多聚磷酸改性沥青结合料高低温流变特性

通过沥青3大指标实验、动态剪切流变实验(DSR)和小梁弯曲蠕变劲度实验(BBR),研究不同掺量多聚磷酸(PPA)单独改性沥青的高低温流变性能,并与基质沥青和SBS改性沥青进行对比。结果表明,随PPA掺量的增加,PPA改性沥青软化点升高,针入度降低,PPA对沥青高温性能改善较为明显;DSR实验证明,可以用1%的PPA代替4%的SBS来改善沥青的高温性能,并且PPA掺量几乎每增加0.5%,高温PG等级就提高一个等级;对于PPA单独改性沥青低温性能,在正温区内得到的趋势不能外延到负温区内,延度实验表明,在正温区内,随PPA掺量增加,PPA改性沥青低温性能负面影响增大,SBS改性沥青的低温性能优于不同掺量的PPA改性沥青;BBR实验证明了在负温区内,不同掺量的PPA改性沥青和SBS改性沥青在不同温度区间内表现出的低温抵抗变形能力不同。     

基于温拌沥青性能的不同温拌剂效能评价

为研究不同温拌剂对沥青性能的影响,促进温拌沥青技术的推广应用,选择Sasobit、Aspha-min、ZYF三种温拌剂和SK90#沥青、SBS改性沥青,通过针入度、软化点、延度试验、旋转黏度试验、动态剪切流变试验和弯曲梁流变试验系统地研究不同温拌剂对沥青性能的影响,并根据沥青指标的变化确定ZYF温拌剂的合理掺量。结果表明:Sasobit和Aspha-min可以改善沥青的高温性能,但对低温性能不利;ZYF温拌剂略微降低沥青的高温性能,但能显著改善其低温性能;Sasobit和ZYF温拌剂可显著降低沥青的高温粘度,Aspha-min温拌沥青的粘度略微增大;ZYF温拌剂的合理掺量为沥青用量的4%。     

基于流变特性的复合相变调温沥青性能评估

为了研究相变调温沥青的性能,采用原位聚合法制备出十四烷-正辛酸复合相变微胶囊(T-OAPCMs),将其分别掺入基质沥青和SBS改性沥青中制备不同掺量的相变沥青及相变改性沥青。通过三大指标、布氏旋转黏度测试相变沥青基本物理性能,并采用动态剪切流变仪(DSR)进行温度扫描试验研究相变沥青高温流变性能。结果表明,掺入T-OAPCMs后相变沥青的延度显著增加,低温性能得到改善。当T-OAPCMs掺量增加,相变沥青的布氏黏度μ和复数剪切模量G*减小,车辙因子G*/sin δ降低82%～97%左右,临界温度T_HS降低6～19℃,高温抗车辙性能明显下降。相变沥青的疲劳因子G*·sin δ减小,抗疲劳性能得到改善。T-OAPCMs掺量超过10%后,温度变化对沥青抗疲劳性能影响不明显。     

降黏型温拌胶粉改性沥青高低温性能试验

通过动态剪切流变试验(DSR)和小梁弯曲蠕变劲度试验(BBR),对添加不同掺量(1%、2%、3%)有机降黏剂(LP)的胶粉改性沥青(CR)高低温性能进行研究。结果表明:LP的添加使胶粉改性沥青的高温性能得到改善,复数剪切模量G*增大,相位角δ减小,且随着LP掺量的增加,其高温抗变形能力逐渐增强。对于低温性能,LP的添加可以提高胶粉改性沥青的低温性能,但不同温度下,随着降黏剂LP掺量的增加,其低温抗裂性能呈减小趋势,对改善胶粉改性沥青低温性能有一定的负面影响,且随着温度的降低,LP对胶粉改性沥青的低温性能改善效果减小,不同掺量对其影响相差不大。     

老化作用下SDYK型温拌胶粉改性沥青高低温性能研究

通过动态剪切流变试验(DSR)和低温弯曲蠕变试验(BBR),对短期老化前后不同SYDK掺量(0.4%,0.6%,0.8%)的温拌胶粉改性沥青高低温性能进行研究。DSR试验结果表明,短期老化前后,掺入SDYK温拌剂的胶粉改性沥青的复数剪切模量G~*增大、相位角δ减小、改进车辙因子G~*/sin~9δ增大,说明SDYK温拌剂的掺入改善了胶粉改性沥青的高温性能,SDYK温拌剂掺量为0.6%时胶粉改性沥青高温性能最好;BBR试验结果表明,掺入SDYK温拌剂的胶粉改性沥青劲度模量S值增大,蠕变速率m值减小,优化指标m/S值减小,说明SDYK温拌剂的掺入降低了胶粉改性沥青低温抗开裂性能。综合考虑高低温性能,质量分数为0.6%SDYK温拌剂掺量为最佳掺入量。     

岩沥青的路用性能试验研究

本文对岩沥青改性沥青的各项性能进行了试验研究,经分析得出,其各项性能优于基质沥青;继而又对岩沥青改性沥青混合料进行了试验研究,研究表明:掺加岩沥青后水稳定性、高温性能得到提高,低温性能有所下降。综合分析得出:掺加10%岩沥青的混合料各项性能优异,此掺量为最佳。     

表面活性剂对温拌胶粉改性沥青高低温性能的影响

为了研究表面活性剂(SYDK)对胶粉改性沥青(CR)高低温流变性能的影响,对添加不同SYDK掺量(0.4%,0.6%,0.8%)的60目胶粉改性沥青和混合目胶粉改性沥青进行动态剪切流变实验(DSR)和小梁弯曲蠕变劲度实验(BBR)。结果表明:SYDK的添加改善了胶粉改性沥青的高温性能,对混合目胶粉改性沥青高温性能的改善更显著,且SYDK掺量为0.6%的混合目胶粉改性沥青高温性能最佳。添加SYDK后,60目胶粉改性沥青应力松弛能力有所提高,低温性能有所改善,而混合目胶粉改性沥青的低温抗裂性变差,其中0.6%的SYDK掺量对其低温性能影响最小。综合考虑高低温性能指标,建议表面活性剂SYDK掺量选择0.6%。     

苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物与废橡胶粉复合改性高黏沥青及混合料性能研究

为了评价高黏改性剂对沥青性能的影响,采用高速剪切法制备了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青、废橡胶粉改性沥青和两种SBS/橡胶粉复合改性高黏沥青。通过三大指标试验、黏度试验、高温车辙试验和低温小梁弯曲试验,研究了高黏沥青的高低温性能、感温性能及沥青混合料路用性能。结果表明:4种改性沥青的高低温性能随各自改性剂掺量的增加逐渐提高,掺加10%北美岩沥青或2.5%多聚磷酸(PPA)的高黏沥青感温性能更稳定,较大幅度提升了黏度值,高温性能改善明显;掺加2.5%PPA的高黏沥青及其混合料能够更好地抵抗高温条件下的性能衰减,保证了使用效果,更适用于温度较高地区;掺加10%北美岩沥青的高黏沥青及其混合料在低温条件下性能良好,推荐在低温地区使用。     

响应曲面法优化热解炭黑/鸡毛纤维复合改性沥青高低温性能研究

为提高热解炭黑改性沥青的低温性能，以熔融共混法工艺，制备了热解炭黑与鸡毛纤维复合改性沥青。基于响应曲面法的中心复合设计，以热解炭黑掺量、鸡毛纤维掺量、鸡毛剪切时间为自变量，对复合改性沥青进行针入度、延度、软化点实验。以针入度、延度、软化点综合最优为目标，确定了热解炭黑掺量、鸡毛纤维掺量、鸡毛剪切时间优化参数。模型优化结果显示，最佳水平组合参数为热解炭黑掺量10.6%、鸡毛纤维掺量1.8%、鸡毛剪切时间6.8min,对最佳水平组合参数复合改性沥青进行响应变量实验，验证结果在4.6%误差范围内。路用性能实验表明，与基质沥青相比，复合改性沥青混合料的动稳定度由2243次/mm增加到3120次/mm,最大弯拉应变由3089με增加到3299με,高温稳定性与低温抗裂性均得到提高。     

氧化石墨烯改性沥青结合料的性能

为了研究氧化石墨烯(GO)改性沥青结合料的性能,分别利用质量分数为0%、0.02%、0.05%和0.08%的GO掺加到AH-70#沥青和SBS改性沥青结合料中进行黏度实验,以及针入度、软化点和延度等3大指标实验和动态剪切流变(DSR)、多应力恢复蠕变(MSCR)、弯曲梁流变测试(BBR)等实验。结果表明:加入GO可显著提高沥青结合料的黏度、高温稳定性和抗车辙能力,但对低温抗裂性影响并不显著;明显降低沥青结合料的针入度,提高其软化点,但对延度的影响不大;不会明显改变沥青结合料的玻璃化转变温度,但可显著提高其交联密度;对基质沥青的改性效果优于SBS改性沥青,最佳掺量分别为0.05%和0.2%。     

沥青材料的玻璃态转变温度求解及低温性能分析

针对玻璃态转变温度Tg难以实测及现有计算方法原理不清晰、参数标准差偏大的问题,利用水平移位因子lg(αT),根据Williams-Landel-Ferry方程(简称WLF方程)推导了玻璃态转变温度的求解公式:任选2个参考温度T1、T2进行移位因子计算,通过线性回归得到各自参数C1、C2、C1′、C2′;将2个参考温度下的移位因子相减,推算出Tg求解公式。利用该方法计算了3种基质沥青和2种SBS改性沥青材料的Tg,并使用对应的沥青混合料进行了低温弯曲试验验证。结果表明,该计算方法原理清晰、过程简单,可以准确地计算玻璃态转变温度Tg,有效评价沥青材料的低温性能。     

复杂气候条件下胶粉改性沥青的低温性能

我国北方地区夏季高温炎热,冬季寒冷冰冻。沥青路面在施工和使用的过程中,高温易导致老化,低温易发生冻融循环,都会对沥青的性能产生影响。本研究分别对基质沥青和胶粉改性沥青进行短期、长期热老化试验和盐冻循环试验,并对环境影响后的基质沥青和胶粉改性沥青进行弯曲梁流变试验(Bending beam rheometer,BBR),通过弯曲蠕变劲度S和蠕变速率m对比其低温性能的变化规律。同时对不同环境影响后的两种沥青进行原子力显微镜(AFM)观测,比较两种沥青微细观结构的变化情况。结果表明:基质沥青和胶粉改性沥青的低温抗裂性能和抗变形能力受热老化影响严重,季节性冰冻区沥青路面铺设和使用时要注意热老化的控制和预防,从而保证道路的使用寿命;与基质沥青相比,胶粉改性沥青盐冻循环和热老化后的抗变形能力和低温柔性得到改善,其更适合北方寒冷地区使用。     

基于改进车辙因子的泡沫沥青高温性能评价

为研究泡沫沥青的高温性能,对老化前后的发泡70号基质沥青和SBS改性沥青进行动态剪切流变试验,得出车辙因子,并计算出改进车辙因子(G*/(sinδ)9),分别拟合出fail temperature值,据此评价泡沫沥青的高温性能。结果表明:改进车辙因子G*/(sinδ)9及其拟合出的fail temperature值更高,使两种泡沫沥青的高温性能明显改善;在发泡用水量为1%的条件下,70号基质沥青的G*/(sinδ)9及其fail temperature值增加较为明显,在发泡用水量为3%的条件下,SBS改性沥青的G*/(sinδ)9及其fail temperature值增加较为明显。     

基于DMA方法的玻璃态转变温度与沥青混合料低温性能研究

为进一步探究沥青与沥青混合料玻璃态转变温度与沥青混合料低温性能的相关性,以交通运输部公路科学研究院足尺环道(RIOHTrack)为依托,采用动态力学分析仪在弯拉受力模式下用沥青和沥青混合料试件进行温度扫描试验,通过函数拟合确定材料的玻璃态转变温度,进而比较不同定义方式下材料的玻璃态转变温度的变化趋势,探究沥青与沥青混合料相态转变温度的相关性。最后通过与低温弯曲小梁试验的实验结果的相关性和灰关联度分析,讨论利用沥青与沥青混合料的玻璃态转变温度评价沥青混合料低温性能的可行性。结果表明:(1)对于同一种材料,不同的玻璃态转变温度定义下获得的玻璃态转变温度之间存在良好的相关性;(2)在相同级配和相同试验条件下,沥青是影响沥青混合料玻璃态转变温度的主要因素;(3)在弯拉受力模式下沥青与沥青混合料的玻璃态转变温度与材料的低温性能相关性良好,但通过灰关联度分析发现采用沥青混合料的玻璃态转变温度评价混合料的低温性能更加合理。     

聚合物改性沥青的研究进展

介绍了目前聚合物改性沥青的研究进展,包括改性聚合物种类、聚合物改性机理及其性能评价方法,并阐述了聚合物改性沥青技术的发展趋势.     

TerminalBlend废胶粉-纳米SiO_2改性沥青粘温关系及低温韧性

为评价废胶粉-纳米复合改性沥青的高温抗变形性、流变特性及低温韧性,制备了湿法Terminal Blend胶粉-纳米SiO_2复合改性沥青,并借助旋转粘度、针入度、软化点、5℃和15℃延度试验进行了性能表征,还基于实测表观粘度拟合了复合改性沥青粘度-温度关系。结果表明:掺加纳米SiO_2后,复合改性沥青针入度减小,软化点升高,高温抗变形性能得到改善,且纳米SiO_2掺量越大,改善越显著;纳米SiO_2掺量4%时5℃延度比未掺前提高约37.5%。此外,复合改性沥青高温粘度较基质沥青和未纳米改性时有所增加,但135℃粘度不超过1500cP,施工和易性良好;粘度数据拟合还表明在135~200℃温度域内,复合改性沥青粘温关系符合较好的指数关系。     

基于流变测试技术的沥青评价方法研究进展

结合自身的研究,综述了沥青流变测试技术近几年的发展情况。分析认为,国内外都从影响路用性能的因素出发(包括车辆荷载、温度环境与降水、沥青材料的老化等),利用新型流变测试手段进行沥青路用性能及其行为机制的研究,并出现了较多的新型测试方法和评价技术。相对国外,国内沥青研究方法还多停留在常规分析和Su-perpave的沥青结合料的标准方法,在材料使用条件的模拟研究上,诸如频率、温度、应力水平、应变水平、界面行为等方面还存在很多测试方法创新和研究空间。     

老化和再生对沥青流变性能及微观结构的影响

采用动态剪切流变试验和原子力显微镜(AFM)分别测试了原样沥青、老化沥青和三种添加不同再生剂的再生沥青。结果表明:沥青老化后复数模量和车辙因子增大,相位角降低,蜂状结构面积比例、平均面积降低,微观形貌高度减小;老化沥青中加入再生剂后复数模量和车辙因子降低,相位角增大,微观结构各参数均得到不同程度恢复;证明沥青微观形貌特性与流变性能密切相关。     

改性沥青混合料拌和与压实温度确定方法综述

改性沥青混合料拌和与压实温度对沥青路面的设计和施工质量有很大影响,进而影响沥青路面的使用性能.介绍了4种具有代表性的确定改性沥青混合料拌和与压实温度的方法,分别为Yildirim法(Y法)、Bahia法(B法)、Shenoy法(S法)和Azari法(A法),阐明并论述了这4种方法的优缺点及适用范围.     

沥青及沥青混凝土阻燃性能测试与评价

概述了沥青和沥青混合料阻燃性能的测试和评价方法.沥青阻燃性能的测试评价方法主要为:氧指教试验法、水平及垂直燃烧测定法、锥形(Cone)量热仪法、熔融流淌时间和耐烧穿时间测定法、烟密度试验法、标准火灾房法、烟气毒性法、AsrM E-108法等.其中.对沥青路面阻燃性能的评价多采用氧指数试验法.沥青混合料阻燃性能的测试评价方法主要为:燃烧对路用性能影响的评价方法、燃烧深度的评价方法等.分析了每种测试评价方法的适用范围.通过对比分析得出,沥青结合料是影响隧道沥青混凝土路面阻燃性能的主要因素,但沥青混合料的级配类型、配合比也是影响隧道沥青混凝土路面阻燃性能的重要因素.因此,隧道沥青混凝土路面的阻燃性能测试评价除了对沥青结合料的阻燃性能进行测试评价外,还应对沥青混合料的阻燃性能进行测试评价.