基于相关分析的沥青混合料疲劳性能内部影响因素评价

为研究内部因素对沥青混合料疲劳性能的影响规律,采用四点弯曲疲劳试验方法,进行了不同沥青品种和含量的混合料大样本试验。利用SPSS统计软件对各内部因素与沥青混合料的疲劳试验次数,进行了全相关性分析。结果表明:混合料指标较沥青指标对沥青路面的疲劳性能影响大。混合料指标影响程度为:沥青含量沥青膜厚度空隙率;在相同针入度条件下,沥青指标的影响程度为:软化点黏度拉拔强度疲劳因子G~*sinδ,G~*sinδ与沥青混合料的疲劳性能相关性较差。因此,在混合料设计时,同类沥青,选择软化点较低的,保证沥青含量,并使混合料碾压密实,可以有效提高沥青混合料的疲劳性能。     

高强度沥青及其混合料性能的试验研究

对高强度沥青与SBS改性沥青、70号沥青的性能进行对比检测，着重进行50℃、60℃下的动态剪切试验，以车辙因子（G^＊／sinδ）评价三种沥青的抗永久变形能力。结合室内试验，对AC-20型混合料的高温稳定性、水稳性、低温抗裂性以及疲劳性能等路用性能进行对比研究。研究结果表明，高强度沥青在50℃、60℃的G^＊／sinδ远高于其他沥青粘结料，能够大幅提高混合料的高温性能，而且对其他路用性能也有一定改善。     

基于动态剪切流变的沥青高温性能评价

通过动态剪切流变仪研究五种沥青高温特性,结合沥青混合料车辙动稳定度,分析不同指标对沥青高温性能的辨别力。研究表明:等效粘度η′=sinδ^{-4.862 8}G^*/ω预估60℃粘度值与车辙动稳定度评价结果一致,真空毛细管测定SBS粘度值偏大。橡胶改性沥青She-noy参数、T_G*/sinδ、G^*/sinδ值均最大,但其动稳定度却低于复合改性沥青。复合改性沥青的评价有待进一步研究。     

废旧橡胶粉掺量对橡胶沥青高低温及疲劳性能影响研究

为分析橡胶粉掺量对橡胶改性沥青高低温及疲劳性能的影响,选取三种橡胶粉掺量(16%、20%及24%)对基质沥青分别改性。对不同掺量下的橡胶沥青进行动态剪切流变(DSR)及弯曲梁流变(BBR)试验,并与基质沥青及SBS改性沥青对比。试验结果表明,橡胶沥青的高温性能优于基质沥青及SBS改性沥青,低温性能虽不如SBS改性沥青,但强于基质沥青。至于疲劳性能,试验表明当橡胶粉掺量为20%时,其疲劳因子最低,疲劳性能最优。     

基于线性振幅扫描试验的沥青胶结料疲劳性能研究

为准确评价沥青胶结料疲劳特性,采用线性振幅扫描(LAS)试验测试了3种基质沥青和2种SBS改性沥青的疲劳参数,并与疲劳因子进行了比较。结果表明,随着测试温度的升高,沥青胶结料抗疲劳性能增强;基质沥青和改性沥青在疲劳性能上存在较大差异,基质沥青的疲劳因子和疲劳失败温度均高于改性沥青,而改性沥青在线性振幅扫描过程中能够在达到峰值剪切应力后,维持一段时间的高应力状态再下降,并且其疲劳寿命均大于基质沥青;不同的测试方法对于改性沥青疲劳性能评价结果的一致性较好,而基质沥青疲劳性能排序受到测试方法的影响。     

利用多应力重复蠕变恢复（MSCR）方法评价改性沥青胶结料高温性能

随着研究工作的不断深入和路面胶结料新材料的出现,尤其是改性沥青在公路施工中的大量使用,人们发现车辙因子（G＊/sinδ）与改性沥青混合料的抗车辙性能关联性不是很好,即用G＊/sinδ很难百分之百地预测改性沥青混合料的抗车辙性能.因此,采用了多应力重复蠕变试验中的指标：分析累积应变和蠕变劲度的黏性成分中的不可恢复的部分.为沥青胶结料的高温性能提供了更为合理的评价手段.     

克拉玛依50号沥青路用性能研究

采用粘度、SHRP规范中车辙因子(G~*/sinδ)及混合料动稳定度评价50号和90号沥青的高温性能,采用SHRP规范中弯曲流变试验BBR的蠕变劲度及混合料低温开裂温度来评价沥青的低温性能。通过试验,50号沥青高温使用温度相对于90号沥青有大幅度提高,体现了50号沥青优良的抗车辙性能。     

白炭黑/橡胶复合改性沥青及其混合料路用性能研究

为研究白炭黑材料对橡胶沥青的复合改性效果,基于不同类型、掺量的白炭黑复合改性沥青,通过对其进行技术性能试验、流变性能试验、老化性能试验以及混合料试验,并采用针入度体系指标、175℃黏度、车辙因子、老化残留物性能以及混合料性能指标为评价依据,对其胶结料性能与混合料性能进行分析,结果表明:沉淀法制备的白炭黑对橡胶沥青的改性效果较好,掺加白炭黑进行复合改性能进一步提高橡胶沥青的高温稳定性能,其软化点涨幅可达15%、175℃黏度与车辙因子也随着白炭黑掺量显著提高,掺加适量白炭黑后复合改性沥青的抗老化能力提高,其中TFOT老化后残留物的针入度比涨幅可达22%,并且掺加白炭黑后复合改性橡胶沥青混合料的车辙动稳定度、马歇尔残留稳定度以及劈裂强度比(TSR)都显著提高,综合表明掺加白炭黑进行复合改性能有效提高沥青及其混合料的稳定性与耐久性。     

减三糠醛抽出油掺入量对改性沥青性能的影响

以减三糠醛抽出油为相容剂,90#沥青为基质沥青,LG 411 S为改性剂,考察了相容剂的不同掺入量（占基质沥青质量分数）0,1.0%,2.0%,3.0%,4.0%,5.0%对改性沥青常规、高温剪切流变性能、低温弯曲梁流变性能的影响,分析了相容剂掺入量对沥青相与热塑性丁苯嵌段共聚物（SBS）相形态特征的影响。结果表明,加入相容剂后,改善了SBS在沥青中的溶胀、分散程度,显著提高改性沥青的储存稳定性;经过旋转薄膜烤箱（RTFOT）后,5℃延度、5℃老化后延度逐渐增加,提高了改性沥青的延伸性能。当抽出油掺入量为2.0%时,改性沥青的高温性能最高使用温度由70℃降低至64℃,高温抗车辙因子能力降低;改性沥青的最低使用温度由-12℃降低至-18℃,低温抗裂性能提高;SBS在沥青中由团絮状分散状态转变为均匀分散状态,体系更稳定。     

基于沥青微观形貌与流变性研究SBS改性对其老化的影响

通过考察沥青的纳米微观形貌和流变性变化,探讨了SBS改性剂对沥青老化性能影响的微观机理。用原子力显微镜(AFM)测定SBS改性前后2种沥青的3种老化状态[原状、旋转薄膜烘箱老化(RTFOT)、RTFOT+压力容器老化(PAV)]的微观形貌变化。同时,利用旋转黏度计(RV)和动态剪切流变仪(DSR)测定了2种沥青在上述3种不同老化阶段的135℃旋转黏度、抗车辙因子和疲劳开裂因子。结果表明,加入SBS改性剂,在原状和RTFOT+PAV老化阶段,比相应的基质沥青增加了"蜂状结构"的"崎岖"程度,但在RTFOT老化阶段,"崎岖"程度则减轻;因老化而引起的"蜂状结构"数量的减少,与沥青黏度增加和抗车辙因子指标增大的趋势正相关;表征"蜂状结构"AFM因子中的面积差因子与沥青老化进程中旋转黏度和抗车辙因子指标呈现显著线性相关的关系。     

SBS-SBR复合改性乳化沥青混合料耐久性研究

SBS改性乳化沥青具有较好的高温性能,并且抗老化和耐疲劳性能也较好,但是低温性能较差,SBR改性乳化沥青低温抗开裂能力很好,水稳定性和耐久性也较好,但是其高温抗车辙性能较差。基于此,制备了SBS-SBR复合改性乳化沥青,并对比其与基质沥青、SBS改性乳化沥青、SBR改性乳化沥青的高温抗车辙性能、低温抗裂性能、水稳定性、疲劳性能,最终得出:SBS-SBR复合改性乳化沥青集合了两种乳化沥青的优势,耐久性有了一定提高。     

超分子紫外阻隔材料改性沥青的研究与应用

采用超分子紫外阻隔材料制备了路用耐老化沥青和屋面防水用耐老化沥青,研究了超分子紫外阻隔材料对基质沥青和SBS改性沥青物理性能和老化性能的影响。结果表明超分子紫外阻隔材料可显著改善基质沥青和SBS改性沥青的耐紫外光老化性能,并明显提高沥青混合料的抗车辙能力。     

(阿尔巴尼亚)塞拉内兹湖天然沥青改性加德士沥青的路用性能评价

采用湿法工艺,以阿尔巴尼亚塞拉内兹湖天然沥青为改性剂对加德士70号沥青进行了改性,分析了改性沥青的性质;以改性沥青为胶结料,进行了AC-13型混合料的拌制、检测。结果表明,与基质沥青相比,改性沥青针入度降低、软化点升高、表观黏度增大、高温等级提高而低温性能基本不变;动稳定度提高,车辙深度降低,冻融劈裂强度比增强,高温稳定性和水稳定性提高。     

道路沥青在使用过程中的水老化

在沥青的压力老化试验（PAV）中，设计加入水分因子，并采用美国战略性公路研究计划（SHRP）中的高温车辙因子（G^＊／sinδ）和低温蠕变劲度（S（t））等参数指标，表征在沥青路面使用过程中，雨水、地下水等潮湿因素对沥青老化性状的影响。结果表明，在热、氧的共同作用下，水分的存在对沥青G^＊／sinδ的影响十分显著。提出了在室内沥青长期老化模拟试验过程中，应考虑加入水分条件，使更接近致使道路沥青老化的使用环境，提高对沥青老化模拟的准确度。另外，从对沥青SHRP高温性能指标的影响程度上讲，水分因子的加入可以缩短沥青压力老化试验时间5h以上。     

橡胶沥青的动态剪切流变试验分析

通过动态剪切流变试验,对路用橡胶沥青结合料的流变性能进行了分析。试验采用2种不同类型的基质沥青以及4种不同含量的胶粉制备成5种不同类型的橡胶改性沥青,使用动态剪切流变仪分别对原样、短期老化以及长期老化三种状态的试样进行了测试,分析了各粘弹性参数随橡胶沥青类型变化的规律。同时也对比分析了各种类型的胶粉改性沥青的高温抗车辙性能和抗疲劳性能。试验结果表明,橡胶胶粉含量在15%～21%范围内时,橡胶沥青的高温和中等温度下疲劳性能均随橡胶胶粉含量的增加而提高。     

多聚磷酸改性沥青研究

通过组分分析、流变力学试验及常规试验,揭示了多聚磷酸可以改变沥青的胶体结构形态的改性机理;对多聚磷酸的适宜剂量进行了优化及论证;优化出的多聚磷酸改性C级石油沥青的感温性大幅度下降,抗车辙性能显著提高,可由PG52—22级提升至PG70—22级;多聚磷酸对沥青的低温及疲劳特性无不良影响,但是,经薄膜老化后,改性沥青的弹性分量显著增大,抗短期老化性能下降。研究结论可作为工程应用的基础。     

新疆地区沥青高温疲劳性能指标评价

以新疆地区常用的四种沥青为例,运用动态剪切流变试验分析沥青短期老化前后车辙因子随温度的变化规律,用以评价沥青的高温性能及疲劳性能。试验结果表明:SBS(I-C)改性沥青的高温性能优于其他品种沥青,但它的疲劳性能需关注,橡胶沥青的高温性能及疲劳性能均较优。     

30#道路石油沥青的复合改性及其性能研究

分析了石油原料与加工工艺对道路石油沥青性质的影响,并采用抗车辙剂和增延剂对其进行复合改性,制备出满足JTG F 40—2004的30~# A级道路石油沥青,考察了复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明:通过优选合适的原料和工艺可制备出满足JTG F 40—2004的30~# B级、C级道路石油沥青,但难以制备出30~# A级道路石油沥青,主要存在高低温性能难以兼顾的技术难题;采用抗车辙母粒和增黏剂(Sasobit)复合改性可以制备出满足JTG F 40—2004的30~# A级道路石油沥青;Sasobit对沥青性能的影响程度明显大于抗车辙母粒,并且随着Sasobit用量增大,影响程度更加明显;组分差异性较小的原油比较适宜用来制备优质硬质基质沥青;复合改性30~#沥青混合料的马歇尔稳定度、车辙动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂残留稳定度等性能明显优于茂名70~#沥青混合料,其低温性能能够达到冬冷区改性沥青的要求,同时高温性能和抗水侵害性能也大幅提升。     

岩沥青改性沥青及沥青混合料路用性能研究

为了了解新疆岩沥青的路用性能,在沥青胶结料中掺入不同量的岩沥青,进行针入度、延度扣软化点试验,对加入岩沥青后的沥青混合料进行了车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、疲劳试验,并与SBS改性沥青及沥青混合料的试验结果进行了比较。结果发现掺入岩沥青后,沥青胶结料的的高温稳定性和抗老化性得到了较大程度的提高,掺入量为15%的岩沥青改性沥青混合料动稳定度、冻融劈裂强度比、劲度模量较基质沥青分别提高了3.5倍、0.34倍、2.89倍,说明其高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性有了较大的提高,而低温弯曲破坏强度提高了0.18倍,反映出其低温抗裂性也得到了一定程度的改善,表明掺入岩沥青的沥青混凝土具有良好的路用性能。     

水滑石/废橡胶粉复合改性沥青的制备及其性能研究

以克拉玛依90号沥青作为基质沥青、废橡胶粉和水滑石（LDHs）作为改性剂,制备了LDHs/废橡胶粉复合改性沥青,在废橡胶粉加入量不变的条件下,考察LDHs加入量对复合改性沥青的物理性能、抗紫外老化性能和流变性能的影响。结果表明：当废橡胶粉加入量（w）为15%时,随着LDHs的加入,复合改性沥青的软化点升高,针入度和延度有所下降,两种改性剂相互结合,使复合改性沥青的物理性能得到改善,并且满足国家聚合物改性沥青标准的要求,考虑到改性剂成本,选取LDHs加入量（w）为3%～4%;LDHs的加入使复合改性沥青的软化点增量减小,残留针入度比和延度保留率上升,表明LDHs可明显提高复合改性沥青的抗紫外老化性能;LDHs的加入可使复合改性沥青复数模量和车辙因子增加,相位角下降,说明LDHs可提高复合改性沥青的抗车辙性能。