冷再生用乳化沥青残留物的流变特性

为深入认识冷再生用乳化沥青材料特性及其残留物作用机制,采用动态剪切流变试验和重复蠕变试验,在高温蒸发方式和低温蒸发方式两种不同条件下制备乳化沥青残留物。并通过变化乳化剂种类、用量以及添加改性剂方式改变材料组成,结合方差分析,探析不同材料组成及制备方法对乳化沥青残留物流变性能的影响。试验结果表明:乳化剂种类、用量及制备方式对乳化沥青残留物高温流变性能有显著影响;残留物车辙因子与温度呈幂函数关系,高温蒸发下改性乳化沥青残留物车辙因子变化特征与普通乳化沥青残留物存在明显差异,而低温蒸发条件下变化特征与普通乳化沥青残留物相一致,高温蒸发条件会降低乳化沥青残留物PG分级温度;高温蒸发条件下改性乳化沥青残留物第1 s加载阶段表现为非规则曲线变化特征的粘弹性流体特性,这与低温蒸发条件下改性乳化沥青残留物的流变特性并不一致;普通乳化沥青残留物同一蒸发条件下采用车辙因子与蠕变柔量评价其高温性能具有良好的一致性。本研究提出改性乳化沥青残留物获取应采用低温蒸发方法,高温性能评价指标应采用蠕变柔量。     

纳米蒙脱土改性乳化沥青的制备与性能研究

研究了纳米蒙脱土(MMT)对沥青乳化技术的影响,以纳米蒙脱土为改性剂成功制备出MMT改性乳化沥青.利用XRD分析了MMT在改性乳化沥青中的分散情况,并且通过室内试验测试了沥青乳液的聚沉体积,乳化沥青蒸发残留物的针入度、软化点、延度和布式旋转黏度,结果表明,MMT使乳化沥青的存储稳定性得到明显改善,当MMT掺量高于0.6％时,乳液9天内不发生破乳现象;MMT的层间距由1.28 nm增至2.57 nm,层间距增大了100％,说明MMT成功插层进入乳化沥青的蒸发残留物中,形成了纳米插层型复合材料;乳化沥青蒸发残留物的软化点和黏度上升,针入度和延度有所降低,表明MMT提高了蒸发残留物的耐高温性能.     

道路常用温拌改性剂现状与路用性能评价

针对工程使用温拌剂时缺乏明确的参考依据,系统调查了国内外温拌剂应用状况,确定温拌改性技术主要分类以及目前常用温拌剂种类,全面评价了Sasobit、Aspha-min、Evotherm与EC120等4种常用温拌剂对沥青混合料高温性能、低温性能以及水稳定性等路用性能的影响。结果表明:几种温拌剂的降温效果均可达到30℃,Sasobit和EC120温拌剂对沥青混合料高温稳定性均有不同幅度提高,最大提高幅度在30%以上,4种温拌剂对沥青混合料低温性能略有影响,对水稳定性的影响均不大。     

路用水性环氧改性乳化沥青组成优化及耐久性能评价

为提升改性乳化沥青在道路领域的使用品质和耐久性，制备了多种水性环氧改性乳化沥青，基于拉伸性能优化了改性乳化沥青配比，研究了水性环氧改性乳化沥青的黏附性能、黏度、干燥时间、相容性和粘结性能，分析了水性环氧改性乳化沥青粘结性能与其拉伸性能、黏附性能的关联性，采用湿热老化、冻融循环和氙灯光照老化等方式模拟复杂气候条件对水性环氧改性乳化沥青的破坏作用，以经老化处理后的残留拉伸、黏附和粘结性能及处理前后各项性能的变化率作为评价指标，基于熵权的理想点法综合评价了水性环氧改性乳化沥青的耐久性能。结果表明：水性环氧树脂能够有效提升乳化沥青的拉伸强度和黏附性能，水性环氧改性乳化沥青具备较好的流动性和适宜的干燥时间，且水性环氧树脂与乳化沥青具有较好的相容性，建议水性环氧树脂掺量为15%～25%(质量分数，下同)。水性环氧改性乳化沥青的粘结性能与其力学强度和黏附性能具有较强的关联性。水性环氧改性乳化沥青经湿热老化、冻融循环或氙灯光照老化处理后拉伸、黏附和粘结等性能保持率为84%～92%,聚氨酯改性后的水性环氧改性乳化沥青表现出更好的耐久性能，聚氨酯改性双酚A型E-51水性环氧改性乳化沥青的综合耐久性能最佳。     

改性乳化沥青的研究进展及其应用

改性乳化沥青是一种新型道路建筑材料,兼具改性材料和乳化沥青的优点,在微表处、粘结层和雾封层材料等方面具有广阔的应用前景。论述了以改性剂类型为划分依据的两类改性乳化沥青的研究进展,对其进行归纳总结并分析了各自的优缺点,介绍了现阶段改性乳化沥青的应用现状。指出未来在寻找性能优良全面的改性乳化沥青过程中,应围绕新型改性剂研发来进行开展。     

包装废EPS改性沥青研究

以回收的包装废聚苯乙烯发泡塑料(EPS)代替普通聚合物改性剂,对基质沥青进行改性,并对改性后沥青性能进行了研究.结果表明,改性后沥青软化点、5℃延度升高,针入度降低,基质沥青综合性能得到明显改善,并通过实验结果以及改性沥青微观结构的分析对包装废EPS改性机理进行了研究.     

费托蜡温拌沥青结合料相容性的评定方法

用溶解度参数计算、离析软化点差值测试、差示扫描量热分析和原子力显微镜微观扫描等方法对比研究了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)和费托蜡(Sasobit)改性(温拌)剂与70#A基质沥青间的相容性。结果表明,溶解度参数δ不能体现分子量对聚合物相容性的影响,且沥青和某些改性剂均为高分子量的多相结构,共混后的结构复杂,不能简单地将改性沥青当作一个整体。因此,不能使用Hildebrand理论计算公式评价改性剂与基质沥青间的相容性。Sasobit的加入不仅提高了基质沥青的玻璃化转变温度,还明显改变了基质沥青吸热峰曲线的形状,因而与基质沥青良好相容。SBS和Sasobit复合改性剂的加入,大大降低了改性剂与基质沥青间的相容性。     

用于粘结层的高性能乳化沥青制备与性能评价

为提高粘层沥青的路用性能,采用SBS改性剂和乳化剂A、B、C,并选取LD胶乳和BB胶乳作为增粘剂,无机A、B和有机A、B作为稳定剂,制备高性能乳化沥青;通过室内试验研究了改性剂、乳化剂等原材料类型和掺量对改性乳化沥青性能的影响;将优选的高性能乳化沥青、普通乳化沥青和SBS改性乳化沥青用于粘层,成型复合板并钻取芯样,对芯样进行直剪试验,进一步评价高性能乳化沥青的路用性能。研究结果表明:当采用1.0%乳化剂A+0.2%无机A+0.4%有机A+4.8%SBS+1.2%BB胶乳时,乳化沥青具有优良的高低温性能和粘结力;竖向荷载、剪切速率、试验温度对层间抗剪强度影响很大,无论在何种试验条件下,高性能乳化沥青均表现出较好的抗剪能力,能够满足旧水泥路面上加铺的磨耗层对粘层材料的高要求。     

纳米蒙脱土改性乳化沥青老化性能的研究

采用旋转薄膜老化烘箱(RTFOT)对蒙脱土(MMT)改性乳化沥青、MMT改性沥青与有机化蒙脱土(OMMT)改性沥青的短期老化性能进行了测试,使用FT-IR与XRD对其改性机理进行了探究。结果表明:MMT改性乳化沥青的抗老化性能要远好于MMT改性沥青,与OMMT改性沥青的性能相当。当MMT掺量为2%时,MMT的层间距由1.28nm增加至4.74nm,增加了270%,改性乳化沥青的抗老化性能最好。     

非离子丁苯胶乳改性乳化沥青性能研究

采用自主研发生产的非离子丁苯胶乳作为改性剂,对不同基质沥青进行改性,考察改性乳化沥青的各项性能.并在高速公路进行推广应用,取得较好效果,为非离子丁苯胶乳改性乳化沥青在路面上的应用提供借鉴.     

Pavement performance evaluation of recycled styrene–butadiene–styrene-modified asphalt mixture

More and more styrene–butadiene–styrene (SBS)-modified asphalt waste materials are being discarded with the increase in road service life. The recycling of these waste pavement materials can reduce environmental pollution and help save resources. However, the low-temperature performance and the fatigue resistance of recycled asphalt mixture are significantly affected by the addition of reclaimed asphalt pavement (RAP). In order to evaluate the low-temperature performance and the fatigue resistance of recycled SBS-modified asphalt mixture, three points bending test, Fénix test and Ensayo de BArrido de DEformaciones test were conducted. Additionally, the differences of recycling between SBS-modified RAP with different ageing conditions and ordinary unmodified RAP were compared. The results showed that fatigue resistance of modified recycling of asphalt mixture with different RAPs did not vary much under low temperature (?5 °C) while displaying an obvious difference under higher temperature. SBS-modified RAP under light ageing condition was suitable for modified recycling. However, the SBS-modified asphalt from RAP under serious ageing condition would lose modification effect resulting in a great reduction of the low-temperature crack resistance and the fatigue resistance. Therefore, it is necessary to evaluate the ageing degree of RAP before recycling SBS-modified asphalt mixture. The SBS-modified RAP under serious ageing condition (SM-RAP) is not recommended for directly modified recycling. But considering for further utilisation, the SM-RAP used for unmodified recycling as ordinary unmodified RAP can be regarded as a good choice and the RAP content should be restricted to less than 30%.     

水泥基复合路面材料微观热应力分析

乳化橡胶沥青水泥混凝土（ＥＲＡＣＣ）是以水泥砂浆为连续相，以裹覆乳化橡胶沥青的粗集料为分散相的水泥基复合路面材料。根据ＥＲＡＣＣ路面结构特点和ＥＲＡＣＣ的微观结构特点，建立了ＥＲＡＣＣ微观热应力分析的三层嵌套模型，推导了计算公式，讨论了提高ＥＲＡＣＣ抗温缩开裂能力的途径。     

基于PG的复合改性沥青路用性能对比

沥青路面低温性能是寒区沥青路面设计的主要指标之一,现有的单一改性沥青低温性能不能满足寒区沥青路面PG技术规范的要求。本研究根据黑龙江省常用道路沥青低温性能的PG试验评定结果,研究开发了几种复合改性沥青,以满足黑龙江省寒区沥青路面低温性能的要求。研究内容包括：黑龙江省沥青路面PG分区与PG_m-n标准的确定,黑龙江省道路沥青PG性能评定,复合改性沥青的研究开发与性能评定等。研究结果表明,黑龙江省道路沥青基本满足PG_m-n技术标准的高温性能要求,但均不满足PG_m-n技术标准的低温性能要求。复合改性沥青基本满足或接近黑龙江省道路沥青的PG_m-n低温性能标准。研究结果对改善黑龙江省沥青路面的低温性能具有一定的理论与实用价值。     

基于表面能理论的老化温拌SBS改性沥青结合料的粘附性

在SBS改性沥青中添加Sasobit与Evotherm温拌剂制备得到温拌沥青,对3种SBS改性沥青进行旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)与压力老化(PAV),采用接触角法检测了老化前后温拌SBS改性沥青与蒸馏水、甘油和甲酰胺等3种液体的接触角,探讨了短期老化与长期老化对温拌SBS改性沥青接触角的影响。基于表面自由能理论,得到了温拌SBS改性沥青的表面能及其色散分量和极性分量,研究了老化对温拌SBS改性沥青表面能的影响。结果表明:随着老化程度的加强,温拌SBS改性沥青与水的接触角逐渐增大,疏水性变化明显;原样与Evotherm温拌SBS改性沥青的总表面自由能及其分量均随着老化程度的加强呈降低趋势,其在短期老化阶段的表面自由能下降较为严重;经长期老化,Sasobit温拌SBS改性沥青的极性分量有增大趋势。     

Influence of selected WMA additives on viscoelastic behaviour of asphalt mixes and pavements

Warm mix asphalt additives are effective in decreasing production, laying and compaction temperatures of asphalt mixes. However, there are still questions concerning influence of warm mix additives on properties of asphalt mixes and pavement performance. This paper presents results of the comprehensive research of viscoelastic behaviour of asphalt mixes and pavement structures with layers made with warm mix asphalt additives at high temperatures. Two additives of significantly different effects on mixes at higher temperatures were selected for analysis, namely aliphatic synthetic wax produced with the use of Fisher–Tropsch method and formulation of surfactant- based molecules (ionic and non-ionic). Viscoelastic properties of mixes with these two additives and, as a reference mix, with neat unmodified asphalt binder were determined in uniaxial compression with sinusoidal loading using Asphalt Mixture Performance Test. The viscoelastic analysis of pavement structures was performed with use of the VEROAD software and data from laboratory testing. Two different pavement structures were analysed, for light and heavy traffic. The temperature distribution in pavement structure during the hottest summer day in northern Poland in 2012 was taken into account. The model of pavement was loaded with moving wheel at different speeds. The analysis has shown that two tested warm mix additives had different effect on viscoelastic transient response at high temperatures. One of them (Fischer–Tropsch wax) evidently caused an increase in resistance of asphalt mix and pavement structure to loading at high temperature. The second additive (formulation of surfactant-based molecules) slightly reduced resistance of asphalt mix and pavement to loading at high temperatures as compared with the reference mix.     

柔性基层沥青路面车辙性能的影响因素

为解决柔性基层沥青路面车辙问题,采用室内试验和数值模拟对柔性基层沥青路面车辙性能的影响因素进行了研究。结果表明,空隙率是影响柔性基层沥青混合料抗车辙能力最关键的因素,宜为4%左右;级配形成骨架嵌挤结构能明显提高柔性基层混和料的抗车辙能力,但级配不宜太粗;对SBS改性沥青,可根据基质沥青的高温性能指标来选择改性沥青;温度、荷载、行车速度对柔性基层沥青路面车辙性能有显著影响。     

包装废聚乙烯改性沥青路用性能研究

以回收的包装废弃聚乙烯作为改性剂,对普通道路沥青进行改性,并通过沥青混凝土马歇尔试验实验、车辙实验、抗弯强度试验等,对改性后沥青的路用性能进行了研究,结果表明:包装废聚乙烯改性沥青的稳定性、抗弯强度提高、抗车辙能力增强,沥青路用性能得到明显改善.     

盐冻循环条件下两种沥青的微观结构及高低温性能

利用原子力显微镜(AFM)、动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)对冻融循环前后的基质沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青进行了微观结构观测和高低温性能测试。试验结果表明:经冻融循环后,沥青"蜂形"结构的数量和尺寸出现不同变化,基质沥青中沥青质含量增加且分散状况变差,SBS改性剂三维网状结构遭到破坏;基质沥青的高温性能有所提升,抗疲劳性能降低,SBS改性沥青的高温性能降低,抗疲劳能力提升;融雪盐浓度增大在一定程度上降低了基质沥青的低温抗裂能力,融雪盐浓度为4wt%时,SBS改性沥青的低温抗裂能力得到提高。SBS改性沥青高低温性能总体上优于基质沥青,建议北方等寒冷地区尽量选用SBS改性沥青作为路面材料。     

基于表面理论的温拌SBS改性沥青-集料体系的粘附性

采用躺滴法检测了掺加1.5%、3%的Sasobit和0.5%、1%的Evotherm 3G制备得到的温拌SBS改性沥青与蒸馏水、甘油和甲酰胺3种液体的接触角;基于表面自由能理论,对比了温拌SBS改性沥青在无水条件下的表面自由能和粘聚功以及在有水条件下的剥落功;同时,考察了温拌SBS改性沥青和石灰岩质集料的粘附功和配伍率。结果表明:采用躺滴法可以准确检测温拌SBS改性沥青与常用检测液体的接触角;以粘聚功、粘附功、剥落功、配伍率作为评价指标可用于表征温拌SBS改性沥青-集料体系的粘附性;温拌SBS改性沥青的表面自由能及其分量、粘聚功、配伍率随着Sasobit掺量的增大而减小,但随着Evotherm温拌剂掺量的增加而增大;水的参与降低了温拌剂对SBS改性沥青-集料体系粘附性影响的差异;Evotherm温拌剂有助于改善温拌SBS改性沥青的水敏感性,Sasobit温拌剂增加了温拌SBS改性沥青的水敏感性。     

胶粉改性沥青桥面防水层界面抗剪性能试验研究

利用剪切试验机对不同防水层厚度、不同温度及不同铺装层厚度下的防水层界面进行了动态剪切模型试验,研究胶粉改性沥青防水层与桥面水泥混凝土及其上沥青混凝土铺装层间的抗剪工作机理,分析了防水层厚度、温度、桥面铺装层厚度对界面抗剪性能的影响,并与其他防水材料进行了对比。试验分析结果表明:最佳胶粉改性沥青防水层厚度为1.5cm;随温度的升高,界面抗剪能力下降;桥面铺装层厚度对界面抗剪能力影响不大;在几种防水材料中,胶粉改性沥青防水材料效果最佳。