布敦岩沥青改性沥青混合料低温抗裂性能试验研究

通过弯曲试验和冻断试验研究了经受紫外老化前后的布敦岩沥青(BRA)改性沥青混合料的低温抗裂性能,结果表明:紫外老化前BRA改性沥青混合料破坏应变比基质沥青混合料提高248μξ,冻断温度降低0.2℃,变化均不大;紫外老化后BRA改性沥青混合料比基质沥青混合料提高1 310μξ,提高幅度超过1倍。这表明,BRA改性沥青混合料在多因素耦合作用下的低温抗裂性能比基质沥青混合料更优,其路用性能衰变速率更慢。同时,结合试验结果提出了沥青混合料的开裂曲线,并尝试建立了沥青混合料的开裂计算模型。     

BRA改性沥青室内性能评价研究

基于布敦岩沥青(BRA)的改性机理及改性沥青生产工艺,制备了不同掺量的BRA改性沥青。通过室内试验评价BRA改性沥青的路用性能,并与基质沥青及SBS改性沥青进行对比。试验结果表明:BRA的掺加提升了沥青的高温性能、抗车辙变形能力、温度敏感性以及耐久性能;但是降低了沥青的延度,建议采用沥青混合料试验评价BRA改性沥青的低温性能。综合考虑BRA改性沥青的各项路用性能指标,推荐BRA的最佳掺量为20%~30%。     

纤维与BRA岩沥青复合改性剂组成优化及混合料性能评价

为了优化木质素纤维、聚酯纤维、BRA岩沥青复合添加剂材料组成,以峰值剪切强度为评价指标,通过极差、方差分析了木质素纤维、聚酯纤维、BRA岩沥青对基质沥青抗剪切强度的影响,优选了纤维的最佳掺配比例及BRA岩沥青的最佳掺量。通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂强度试验研究了纤维与BRA岩沥青复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明,当复合添加剂中m(木质素纤维)∶m(聚酯纤维)=1∶2,纤维总掺量为基质沥青质量的7%,BRA掺量为沥青质量的15%时,复合改性沥青具有最优的抗剪切性能。复合改性剂可以同时发挥BRA岩沥青的高温改性优势以及聚酯纤维的低温性能。     

岩沥青SBS复合改性沥青混合料的性能与机理

通过室内试验评价了布敦岩沥青(BRA)改性剂以及BRA-SBS复合改性措施对沥青混合料路用性能的影响;采用X射线衍射仪对岩沥青进行测试,结合相关理论分析了岩沥青对沥青混合料的改性机理.结果表明:BRA改性沥青混合料能达到与SBS改性沥青混合料相近的高温稳定性、水稳定性和抗疲劳性能;BRA改性沥青混合料的低温抗裂性较低,难以满足冬寒区路面表面层的低温抗裂性要求,采用BRA与低剂量SBS复合改性的沥青混合料可以用于各种温度分区的路面表面层;由于BRA中的矿物成分主要是方解石,因此BRA与沥青之间的反应是一个物理共混过程,BRA中沥青固有的高黏度和耐久性是改善沥青混合料性能的主要原因.     

岩沥青高强混合料BRAC-16在寒区的应用研究

为了研究高灰分布敦岩沥青(BRA)复合改性沥青胶浆的性能,以及BRA在寒区混合料中的设计应用,首先以SBS改性沥青、BRA和矿粉为原料,在粉胶比1.2的条件下,按照BRA中的灰分对矿粉0%,50%,75%和100%的替换比例,制备出四组改性沥青胶浆,然后通过针入度、软化点、布氏粘度、DSR试验表征四组改性沥青胶浆的性能,确定高灰分岩沥青对SBS改性沥青的改性效果,并以此设计沥青混合料BRAC-16,通过水稳定性实验、高温稳定性实验、低温抗裂性实验表征混合料的高低温和水稳定性能,为岩沥青在我国寒冷地区的推广应用提供参考价值。     

基于简化能量耗散率的岩沥青改性沥青疲劳性能

将纯岩沥青组分从布敦岩沥青(BRA)中抽提出来,作为基质沥青的天然改性剂,研究了岩沥青改性沥青的疲劳性能.首先分析了表征沥青疲劳性能的评价指标G*50(复数剪切模量衰减至初始值50%时所对应的荷载作用次数)和RDR(简化能量耗散率),然后基于时间-扫描试验,分别在应力0.35,0.40,0.45,0.50MPa和应变2.0%,2.5%,3.0%,3.5%的控制模式下,对不同掺量的岩沥青改性沥青疲劳性能进行了研究.结果表明:RDR由于反弯点的存在,可以很方便确定沥青的疲劳寿命;岩沥青改性沥青的疲劳性能依赖于加载模式,在应变控制模式下,纯岩沥青掺量小于15%(质量分数)时,有助于改善其疲劳寿命,但是,当纯岩沥青掺量继续增加,由于其本身沥青质含量较高、属于硬质沥青的特点,会缩短改性沥青的疲劳寿命;在应力控制模式下,随着纯岩沥青掺量的增加改性沥青疲劳寿命大幅延长,但是,纯岩沥青掺量过大会提高改性沥青对应力水平的敏感程度.     

布敦岩沥青改性沥青混合料的室内试验研究

试验研究了掺加不同比例布敦岩沥青对基质沥青针入度和软化点的影响及AC-13C型布敦岩沥青改性沥青混合料的路用性能,结果表明,布敦岩沥青改性沥青混合料具有优良的高温稳定性能,布敦岩沥青能显著改善和提高沥青路面性能。     

布敦岩矿料的沥青混合料路用性能

以70号A级道路石油沥青为依据,实施了6种不同布顿岩矿料掺量的6种AC20矿料级配的布顿岩沥青混合料路用性能研究。结果表明,布敦岩沥青原材料中的岩矿料对矿料级配组成与路用性能均影响较大;合理选择布敦岩沥青油石比可显著提高综合路用性能,较优油石比为0.7%～1.3%时的路用性能接近于SBS 改性沥青混合料,但对提高水稳定性能力有限;布敦岩沥青最佳掺量为23.7%,与布敦岩沥青原材料自身的油石比几乎相同。     

硅藻土/BRA岩沥青复合改性沥青组成优化及其混合料性能研究

为了协同改善沥青混合料的高低温性能与水稳定性,将硅藻土与布墩岩沥青(BRA)进行复配,以获得综合路用性能优异的沥青混合料。基于硅藻土/BRA复合改性沥青锥入度试验、软化点试验、直接剪切试验优化了适宜的硅藻土与BRA掺配范围,并研究了硅藻土/BRA复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明:掺入硅藻土和BRA复合改性剂可显著降低基质沥青的锥入度、提高软化点、提高抗剪切强度;可显著提高沥青混合料的高温稳定性与水稳定性,同时降低单轴贯入剪切强度对试验温度的敏感性。14%硅藻土与20%BRA复合改性的沥青混合料具有良好的低温抗裂性能和优异的水稳定性。     

布敦岩矿料对沥青混合料性能的影响

以70#A级道路石油沥青为基质沥青,对布敦岩沥青中岩矿料掺量(质量分数,下同)分别为0%,0.5%,1.0%,2.0%,3.0%,4.0%的6种AC20矿料级配布敦岩沥青混合料路用性能进行了研究.结果表明:布敦岩沥青原材料中的岩矿料对矿料级配组成与路用性能均影响较大,合理选择岩矿料掺量可显著提高沥青混合料综合路用性能,较优掺量为0.5%~1.0%时其综合路用性能接近于SBS改性沥青混合料,但对提高其水敏感性有限;岩矿料掺量变化对布敦岩沥青混合料动稳定度的影响较为显著,这两者的关系表现为凹形曲线特征;不能将布敦岩沥青原材料像SBS改性剂一样加入基质沥青中进行马歇尔试验来确定岩沥青原材料掺量,配合比设计时应考虑布敦岩沥青材料自身的特殊性,将岩矿料与纯岩沥青剥离开来并单独掺配使用;忽略布敦岩沥青中岩矿料的级配组成会对岩沥青混合料性能产生较大影响.     

层状改性剂对沥青老化性能的影响

将2种类型的层状改性剂(一种阳离子插层改性剂OMMT,两种阴离子插层改性剂A和B)利用熔融共混法制备3种改性沥青,通过薄膜烘箱老化试验(TFOT)、压力老化(PAV)和室内加速紫外老化试验(UV)研究层状改性剂对沥青老化性能的影响。结果表明:层状改性剂的加入使得改性沥青老化后软化点增量减小,残留针入度比增大,粘度老化指数也有所降低,层状改性剂能够改善沥青抗老化的性能,且A改性剂改善程度最大,OMMT改善沥青抗老化性能最弱。     

印尼布敦岩沥青在京开高速公路的应用

布敦岩天然沥青在沥青混合料中起到改性作用,能够有效提高沥青混合料的抗高温车辙、水损坏、老化等性能,同时具有节省造价的优点。结合京开高速公路路面施工,应用布敦岩沥青混合料铺筑了试验路,确定了施工工艺,为布敦岩沥青的推广应用积累了经验。     

布敦岩沥青与粗集料黏附性能评价方法

为评价布敦岩沥青(BRA)与粗集料的黏附性能,根据粒径差异提出干拌称重法,给出定量评价指标——黏附系数δ,分析了粗集料岩性种类和布敦岩沥青预热温度对2种材料黏附性能的影响.借助表面能理论,通过分析不同粗集料-岩沥青体系的黏附功W_a,验证了采用干拌称重法评价布敦岩沥青与粗集料黏附性能的有效性.结果表明:粗集料岩性种类和布敦岩沥青预热温度均对2种材料黏附性能有显著影响,推荐布敦岩沥青预热温度为90～96℃.     

布敦岩沥青路用性能试验研究及其在广青公路中的应用

为了充分发挥布敦岩天然沥青（简称BRA）的高抗车辙和抗疲劳性能,减少路面早期破坏,通过试验,系统研究了其路用性能,并将该研究成果应用于北京援建什邡的广青公路中。工程实践证明,BRA改性沥青混合料具有较好的路用性能,且价格低廉,性价比达到SBS化工合成类改性效果,有替代SBS等化工合成类改性剂的可行性,推广应用前景十分广阔。     

纳米蒙脱土改性沥青的抗老化性能及老化机理

以SK90#基质沥青和外掺质量分数分别为1%,3%和5%的纳米蒙脱土(MMT)改性沥青为研究对象,通过沥青三大指标、弯曲梁流变仪(BBR)测试结果以及原子力显微镜(AFM)观测结果,对比研究纳米MMT对老化前后沥青宏观抗老化性能以及微观结构的影响.结果表明:掺入纳米MMT后,沥青的残留针入度比、残留延度比及软化点增量均明显改善,且纳米MMT掺量为1%~3%时,改善效果在短期老化阶段最为显著;BBR试验获得的劲度模量变化率Sv与上述抗老化性能评价指标具有良好相关性,将其作为评价指标可以较好地反映纳米MMT改性沥青的抗老化性能,但应充分考虑沥青的低温性能;AFM均方根粗糙度Sq和三维图像表明,纳米MMT对沥青的微观结构有显著影响,纳米MMT片层结构及形成的纳米复合结构是延缓沥青老化的主要原因.     

布敦岩沥青混合料配合比设计及性能验证

为解决湿热地区路面高温车辙问题,利用布敦岩沥青对基质70#沥青进行改性。首先对掺25%布敦岩沥青的沥青混合料与70#基质沥青混合料进行级配设计,再进行马歇尔试验、冻融劈裂强度试验及车辙试验,结果表明布敦岩沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性和高温抗车辙能力方面明显提高,特别是车辙动稳定度提高近1.5倍,应用于某道路工程效果良好。     

BRA改性沥青混合料性能试验及应用研究

掺加布敦岩沥青(BRA)对普通沥青进行改性,能够明显改善普通沥青混合料的路用性能。文章基于马歇尔方法对BRA改性沥青混合料进行配合比设计并与同级配下的普通沥青混合料和SBS改性沥青进行性能对比。在此基础上,通过实体工程应用提出其施工工艺。室内试验及应用研究表明,BRA混合料性能优良且生产工艺简单,是一种较好的路用改性材料。     

硬质沥青与岩沥青改性沥青高模量混合料路用性能对比试验研究

通过针入度、软化点、延度、弗拉斯脆点和沥青旋转薄膜加热(RTFOT)试验对比分析了8%掺量的伊朗岩沥青改性沥青与30号硬质沥青的路用性能;通过试验对比分析基于高模量沥青混凝土(EME)和高性能沥青路面(Superpave)级配的伊朗岩沥青改性沥青与硬质沥青高模量混合料的路用性能。结果表明:8%掺量的伊朗岩沥青改性沥青与30号硬质沥青的高温、低温性能基本相当,伊朗岩沥青改性沥青的耐久性更好;伊朗岩沥青改性沥青和30号硬质沥青分别制备的EME混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能相差不大,而伊朗岩沥青改性沥青EME的抗水侵害能力和抗疲劳性能更佳;伊朗岩沥青改性沥青和30号硬质沥青分别制备的Superpave混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能相当,伊朗岩沥青改性沥青Superpave的抗水侵害能力更强。     

表面修饰纳米二氧化硅对沥青性能的影响

研究了表面修饰纳米SiO2对沥青物理性能和紫外老化性能的影响,并通过高温储存稳定性试验探讨了纳米SiO2与沥青的相容性.结果表明：纳米SiO2的表面修饰显著增强了其与沥青的相容性,相同掺量下,表面修饰纳米SiO2改性沥青的软化点差值以及离析管上下两部分纳米SiO2含量的差值均要低于未修饰纳米SiO2改性沥青.与未修饰纳米SiO2相比,表面修饰纳米SiO2对沥青的软化点和黏度提高幅度更大,针入度降低更小,且可提高沥青10℃的延度.同时,表面修饰纳米SiO2改性沥青紫外老化后的黏度老化指数显著减小,表现出优良的耐紫外老化性能.     

布敦岩天然沥青在城市道路中的应用

文章对布敦岩天然沥青混合料进行了深入研究,通过大量试验数据表明布敦岩天然沥青混合料AC-13具有优良的抗高温车辙性能和低温抗裂性能。