盐冻融循环下温拌胶粉改性沥青混合料的低温性

为研究盐冻融循环作用下温拌工艺对胶粉改性沥青混合料(CR-MA)低温抗裂性能的影响,以温拌胶粉改性沥青混合料(CR-WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(CR-HMA)为研究对象,在不同质量分数(0%,4%,8%,12%)的盐溶液和冻融循环次数(0,5,10,15,20次)条件下对小梁试件进行低温弯曲和弯曲蠕变试验,比较了2种CR-MA弯曲应变能密度和弯曲蠕变速率等指标的衰减情况,并探讨了SDYK型表面活性类添加剂(掺量为基质沥青质量的0.6%)对CR-MA低温性能的作用效果.结果表明:2种CR-MA经盐冻融循环后,其弯曲应变能密度和弯曲蠕变速率均减小,低温抗开裂性能降低;随着盐冻融循环次数的增加,CR-WMA各指标变化幅度均小于CR-HMA,CR-WMA的低温抗裂性能优于CR-HMA;当除冰盐的质量分数为8%时,对CR-MA的破坏最为严重.     

疲劳荷载下冻融循环对CR-WMA开裂特性的影响

以温拌胶粉改性沥青混合料(CR-WMA)和热拌胶粉改性沥青混合料(CR-HMA)为研究对象,对经盐冻融循环和水冻融循环作用下的半圆试件进行三点弯曲重复加载试验,同时利用数字图像(DIC)相关技术对其开裂特性进行研究.结果表明:采用开裂位置附近点的水平应变(EXX)和以全场水平应变定义的损伤变量均可反映CR-WMA和CR-HMA在疲劳荷载作用下的抗开裂性能;CR-WMA和CR-HMA的抗疲劳开裂性能随着盐冻融循环和水冻融循环作用次数的增加而降低,且盐冻融作用对其影响大于水冻融作用;无论盐冻融还是水冻融作用,CR-WMA的抗疲劳开裂性能均优于CR-HMA.     

盐冻融循环对温拌胶粉改性沥青混合料疲劳性能的影响

为了研究冻融循环次数、盐质量分数和表面活性剂型温拌剂(SDYK)对胶粉改性沥青混合料疲劳性能的影响,采用小梁四点弯曲疲劳试验得到了冻融循环次数和弯曲劲度模量的关系,并结合疲劳寿命和能耗理论进行了分析.结果表明:胶粉改性沥青混合料的疲劳寿命随着冻融循环次数的增加而降低;当盐质量分数为8%时,水的冻胀与盐的侵蚀耦合作用最强,混合料疲劳寿命最低;当盐质量分数超过8%时,会对水的冻胀有一定的抑制作用;加入温拌剂的胶粉改性沥青混合料的疲劳性能更好.     

盐冻破坏下沥青混合料的抗裂性能及影响因素

为研究沥青混合料在冻融循环及除冰盐溶液共同作用下的抗裂性能,在断裂力学基础上,采用半圆试件弯拉(SCB)试验,通过J积分来评价沥青混合料的抗裂性能,并利用正交试验的极差分析法和方差分析法深入分析了沥青种类、冻融循环次数和除冰盐浓度对沥青混合料抗裂性能的影响.结果表明:除冰盐和冻融循环作用下,影响沥青混合料抗裂性能的各因素依次为沥青种类冻融循环次数除冰盐浓度;与基质沥青混合料、胶粉改性沥青混合料和复合胶粉改性沥青混合料相比,SBS改性沥青混合料具有更好的抗裂性;随着冻融循环次数的增加,沥青混合料的抗裂性能逐步降低;当除冰盐浓度为中低浓度时,对沥青混合料的破坏最为严重.     

盐冻融循环对沥青混合料低温性能的影响

采用低温弯曲试验,以最大弯拉应变比、弯曲劲度模量和应变能密度等指标分析了盐冻融循环条件下沥青混合料低温性能的衰变规律,研究了掺加纤维等添加剂后,在盐冻融循环条件下沥青混合料低温性能的改善效果.结果表明:沥青混合料经盐冻融循环后,其最大弯拉应变比、应变能密度显著减小,弯曲劲度模量增大;随着盐冻融循环次数的增加,各指标变化幅度逐渐减小;盐溶液质量分数越高、冻融温度越低,对沥青混合料的低温性能影响也越大;应变能密度与盐冻融循环次数呈指数函数变化;玄武岩纤维对盐冻融循环条件下沥青混合料低温性能的改善效果较好.     

温拌再生沥青混合料性能试验

按照热拌再生设计方法配制了废旧沥青混合料（RAP）掺量分别为20%,30%和45%（质量分数）的AC 13F热拌再生沥青混合料.在此基础上,采用干拌法和湿拌法两种制备工艺分别配制温拌再生沥青混合料.利用车辙试验、冻融劈裂试验、低温弯曲和弯曲蠕变试验来评价热拌及温拌再生沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能和水稳定性能.结果表明：温拌再生沥青混合料除高温性能优于热拌再生沥青混合料外,其低温抗裂性能和水稳定性能均低于热拌再生沥青混合料;随着RAP掺量的增加,热拌及温拌再生沥青混合料的路用性能除高温性能有所提高外,低温抗裂性能和水稳定性能均有不同程度的降低;制备工艺对温拌再生沥青混合料的性能有一定程度的影响.     

胶粉改性沥青混合料低温特性试验研究

为研究胶粉改性沥青混合料低温抗裂性能,采用沥青混合料小梁弯曲蠕变试验对胶粉改性沥青混合料的低温性能进行检验,并以SBS改性沥青混合料作为参照,结果表明,胶粉改性沥青混合料的感温性较弱,材料力学性能受温度影响较小,与SBS改性沥青混合料相比低温不易开裂。     

掺TPS添加剂排水性沥青混合料的低温性能研究

对掺Tafpack Super(TPS)高黏度沥青添加剂排水性沥青混合料的低温脆化温度点,弯拉强度-应变包络图和三点弯曲蠕变速率进行了测试,同时与SBS改性沥青排水混合料的低温性能对比.结果表明,TPS对排水性沥青混合料的脆化点温度影响较小,但随着TPS掺量的增加,混合料在低温脆化点的抗弯拉强度显著增强;TPS能显著提高排水性沥青混合料的低温抗裂性能.随着TPS掺量的增加,0℃时三点弯曲蠕变速率有所增加.综合分析表明,掺加TPS高黏度沥青添加剂排水性沥青混合料的低温性能可以得到一定改善,但SBS改性沥青混合料仍具有最佳的低温抗裂性能.     

基于GTM法的温拌胶粉改性沥青混合料设计研究

采用GTM（旋转试验机）法,以试件体积参数相等为判据,综合确定Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料的适宜成型温度和拌和温度.采用两阶段设计法,基于双参数体系,以热拌胶粉改性沥青混合料配比设计数据为基础,对Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料沥青用量和试验温度进行设计,从材料组成和体积参数两方面来双重保证其路用性能.然后,对所设计的Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料进行路用性能试验并与对应的热拌胶粉改性沥青混合料对比分析.结果表明：与马歇尔法相比,GTM法可以降低Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料的适宜成型温度;GTM法所设计的Evotherm温拌胶粉改性沥青混合料的高、低温性能及抗水损害性能均优于热拌胶粉改性沥青混合料,而且,其抗压回弹模量与热拌胶粉改性沥青混合料基本相当,不影响路面结构设计.     

基于GTM法的温拌胶粉改性沥青混合料研究

结合温拌胶粉改性沥青混合料的科研成果,介绍了基于GTM法的温拌胶粉改性沥青混合料设计,及不同胶粉掺量的温拌胶粉改性沥青混合料路用性能测试分析。结果表明：在使用温拌技术降低了胶粉改性沥青混合料拌和温度40℃的前提下,胶粉掺量为15％～21％的温拌胶粉改性沥青混合料的路用性能能较好地满足规范要求。     

泡沫温拌再生沥青及再生混合料低温性能评价

采用延度、BBR试验对泡沫温拌再生沥青结合料的低温性能进行评价,并对不同泡沫温拌再生混合料的体积指标和低温小梁弯曲性能进行了测试。结果表明:泡沫温拌再生沥青结合料的低温抗裂性能随着回收沥青掺量的增加而逐渐降低,当回收沥青掺量不大于40%时,温拌再生沥青的低温抗裂性能较好;在RAP用量增加的过程中,再生混合料的毛体积密度、沥青饱和度、稳定度和流值均不断减小,空隙率和矿料间隙率逐渐增大,低温破坏应变逐渐减小,说明试件的体积指标和低温性能均变差;当RAP掺量大于40%时,再生混合料的体积指标和低温抗裂性不能满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》要求。     

不同疲劳试验中改性沥青混合料疲劳性能对比

使用四点弯曲疲劳试验(4PB)、两点梯形梁疲劳试验(2PB)和overlay tester(OT)试验3种试验方法,对工程上常用的7种沥青混合料疲劳性能进行了测试.结果表明:在3种疲劳试验中,掺加6%(质量分数,下同)SBS的改性沥青混合料疲劳性能均较好,同时掺加10%TB胶粉和3%SBS的改性沥青混合料、掺加4.5%SBS的改性沥青混合料和同时掺加4.5%SBS及0.4%多聚磷酸(PPA)的改性沥青混合料疲劳性能均一般,掺加3%SBS的改性沥青混合料疲劳性能较差,温拌剂改性沥青混合料和埃索基质沥青混合料的疲劳性能最差;提高SBS掺量可以有效地提高沥青混合料的疲劳性能;添加TB胶粉和PPA可以在不同程度上提高SBS改性沥青混合料的疲劳寿命,但其对疲劳性能的影响力逊于SBS;不同试验方法中沥青混合料疲劳性能的排序具有一致性,具体排序稍有不同.     

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。     

溶解性胶粉/SBS复合改性沥青低温性能评价

采用低温延度试验与弯曲梁流变试验,通过数据回归分析,对溶解性胶粉改性沥青及其与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合的改性沥青低温性能进行评价.结果表明:当用胶粉和SBS对沥青复合改性时,增大胶粉质量分数能有效提升沥青的低温塑性变形能力和低温流变性能,增大SBS质量分数能提升沥青的低温塑性变形能力,但高掺量SBS可能降低沥青低温流变性能;随着胶粉质量分数和SBS质量分数的增大,沥青低温性能提升幅度逐渐降低;当胶粉质量分数为10%且SBS质量分数为2%时,改性剂利用效率最高.     

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%。     

TB胶粉复合SBS改性沥青及混合料的低温性能

通过小梁弯曲蠕变试验(BBR)以及半圆弯拉试验(SCB),对不同TB胶粉掺量和苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)掺量的TB胶粉复合SBS改性沥青及其混合料的低温性能进行研究,并对其低温性能指标进行相关性分析.结果表明:与基质沥青相比,TB胶粉改性沥青具有优异的低温性能,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温PG分级温度下降,沥青低温应力变小,混合料低温抗裂性增强;TB胶粉复合3%SBS改性沥青及其混合料的低温性能高于基质沥青,且随着TB胶粉掺量的增加,其低温性能改善效果较为显著,但低于相应掺量的TB胶粉改性沥青;随着SBS掺量的增加,10%TB胶粉复合SBS改性沥青的低温性能变化不明显,混合料的低温抗裂性变差;TB胶粉改性沥青的低温PG分级可以很好地反映沥青及其混合料的低温性能,而TB胶粉复合SBS改性沥青不能通过单一的PG分级来评价其低温性能,需要结合其他指标共同评价.     

紫外老化对温拌胶粉改性沥青砂浆开裂特性的影响

为研究紫外(UV)老化对温拌胶粉改性沥青砂浆(CR-WAM)开裂特性的影响,以SDYK表面活性剂型温拌胶粉改性沥青砂浆(CRS-WAM)、EM降黏剂型温拌胶粉改性沥青砂浆(CRE-WAM)及热拌胶粉改性沥青砂浆(CR-HAM)为研究对象,结合数字图像处理(DIC)技术、单边切口弯曲梁(SENB)试验与有限元方法,分析了...     

橡胶沥青混合料低温抗裂性能的研究

橡胶沥青混合料在减薄路面、延长路面使用寿命、延缓反射裂缝、减轻行车噪声等方面具有独特的优势。通过使用美国X公司研制的复合型胶粉改性沥青胶浆(A),并对A沥青混合料与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青混合料的低温性能进行了对比研究,结果表明其低温抗裂性能优于SBS改性沥青混合料。     

弯曲应变能密度评价沥青混凝土低温抗裂性能

为研究沥青用量对沥青混合料低温抗裂性能影响,对不同沥青用量不同温度条件下的AC-20F沥青混凝土进行低温弯曲试验,用弯曲应变能密度指标评价低温抗开裂性能。试验结果表明:温度对路面抗裂性能影响较大,增加沥青用量有利于提高沥青混凝土低温抗裂性能,但超过最佳沥青用量后,弯曲应变能密度趋于稳定,低温抗裂性能提高有限。     

考虑再生剂作用的温拌再生沥青混合料路用性能

选择质量分数分别为20%,30%和40%的回收沥青路面材料(RAP)以及具有类似技术性能的3种表面活性类温拌剂(S-I,DAT和ET)制备温拌再生沥青混合料(WRAM),研究了再生剂对温拌再生沥青混合料路用性能的影响,并对WRAM与热再生沥青混合料(HRAM)的路用性能进行了比较分析.结果表明:无论是否使用再生剂,WRAM的动稳定度DS均满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求;使用再生剂时,添加S-I和DAT型温拌剂的WRAM各项性能均满足规范要求,而添加ET型温拌剂且RAP质量分数为30%和40%的WRAM其最大弯拉应变εm和冻融劈裂拉伸强度比TSR则不满足规范要求;未使用再生剂的WRAM其TSR值不满足规范要求;温拌剂类型相同时,与未使用再生剂的WRAM相比,使用再生剂的WRAM其DS值减小、εm和TSR值均增大;RAP质量分数相同时,无论是否使用再生剂,添加DAT型温拌剂的WRAM其DS,εm和TSR值最大,添加ET型温拌剂的则最小;使用再生剂时,与HRAM的路用性能相比,添加DAT型温拌剂的WRAM路用性能略有提高,添加ET型温拌剂的明显降低,添加S-I型温拌剂的高温稳定性能降低、低温抗裂性能和水稳定性能则与之相近.据此得出,再生剂对WRAM的低温抗裂性能和水稳定性能有显著改善作用,同类型温拌剂对WRAM路用性能的影响亦有显著差别.