现场老化对沥青胶结料性能的影响

研究了沥青路面不同深度处沥青胶结料的老化程度.比较了现场老化沥青和室内老化沥青的流变性能,并评价了路面不同深度处老化沥青的流变性能.     

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.     

高模量沥青胶结料性能试验研究

为评价高模量添加剂对沥青胶结料性能的影响,以50号基质沥青为原材料,添加岩沥青添加剂RA和聚合物添加剂PR,制备得到2种高模量沥青50号+RA和50号+PR,将50号基质沥青和SBS改性沥青作为对照组,组成4种沥青试样.采用动态剪切流变试验、多应力蠕变恢复试验和低温弯曲蠕变试验分别对沥青材料的线黏弹性、高温稳定性和低温...     

无缝伸缩缝沥青胶结料高温性能指标区分评价

为优选无缝伸缩缝沥青胶结料类型,提高无缝伸缩缝弹塑体高温稳定性,对选用的3种无缝伸缩缝沥青胶结料分别开展沥青基本性能试验、动态剪切温度扫描试验和多应力蠕变恢复试验,采用软化点、车辙因子与相位角,以及蠕变恢复率和不可恢复蠕变柔度等指标来评价3种无缝伸缩缝沥青胶结料的高温性能,并进行一致性和区分度分析,最后结合沥青混合料车...     

沥青胶结料自愈合行为的分子动力学模拟

采用溶度参数作为沥青组分相容性的评价指标,验证了沥青各组分模型的合理性,通过四组分试验确定沥青组分比例后建立了沥青分子模型,并得到了沥青稳定构相.在沥青稳定构相中预设1nm的裂纹,采用分子动力学研究了沥青分子在不同温度条件下的密度、能量及均方位移变化规律.结果表明:在未达到平衡态时,沥青胶结料的密度、能量变化明显,沥青分子均方位移与时间呈非线性的关系,表明沥青分子的均方位移为非线性的次扩散过程;达到平衡态后,沥青胶结料密度和能量稳定,沥青分子扩散运动速度与时间线性相关性良好,分子扩散速度随温度提高而增加,表明采用分子模拟技术来模拟沥青分子自愈合行为是可行的.     

水性环氧乳化沥青胶结料性能试验研究

为了研究一种冷补料用水性环氧乳化沥青新型胶结料,采用环氧树脂增韧改性和固化剂侧基增韧改性的方法,通过掺配试验优选得到胶结料配方。试验结果表明：拌和后树脂固化产物具有较高的强度及较大的断裂伸长率,固化时间也比较理想,所拌制的冷补料路用性能能够满足规范要求,可以作为冷补料的胶结料使用。     

基于DSR的沥青胶结料自愈合评价指标分析

为充分认识沥青胶结料自愈合评价指标的适用性,通过动态剪切流变仪(DSR)进行"疲劳-愈合-疲劳"试验,对比分析5种常见沥青胶结料自愈合评价指标(HI_1～HI_5),得到不同自愈合时间、不同损伤程度下70~#基质沥青、SBS改性沥青和橡胶改性沥青的自愈合能力,并讨论了各指标的优缺点及适用性.结果表明:不同自愈合评价指标下,3种沥青胶结料自愈合能力排序不同;HI_1可区分不同条件下沥青胶结料的自愈合程度,自愈合时间较短时更敏感;HI_2仅适用于评价相同损伤程度的沥青胶结料自愈合性能;HI_3可反映自愈合后沥青胶结料疲劳损伤的恢复程度;HI_4不仅受沥青胶结料承受荷载作用能力的影响,还与其初始复数模量的恢复能力有关,不适用于评价沥青胶结料自愈合能力;HI_5同时考虑了沥青胶结料初始复数模量和疲劳损伤的恢复,可反映沥青胶结料综合性能的恢复能力,最适合作为沥青胶结料自愈合性能评价指标.     

改性剂对沥青胶结料性能指标影响的研究分析

研究了TPS、路孚8000及Sasobit改性剂对沥青胶结料性能的影响,试验结果表明:三种新型添加剂对高温稳定性均有较大提高,TPS对低温抗裂性也有较大提高,以改善沥青胶结料的高温性能和低温性能。     

基于分子模拟的沥青胶结料物理老化机理研究

利用Materials Studio软件建立沥青的四组分模型,利用体积温度曲线得到了该沥青模型的玻璃化转变温度,同时利用差示扫描量热（DSC）试验验证了沥青模型所得玻璃化转变温度的可靠性,并在低于玻璃化转变温度下利用分子动力学从微观上对沥青分子的物理老化现象进行模拟与分析.结果表明：在低于沥青玻璃化转变温度的等温等压条件下,沥青模型随着时间的延长,出现了自由体积减小、密度增大的物理老化现象;低温下沥青质和胶质导致沥青活动性降低,出现了物理老化现象,实现物理老化的微布朗运动的分子活动力主要来自饱和分和芳香分.     

彩色沥青胶结料的研究与应用

论述了彩色胶结料研制的历史过程、合成机理及方法;无色胶结料及其混合料的试验方法及性能分析;彩色混合料的应用效果。     

沥青面层双层摊铺混合料疲劳性能

双层摊铺技术使上中面层沥青混合料的摊铺与碾压过程合二为一,提高了沥青路面层间黏结效果和混合料层间的嵌挤咬合能力.通过系统试验,深入研究了双层摊铺和传统单层摊铺对沥青混合料弯曲疲劳性能的影响.研究表明:双层摊铺技术能使沥青上中面层形成一个整体的复合式路面结构,提高了沥青混合料的抗疲劳性能;在双层摊铺情况下,沥青混合料小梁的弯拉强度、弯拉应变和劲度模量分别较传统单层摊铺提高了28.3%,25.4%和2.2%.     

集料分布特征对混合料疲劳性能的影响分析

根据建立的集料三维体积级配与二维数量级配关系式,编制了沥青混合料二维数字试件生成程序;结合离散元基本原理,建立了包括沥青混合料离散元模型、离散单元接触模式选择和疲劳失效判断标准在内的一整套沥青混合料虚拟疲劳试验方法;通过沥青混合料小梁虚拟疲劳试验,分析了集料分布特征对混合料疲劳性能的影响.结果表明:沥青混合料虚拟疲劳试验能真实模拟其疲劳过程,虚拟试验结果与真实试验结果相差无几,所建立的虚拟疲劳试验方法可以作为沥青混合料疲劳性能分析的辅助手段;集料分布均匀性对混合料疲劳寿命影响较大,混合料内粗集料分布较为密集的区域是最易疲劳损坏之处.     

基于黏弹特性的沥青疲劳损伤演化规律分析

以疲劳过程中沥青黏弹本构模型参数的变化分析沥青的疲劳机理.首先,结合常规疲劳损伤试验和频率扫描试验设计了循环频率扫描-疲劳试验,并采用该试验测试分析了2种基质沥青在应变控制模式下的疲劳损伤演化规律;其次,建立了沥青损伤过程中黏弹参数主曲线簇变化规律,结合广义Kelvin-Voigt模型分析了沥青黏弹模型特征参数的变化规律;最后,基于敏感性分析,提出沥青疲劳损伤变量指标,并以此阐述了沥青疲劳损伤演化规律.研究发现:沥青疲劳损伤过程中,随着归一化模量值的降低,沥青黏弹参数主曲线簇均向纵坐标轴反方向移动,且其移动间距不断变化,相位角主曲线簇在高频范围内逐渐偏离低频范围时的线性趋势,复数模量-相位角主曲线簇曲线长度呈现两端先缩短后增长的趋势,沥青损耗模量-储存模量主曲线簇长度不断缩短;广义Kelvin-Voigt模型特征参数中仅E_2,E_3,E_4和η_0这4个参数存在2个明显的变化阶段.基于参数敏感性分析,提出以参数(E_2+E_3)/2作为沥青疲劳损伤变量,并验证了疲劳损伤变量变化规律与沥青疲劳裂纹扩展机制的相关性.     

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.     

多种沥青混合料疲劳性能的比较

在对应的设计空隙率下,进行考虑自愈合作用的多种沥青混合料疲劳性能的对比研究.采用Nf50法判断基质沥青混合料疲劳寿命,采用NfNM法判断改性沥青混合料疲劳寿命.结果表明:当未考虑自愈合作用时,AC-13terminal blend(TB)胶粉+SBS改性沥青混合料具有最好的疲劳寿命,随后依次为ARAC-13橡胶沥青混合料、AC-13SBS改性沥青混合料和AC-13TB胶粉+岩沥青改性沥青混合料等;当考虑自愈合作用后,ARAC-13橡胶沥青混合料具有最好的疲劳寿命,随后依次为AC-13TB胶粉+SBS改性沥青混合料、AC-13SBS改性沥青混合料和AC-13TB胶粉+岩沥青改性沥青混合料等.TB胶粉改性沥青混合料及其各类复合改性沥青混合料具有极大的科研和应用价值.     

纤维沥青混凝土疲劳性能试验及寿命计算方法

通过应力控制模式下的劈裂疲劳试验,分析了不同掺量(纤维体积与沥青混合料体积之比)和长径比的聚酯纤维沥青混凝土劲度模量的衰减特征;结合损伤力学理论,提出了纤维沥青混凝土的疲劳破坏准则;在应力比-疲劳寿命(S-N)方程的基础上,建立了考虑纤维含量特征参数影响的纤维沥青混凝土疲劳寿命计算方法.结果表明:纤维含量特征参数能综合反映纤维掺量和长径比对沥青混凝土疲劳性能的综合影响;AC-13F型聚酯纤维沥青混凝土的最佳纤维掺量为0.35%,长径比为324,纤维含量特征参数值为1.13.     

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.