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。     

棉秸秆纤维改性沥青胶浆试验研究

采用棉秸秆纤维制备不同纤维掺量的沥青胶浆,以锥入度试验和动态剪切流变试验对其路用性能进行评价,并与木质素纤维沥青胶浆进行对比。结果表明,纤维的加入可以明显降低沥青胶浆的锥入度和温度敏感性,提高沥青胶浆的抗剪切强度、复数剪切模量及车辙因子。与木质素纤维相比,在15⁵0℃、纤维掺量1%50℃、纤维掺量1%⁴%的情况下,棉秸秆纤维沥青胶浆锥入度平均减小7.0%,抗剪强度平均高出17.1%。在纤维用量同为2%的情况下,棉秸秆纤维胶浆的复数剪切模量高出32.2%,车辙因子高出31.9%。随着纤维掺量增加,纤维沥青胶浆的锥入度降低,抗剪强度增大,其中纤维掺量1%4%的情况下,棉秸秆纤维沥青胶浆锥入度平均减小7.0%,抗剪强度平均高出17.1%。在纤维用量同为2%的情况下,棉秸秆纤维胶浆的复数剪切模量高出32.2%,车辙因子高出31.9%。随着纤维掺量增加,纤维沥青胶浆的锥入度降低,抗剪强度增大,其中纤维掺量1%³%之间变化明显。纤维在沥青中的最佳掺量为2%3%之间变化明显。纤维在沥青中的最佳掺量为2%³%。随温度升高,纤维沥青胶浆的锥入度增大,抗剪强度降低,其中153%。随温度升高,纤维沥青胶浆的锥入度增大,抗剪强度降低,其中15²5℃抗剪强度降低幅度较大。纤维的稳定增韧作用主要体现在高温区。     

棉秸秆纤维改性沥青胶浆试验研究

采用棉秸秆纤维制备不同纤维掺量的沥青胶浆,以锥入度试验和动态剪切流变试验对其路用性能进行评价,并与木质素纤维沥青胶浆进行对比。结果表明,纤维的加入可以明显降低沥青胶浆的锥入度和温度敏感性,提高沥青胶浆的抗剪切强度、复数剪切模量及车辙因子。与木质素纤维相比,在15~50℃、纤维掺量1%~4%的情况下,棉秸秆纤维沥青胶浆锥入度平均减小7.0%,抗剪强度平均高出17.1%。在纤维用量同为2%的情况下,棉秸秆纤维胶浆的复数剪切模量高出32.2%,车辙因子高出31.9%。随着纤维掺量增加,纤维沥青胶浆的锥入度降低,抗剪强度增大,其中纤维掺量1%~3%之间变化明显。纤维在沥青中的最佳掺量为2%~3%。随温度升高,纤维沥青胶浆的锥入度增大,抗剪强度降低,其中15~25℃抗剪强度降低幅度较大。纤维的稳定增韧作用主要体现在高温区。     

钢渣沥青混合料薄层罩面层间剪切性能研究

为了探究钢渣沥青混合料薄层罩面层间剪切破坏机理,设计一种间断级配钢渣沥青混合料和两种构造深度的表面层,研究表面层构造深度、温度、SBR改性乳化沥青用量和应力比对钢渣薄层罩面层间剪切性能的影响。通过马歇尔稳定度试验、冻融劈裂试验和动稳定度试验评价薄层罩面及表面层沥青混合料的基本路用性能,直剪试验和剪切疲劳试验评价薄层罩面层间抗剪切性能。研究结果表明:钢渣集料的压碎值和磨耗值明显低于石灰岩集料,且与沥青的粘附性好,使得钢渣沥青混合料的路用性能优异;层间抗剪强度主要受温度控制,在相同测试温度下,随着黏结材料用量增加,表面层与薄层罩面的层间接触状态得到改善,从而提高了抗剪强度,但过量的黏结材料在表面层与薄层罩面之间形成滑动层,导致构造深度对层间剪切强度的作用减弱;薄层罩面的层间剪切疲劳寿命随应力比的升高而降低,通过剪切疲劳试验得到了疲劳寿命方程。     

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。     

抗滑薄层路面路用特性试验研究

为提高沥青路面抗滑性能、保障车辆行驶安全,研究了不同沥青路面抗滑性影响规律和抗滑薄层材料路用特性。研究发现,沥青混合料试样在加速磨耗作用下,表面构造深度与摩擦系数均随磨耗时间加长逐渐降低,沥青混合料SMA-13抗滑性优于AC-13且玄武岩试样抗滑性较好;不同温度下AC-13抗滑性初始值相近,其表面摩擦系数和构造深度随作用时间加长终值相差较大,试验温度60℃、作用时间7h时分别减小了39. 8%、42. 5%;抗滑薄层路面试样在相同磨耗时间后,其抗滑性明显优于试样涂抹抗滑薄层材料前,且抹抗滑薄层材料提供的粘结力,保证了抗滑薄层路面试样具有良好剪切强度和粘结强度。     

聚氨酯对环氧树脂改性沥青及混合料性能影响研究

为研究不同用量（20%、30%、40%）聚氨酯（PU）对于环氧树脂（EP）改性沥青及其混合料性能的影响,通过拉伸试验、动态剪切流变和低温弯曲流变试验分析了PU/EP复合改性沥青性能,并利用车辙试验、低温弯曲试验和浸水马歇尔、冻融劈裂试验探讨了复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性,并以不掺PU的环氧沥青和4%SBS改性沥青混合料为对照组。试验结果表明,加入PU将会降低改性沥青的抗拉强度、车辙因子,但同时提高了沥青的柔韧性和低温性能;加入一定量的PU虽然降低了沥青混合料的高温抗车辙变形能力,但依然远大于4%SBS改性沥青混合料,此外PU加入后明显改善了沥青混合料的低温抗裂性和抗水损害性能。综合各方面性能,建议PU用量为30%～40%。     

粉煤灰沥青混合料路用性能试验研究

通过粉煤灰沥青混合料的试验,分析了其路用性能。结果表明：AC-16沥青混凝土加入两种粉煤灰沥青混合料的稳定度都上升,AC-20型沥青混合料则相反。粉煤灰的加入对提高沥青混合料的高温稳定性的效果比较显著,其中低钙粉煤灰对动稳定度的提高程度要大于高钙粉煤灰。级配中细集料的含量增加,可提高沥青混合料的低温抗裂性能。     

细集料对AC-13沥青混合料抗剪切性能的影响分析

在对AC-13沥青混合料进行制备的过程中,细集料对其抗剪切性能有很大的影响。本文以高速公路流动性车辙病害成因为依据,对比且分析了三种不同细集料(机制砂、石屑以及天然砂)所制成的沥青混合料的抗剪强度,并对影响规律进行分析,以此为基础得出最优细集料配比方案,旨在为今后沥青路面工程实践及抗车辙设计提供借鉴。     

硫磺改性沥青混合料高温性能研究

利用车辙试验动稳定度指标和抗剪试验对比评价了相同级配下的硫磺沥青混合料与普通沥青混合料在一定温度和压力条件下的变形和抗剪特性,综合考察了沥青混合料的高温性能。结果表明,掺加了硫磺改性剂的沥青混合料在高温性能上要明显优于普通沥青混合料,而且节省了经济成本。     

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.     

水侵蚀对钢渣沥青混合料动态模量影响研究

利用钢渣代替石灰岩沥青混合料粗集料,采用Superpave旋转压实制备钢渣沥青混合料.测量不同水侵蚀循环次数(0次、1次、2次、3次、4次、5次)后,不同温度和荷载作用频率下两种沥青混合料的动态模量.分析了不同水侵蚀循环次数对钢渣沥青混合料动态模量的影响,并利用XRD和SEM技术手段观察胀落物的物相组成和微观形貌变化,分析了钢渣沥青混合料性能劣化机理.实验结果表明,未受水侵蚀的钢渣沥青混合料试件,其动态模量明显高于普通沥青混合料;经过水侵蚀5次后,钢渣沥青混合料0 ℃和20 ℃的动态模量明显衰减,但残余动态模量仍大于普通沥青混合料;水侵蚀对钢渣沥青混合料的高温动态模量影响明显高于普通沥青混合料.通过XRD与SEM分析发现,钢渣沥青混合料性能劣化的主要机理是由于钢渣水化生成氢氧化钙(Ca(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)和水化硅酸钙(C-S-H),使试件局部发生膨胀开裂,从而加剧了水的浸入,导致混合料性能衰减.     

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%,软化点、高温稳定性及其高温抗变形能力相当,抗应力变形能力及应力敏感性有所提升;GRA与橡胶SBS改性沥青相比,软化点增加了14.1%,弹性恢复增加了6.5%,针入度相当,高温稳定性及其高温抗变形能力有所提升。GRA较SBS改性沥青混合料表现出良好的路用性能,现场混合料更易于压实,渗水较小、强度较高,但构造深度有所降低。     

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。     

基于CAM模型的热再生沥青混合料动态粘弹特性研究

为研究再生剂对沥青混合料动态粘弹特性的影响,分别选用重石油基与生物油基两种再生剂制备再生沥青及沥青混合料,并分别在不同掺量下进行沥青三大指标试验以及沥青混合料动态模量试验,根据时温等效原理及改进的Christensen-Anderson-Marasteanu(CAM)模型分析了再生沥青混合料的动态粘弹特性。结果显示,随着再生剂掺量的增加,沥青混合料回收料(RAP)的沥青针入度、延度升高,软化点下降,再生剂的掺入显著提高了沥青的延展性,综合考虑经济与路用性能,以12%(质量分数)作为再生剂最佳掺量并进行混合料动态模量试验。两种再生剂均改变了RAP的感温性与粘弹特性,使再生沥青混合料动态模量降低而相位角升高;改进的CAM模型能够良好拟合再生沥青混合料的动态模量和相位角随频率的发展变化,拟合精度均在0.950以上。两种再生沥青混合料动态模量与相位角大小关系受加载频率影响,当加载频率高于10 Hz后,生物油基再生沥青混合料动态模量更低而相位角更高,当加载频率低于0.01 Hz时则相反,这对于同时提高沥青混合料高温稳定性及低温抗裂性是有利的。     

废胶粉/碳九石油树脂复合改性高黏沥青及其混合料性能评价与对比

为提高废胶粉(WCR)改性沥青的黏弹性能,研制了 WCR/碳九石油树脂(C9PR)复合改性高黏沥青及其混合料,考察了改性高黏沥青的物理性能和储存稳定性,同时通过一般路用性能试验、动态蠕变试验、疲劳拉伸试验和间接拉伸疲劳试验评价了其OGFC-13混合料的性能,并与普通WCR改性沥青和市售高黏沥青及其混合料进行了对比.结果...     

轮胎橡胶材料动态力学研究

采用德国 GABO公司500N EPLEXOR动态粘弹谱仪在拉伸和剪切模式下对轮胎橡胶材料进行温度/频率扫描,研究结果表明,在动态温度/频率扫描情况下,频率一定,随着温度升高,胶料的储能模量、损耗模量和损耗因子逐渐降低;而当温度固定时,随着扫描频率加快,储能模量、损耗模量和损耗因子的整体变化趋势是上升的。此外,在移位因子拟合时,Gauss拟合移位因子的准确度比WLF方程拟合移位因子的准确度更高,WLF方程在高温区拟合效果比低温区更佳,并且采用Gauss拟合的移位因子拓宽得到的胶料粘弹主曲线频率范围与DMA测试仪自动拓展的胶料粘弹主曲线的频率范围相比更宽。     

沥青混合料不同高温性能指标相关性的试验研究

高温稳定性是沥青混合料的一项重要指标,我国用软化点和60℃动力粘度反映,国际上用复数劲度模量和相位角表示。通过对沥青常规指标检测、动态剪切流变试验和重复蠕变试验,发现选用60℃动力粘度较大、累积应变越小的石油沥青能有效提高混合料高温稳定性,累积应变和动稳定度的相关性很好,可作为改性沥青高温特性的控制指标。     

沥青混合料补强剂的路用性能研究及应用

为综合分析补强剂的路用性能,针对不同质量分数补强剂(0%、0.2%、0.35%、0.5%)的AC-13沥青混合料进行车辙试验、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(HWTD),测试其高温抗车辙性能、低温抗裂性能及水稳定性,然后从路用性能、成本、工法等角度与目前常用的某国产抗车辙剂A及SBS(热塑性丁苯橡胶)改性剂进行对比,最后通过试验路补充验证。结果表明,AC-13沥青混合料的路用性能随着补强剂掺量的提高呈非线性增长,推荐掺量为质量分数0.35%。与SBS改性剂相比,补强剂的掺加使沥青混合料具有更高的高温抗车辙性能,尽管低温抗裂性稍低,但成本更低,工法更简单;与抗车辙剂A相比,尽管沥青混合料成本稍高,但高温、低温和水稳定性均更优;试验路使用情况则表明,补强剂具有工法简单、使用方便、效果显著的优点。