沥青混合料损伤愈合性能的多尺度评价

采用宏观与细观相结合的方法评价了沥青混合料的损伤愈合性能,以半圆弯拉试验为基础,同时使用数字散斑相关法(DSCM)研究了老化程度、损伤度、愈合时间和愈合温度对沥青混合料损伤愈合性能的影响.结果表明:宏观与细观指标的变化规律表现出相似特征;随着老化程度的加深,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料的损伤...     

基于测力延度试验的SBS改性沥青老化特征评价指标

采用不同时程的室内薄膜烘箱试验模拟SBS改性沥青的老化过程,对不同老化时间的SBS改性沥青进行常规试验、动态剪切流变试验及测力延度试验,分析针入度、软化点、车辙因子及测力延度相关指标与SBS改性沥青老化时间的相关性,同时分析这些指标与SBS改性沥青中SBS含量的相关性.试验与分析结果表明：针入度、软化点及车辙因子等指标与SBS改性沥青中SBS含量及老化时间的相关关系具有一致性,无法有效地区分SBS含量和老化时间对SBS改性沥青性能的影响;测力延度试验中的韧性指标与SBS含量正相关,且与SBS改性沥青老化时间负相关,是判别SBS改性沥青老化特征的有效指标.     

耦合老化作用下混合料中SBS改性沥青的老化行为研究

通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲流变试验(BBR),测试了老化前后苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的复数模量G*、相位角δ、劲度模量S和蠕变速率m,对比研究了热、紫外光、荷载3种环境因素两两耦合老化对SBS改性沥青性能的影响,并用红外光谱(FTIR)分析了经不同耦合老化方式作用后SBS改性沥青的官能团变化情况.结果表明:光热耦合作用对SBS改性沥青老化程度的影响相对严重,其余2种耦合老化下沥青老化程度较小;3种耦合方式对SBS改性沥青官能团的影响不同,光热耦合老化后的沥青主要表现为丁二烯键的断裂和羰基增加,热荷耦合老化主要使沥青中羰基增加,光荷耦合老化主要使沥青中部分丁二烯基的降解和羰基微量增加.     

基于FTIR的SBS改性沥青老化特性分析

采用宏观和微观分析相结合的方法,细致区分了SBS改性沥青中沥青相和SBS相各自的老化特性.通过常规指标试验评价了SBS改性沥青热氧老化前后的物理性能差异,并将其与基质沥青对比,得出SBS改性沥青的老化规律为黏度增加、变形能力下降.采用傅里叶红外光谱技术(FT-IR)定量分析了SBS改性沥青老化前后结构与性能的关系,发现...     

热氧老化沥青多次损伤-愈合性能

为研究沥青在多次损伤条件下的愈合性能,采用动态剪切流变(DSR)仪中的时间扫描模式对沥青进行损伤-愈合循环加载试验,以沥青愈合期间的复数模量恢复程度(即愈合指数)为愈合指标,分析了不同热氧老化程度下70~#基质沥青与SBS改性沥青多次损伤-愈合性能规律,并结合沥青傅里叶红外光谱(FTIR)试验,以特征官能团峰面积比定量分析了沥青功能基团的组成和含量对其自愈能力的影响.结果表明:沥青愈合指数随损伤-愈合次数的增加而减小,首次损伤时沥青愈合指数减小程度最大.老化程度对沥青愈合指数影响显著,表现为老化程度越高愈合指数越小.SBS改性沥青多次损伤-愈合和老化后的愈合性能均优于70~#基质沥青,SBS改性剂可增强沥青的抗疲劳损伤能力和抗老化能力.沥青中大分子含量越高,分子扩散速率越慢,自愈能力越弱;轻长型分子含量越高,分子扩散速率越快,自愈能力越强.     

SBS改性沥青老化性能分析

采用针入度、软化点、延度和弹性恢复等常规性能试验以及粘度、DSR和BBR等SHRP性能试验对SBS改性沥青的性能老化规律进行了系统评价,结果表明,SBS改性沥青的老化包含了两个部分,基质沥青的老化和SBS改性剂的劣化,但是二者的相互保护作用也有效的提高了SBS改性沥青的抗老化性能。     

SBS C9石油树脂改性沥青的研究

选择SBS改性剂与C9石油树脂对辽河90#基质沥青进行改性,通过常规试验、梁弯曲流变(BBR)试验考察了该改性沥青的感温性能、高温稳定性能、低温抗裂性能和抗老化性能,并利用电子显微镜对其结构进行了观察.结果表明:当SBS-C9石油树脂的质量分数为5%时,SBS-C9石油树脂改性沥青的感温性能、高温性能均优于SBS改性沥青,而低温性能、抗老化性能与之相差不大;C9石油树脂可提高SBS改性剂与基质沥青之间的结合力及SBS改性剂对基质沥青的约束力,使之形成新的交联网络结构.     

SBS，SBR改性沥青抗紫外线老化性能对比

对低温性能较好的SBS,SBR这2种改性沥青在薄膜烘箱老化试验(thin film oven test,TFOT)以及经不同时长紫外线老化后的性能进行了室内试验分析对比.结果表明,SBR改性沥青原样及经薄膜烘箱老化后,其低温延展性能明显优于SBS改性沥青,但在接受一定时间的紫外线照射后,SBR改性沥青的低温延度发生骤减,相同温度下其延度不及SBS改性沥青,说明SBS改性沥青的抗紫外线老化性能比SBR改性沥青好,这为高寒、高海拔地区沥青路面改性剂的选择提供了新的参考.     

高黏SBS改性沥青的流变性能与化学特性

为研究SBS掺量、稳定剂含量和老化对高黏SBS改性沥青流变性能与化学特性的影响,针对SBS掺量和稳定剂含量不同的高黏SBS改性沥青,分别采用动态剪切流变仪(DSR)和凝胶渗透色谱(GPC)试验对老化(短期老化和长期老化)前后的改性沥青进行流变性能与化学特性分析.结果 表明:相位角主曲线可以很好地表征高黏SBS改性沥青在老化过程中的流变性能;高黏SBS改性沥青中由于广泛的交联作用,使得SBS中形成了大量共价键,因此即便是长期老化,仍有足够数目的共价键来维持SBS结构的完整性;相比无稳定剂的SBS改性沥青,稳定剂的添加大幅度改善了高黏SBS改性沥青的性能,但在已有稳定剂的基础上再增加稳定剂的含量对其性能的提升有限;SBS掺量高的改性沥青需要更长的搅拌时间,以保证SBS在沥青中发生充分溶胀;稳定剂含量高的改性沥青也需要更长的搅拌时间,使SBS分子之间发生交联作用.     

基于凝胶渗透色谱法的改性沥青中SBS降解行为研究

为了探明改性沥青中SBS(苯乙烯-丁二烯嵌段聚合物)在施工及使用过程中的老化行为,通过对改性沥青在RTFOT、PAV老化前后的凝胶色谱分析研究了SBS的降解过程.结果表明:改性沥青经历RTFOT老化后有少量SBS交联结构发生降解,对沥青仍具有较好的改性效果:改性沥青经历PAV老化后SBS发生严重降解,平均分子质量显著下降,部分SBS丧失对沥青的改性效果:线性和星型2种类型SBS的老化程度不同;荧光显微观测试验结果与GPC分析结论一致,证明GPC分析方法能有效表征SBS的降解过程.     

Influence of aging on the evolution of structure,morphology and rheology of base and SBS modified bitumen

The influence of aging on the evolution of structure, morphology and rheology of base bitumen and SBS modified binders was investigated by Fourier transform infrared (FTIR), atomic force microscopy (AFM) and dynamic shear rheometer (DSR), respectively. Two laboratory simulation aging methods, named standard rolling thin film oven (RTFO) test and pressure aging vessel (PAV) test were applied in this study. The aging temperature of PAV was selected at 60 °C, which is considered to be consistent with the real high temperature within an asphalt pavement in the field. After aging, it was found that more carbonyl and sulphoxide groups but less chain segments of butadiene were available. With the oxidation of base bitumen and the degradation of SBS segments, obvious asphaltene micelles appeared in both binders, consistent with the changes of softening point and rheology of base bitumen and SBS modified binders.     

2种改性剂对沥青表面形貌的影响

为了研究改性剂对沥青表面形貌的影响,利用原子力显微镜(AFM)对基质沥青、SBS改性沥青以及Sasobit改性沥青老化前后的表面形貌进行测试.结果表明:SBS改性沥青"蜂状结构"数量及所占面积比基质沥青更小,表面更粗糙,Sasobit改性沥青"蜂状结构"为细长形,数量很少,表面粗糙度很大;3种沥青老化后"蜂状结构"均表现为体积增大,数量增加,表面粗糙度增大;SBS改性剂可以提高沥青的高温稳定性及短期抗老化能力;Sasobit改性剂能够改变沥青的晶体结构分布,提高沥青抗老化性能;单个"蜂状结构"平均面积变化情况能较好地评价沥青老化特性.     

沥青材料在长春市城市道路设计中的应用

根据道路等级、气候特点、交通条件等多种控制因素来选择路用石油沥青标号、改性沥青的基质沥青标号,是一个技术性很强的问题。合理选择适合当地的路用材料,可以保证道路具有良好的使用性能。阐述了沥青路用材料在长春市城市道路设计中的选择应用,根据长春市夏季炎热、冬季寒冷的特点,选用90号道路石油沥青;为满足高等级、交通特别繁重的情况,选用I-B型SBS苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌聚物改性沥青剂。     

SBS改性沥青混凝土路面施工技术

简要介绍了聚合物改性沥青的分类及SBS改性沥青技术标准,结合亳阜高速公路工程的施工、监理情况,探讨了SBS沥青混合料的配合比设计,并阐述了SBS改性沥青混合料的施工特点,以促进SBS改性沥青在我国的进一步推广。     

老化作用下沥青混合料的疲劳及自愈合性能

通过四点弯曲疲劳试验,分析了老化作用下苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料和基质沥青混合料的疲劳及自愈合性能.结果表明:老化作用显著削弱了沥青混合料的抗疲劳性能,SBS改性沥青混合料的抗疲劳性能优于基质沥青混合料;老化程度和损伤程度对沥青混合料的自愈合能力影响最为显著;适当延长愈合时间和适宜的愈合温度可以提高沥青混合料的愈合率,但老化程度和损伤程度会削弱其自愈合能力;未老化条件下,基质沥青混合料的自愈合能力大于SBS改性沥青混合料,而老化条件下SBS改性沥青混合料表现出较强的自愈合能力.因此选用SBS改性沥青混合料作为路面材料可以提高沥青路面的抗疲劳及自愈合性能.     

基于MSCR试验的石墨烯复合橡胶改性沥青抗老化性能研究

为了评价石墨烯复合橡胶改性沥青(GRS)的高温抗变形能力随老化时间的变化规律,分别选取SBS改性沥青、橡胶复合改性沥青及石墨烯复合橡胶改性沥青,进行原样及热氧老化20h(TFOT5h+PAV20h)、40h(TFOT5h+PAV40h)和60h(TFOT5h+PAV60h)的多应力重复蠕变试验(MSCR).结果表明,在...     

Effect of carbon black on the dynamic moduli of asphalt mixtures and its master curves

Modulus is one of the main parameters during the design of asphalt pavement structure, the newest specifications of China gives the dynamic moduli ranges of commonly used asphalt mixtures with base asphalt (BA) or styrene-butadiene-styrene modified asphalt (SBS MA), while the moduli ranges of mixtures with carbon black modified asphalt (CB MA) are not recommended. To investigate the CB effect on the dynamic moduli of CB MA mixtures, one commonly used asphalt mixture (AC-20) was designed with BA, SBS MA, and CB MA, respectively. Then, the uniaxial compression dynamic modulus tests were conducted at different temperatures and loading frequencies, the master curves of asphalt mixtures were analyzed based on the time-temperature equivalence principle. The results show that with increasing loading frequency, the temperature dependence of dynamic moduli of all asphalt mixtures tend to be less obvious. Both SBS and CB can decrease the temperature sensitivity of asphalt mixture, the SBS MA mixture has the lowest temperature sensitivity, followed by CB MA and BA mixture. In addition, CB and SBS can obviously improve the dynamic modulus of the BA mixture, enhance the anti-deformation performance of pavement structure, and the improvement effect of CB is almost the same with SBS.     

基于 ATR-FTIR 对改性沥青中 SBS 含量快速检测方法的研究

通过熔融共混的方法制备以0.5%掺量递增的SBS含量为3.5%～6.0%的6组改性沥青,采用ATR-FTIR技术对基质沥青和SBS改性沥青的红外光谱图进行采集分析,选用峰面积比法建立改性沥青中SBS含量的预测模型,并对其可靠性进行验证。结果表明,SBS改性沥青红外光谱图与基质沥青相比,在966cm-1和699cm-1波数处出现特征吸收峰;以A966/A1377峰面积比为SBS含量检测评估指标ISBS,建立SBS含量CSBS与ISBS之间的预测模型方程,相关系数为0.993,有较高的线性相关性;SBS含量预测模型计算的预测值与实际值的绝对误差最大值为0.11%,相对误差最大值为2.2%,满足测试精度要求,证明SBS含量预测模型具有可靠性和准确性,能实现改性沥青中SBS含量的快速、准确检测。     

SBS改性沥青显微结构及相态结构研究

荧光显微照相技术不舍破坏SBS相在沥青中的形态，是评价改性沥青机理的有效手段；SBS改性沥青是由SBS和沥青组成的两相共混物，按照相的连续性可以分成三种基本类型：第一种是沥青相为连续相而SBS相为分散相的单相连续结构；第二种是SBS相为连续相而沥青相为分散相的单相连续结构；第三种为两相连续结构或两相互锁结构。     

沥青品种对沥青混合料路用性能的影响

采用具有代表性的3种沥青和AC-13C级配矿质混合料拌制沥青混合料并进行了一系列室内试验研究。结果表明:TLA改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料都比普通沥青混合料具有更好的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性。TLA改性沥青混合料比SBS改性沥青混合料具有更好的高温稳定性和水稳定性,但低温抗裂性略差一些。