再生SBS改性沥青混合料的施工温度确定

测定了不同拌和温度下再生SBS改性沥青混合料的拌和力矩,测定了基质沥青混合料在基质沥青黏温曲线0.17Pa·s的等黏温度下的最佳拌和力矩,并以此最佳拌和力矩在再生SBS改性沥青混合料拌和力矩-拌和温度拟合曲线上对应的拌和温度为该混合料的最佳拌和温度;根据最佳拌和温度下再生SBS改性沥青的黏度-剪切速率曲线,确定最佳拌和温度下再生SBS改性沥青的剪切速率,在该剪切速率下通过试验获得再生SBS改性沥青的黏温曲线,并以(0.28±0.03)Pa·s时的等黏温度作为再生SBS改性沥青混合料的最佳压实温度.表干法验证结果表明,上述方法确定的再生SBS改性沥青混合料最佳拌和温度是合理的.     

SBS改性沥青的黏温特性研究

SBS改性沥青的黏温特性与普通沥青不同。用目前的黏度测试方法测试SBS改性沥青黏度,根据黏温曲线确定的SBS改性沥青混合料的拌和与压实温度过高,过高的拌和与压实温度会引起SBS改性沥青的老化、环境和生产安全问题。从改性沥青的高温流变特性入手,分析改性沥青的黏度试验方法,研究SBS改性沥青的黏度变化规律。由试验结果可知,当温度低于150℃时,黏度对温度的依赖性很大,但是当温度高于150℃时,黏度对温度的依赖性逐渐减小;随着温度的升高,SBS改性沥青的黏度值对剪切速率的依赖性逐渐减弱。因此在测试SBS改性沥青的黏度时,必须在试验温度下规定相应的剪切速率,这对合理确定SBS改性沥青的拌和与压实温度至关重要。     

一种SBS改性沥青黏度测试新方法——旋转平板黏度法

针对布氏旋转黏度(BV)测试方法确定的SBS改性沥青施工温度过高的问题,提出了一种使用固定剪切速率的旋转平板黏度(RPV)测试方法.利用2种测试方法,确定了分别添加3种温拌剂后的SBS改性沥青施工温度(拌和与压实温度),用以指导马歇尔混合料试件制作,并进行空隙率测试.结果表明:采用RPV方法能有效规避采用BV方法测试SBS改性沥青黏温曲线时出现的剪切稀化效应而导致的预测施工温度偏高问题,其确定的施工温度能使混合料的体积设计指标满足规范要求,同时充分发挥温拌剂的降温节能作用;RPV方法还解决了BV方法中繁琐的转子和转速更换问题,相同时间内,测试的黏度数据点数量约为BV方法的4倍,且变异系数更小;对于普通70#基质沥青的黏度测试,RPV方法得出的结果与BV方法所得结果没有显著差异(显著性水平α=0.05).因此,RPV方法有望成为更高效准确的沥青(尤其是SBS改性沥青)表观黏度的测试方法,进一步服务于科研与工程.     

赤泥改性沥青黏度及微观特性

在基质沥青中添加赤泥制备赤泥改性沥青,采用黏温关系分析法探讨不同剪切速率、赤泥掺量(质量分数)对赤泥改性沥青黏度的影响,并用扫描电子显微镜观测赤泥与沥青之间的微观状态变化。研究结果表明:赤泥改性沥青黏度方程与温度之间存在极高相关性,温度对赤泥改性沥青黏度的影响程度要高于剪切速率对其的影响。在相同条件下,赤泥改性沥青的黏度随赤泥掺量的增加而增大。随着赤泥掺量的增加,赤泥改性沥青相态分布由分散相逐渐转变成连续相态,在赤泥掺量为13%时的共混体系达到了理想的相态分布形式。     

高黏度沥青黏度的评价方法与评价指标

对高黏度改性沥青、SBS改性沥青以及A-70基质沥青进行真空减压毛细管试验和动态剪切速率扫描试验,得到沥青的毛细管黏度和零剪切黏度.基于2种黏度试验的试验原理以及沥青在路面结构中受力状态的分析,对比2种黏度试验中沥青所受的剪切速率水平及其与路面结构中沥青所受剪切速率水平之间的关系.结果表明:对于黏度大于3×104Pa.s的高黏度沥青,零剪切黏度所对应的第一牛顿流区范围的剪切速率与沥青在路面结构中所受的剪切速率水平一致,零剪切黏度可以较为合理地表征高黏度沥青在路面结构中的黏结特性;而高黏度沥青在毛细管试验中的剪切速率过小,毛细管黏度不宜用于评价高黏度沥青材料的黏度特性.OGFC-13沥青混合料的飞散试验结果验证了上述分析结果.建议采用动态剪切速率扫描试验方法并以零剪切黏度指标来评价高黏度沥青的黏度特性.     

改性沥青施工温度确定和路用性能研究

沥青混合料的施工温度主要包括拌合温度和压实温度,其制约着沥青混合料配比设计和路面质量控制,直接影响路用性能。因此,选择合理的改性沥青施工温度在路面施工中显得尤为重要。基于沥青的黏性温度特性研究,讨论了沥青流变特性及温度对粘度的影响,确定了沥青的粘性温度曲线。通过易性试验对沥青混合料进行稳定性分析,研究了沥青混合料的配比并确定了改性沥青的施工温度。设计实验对沥青成型温度进行研究,得出温度对沥青混合料路用性能的影响,为今后改性沥青施工温度的确定以及路用性能的研究奠定了理论基础。     

废旧聚丙烯裂解物和工业油的改性沥青混合料强度形成机理研究

采用聚丙烯(PP)的高温裂解产物和工业油按一定比例和工艺加工制备沥青改性剂,研究聚丙烯裂解产物与工业油改性沥青混合料的强度形成机理及影响因素。在不同的温度、击实功、养生龄期的条件下,利用马歇尔试验,确定最佳压实温度、压实功与养生方法,为废旧聚丙烯裂解物和工业油的改性沥青混合料施工提供参考。     

基于沥青与石料界面剪切的黏塑性流变模型研究

沥青与石料的界面强度是沥青混合料强度构成的基本单元之一,其流变模型或本构关系是沥青路面结构设计和性能评价的基础理论。论文研究分析介绍了几种黏塑性模型及其基本特性,自行设计一种界面剪切试验方法,对2种品质的沥青和2种性质的石料,在不同温度和不同加载速率下,进行界面剪切试验,考察界面剪切强度的变化规律及其影响因素;通过数值模拟和黏度计算,分析了界面剪切强度所服从的黏塑性流变模型,提出一个误差较小更加合理的一元非线性黏塑性模型。研究成果进一步深化了对沥青混合料强度构成的力学原理的认识,并为固体材料的黏度分析及其数值确定提供了一种参考方法。     

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%。     

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%。     

SBS改性沥青热储存及运输过程中的降解研究

通过室内模拟低空气浓度(或相对绝氧)环境下苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的热降解过程,测试和分析了不同条件下SBS改性沥青的性能.结果表明:在热降解过程中,SBS改性沥青低温抗裂能力随时间的延长或温度的升高而逐渐降低;与低空气浓度下热降解对SBS改性沥青微观结构的影响相比,SBS改性沥青在高空气浓度下热降解过程中有更高的羰基和更低丁二烯含量.在生产、储存和运输SBS改性沥青时,需要充分考虑时间、温度以及空气浓度对其性能的影响.     

基于重复蠕变的改性沥青非线性黏弹响应分析

对4种改性沥青和1种基质沥青进行高温条件下较宽应力范围的重复蠕变试验,计算不同温度和应力水平下的不可恢复蠕变柔量Junr,分析改性沥青黏弹响应从线性到非线性的变化规律,再选择夏季沥青路面典型高温下沥青非线性响应区域内的Junr值,与沥青混合料车辙试验结果进行相关性分析.结果表明：随着温度升高,沥青的线性范围明显减小;进入非线性响应区域后,Junr值迅速增大,沥青抗永久变形能力明显降低;改性沥青的高温性能在不同温度和应力水平下存在差异,在较高温度和应力下,高强改性沥青的高温性能最优;有限样本条件下,沥青在非线性响应区域内的Junr值与沥青混合料车辙试验结果相关性较好,说明沥青混合料永久变形与沥青非线性黏弹响应关系密切.     

温度对沥青混合料密度及空隙率的影响

对两种级配的沥青混合料在不同击实温度下进行了大量的马歇尔室内试验,分析统计结果显示:击实温度在很大程度上对密度和空隙率是有影响的。     

聚合物改性沥青低温性能指标研究

研究了4类聚合物改性沥青的常规性能与低温流变性能,并对其混合料进行了低温弯曲试验.结合灰色关联理论,对聚合物改性沥青的多个低温性能指标与混合料低温弯曲试验结果进行了相关性分析.结果表明:聚合物改性沥青的玻璃态转变温度、低温流变性能指标、低温测力延度试验的黏韧性指标与沥青混合料低温弯曲试验结果均具有良好的关联性,其中的玻璃态转变温度关联度最高,能较好地反映聚合物改性沥青的低温性能,其次是低温流变指标和黏韧性指标.     

SBS改性沥青中SBS含量测试方法研究

对基质沥青、SBS和6种SBS含量的SBS改性沥青进行了红外光谱测试.结果表明,SBS改性沥青红外光谱中966,699 cm-1处SBS基团特征吸收峰和810 cm-1处沥青基团特征吸收峰,可作为SBS定性和定量分析依据;单因素方差分析和多重均值比较表明,SBS含量对699 cm-1与810 cm-1处特征峰吸收面积比(A699/A810)具有显著性影响,且不同SBS含量的A699/A810值之间存在显著差异;A699/A810与SBS含量呈现良好线性关系(相关系数0.9983),可将A699/A810作为SBS含量定量分析指标.应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术可实现SBS改性沥青中SBS含量的准确、快速测试.     

水泥沥青胶凝材料抗压强度的计算公式

依据低沥灰比(mA/mC)水泥沥青(CA)胶凝材料的物理结构模型,基于多孔水泥石和两相复合材料的相关理论,构建了4个表征CA胶凝材料抗压强度与组成参数之间关系的数学模型,测试了不同配合比的低沥灰比CA胶凝材料试件的抗压强度、孔隙率和沥青体积分数.结果表明:沥青体积分数是试件抗压强度的主要影响因素,而孔隙率对抗压强度的影响较小;试件抗压强度测试值与模型拟合结果的对比分析表明,测试值与改进Schiller方程的拟合结果有很好的一致性;再根据CA胶凝材料各物相体积分数与其配合比参数的定量关系,推导出了基于沥灰比、水灰比和水泥水化度等配合比参数的CA胶凝材料抗压强度计算公式.     

再生剂对沥青相对分子质量和尺寸分布的作用

分析了3种再生剂对3种老化沥青的再生作用,以探究再生过程对沥青相对分子质量和分子尺寸分布的影响.首先,通过分子凝胶色谱（GPC）分析了沥青再生前后相对分子质量分布的变化;然后,通过动态剪切流变（DSR）仪获得沥青再生前后的主曲线,并计算得到相应的沥青松弛谱图（CRS）和分子尺寸分布的变化;最后,对沥青相对分子质量分布、沥青分子尺寸分布与沥青物理性质的关联进行了分析讨论.结果表明：再生剂对老化沥青大尺寸分子存在降解作用和稀释作用,且2种作用受老化沥青种类和再生剂种类的影响;沥青再生过程中,再生剂对沥青大尺寸分子的分散效果与沥青的宏观软化效果存在很强的正相关关系.     

废橡胶颗粒改性沥青混合料的设计与性能

介绍了废橡胶颗粒在沥青路面中的应用技术,指出废橡胶颗粒干法改性沥青混合料存在力学强度不高、压实困难和压实后出现膨胀的技术难题.为此,从密实断级配沥青混合料的力学强度分析着手,提出了可改善废橡胶颗粒改性沥青混合料（CRUMAM）性能的设计方法,即采用密实断级配混合料和聚合物改性沥青的双重措施.室内试验表明,所设计的CRUMAM具有优良的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性.     

谈公路工程改性沥青混合料施工碾压工艺

结合改性沥青混合料碾压前各工序的质量、技术情况,确定了公路工程改性沥青混合料施工设备及碾压方案,详细论述了改性沥青混合料的碾压工艺,以提高路面质量。     

The effect of crumb rubber modifier (CRM) on the performance properties of rubberized binders in HMA pavements

The application of crumb rubber modifier (CRM) in asphalt mixtures is intended to improve the properties of binder by reducing the binder’s inherent temperature susceptibility. During the interaction with asphalt binder, the CRM particles absorb a portion of the oils in asphalt binder and the particles swell; therefore increasing the viscosity and stiffness of the CRM binder. Still, the performance properties of CRM binders in hot mix asphalt (HMA) pavement are considered to be unclear due to the various interaction effects of CRM with asphalt binders, depending on the CRM percentage, source and size. In this study, a laboratory investigation was conducted on the properties of CRM binders as a function of CRM processing method and percentages. A total of twenty-four CRM binders (3 binder sources * 2 CRM processing methods * 4 CRM percentages) were produced and artificially aged through an accelerated aging process. Evaluation of the CRM binders included the following testing procedures: Viscosity at high temperature, performance properties at high and intermediate temperatures, and cracking properties at low temperature. The results from this study indicated that the higher CRM percentages for CRM binders seemed to lead to a higher viscosity, a better rutting resistance and a less chance for low temperature cracking. In general, the ambient CRM was found to be more effective on producing the CRM binders that are more viscous and less susceptible to rutting and cracking.