沥青指标要求;采用高模量沥青按AC-20型级配制备出高模量沥青混合料,通过动态和静态模量试验、车辙试验和劈裂试验等发现：PE和SBS能够显著提高沥青混合料的动、静态模量,在高温情况下动态模量的提高极为明显,据此提出高模量沥青混合料的特性。这些特性可以验证、评价高模量沥青混合料的质量,为生产高质量的高模量沥青混合料提供技术参考;高模量沥青混合料疲劳性能比SBS沥青混合料的稍差,但强于基质沥青混合料;高模量改性沥青混合料若用于南方高温地区上、中和下面层或北方低温地区的中、下面层,其低温抗裂性能完全能满足要求,可以认为其具有优良的低温抗裂性能。     

高模量改性沥青与基质沥青混合料路用性能对比实验研究

本文为了寻求满足湿热地区气候特征的改性沥青,通过室内实验研究壳牌70#基质沥青混合料和高模量改性沥青混合料(壳牌70#基质沥青添加高模量改性剂)的高温性能、低温性能以及水稳定性,并对两种沥青混合料路用性能进行对比,实验研究表明添加高模量改性剂后混合料的动稳定度得到明显的提高,且低温性能和水稳定性也有一定程度的提高。这将为解决南方湿热地区车辙病害等问题提供一种新材料。     

高模量沥青胶结料路用性能流变学分析

以基质沥青、高模量改性沥青和SBS改性沥青的路用性能为研究对象,通过常规流变学试验方法,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂对基质沥青黏弹特性的定性影响,并量化分析了不同外掺剂种类对基质沥青路用性能的影响;通过多应力重复蠕变恢复试验,对比研究了高模量外掺剂和SBS改性剂在提高基质沥青抗车辙能力上的差异和提高效果;基于加速疲劳试验方法对上述三大类沥青胶结料的疲劳损伤及失效特性进行对比研究,分析比较了不同沥青胶结料在疲劳损伤演化和疲劳寿命方面的差异.结果表明:RA(resin alloy)和PR(PR plasts)这2种常用高模量外掺剂在提高沥青胶结料劲度模量方面具有相近的效应;三大类沥青胶结料在相同试验温度条件下的永久变形抵抗能力排序为:高模量改性沥青SBS改性沥青基质沥青;三大类沥青胶结料疲劳寿命的排序为:SBS改性沥青高模量改性沥青基质沥青;此外,在使用相同基质沥青的条件下,掺加RA的高模量改性沥青比掺加PR的高模量改性沥青具有更好的抗疲劳性能.     

胶粉/SBS复合改性高模量沥青混合料性能研究

胶粉/SBS复合改性综合了橡胶沥青和SBS改性沥青的优势,能显著改善混合料的高低温性能。采用残留稳定试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、车辙试验、四点弯曲疲劳试验和动态模量试验,分析胶粉/SBS复合改性高模量沥青混合料的路用性能及动态力学特性,并与硬质20#高模量沥青混合料及SBS改性沥青混合料进行对比。结果表明,胶粉/SBS复合改性高模量沥青混合料的水稳定性、高低温性能、抗疲劳性能及动态模量值更优,且各项指标满足高模量沥青混合料要求。     

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.     

再生沥青混合料性能研究

该文通过再生沥青混合料和再生沥青的复合模量,探讨旧沥青混合料掺量对混合料以及再生沥青的影响。对于PG 64-22级沥青,考虑了15%,25%,40%三个旧料掺量水平;对于PG58-28,考虑了25%和40%两个旧料掺量水平;同时以PG64-22沥青,不添加旧料作为对照组。成型后的混合料试件在三个不同的温度下进行测试以确定其复合动态模量（｜E＊｜）。同时分别在相同的温度下对抽提后的再生沥青,抽提后新沥青以及新沥青进行复合剪切模量测试（｜G＊｜）。对混合料试件进行了低温蠕变和间接拉伸试验,以确定其低温蠕变柔量和间接拉伸强度,以用来预估路面的临界开裂温度。统计分析结果表明,旧料掺量为15%和25%时,其平均强度和动态模量没有显著差别。只有当温度较高时,对照组和旧料掺量为40%的混合料间存在一些差异。     

SBR胶乳掺量对改性乳化沥青性能的影响

为研究丁苯橡胶(SBR)胶乳掺量对改性乳化沥青性能的影响,对不同SBR胶乳掺量的改性乳化沥青进行针入度、软化点、延度和储存稳定性试验,并采用动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)测试了SBR胶乳掺量对改性乳化沥青高低温性能的影响.结果 表明:随着SBR胶乳掺量的增加,改性乳化沥青的延度、软化点及软化点差逐渐增大,针入度降低;相同温度下,随着SBR胶乳掺量的增加,改性乳化沥青的复数模量、车辙因子和蠕变速率逐渐增大,劲度模量、相位角逐渐减小;综合考虑SBR胶乳掺量对改性乳化沥青各项性能指标的影响,SBR胶乳的建议掺量为4％.     

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。     

沥青混合料高温蠕变变形行为及机理

采用3种级配沥青混合料,在不同温度条件和应力水平下进行静态蠕变试验,根据应力应变关系得到了稳态蠕变速率,讨论了温度和荷载应力对沥青混合料稳态蠕变速率的影响,并通过稳态蠕变速率与温度、应力水平的量化关系获得了应力指数和蠕变激活能,并分析了沥青混合料的蠕变行为与机理.研究表明:虽然3种沥青混合料的稳态蠕变速率均随温度和应力水平的提高而逐渐增大,但它们的应力指数相差不大,均小于3,属于矿料界面位错机理控制的扩散蠕变;沥青混合料蠕变激活能与车辙动稳定度相关性较好,可以反映该混合料的高温稳定性,其中中型级配AC-16沥青混合料的蠕变激活能最高;公称粒径大小不是影响沥青混合料高温性能的决定性因素.     

基于MSCR试验的改性沥青高温性能评价

应用多应力蠕变恢复(MSCR)试验,对SBS改性沥青、胶粉改性沥青和高强沥青在不同温度下的不可恢复蠕变柔量Jnr与应力敏感性指标Jnr-diff进行了分析,依据AASHTO MP19-10标准对3种改性沥青进行了交通分级,并采用改性沥青混合料三轴动态蠕变试验进行了验证.结果表明:在非线性范围内应力和温度对改性沥青抗永久变形能力的影响具有等效性;随着温度的升高,改性沥青流变性能的线性范围逐渐变窄,应力敏感性更为显著;胶粉改性沥青在低应力区间的高温性能优秀,但是其线性范围很小,当应力或温度提高时胶粉改性沥青的流变性能迅速进入非线性范围,高温性能急剧衰减;不同应力和温度下改性沥青高温性能的排序发生改变,基于AASHTO MP19-10标准的交通分级能够反映改性沥青的这一特性.