橡胶粉与TPS复合改性沥青及排水性沥青混合料性能研究

将废旧轮胎橡胶粉(CR)与TPS(Tafpack Super)改性剂进行复配,基于针入度评价体系、高黏改性沥青黏度、粘韧性评价体系和PG分级体系研究橡胶粉和TPS改性剂掺量对CR/TPS复合改性沥青高低温性能、流变特性和粘韧性能的影响,并分析了CR/TPS复合改性沥青混合料的路用性能。结果表明,CR/TPS复合改性沥青具有高黏、高弹、高软化点、优良的低温延展性和恢复性能;(16%～20%)CR+(8%～10%)TPS复合改性排水性沥青混合料比14%TPS改性排水性沥青混合料具有更好的水稳定性和低温抗裂性能。     

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。     

多聚磷酸复合改性沥青混合料的路用性能

采用重复蠕变恢复试验分析了多聚磷酸对基质沥青、SBS及SBR改性沥青抗变形恢复能力的影响,并通过贯入剪切试验、半圆弯拉试验及弯曲疲劳试验评价了多聚磷酸对基质沥青混合料、SBS改性沥青混合料及SBR改性沥青混合料抗剪切性能、低温抗裂性能及疲劳性能的影响,采用Weibull分布分析了不同沥青混合料在不同失效概率下的疲劳性能.结果表明:多聚磷酸的掺入显著增加了沥青的黏度,对其弹性变形恢复能力贡献较小,而SBS改性剂可大幅度提高沥青的弹性变形恢复能力;多聚磷酸能够明显改善沥青混合料的高温抗剪稳定性;通过复配SBS或SBR改性剂,可有效弥补多聚磷酸对沥青混合料低温性能的负面影响;多聚磷酸对沥青混合料的疲劳性能也有一定程度的改善.     

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.     

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%。     

盐冻融循环下温拌胶粉改性沥青混合料的低温性能

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.     

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.     

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。     

BRA复配纤维改性沥青混合料的技术性能与机理研究

基于改进后的车辙试验、低温弯曲试验、低温预切口SCB试验、四点弯曲疲劳试验,研究了布顿岩沥青(BRA)复合木质素纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维改性沥青混合料的路用性能和耐久性。结果表明,BRA改性沥青混合料具有优良的高温性能和抗疲劳耐久性能;掺加木质素纤维、聚酯纤维和玄武岩纤维均可一定程度提高BRA改性沥青混合料的弯拉强度,显著增加弯拉应变和破坏应变能,BRA复配纤维改性沥青混合料具有优良的低温抗裂性能;掺加纤维可显著延长BRA改性混合料的疲劳寿命,同时降低了BRA改性沥青混合料的疲劳性能对应变水平的敏感性,聚酯纤维对BRA改性沥青混合料低温性能改善效果最佳,玄武岩纤维对BRA改性沥青混合料高温性能和疲劳性能改善效果最佳。     

多聚磷酸SBS复合改性沥青混合料低温流变特性及本构关系研究

基于小梁弯曲蠕变试验和直接拉伸应力松弛试验,采用蠕变速率、松弛时间、松弛模量等流变学指标,对比分析了在不同低温条件下,多聚磷酸(PPA)-SBS复合改性沥青混合料和SBS改性沥青混合料的低温流变特性,同时结合损伤力学和黏弹性力学理论,建立了蠕变损伤模型与六单元广义Maxwell应力松弛模型.结果 表明:不同低温条件下,PPA-SBS复合改性沥青混合料进入蠕变稳定期的时间早于SBS改性沥青混合料,其累积变形量和蠕变速率均大于SBS改性沥青混合料;以Burgers模型为基础,结合损伤力学建立的蠕变损伤模型能够较好地反映蠕变损伤3阶段的变形特性;10℃时2种沥青混合料的应力松弛能力几乎相同,而0、-10、-20℃时PPA-SBS复合改性沥青混合料的应力松弛能力要优于SBS改性沥青混合料,且温度越低效果越明显;采用六单元广义Maxwell模型能够较好地描述低温条件下的沥青混合料应力松弛特性.