BRA复配纤维改性沥青混合料的技术性能与机理研究

基于改进后的车辙试验、低温弯曲试验、低温预切口SCB试验、四点弯曲疲劳试验,研究了布顿岩沥青(BRA)复合木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维改性沥青混合料的路用性能和耐久性。结果表明,BRA改性沥青混合料具有优良的高温性能和抗疲劳耐久性能;掺加木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维均可一定程度提高BRA改性沥青混合料的弯拉强度,显著增加弯拉应变和破坏应变能,BRA复配纤维改性沥青混合料具有优良的低温抗裂性能;掺加纤维可显著延长BRA改性混合料的疲劳寿命,同时降低了BRA改性沥青混合料的疲劳性能对应变水平的敏感性,聚酯纤维对BRA改性沥青混合料低温性能改善效果最佳,玄武岩纤维对BRA改性沥青混合料高温性能和疲劳性能改善效果最佳。     

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%。     

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。     

纤维对排水沥青混合料高低温性能的影响机理分析

由纤维与高黏度改性沥青、矿粉形成的高黏度改性沥青胶浆是影响排水沥青混合料性能的关键因素。为明确纤维对排水沥青混合料高、低温性能的影响机理,测试了聚酯纤维和玄武岩纤维排水沥青混合料的动稳定度和低温破坏应变,并采用动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验等方法,对比研究了2种纤维对高黏度改性沥青胶浆高、低温性能的影响。为确定2种纤维最佳掺量范围,测试了不同纤维掺量下排水沥青混合料飞散损失。结果表明:纤维增加了高黏度改性沥青胶浆黏稠度,增大了高黏度改性沥青胶浆车辙因子,提升了排水沥青混合料的高温稳定性;纤维对高黏度改性沥青胶浆低温性能影响不明显,排水沥青混合料低温抗开裂性能的改善主要为纤维增强了集料间的黏结性能;排水沥青混合料聚酯纤维最佳掺量为0.15%左右,玄武岩纤维掺量范围推荐为0.20%～0.40%。     

掺加纤维对高模量沥青混合料柔韧性及路用性能的影响

通过半圆针入度试验、直接拉伸试验和直接剪切试验研究了纤维对高模量沥青柔韧性和拉伸性能的影响,采用SEM分析了纤维增强布墩岩沥青(BRA)高模量沥青的表面形貌特征,并通过车辙试验、贯入剪切试验、低温弯曲试验评价了纤维高模量沥青混合料的高低温路用性能。结果表明:掺加单种纤维及复合纤维能显著提高BRA高模量沥青的蠕变柔量和抗拉强度;纤维的微观形貌差异决定了不同纤维对高模量沥青及其混合料的改性效果各有不同,采用复合纤维的方案可实现不同纤维对BRA改性沥青改性效果的叠加作用;复合纤维对改善高模量沥青混合料的抗疲劳耐久性效果良好。     

布敦岩沥青改性沥青抗紫外老化性能试验研究

利用残留针入度比和质量变化作为评价标准,对布敦岩沥青改性沥青的抗紫外老化性能进行了试验研究。结果表明,热老化和紫外老化后,10%掺量的BRA改性沥青的残留针入度比均比A-110基质沥青分别提高26.7%和29.9%;A-110和A-110+10%BRA两种沥青质量均有损失,但BRA改性沥青的损失率比A-110基质沥青要小18.8%;紫外老化后,A-110和A-110+10%BRA两种沥青质量均有增加,但BRA改性沥青的增长率比A-110基质沥青要小69.9%。布敦岩沥青能够有效提高沥青的抗紫外老化性能。     

胶粉掺量对复合橡胶改性沥青流变特性的影响

复合橡胶改性沥青不仅可以提高沥青的高温抗车辙和低温抗裂性能,还具有降噪、实现固废利用等优点.采用动态剪切流变(DSR)试验分析胶粉掺量对复合橡胶改性沥青流变特性的影响,并结合三大指标试验及旋转黏度试验确定复合橡胶改性沥青最佳配方设计.结果表明:固定90号基质沥青:SBS的比例(80:1),胶粉的掺加有助于提高复合改性沥...     

硫酸钙晶须-聚酯纤维复合改性沥青混合料的路用性能

以路用性能试验为依据,对比研究不同掺量的硫酸钙晶须和聚酯纤维在沥青混合料中的作用效果。结果表明硫酸钙晶须-聚酯纤维复合改性沥青混合料的高温稳定性、水稳定性和低温性能均较未改性沥青混合料有较大的改善,在兼顾高温性能和低温性能的原则下,硫酸钙晶须的最佳掺量为2‰～2.5‰,聚酯纤维的最佳掺量为2‰～3‰。     

掺加纤维与青川岩沥青的热再生混合料配合比设计与路用性能

为了改善大比例RAP掺量热再生混合料的水稳定性、低温抗裂性及极端气候条件下的耐候性和长期使用性能。基于车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔和冻融劈裂试验研究了木质素、聚酯、玄武岩纤维及3种纤维组成的复合纤维与青川岩沥青改性热再生混合料的路用性能。结果表明:掺加青川岩沥青和纤维能改善热再生混合料的抗车辙性能;提高大比例RAP掺量热再生混合料的水损害及抗裂性能;以青川岩沥青与复合纤维对热再生混合料的路用性能改善效果最佳,可应用于各种气候分区内的沥青路面表面层;采用纤维与青川岩沥青复配方案是改善大比例RAP掺量热再生混合料耐久性和极端气候条件下耐候性的有效技术途径。     

BRA及BRA复配SBS改性温拌沥青混合料配合比设计与性能评价

为了合理确定温拌布墩岩沥青(BRA)混合料的最佳拌和压实温度,评价BRA及BRA复配SBS改性温拌沥青混合料的路用性能和水温耦合作用下的耐久性。对不同压实温度下的温拌和热拌BRA改性沥青混合料试件的空隙率进行对比分析,并通过车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验及汉堡车辙试验研究了温拌BRA改性沥青混合料的路用性能。结果表明,采用"等空隙率法"确定温拌BRA改性沥青混合料拌和压实温度合理可行;随着BRA掺量增大,BRA和BRA复配SBS温拌改性沥青混合料的高温稳定性和水稳定性显著提高;在高温多雨地区推广应用BRA复配SBS温拌沥青混合料具有较好的技术优越性;实际工程中建议BRA的适宜掺量为20%。     

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。     

高掺量胶粉/SBS改性沥青及其混合料的路用性能

为了提高废旧轮胎利用率,降低沥青生产成本,发挥胶粉和SBS两种改性沥青的优势,通过优化制备工艺和材料掺量,研究沥青的三大指标、黏度、弹性恢复、储存稳定性,确定了胶粉/SBS复合改性沥青的胶粉最佳掺量为42%,裂解剂的最佳掺量为1.5%。以制备的高掺量复合改性沥青混合料为主要研究对象,其他5种沥青混合料为对照组,包括基质沥青混合料、3%SBS改性沥青混合料、21%普通掺量的胶粉改性沥青混合料、42%高掺量胶粉改性沥青混合料以及21%胶粉+3%SBS普通掺量复合改性沥青混合料,通过车辙试验、低温小梁弯曲试验等分析各个改性沥青混合料的性能。结果表明,比起其他5种沥青混合料,高掺量胶粉/SBS复合改性沥青混合料有优异的高温抗车辙、低温抗开裂和水稳定性,为进一步研究胶粉/SBS改性沥青的应用起到了推广作用。     

不同纤维沥青混合料的路用性能研究

选择木质素、聚酯、玄武岩和聚丙烯腈4种不同的纤维,分别从高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损和抗疲劳方面研究纤维的种类和掺量对沥青混合料性能的影响,并与未掺加纤维的混合料进行对比。结果表明：4种纤维均能不同程度地改善沥青混合料的路用性能,根据动稳定度指标确定木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维的最佳掺量分别为混合料质量的0.3%、0.2%、0.3%、0.3%;在几种纤维中,玄武岩纤维提高沥青混合料性能的幅度最大,建议采用掺量为0.3%的玄武岩纤维来提高沥青混合料的路用性能。     

内蒙古岩沥青/SBS复合改性沥青防水卷材的制备及性能研究

将内蒙古岩沥青作为改性剂与SBS改性沥青共混,通过高温剪切法制备岩沥青/SBS复合改性沥青防水卷材,研究了沥青防水卷材的基本性能、抗氯离子渗透性能及耐久性。结果表明,内蒙古岩沥青中含有较多的重质组分沥青质和灰分,会增强改性沥青的热力学稳定性;随着内蒙古岩沥青掺量的增加,沥青防水卷材的耐热性、耐久性及抗氯离子渗透性能显著提高,但对低温柔性有不利影响,因此岩沥青的掺量不宜过多。     

高模量再生沥青混合料性能研究

为了研究热再生高模量沥青混合料的路用性能,通过将普通沥青和不同掺量的布墩岩沥青(BRA)配制成改性沥青,分析了BRA掺量对改性沥青性能的影响规律,并以改性沥青混合料的动态模量为指标确定了BRA的合理掺量。通过测试不同旧料掺量下的再生混合料的动态模量、高温稳定性、低温稳定性、水稳定性和疲劳性能,提出热再生高模量沥青混合料的旧料合理掺量。结果表明:随着BRA掺量的提高,改性沥青的高温稳定性有所提升,BRA的合理掺量为40%。旧料掺量的提升对于再生混合料的模量提高影响不大;旧料掺量的提升有益于改善再生混合料的抗车辙性,但会影响其低温稳定性;在旧料掺量小于60%时,对高模量再生混合料水稳定性影响不大;旧料掺量过高不利于高模量再生混合料的疲劳性能。     

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.     

特立尼达湖沥青改性沥青的制备及耐老化性能研究

针对传统沥青改性剂价格昂贵、配伍性差及对沥青耐老化性能改善有限等缺点,采用特立尼达湖沥青(TLA)对基质沥青进行改性,通过正交试验确定了TLA改性沥青的最佳制备参数为:剪切时间40 min、剪切温度170℃、剪切速率5000 r/min;对经老化后的不同掺量TLA改性沥青的三大指标及黏度测试发现,随着TLA掺量的增加,改性沥青物理性能及耐老化性能显著提高;综合动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验、沥青四组分及红外光谱分析,对比不同掺量TLA的改性效果,结果表明:TLA改性沥青的高、低温性能,胶体稳定性及耐老化性较基质沥青均有明显提高。     

基于不同制备工艺的高模量沥青混合料路用性能研究

为了研究不同制备工艺的高模量沥青混合料路用性能优劣,本文选择橡胶沥青、湖沥青、岩沥青和50#硬质沥青混合料,以及在SBS改性沥青中添加PR.M和聚酯纤维制备的高模量沥青混合料。首先对混合制备工艺进行试验,其次通过高温抗车辙试验、低温小梁试验、冻融劈裂试验和疲劳试验指标,综合评价高模量沥青混合料路用性能。研究结果表明:橡胶沥青混合料各项性能指标最优,其次为复合改性湖沥青、岩沥青混合料,而50#硬质沥青综合性能较差,掺加外掺剂可以显著提高SBS改性沥青混合料性能。     

基于复合改性沥青混合料耐久性研究

为了延长道路的使用寿命,提高其抗疲劳耐久性,文中进行基质沥青、硫酸钙晶须改性沥青、聚酯纤维改性沥青、硫酸钙晶须和聚酯纤维复合改性沥青混合料的试验对比,探究掺加剂对沥青混合料抗疲劳耐久性的影响。试验表明同等条件下,抗疲劳性能强弱为硫酸钙晶须和聚酯纤维复合改性沥青混合料>聚酯纤维改性沥青混合料>硫酸钙晶须改性沥青混合料>普通沥青混合料。     

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。