老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响研究

采用劈裂试验方法,分别对新拌、短期老化和长期老化状态下沥青混合料的低温性能进行了对比研究.试验表明,未老化的沥青混合料的低温性能不能反映和预测老化后的性能,并且在评价沥青混合料低温性能时,短期老化试验比长期老化试验更为敏感,由此说明在沥青混合料低温性能试验评价过程中充分考虑老化因素的影响是必要的.     

沥青混合料低温抗裂性能及影响因素评价

为了评价沥青混合料的低温抗裂性能,选择3种沥青和3种级配,两两组合形成9种沥青混合料,采用低温线收缩系数试验和低温弯曲试验分别评价其抗收缩开裂能力和抗弯拉开裂能力.对试验结果进行双因素方差分析,结果显示,沥青和级配对低温线收缩系数均没有显著影响,温缩裂缝主要受外界温度等因素影响;沥青和级配对低温弯拉应变有显著影响,不同沥青和级配组成混合料的抗弯拉开裂能力由弱至强分别依次为:70-A基质沥青、90-A基质沥青、SBS改性沥青和SMA-13、AC-16、AC-13.     

应用TSRST试验研究沥青混合料低温抗裂性能

采用约束试件温度应力试验(TSRST)方法对沥青混合料低温抗裂性能进行研究,分析了AC-13、AC-16、AC-20三种结构类型对沥青混合料低温性能的影响。结果表明,AC-13结构类型的沥青混合料的低温抗裂性能最强。     

高比例RAP热再生沥青混合料低温抗裂性能

目的 研究较高比例回收沥青混合料(Reclaimed Asphalt Mixture)掺量下再生沥青混合料的低温抗裂性能,为工厂热再生中提升RAP利用率提供理论依据和控制方法.方法 通过低温(-5℃,-10℃)弯曲试验对热再生沥青混合料的低温抗裂性能进行研究,分析了不同再生手段、不同RAP再生方法、新旧料不同拌和时间及不同添加剂的使用对再生沥青混合料的抗弯拉强度和梁底最大弯拉应变的影响.结果 采用新沥青再生的试件弯拉应变不满足规范要求.240 s拌和时间的再生试件具有更高的抗弯拉强度和弯拉应变;加入纤维对提高再生混合料的低温抗裂性能有显著效果,而H改性剂对提升再生混合料低温抗裂性能影响不大.结论 在高比例RAP再生过程中,应采用再生剂再生,并适当延长拌和时间;纤维可以在寒冷地区的面层再生中推广应用,H改性剂应尽量避免在上面层再生中使用.     

白炭黑改性沥青混合料低温抗裂性能研究

为了提高沥青混合料的低温抗裂性能,采用白炭黑为改性剂对沥青混合料的低温性能进行了研究.试验结果表明,白炭黑改性沥青混合料的针入度、延度和软化点等物理指标均有所改善,弯曲应变能密度和压缩应变能密度均有所提高,并得出白炭黑能显著改善沥青混合料低温抗裂性能的结论.     

考虑老化的沥青混合料低温性能

针对现行规范中沥青混合料低温性能评价方法的不足,分别将基质沥青混合料和改性沥青混合料在不同条件下进行老化,分析了短期老化和长期老化对沥青混合料低温抗裂性能的影响.试验结果表明,长期老化对混合料低温抗裂性能影响显著.而实际使用过程中,沥青路面的低温开裂主要发生在沥青路面已经老化的后期,为了更好体现服务期内沥青路面的低温抗裂性能,建议增加长期老化后的沥青混合料进行低温抗裂性能评价并提出了考虑长期老化的沥青混合料低温抗裂性能的评价方法.     

纤维沥青混合料抗裂性能的试验研究

采用MTS 810对未切缝及预切缝两种小梁试件进行低温3点弯曲试验,并利用临界应变能密度及材料的临界应力强度因子评价纤维长度及纤维力学性能对低温抗裂性能的影响.结果表明,掺加纤维能有效阻滞裂纹的进一步发展,提高沥青混合料的低温抗裂能力,且随纤维力学强度的增大及长度的适当增长,纤维的增强效果进一步改善.     

橡胶沥青混合料老化再生及其路用性能研究

为研究橡胶沥青混合料老化及再生后的路用性能,采用热氧老化的方法,研究了老化时间对橡胶沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性的影响;通过热拌再生研究了再生后混合料的路用性能。结果表明,橡胶沥青老化后低温抗裂性能发生严重衰减,间断级配的橡胶沥青混合料比连续级配的橡胶沥青混合料耐老化。老化后橡胶沥青混合料高温稳定性得到增强,低温抗裂性下降,抗水损害能力降低。橡胶沥青混合料老化再生后,具有良好的高温稳定性,低温抗裂性和水稳定性。     

基于DCT试验和AHP的沥青混合料抗裂性能综合评价

为弥补断裂能在评价沥青混合料低温抗裂性能时的不足,总结目前基于DCT试验的沥青混合料抗裂性能指标,即断裂能、韧性指数、断裂强度指数、断裂应变容限值和柔性指数,应用层次分析法(AHP)对这5种评价指标进行综合分析,得出不同指标的权重,应用加权平均方法确定沥青混合料的抗裂性能。研究表明:分别赋予断裂能、韧性指数、断裂强度指数、断裂应变容限值和柔性指数0.232,0.040,0.145,0.491,0.092的权重系数,得到沥青混合料抗裂性能综合评价指标;综合评价指标越大,沥青混合料的抗裂性能越好;采用AHP计算的综合评价指标相对于单一指标方法更为合理,有更好的适用性和可靠度。     

剑麻纤维对高模量沥青混合料低温性能的改善

采用弯拉应变作为剑麻纤维高模量沥青混合料低温性能的评价指标,考察了剑麻纤维长度及其掺量对高模量沥青混合料低温性能的影响. 同时,对剑麻纤维高模量沥青混合料的高温性能和水稳定性进行了验证. 结果表明,在剑麻纤维掺量为0. 3%条件下,纤维长度能够明显影响弯拉应变值;其中6 mm长的剑麻纤维对高模量沥青混合料的弯拉应变值比不掺加剑麻纤维的高模量沥青混合料增幅高达123%. 在剑麻纤维长度为6 mm的条件下,弯拉应变值随着剑麻纤维掺量的增大呈现出先增大后减小的变化趋势;其中0.3%掺量的剑麻纤维对高模量沥青混合料低温性能改善效果最为突出. 此外,剑麻纤维的添加对高模量沥青混合料的高温和水稳定性能均有一定程度提升.     

SEAM沥青混合料与普通沥青混合料路用性能分析

SEAM是一种新型的沥青混合料改性剂,并能代替部分沥青作为混合料的粘结剂. 探讨了SEAM改善沥青混合料的机理及SEAM沥青混合料的设计方法,采用AC-16型沥青混合料,通过浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、劈裂试验等试验,对比分析了添加 SEAM后沥青混合料与基质沥青混合料的路用性能. 结果表明:在沥青混合料中适当添加SEAM能降低混合料拌和温度和成型温度20 ℃左右,并能提高混合料的稳定度及动稳定度,但抗水损害性能有待于进一步提高. SEAM能较大幅度的提高混合料的部分路用性能,具有节约能源,节省公路建设投资等优点.     

基于室内环境模拟的再生沥青混合料老化影响因素

为了解决不同环境因素对路面工程中未经压实的再生沥青混合料(recycled asphalt mixture,RAP)老化程度影响的问题,以松散的再生沥青混合料为研究对象,利用特制的室内模拟老化试验装置,通过控制温度、湿度、老化时间、氧气浓度等因素,对新制备密级配沥青混合料AC-13进行特定环境条件下模拟老化试验.结果表明:松散RAP混合料的老化程度随试验温度升高而增加,随空气湿度增加和氧气浓度下降而降低;不同试验温度下,沥青老化的成长速度和试验终值均不相同,表明老化过程中的化学反应因温度不同而有所差异;在通入纯氮气的试验中,沥青没有发生任何老化作用,表明沥青的老化只受氧化作用影响;环球法测软化点的试验结果对温度变化较为敏感,动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer,DSR)测定的动态复数剪切模量在表征沥青老化程度时存在一定迟滞效应;老化后沥青混合料低温性能出现衰减,主要原因是沥青长期老化作用导致.     

老化前后沥青与沥青混合料指标相关性分析

为分析老化前后沥青与沥青混合料指标相关性，开展了相应室内试验研究：在不同老化阶段进行沥青针入度、延度、软化点试验；在中、低温条件下，对不同老化时期AC-13沥青混合料进行半圆弯拉试验，分析混合料力学强度、弹性模量、断裂能演化规律；将老化前后沥青三大指标与沥青混合料力学指标进行相关性回归分析。试验结果表明，老化初期对混合料强度、弹性模量影响较大，且老化对弹性模量影响较为敏感；混合料对低温断裂能作用明显，中温断裂能显著高于低温断裂能；混合料老化前后的强度、弹性模量与沥青三大指标具有较高线性相关性，针入度可对中低温下混合料力学性能进行预测。     

成型温度对温拌沥青混合料路用性能的影响

为研究温拌沥青混合料成型温度对其路用性能的影响规律,采用旋转压实仪不同温度下成型分别添加Aspha-min、Sasobit和DAT温拌剂制备的沥青混合料,通过沥青混合料密度试验、浸水马歇尔稳定度试验及冻融劈裂试验测定各项指标,得到3种温拌沥青混合料的密实性及水稳定性随成型温度的变化规律,同时得到3种温拌沥青混合料在不同气候分区的最佳成型温度范围。结果表明：随着成型温度的升高,3种温拌沥青混合料的密实性均得到有效的改善,但并未表现出明显的规律性;不同成型温度下,DAT温拌沥青混合料的水稳定性最好;对于潮湿和湿润区,成型温度取105~130℃,即可保证温拌沥青混合料的水稳定性。     

纤维沥青混合料热老化试验

沥青混合料的老化是一个复杂的过程,直接影响着沥青路面的耐久性和使用寿命.通过直剪试验和劈裂试验,研究纤维沥青混合料在热老化后的物理力学指标的变化.试验表明纤维能够改善混合料抗老化性,进而延缓沥青混合料路面的使用寿命.     

基于疲劳及线收缩的沥青混合料低温性能研究

沥青混凝土的低温开裂是沥青路面损害的三种主要方式（低温开裂、疲劳、车辙）之一。本文针对高寒地区沥青路面低温开裂现象,选取两种沥青和AC-13、SMA-13、PA-13等三种不同级配混合料进行四点弯曲疲劳、线收缩试验,研究了不同材料及级配对低温下沥青混合料的疲劳性能及收缩性能的影响。试验结果表明：级配及沥青种类对疲劳寿命影响较大且相对于常温时,低温下沥青混凝土的疲劳寿命较大,但对于加载应力的变化有较高的敏感性,表明低温时沥青混凝土疲劳性能的稳定性较差。不同类型沥青混凝土的线收缩系数有较大差别,其中AC-13级配及改性沥青混凝土表现出较好的收缩性,同时随着温度的降低,沥青混凝土线收缩系数变化趋势减缓。     

橡胶沥青水老化试验研究

沥青路面的长期使用过程中,水是影响沥青老化的主要因素之一。为研究水老化作用方式及水量对橡胶沥青老化性能的影响,本文以橡胶沥青和TOR橡胶沥青两种材料为例,通过改变水作用阶段和用水量试验研究不同水老化方式对橡胶沥青老化后软化点、粘度、疲劳因子、蠕变劲度、蠕变速率的影响。试验结果表明：选择在压力老化前三分之一时间（400min）进行加水压力老化试验,后三分之二时间进行无水压力老化试验的水老化作用方式最具可行性;对比无水压力老化试验和加水压力老化试验可知,水的存在促进了橡胶沥青的热氧老化;随水量的增加,TOR橡胶沥青的高温稳定性能降低,抗疲劳开裂能力和低温性能降低,沥青老化加剧。