高模量沥青及其混合料低温性能研究进展

高模量沥青混合料因其出众的抗车辙性能和抗疲劳性能成为构建重载交通长寿命路面的理想材料,但低温性能差成为制约其应用和发展的最重要因素。近年来,如何改善高模量沥青及其混合料低温性能成为了路面领域的研究热点。本文综述了在胶结料中添加热塑性弹性体、油基改性剂、纳米材料以及在混合料中添加纤维这4种主要技术路径,重点阐述了这4种技术路径的改性材料用量、改性工艺参数与改性效果之间的关联,并对其改性机理进行总结。最后展望了高模量沥青及其混合料在低温性能方面的未来研究重点和发展趋势,即旨在克服高模量沥青混合料应用范围的限制,进而推动高模量沥青混合料在重载长寿命路面中的应用。     

高模量添加剂在沥青混合料的作用机理及影响研究

分析了添加剂对沥青混合料性能的作用机理,通过项目组制备的橡胶与硫酸钙晶须复合高模量添加剂对沥青混合料的改性,研究高模量添加剂对沥青混合料性能的影响.试验以70#沥青作为基体,采用0～3mm、3～5mm、5～15mm三档集料,高模量添加剂原料为橡胶与硫酸钙晶须.试验结果为:(1)采用高模量添加剂的沥青混合料稳定度普遍大于...     

单掺及复掺纤维的高模量沥青混合料路用性能研究

为评价单掺及复掺纤维对BRA改性高模量沥青混合料性能的增强作用,采用半圆针入度试验、直接拉伸试验研究了纤维对高模量沥青柔韧性和剪切性能的影响,基于车辙试验、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各项性能。结果表明：单掺及复掺纤维均能显著提高BRA高模量沥青的蠕变柔量和抗剪切强度;纤维的微观形貌差异导致其对高模量沥青及其混合料性能改善效果各有侧重,采用复掺纤维方案可实现不同纤维对BRA改性沥青性能改善效果的叠加作用;复掺纤维对高模量沥青混合料的低温抗裂性能、长期高温稳定性等各项路用性能有较大提升并且效果更加均衡,有较好的技术优越性。     

高模量天然沥青混合料设计及路用性能对比研究

为探究高模量天然沥青混合料的设计方法及路用性能,选取高模量天然沥青(HMB),利用修正马歇尔设计法制备了高模量天然沥青混合料BBME-13(béton bitumineuxà module elevé-13),分析了其马歇尔体积指标及内部结构,并对比研究了其与SBS改性沥青混合料SBSAC-13和基质沥青混合料SKAC...     

高模量沥青混凝土添加剂研究

针对南方和北方的不同气候特点,以回收聚烯烃为原料制备了AM系列高模量沥青混凝土添加剂,对所制备样品进行了红外(FTIR)和差示扫描量热分析(DSC).同时对高模量添加剂进行高温车辙试验、冻融劈裂试验和低温弯曲试验,并与基质沥青和市场样进行了对比,结果表明,高模量添加剂的加入可有效改善沥青混合料的高温性能和抗水损害性能.与市场样相比,所制备AM高模量添加剂使沥青混合料具有更好的抗水损害性能、高温和低温稳定性能.其中,AM-1更适合于南方地区路面的应用,而AM-2更适合于北方地区路面的应用.     

HMB高模量天然改性沥青混合料动态模量研究

为探究高模量天然改性沥青混合料的动态模量及其主曲线的变化规律,以高模量天然沥青(HMB)为沥青胶结料,制备EME20、AC20两种不同级配的沥青混合料,使用SPT简单性能仪,在不同温度和频率下对两种不同级配沥青混合料的动态模量进行检测,分析了温度和频率对沥青混合料动态模量的影响;基于时温等效原理,通过非线性最小二乘法拟合得到高模量沥青混合料的主曲线方程。结果表明：在同一温度下,沥青混合料动态模量随荷载频率的增加而提高,在同一频率下,沥青混合料的动态模量随着温度的升高而降低;通过试验测得两种不同级配沥青混合料的动态模量,再应用所得动态模量数据拟合出动态模量主曲线,算出不同温度下的移位因子,得出的动态模量主曲线方程,对其不同温度下的动态模量进行分析,预测分析出EME-20级配沥青混合料的高低温性能要优于AC-20级配沥青混合料。     

玻璃纤维温拌再生沥青混合料抗断裂性能评价研究

为了研究玻璃纤维温拌高掺量RAP再生沥青混合料的抗断裂性能,基于半圆弯曲（SCB）试验,采用5种评价指标对两种切缝深度下混合料抗断裂性能进行了综合评价。结果表明：10mm切缝深度混合料抗断裂性能较5mm差;温拌剂与RAP对抗断裂性能具有不利影响;玻璃纤维对温拌再生沥青混合料抗断裂性能具有显著提升作用,最佳掺量为0.3%。推荐采用峰值荷载、断裂能、断裂韧性和柔性指数综合评价沥青混合料抗断裂性能。     

温度对沥青混合料抗车辙性能影响的试验分析

温度的变化直接影响沥青混合料的力学性能.在高温环境下,沥青混合料的抗压性和抗剪切性减弱,流动性增强,车辆荷载容易使沥青路面变形,从而引发沥青路面病害,特别是沥青路面的车辙病害,严重影响道路行车安全.文章设定了三种温度条件,着重分析了沥青混合料抗车辙性能与温度变化的关系,结果表明,在温度由45℃上升到75℃后,其自身的动...     

玄武岩纤维对钢渣沥青混合料性能影响研究

为改善钢渣沥青混合料(SAM)抗裂性能,并尽可能降低钢渣(SS)膨胀特性对混合料耐久性的影响,基于车辙试验、SPT动态模量试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验、弯曲疲劳试验、SEM试验等,对不同掺量玄武岩纤维(BF)对SAM高、低温性能和水稳定及疲劳性能的影响及增强机理进行研究。结果表明:BF可显著增强SAM高温抗变形能力,且对不同SS掺量SAM低温柔韧性均有一定的提高;随着冻融循环次数增加,玄武岩纤维-钢渣沥青混合料(BF-SAM)的水稳定性降低幅度较SAM明显减小;BF的加筋、阻裂作用提高了SAM的疲劳寿命。综合各项路用性能,BF-SAM的推荐掺量为0.4%(质量分数)的BF,45%~55%(质量分数)的SS。     

PU改性沥青混合料路用性能研究

通过马歇尔稳定度和布氏粘度试验研究了聚氨酯沥青混合料的养护时间和温度,并在此基础上利用车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验评价了沥青混合料的各项路用性能,并与基质沥青和SBS改性沥青作对比.试验结果表明,聚氨酯改性沥青混合料的最佳养护温度120℃,养护时间48h,高温稳定性和低温抗裂性大幅度提高,均优于...     

盐冻融循环下温/热拌胶粉改性沥青混合料高低温性能研究

对温拌胶粉改性沥青混合料(CR-WMA)、热拌胶粉改性沥青混合料(CR-HMA)进行了三轴重复蠕变试验、小梁弯曲试验及弯曲蠕变试验,研究了其在盐冻融循环作用前后的高低温性能,并利用Burgers模型对蠕变数据进行了拟合分析.结果表明:随着冻融循环次数的增加,CR-WMA与CR-HMA的高低温性能均逐渐下降,在冻融循环次...     

基于不同基质沥青的多聚磷酸复配SBS改性沥青性能评价

以镇海,埃索,SK三种90#基质沥青为原料,分别掺入多聚磷酸(PPA)、聚合物SBS两种改性剂,采用高速剪切法在室内制备多种复配改性沥青材料.通过常规指标测试、重复蠕变试验、疲劳性能分析、粘度试验,对不同掺量复合改性沥青的路用性能进行评价,从而确定改性剂的最佳掺量,并选择适用于复合改性沥青生产的基质沥青.结果表明:PPA的掺入使得改性沥青温度敏感性降低,高温性能以及抗疲劳性能显著提高;PPA的最佳掺量为1％,此时复合改性沥青的性能达到最优;适用于掺入PPA进行改性的基质沥青为SK90#最优,埃索90#次之,镇海90#最差;SK90#基质沥青掺入3.5％ SBS和1％的PPA所复配的改性沥青经济效益较普通SBS改性沥青更为优异.     

胶乳掺量对乳化沥青冷再生混合料低温性能的影响研究

为研究胶乳掺量对乳化沥青冷再生混合料低温性能的影响,本文在不同低温温度下,对不同胶乳掺量(0～4.5％)的乳化沥青冷再生混合料的弯拉强度、弯拉劲度模量以及弯拉应变进行了测试,利用重复加载试验模拟路面实际状况进行验证.结果表明,随着胶乳掺量的增加,其乳化沥青冷再生混合料的弯拉强度、弯拉劲度模量随之减小,弯拉应变随之增大,具有明显的规律;经重复加载试验验证,当胶乳掺量为3％时,乳化沥青冷再生混合料具有较好的低温性能.     

石墨烯复合橡胶改性沥青路面性能研究

本文结合甘肃柳敦公路试验段工程实例,研究石墨烯复合橡胶改性沥青(GRA)路面性能.通过常规试验、多应力重复蠕变(MSCR)试验、动态剪切流变(DSR)试验等方法分析研究了GRA性能,并对GRA混合料的路用性能进行了研究.结果表明:GRA与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青相比,针入度降低了12.7％,...     

盐冻循环条件下SBS改性沥青及混合料的细观结构和低温蠕变性能

在寒冷地区道路常用融雪盐来融雪除冰,沥青路面极易因盐冻循环而造成损坏.本文通过扫描电子显微镜(SEM)、弯曲梁流变仪(BBR)和万能试验机(UTM-100)对盐冻循环前后的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)改性沥青及其混合料的细观结构和低温蠕变性能进行分析.结果表明:冻融循环后沥青及其混合料微观形貌变化明显,盐冻循环后沥青及其混合料表面出现的盐晶体会破坏沥青的膜结构和混合料结构的致密性,单纯水冻循环对沥青及其混合料低温性能影响较大;冻融循环后SBS改性沥青随温度降低其低温抗裂性能逐渐降低;选用低浓度融雪盐溶液可以在一定程度上保持SBS改性沥青及其混合料的低温抗裂性能;盐冻循环次数的增加,会降低SBS改性沥青及其混合料的低温性能.     

盐冻融与干湿作用下沥青混凝土的高低温力学性能分析

制备了沥青混凝土样品,并进行了不同次数的盐冻融干湿循环试验。在此基础上,测试了沥青混凝土的高温车辙深度、动稳定度和低温抗弯拉强度,得到了车辙深度、动稳定度和抗弯拉强度随盐冻融干湿循环次和盐浓度的变化规律,研究了盐冻融与干湿作用下沥青混凝土的高低温力学性能。研究结果表明:(1)沥青混凝土60min车辙深度随盐浓度的增加和冻融循环次数的增多而呈线性增长的趋势;(2)沥青混凝土的抗高温变形能力随盐冻融干湿循环次数的增多而逐渐弱化;(3)沥青混凝土的抗弯拉强度经历9次和15次盐冻融干湿循环后分别下降22%~26.4%和42.6%~51.5%;(4)冻融干湿循环次数一定时,沥青混凝土的抗弯拉强度随盐浓度的增加而缓慢下降,并且当盐浓度达到12%时,沥青混凝土的抗弯拉强度减小就很不明显。     

A review on the mechanical and electrical properties of graphite and modified graphite reinforced polymer composites

Carbon materials particularly in the form of sparkling diamonds have held mankind spellbound for centuries, and in its other forms, like coal and coke continue to serve mankind as a fuel material, like carbon black, carbon fibers, carbon nanofibers and carbon nanotubes meet requirements of reinforcing filler in several applications. All these various forms of carbon are possible because of the element's unique hybridization ability. Graphene (a single two-dimensional layer of carbon atoms bonded together in the hexagonal graphite lattice), the basic building block of graphite, is at the epicenter of present-day materials research because of its high values of Young's modulus, fracture strength, thermal conductivity, specific surface area and fascinating transport phenomena leading to its use in multifarious applications like energy storage materials, liquid crystal devices, mechanical resonators and polymer composites. In this review, we focus on graphite and describe its various modifications for use as modified fillers in polymer matrices for creating polymer-carbon nanocomposites.