添加抗车辙剂的沥青混合料性能试验研究

研究了添加抗车辙剂路孚8000(的沥青混合料的各项性能。对抗车辙剂不同掺量下的沥青胶结料进行了基本性能试验,包括高温车辙、低温弯曲和冻融劈裂。结果表明:改性沥青混合料掺入抗车辙剂掺量后,动稳定度提高显著;对沥青混合料的抗水损害性能变化不大;混合料的低温抗裂性能略有提高。     

纳米TiO_2/CaCO_3-玄武岩纤维复合改性沥青的路用性能

为了同时改善沥青高温稳定性和低温抗裂性,本文选用纳米TiO_2/CaCO_3和玄武岩纤维对沥青进行复合改性。采用锥入度试验、软化点试验、延度试验、黏度试验、动态剪切流变试验以及低温弯曲蠕变试验对复合改性沥青的高温稳定性和低温抗裂性进行评价。结果表明:掺入纳米TiO_2/CaCO_3和玄武岩纤维可有效提升沥青的抗剪切强度和黏结力,增强高温抗永久变形能力;掺入纳米TiO_2/CaCO_3和玄武岩纤维后沥青低温延展性降低,在改性材料掺量较低时弯曲蠕变速率升高,低温应力松弛能力增强,改善了低温性能;同时掺入两种改性材料对于沥青性能的改善作用具有叠加效应,在沥青路面中进行应用有利于进一步提高其使用寿命。     

泡沫温拌再生沥青高低温性能研究

为研究回收沥青掺量对泡沫温拌沥青高低温性能的影响,分别对掺加0%、20%、40%、60%、80%回收沥青的泡沫温拌沥青进行软化点、DSR和BBR试验。试验表明:随着回收沥青掺量的增加,泡沫温拌再生沥青的软化点、车辙因子和破坏温度值逐渐升高;当回收沥青的掺量达到60%及以上时,泡沫温拌再生沥青胶结料的高温性能明显改善;胶结料试样的低温抗裂性能随着回收沥青掺量比例的增加而逐渐降低,当回收沥青的掺量大于40%时,泡沫温拌再生沥青的蠕变劲度S和蠕变速率m值不能满足规范要求,低温抗裂性能较差;建议回收沥青的掺量小于60%。     

SEAM改性沥青流变特性

采用动态剪切流变试验测试了沥青胶浆在原始状态、旋转薄膜老化状态及压力老化状态下的复数模量、相位角、车辙因子、疲劳因子。采用弯曲梁流变试验测试了沥青胶浆的蠕变劲度及蠕变劲度变化率。结果表明,长期老化后,改性剂质量分数为10%的SEAM改性沥青车辙因子显著增强,且疲劳因子满足SHRP沥青胶结料规范。随着改性剂含量的增加,沥青蠕变劲度增加,蠕变劲度变化率降低。综合分析上述各项流变指标可知,SEAM改性剂对沥青流变特性影响显著,适当含量(质量分数为10%)的SEAM改性剂可以有效改善沥青流变效果,而高含量(质量分数为20%以上)的SEAM改性剂会使沥青流变效果降低。     

国产硬质沥青及混合料高温性能研究

硬质沥青混凝土具有较好的抗车辙性能和较高的回弹模量,近年来国际上道路沥青标号的应用也向偏稠的方向发展.利用常规指标和SHRP指标分析了国产2种50#道路硬质沥青结合料的性能,研究了硬质沥青混合料配合比设计方法,运用回弹模量、车辙动稳定度、高温蠕变劲度模量等指标评价其沥青混合料路用性能.研究结果表明国产硬质沥青混合料具有较高的回弹模量和劈裂强度,同标号硬质沥青混合料高温性能存在明显差异.相比于25℃针入度指标,硬质沥青60℃动力粘度与沥青混合料高温稳定性能相关性较好.     

温拌型抗车辙剂改性沥青流变性能

传统抗车辙剂主要是一类以聚烯烃类物质为主体的高分子添加剂,但其存在与沥青胶结料相容性不佳的技术问题.为了探索与沥青相容性好且具有高熔点特性的改性蜡类材料是否具备用于制备温拌型抗车辙剂的潜质,研究中将传统聚烯烃类抗车辙剂与高温蜡按不同比例混合,制备出系列温拌型抗车辙剂.将4种抗车辙剂分别按照3％、6％和9％的掺加比例加入基质沥青中制备出12种抗车辙剂改性沥青.对上述改性沥青进行动态剪切流变(dynamic shear rheometer,DSR)温度扫描、频率扫描和多应力蠕变恢复(multiple stress creep recovery,MSCR)等系列流变性能测试,旨在解析高温蜡组分对抗车辙剂熔体流动性影响的同时,筛选出适用于抗车辙剂改性沥青的高温性能评价指标.研究结果显示,抗车辙剂中高温蜡含量与抗车辙剂的熔体质量流动速率(melt mass-flow rate,MFR)具有线性相关性.在低于高温蜡熔点的测试温度下,MFR会随高温蜡比例的增加而降低;在高于高温蜡熔点的情况下,MFR会随高温蜡比例的增加而升高.鉴于高温蜡高熔点的特征,整体上高温蜡成分会有助于抗车辙剂改性沥青高温性能的提升.温拌型抗车辙剂中高温蜡比例越高,其对沥青高温性能的改善越好.研究中高温蜡质量分数为30％的温拌型抗车辙剂对沥青高温性能的改善最佳.综合比较不同流变评价参数,对于以高弹性特征为主体的抗车辙剂改性沥青,车辙因子和不可恢复蠕变柔量Jnr3.2更适合作为其高温性能的评价指标.     

掺外加剂沥青混合料路用性能及黏弹性试验分析

为了研究外加剂对沥青混合料路用性能的改善,选取3种外加剂,配制了5种沥青混合料,对其高温稳定性、低温抗裂性能、水稳定性等路用性能及黏弹性进行了试验与分析.试验结果表明:沥青混合料的路用性能与模量关系密切,高温模量最高的抗车辙剂混合料及PR.M混合料的高温稳定性能良好;在低温时模量降低的橡维联混合料的低温抗裂性能良好;添加抗车辙剂与橡维联的沥青混合料兼顾了高、低温性能.掺有抗车辙剂与PR.M的3种沥青混合料,其水稳定性显著改善.配制的5种混合料在不同温度下的蠕变规律基本相同,蠕变变形随时间延长而逐渐增大,直至趋于稳定,混合料抵抗变形能力逐渐提高.对于抗压回弹模量提升效果显著的抗车辙剂和PR.M,其混合料的蠕变劲度模量较其他混合料高.     

基于流变学方法的沥青中高温性能及胶浆抗剪强度研究

为了探究不同改性剂对基质沥青各项性能指标的改性效果,选取三种不同的改性沥青,SBS改性沥青、TPE改性沥青和高黏高弹改性沥青,进行室内试验研究对比。通过改性沥青胶浆锥入度试验、PG高温分级试验、温度扫描试验和MSCR试验,从抗剪强度、中高温性能、抗永久变形及变形恢复等方面系统地评估三种改性沥青的路用效果。研究结果表明:改性沥青及胶浆的制备,需要将制备时间、剪切速率、温度等参数严格控制在合理的范围之内,保证材料满足要求;各种沥青胶浆抗剪强度与温度呈现良好的相关性,并且各个回归方程的相关系数R²非常高,TPE改性沥青胶浆有着较高的抗剪强度;三种改性沥青流变试验显示,TPE改性沥青的中高温抗变性能力和高温蠕变恢复能力最佳,高黏高弹改性沥青次之,SBS改性沥青低于前两种沥青。     

发泡用水量对橡胶沥青高低温性能的影响研究

利用DSR试验、弯曲梁流变试验(BBR)对不同发泡用水量条件下橡胶沥青的高低温性能进行测试,并采用车辙试验、低温小梁弯曲试验分别评价混合料的高低温性能。结果表明:泡沫温拌橡胶沥青与橡胶沥青发泡前相比,高温性能显著降低,低温性能明显提高;泡沫温拌橡胶沥青结合料的高温性能随发泡用水量的增加逐渐降低,低温抗裂性能先降低后提高;与未发泡的橡胶沥青相比,泡沫温拌橡胶沥青混合料的高温抗车辙性能降低,低温性能提高,并且随着发泡用水量增加,泡沫温拌橡胶沥青混合料的动稳定度不断降低,破坏应变值逐渐升高。     

新型改性沥青混合料路用性能评价研究

目的研究新型改性沥青影响其混合料路用性能的机理，为不同气候条件下筑路材料的合理选择提供依据．方法根据美国Superpave针对沥青混合料路用性能评价原理，结合动态剪切流变、高温稳定、水稳定、耐老化以及低温抗裂测试，评价了3种改性剂（硬质沥青、聚酯纤维、废旧橡胶轮胎粉）对基质沥青Shell60／70流变特性的影响，并对比分析了4种沥青混合料（AC20、GM—AC20、RM—AC20、FR—AC20）室内试验结果．结果聚酯纤维改性沥青混合料水稳定性最好，硬质改性沥青混合料高温稳定性较强、水稳定性较差，橡胶粉改性沥青混合料在低温抗裂和耐老化特性方面均表现了较好的路用性能．结论4种沥青混合料由于其沥青结合料流变特性的不同，而表现出不同的路用性能．①硬质改性沥青混合料适合于高温少雨地区；②聚酯纤维改性沥青混合料能够满足高温多雨地区路用性能的要求；③橡胶改性沥青混合料适用于北方低温地区，加之具有保护环境节约能源的特征，值得大力推广．     

Optimal percentage of reclaimed asphalt pavement in central plant hot recycling mixture

For determining the optimal percentage of RAP material in central plant hot recycling, binder was recovered from RAP by means of Abson recovery method, and properties tests of mixed binders consisting of recovered asphalt and fresh asphalt at different ratios were performed. In addition, the performances of mixture with different percentages of RAP such as rutting resistance, anti-cracking, moisture susceptibility and fatigue resistance were tested. The binder test results showed that the high temperature performance was improved with the increase of the percentage of the RAP, while the low temperature performance was declined. When the percentage of the recovered binder was less than 30%, the mixed binder could match the technical standards for fresh asphalt. Tests on the mixtures showed that rutting resistance increased gradually as RAP percentage increased, while thermal anti-cracking at low temperature and fatigue properties declined. The effect of the percentage of RAP on moisture susceptibility was limited. It is indicated that low temperature performance and fatigue properties are important for selecting the optimal percentage of RAP. Based on data obtained from binders and mixtures, it is concluded that the maximum percentage of RAP is approximately 30% without the addition of rejuvenating agent.     

餐饮废油生物沥青路用性能的试验研究

为探究餐饮废油作为石油沥青抗老化剂的可行性,以90#基质沥青和基于餐饮废油制备的生物质重油为原材料,经高速剪切制备得到3%、5%、7%生物质重油掺量的生物沥青.基于动态剪切流变仪和弯曲梁流变仪系统地进行了老化后的基质沥青与生物沥青路用性能的对比研究.试验结果表明:随着生物质重油掺量的增加,生物沥青的中温抗疲劳性能和低温性能均有着不同程度的提高,但生物沥青的高温抗变形能力较差,与基质沥青相比更容易产生永久变形.     

Road performances of mesoporous nano-silica modified asphalt binders

The objective of this paper was to find new modifier to improve the aging resistance and low temperature cracking resistance of asphalt. To investigate the aging resistance of modified asphalt binders, mesoporous nano-silica(doping Ti~(4+)) was used as a asphalt modifier. Some physical properties including penetration, ductility, and softening point of asphalt were analyzed with RTFO(Rotating thin film oven) aging and ultraviolet aging. Moreover, the performances of high and low temperature of modified asphalt binders with pressure aging were tested by dynamic shear rheometer(DSR) test and bending beam rheometer(BBR) test. These results showed that the penetration decreased, low temperature ductility, and softening point increased when adding mesoporous nano-silica to base asphalt. After ultraviolet radiation aging, the penetration loss and ductility loss of modified asphalt decreased than that of original asphalt, the increase of softening point was also significantly reduced than that of base asphalt. Furthermore, The test results of DSR and BBR showed that the G*sinδ and creep modulus‘s' of pressure aged asphalt decreased, but the creep rate ‘m' increased. It can be concluded that the aging resistance and cracking resistance of modified asphalt are improved by adding mesoporous nano-silica, especially the doping of Ti~(4+) could improve the aging resistance obviously.     

高温高湿盐环境下SBS改性沥青胶浆的高温性能

基于自行设计的室内盐蚀干湿循环试验,采用动态剪切流变仪,对SBS改性沥青胶浆进行温度扫描试验和多重应力重复蠕变恢复(MSCR)试验. 以3.2 kPa应力下的不可恢复蠕变柔量J_nr,3.2为胶浆高温流变性能评价指标,分析试验环境和干湿循环耦合作用对胶浆流变性能的影响. 采用灰色关联理论,探究J_nr,3.2与常规流变参数、干湿循环次数及试验环境之间的关联性. 结果表明,随着盐蚀干湿循环次数的增加,胶浆的复数切变模量、车辙因子及J_nr,3.2均呈增大趋势,相位角和蠕变恢复率呈减小趋势. 在同种试验条件下,硫酸盐环境对胶浆高温性能的影响最大. J_nr,3.2与改进型车辙因子、试验环境的灰色关联度最大,关联度系数均大于0.93. 建议采用日常清扫、定期洒水冲洗的方式来减小路面盐分的积累,提高高温高湿环境中沥青路面的抵抗变形的能力.     

水性环氧树脂改性乳化沥青混合料性能

为了解决现有冷拌冷铺沥青混合料性能不足的问题,研究了水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的性能.采用先乳化后改性的方法制备了水性环氧树脂改性乳化沥青,利用击实试验和马歇尔设计方法确定了混合料的最佳外掺水量和最佳乳化沥青用量,对比分析了其击实和养生方式,并利用车辙试验、低温弯曲破坏试验、浸水马歇尔试验、疲劳试验等分别评价了其高温性能、低温性能、水稳定性能和疲劳性能.试验结果表明:采用第一次击实50次、110℃养生24 h、第二次击实25次、室温静置24 h的最佳击实和养生方式,可使水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的密度、空隙率、水分挥发量和稳定度达到最优.同时,与热拌沥青混合料性能相比,水性环氧树脂改性乳化沥青混合料的高温性能优越,低温性能和疲劳性能不足,水稳定性能基本保持一致.     

Rheological properties of conductive asphalt binders containing graphite and carbon fiber before and after ageing

Modified asphalt binders were prepared by adding conductive materials, graphite and carbon fiber. The rotation thin film oven test (RTFOT) and pressure age vessel test (PAV) were conducted to simulate the binder aging in the field. Rheological properties of graphite and carbon fiber modified asphalt binder were investigated by the empirically rheological properties (penetration and softening point) and the dynamic shear rheometer (DSR) test. Results show that physical properties of asphalt binder change with conductive material mixed. DSR tests present that the values of complex modulus increase while phase angles decrease under a proper amount of graphite and carbon fiber. Rutting parameters point out that graphite can improve the rutting resistance of asphalts. Rheological parameters can be used to assess aging.     

不同沥青胶结料重复蠕变试验研究

利用重复蠕变试验,对3种不同类型沥青结合料进行高温性能评价,试验结果表明,橡胶沥青高温性能明显优于SBS改性沥青,基质沥青最差。对不同粉胶比橡胶沥青胶浆试验分析发现,累积变形增长率随粉胶比变化呈现出峰值关系,粉胶比为0.3时橡胶沥青胶浆高温性能最差,进行橡胶沥青混合料设计时,粉胶比应尽量远离此值。     

含盐高湿环境下沥青混合料耐久性

为了研究含盐高湿环境下沥青混合料的耐久性,以不同温度和不同质量浓度盐溶液模拟含盐高湿环境进行汉堡车辙试验,并通过试验比较不同类型沥青混合料在含盐高湿环境下的耐久性,使用Origin 8.0对板状和圆柱形的车辙试验结果进行非线性指数拟合,提出含盐高湿环境沥青混合料耐久性的试验评价指标和检测方法,最后分析含盐高湿环境对沥青混合料的侵蚀机理.结果表明:采用改性沥青作结合料可以显著提高含盐高湿环境下沥青混合料的耐久性;含盐高湿环境下,普通AC混合料的耐久性较差,而SMA混合料的耐久性优于其他类型混合料;60℃、70℃圆柱形试件浸水车辙变形率可以作为沥青路面耐久性的评价和检测指标;高温、盐分、水分及其耦合效应是引起沥青混合料耐久性降低的主要原因.