欧洲岩沥青改性沥青结合料使用性能试验研究

为探讨欧洲岩沥青改性沥青结合料使用性能的影响,在25%范围内对不同掺量的岩沥青改性沥青结合料进行实验室试验,并通过试验结果分析了基质沥青和改性沥青结合料的针入度、针入度指数、当量软化点、当量脆点、软化点、延度、黏度、RTFOT老化后的质量损失、残留针入度比和沥青老化指数等技术参数.试验结果与分析表明,随着岩沥青掺量的增加,岩沥青改性沥青结合料的高温性能、感温性能、可使用温度范围和抗老化性能得到明显改善.然而,随着岩沥青掺量的增加,岩沥青改性沥青结合料的低温性能与延度有所下降,有必要通过沥青混合料试验进一步评价岩沥青改性沥青的使用性能,尤其是低温特性.     

DE硅改沥青及其混合料的路用性能

复合型硅改性剂（DE）是无机沥青改性剂，它具有效果好、使用方便、经济性好等特点。采用实验方法研究了DE改性剂的特点、改性沥青的性能及改性沥青混合料的路用性能。结果表明：DE改性沥青与基质沥青相比，软化点升高，135℃粘度增大，针入度指数增加，当量脆点T1.2降低，说明改性后高温、低温性能与温度敏感性都有改善；DE改性沥青混合料与基质沥青混合料相比动稳定度提高了74％，冻融劈裂比提高了20％以上，抗疲劳性能也有较大幅度的提高。     

纳米CaCO_3-SBR复合改性沥青路用性能研究

纳米改性技术虽能较好地提升沥青高温性能,但其低温性能不甚理想。针对这一问题,采用纳米材料-聚合物复合改性技术,制备了一种新型沥青及其混合料。通过5℃延度、当量脆点和BBR等试验研究了其低温改善效果,并通过DSR、软化点、当量软化点、针入度指数、RTFOT等试验对其高温性能、温度敏感性和抗老化性能等进行了研究。采用低温弯曲试验对基质沥青、5%SBS改性沥青和纳米材料-聚合物复合改性沥青混合料的低温抗裂性进行比较分析,并通过车辙试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验对其混合料高温抗车辙性能和水稳定性进行评价。试验结果表明:纳米CaCO_3-SBR复合改性沥青及其混合料明显改善了基质沥青的低温性能,且具有令人满意的高温抗车辙性能。纳米材料-聚合物复合改性沥青具有良好的低温抗裂性,可作为寒冷地区路面铺装材料。     

废旧橡胶粉改性沥青感温性的评价

采用高剪切工艺,备了三种废旧橡胶粉改性沥青;利用针入度指数法评价了改性沥青的感温性,采用当量软化点、当量脆点、4℃延度评价了改性沥青的高温稳定性和低温稳定性。结果表明,改性沥青的感温性得到很大程度的改善,当量软化点提高约7℃,当量脆点降低（8-10）℃,4℃延度提高20cm,说明废旧橡胶粉对沥青的感温性改性效果显著。     

赤泥质量分数与沥青性能的灰色关联分析

为了分析沥青性能指标随赤泥质量分数的变化趋势及敏感性,采用灰色理论中6种无量纲化处理,得出赤泥质量分数对15℃针入度、25℃针入度、30℃针入度、软化点及15℃延度的影响。再通过试验计算针入度指数、当量软化点及当量脆点,分别得出其标准偏差。对比分析结果表明:改性沥青性能与赤泥质量分数间存在相关性。赤泥的质量分数对沥青软化点的影响最为显著,其次分别是15℃延度、15℃针入度、25℃针入度、30℃针入度。试验性能指标的标准偏差评价方法表明:影响改性沥青性能的显著因素依次为15℃延度、软化点、15℃针入度、30℃针入度、25℃针入度,经均值化及极小化处理的结果与试验性能指标的标准偏差评价方法所得的结果拟合度较高。     

国产天然沥青对基质沥青路用性能的影响

为更好地将天然沥青应用于路面,通过在基质沥青中掺加不同剂量的四川天然沥青,对天然沥青改性沥青的高温性能、粘附性、低温性能和水稳定性等路用性能进行了分析。试验结果表明,将四川天然沥青掺加基质沥青能够大大提高和改善基质沥青的高温性、粘附性以及水稳定性,并且随着天然沥青剂量的逐渐增加,沥青由溶胶型沥青向溶—凝胶型沥青转化,其高温稳定性、粘附性及水稳定性逐渐增强。天然沥青对基质沥青的低温流变性则表现为双重性,低温延度有所下降,但当量脆点指标却得以改善,且其玻璃化温度相对于基质沥青有所升高。掺入天然沥青后改性沥青混合料在低温时的最大拉应变、抗弯拉强度和劲度模量均增加,表明低温抗裂性能总体上得以改善,但柔韧性有所下降。     

基于正交试验的纳米ZnO/SEBS复合改性沥青性能

为使改性沥青混合料具有良好的性能,能够在一些极端环境下正常使用,选择纳米ZnO和（苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯）SEBS两类改性剂复合对70号沥青进行改性。利用正交试验对复合改性沥青的制备方案进行优化,并通过布氏旋转黏度、针入度、延度、软化点和高低温流变等实验,对纳米ZnO、SEBS、纳米ZnO/SEBS改性沥青以及基质沥青的粘滞性、温度敏感性、高低温流变性能以及PG连续分级进行比较分析,以此确定最优配方。试验结果表明,纳米ZnO/SEBS复合改性沥青最优制备改性剂掺量为3%纳米ZnO+5%SEBS,最优制备方案为先加SEBS后加纳米ZnO;此掺量复合改性沥青的温度敏感性显著降低,低温抗裂性能以及PG连续分级的高低温服务温度范围均有明显改善,对沥青高温性能提升最为显著。     

硬质沥青及其混合料路用性能的试验研究

硬质沥青是低标号基质沥青,具有针人度小、粘稠度大、软化点高、延度小的特点,其高温性能优良,温度敏感性较好,但低温性能略差.针对硬质沥青及其混合料的性能指标,尤其是高、低温性能,水稳定性能和疲劳性能,同时与石油沥青Ah-70#、SBS改性沥青进行对比试验研究,以全面了解硬质沥青的使用性能.研究结果为夏季炎热地区、重载交通和长大纵坡路段应用硬质沥青提供了参考.     

多聚磷酸改性不同种类生物沥青性能研究

【目的】为改善新型路用环保材料——生物沥青的高温性能及提高生物油的适用性,研究多聚磷酸（PPA）和不同来源的生物油复合改性沥青的性能及性能差异。【方法】采用玉米秸秆油（CSO）、厨房废油（KWO）和植物类生物油（VBO）三种常见的生物油,制备PPA改性生物沥青,并对其开展常规性能、流变性能和微观形貌试验,研究其高、低温性能和表面形态。【结果】PPA对沥青的高温性能有较大提升,三种PPA改性生物沥青的低温抗裂性能均较好;生物油的种类会影响PPA改性生物沥青的温度敏感性、高温性能和低温性能,其中PPA/CSO改性沥青的温度敏感性最高,三种PPA改性生物沥青按其高温性能由高到低排序依次为：PPA/KWO改性沥青、PPA/CSO改性沥青、PPA/VBO改性沥青;按其低温流变性能由高到低排序依次为：PPA/VBO改性沥青、PPA/CSO改性沥青、PPA/KWO改性沥青。【结论】PPA和生物油共同作用可以明显改善沥青的高、低温性能,本研究可为生物油的应用和推广提供参考,使道路工程建设更加绿色和环保。     

硅藻土复合木质纤维改性沥青性能研究

硅藻土复合木质纤维是经特定表面处理工艺处理后的硅藻土与木质纤维在高剪切条件下制备而成的一种复合材料.将硅藻土复合木质纤维用于改性道路沥青,进行了改性沥青高温性能、低温性能和感温性能3个方面的实验研究,考察了二者协同作用对沥青性能影响.结果表明:改性后,沥青的高温性能、低温性能和感温性能显著改善,且硅藻土复合木质纤维掺量为0.5%时,沥青性能改善效果最佳,与基质沥青相比针入度指数增加了2.43,当量软化点提高了7.7℃,当量脆点降低了16.8℃.     

高沥青质塔河原油制备道路沥青的工艺及性能评价

提出了以高沥青质的塔河原油生产重交通道路沥青和聚合物改性道路沥青的制备工艺,并对产品进行了路用性能评价。采用增延剂和其他添加剂可以制备性能优良的重交沥青;利用交联稳定剂可以制备相容性好的聚合物改性道路沥青。路用性能评价采用传统方法和美国战略公路研究计划(SHRP)方法进行。结果表明:塔河沥青具有软化点和针入度指数高的特点;SHRP方法评价表明,尽管塔河沥青老化前后的低温延度低,但是在具有较高的抗高温变形能力前提下,能够保持优良的低温抗裂性。与其他原油制备的改性沥青相比,高沥青质塔河原油制备的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)和丁苯橡胶(SBR)改性沥青,具有独特的高、低温性能和更低的感温性。     

多聚磷酸改性沥青及其混合料低温性能研究

采用常规低温性能试验和Superpave低温性能试验,研究了不同类型多聚磷酸(PPA)改性沥青胶结料的低温性能,对比分析了沥青胶结料低温性能评价指标之间的相应关系,并采用小梁弯曲试验和冻断试验验证了沥青混合料的低温抗裂性能,研究了沥青胶结料与混合料低温性能之间的相关性.最后对不同低温性能评价指标的合理性和不足之处进行了较为深入的分析.结果表明,PPA掺入减小了沥青的延度和劲度模量,老化对PPA改性沥青低温性能的影响显著;应变能密度指标表明PPA可以改善沥青混合料低温抗裂性;PPA复配SBR的改性沥青低温效果要优于SBR改性沥青;冻断温度与冻断强度能较准确地评价多聚磷酸改性沥青混合料的低温抗裂性能.     

多聚磷酸对沥青高低温性能和老化性能的影响

采用不同掺量多聚磷酸（PPA）对沥青进行改性,研究了PPA对沥青高低温性能和老化性能的影响,并借助化学组分和红外光谱测试分析了PPA改性沥青的老化机理。结果表明：随着PPA掺量增加,沥青的软化点和粘度升高,弗拉斯脆点向低温移动,沥青的高低温性能均得到改善。与未改性沥青相比,PPA改性沥青在短期热老化、长期热老化和紫外老化后的软化点增量、粘度老化指数和弗拉斯脆点变化量均明显减小,针入度保留率和延度保留率大幅提高。化学组分和红外光谱分析发现PPA促进了胶质向沥青质的转变,减少了沥青中易发生老化反应的活性组分,使老化过程中改性沥青的脂肪族、芳香族、羰基和亚砜基指数的变化量均明显减小,从而具有优良的抗老化性能。     

改性剂对SBS改性沥青低温性能的影响

以动态剪切流变仪（dynamic shear rheometer）实测的玻璃化转变温度（Tg）为评价指标，针对同一种油源、不同标号的基质沥青，分析了改性剂结构和掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性沥青低温性能的影响．结果表明，改性剂结构对SBS改性沥青的低温性能影响不大；而改性剂掺量对SBS改性沥青的低温性能有重要影响，这种影响受到基质沥青标号的限制，基质沥青的标号越大，掺量对低温性能的影响越大．     

废旧塑料改性沥青的性能研究

对比研究了回收塑料所含的3种主要树脂对沥青性能的影响,结果表明:随掺量增加,低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)均使沥青常温粘度、软化点、当量脆点提高,而延度降低;LDPE,HDPE改善高温性能的效果优于PP,但HDPE容易造成离析;3种树脂按不同比例复配后的改性沥青的性能无突变,它们对沥青性能的影响规律相同,仅在个别指标的量上有所差异,因此直接使用未经分类的混杂塑料改性沥青具有技术可行性.     

非洲西部地区典型硬质沥青技术性能

随着中国在非洲西部国家援建项目逐渐增多,研究非洲西部硬质沥青在内的典型材料的技术性能,对于中国技术标准走出去和在当地属地化应用具有重要意义。研究了非洲西部地区常用的3种典型硬质沥青：Termcotank、DHS、ERES,对其常规物理性能、流变性能、高低温等级及疲劳性能进行了测试分析。研究结果表明,Termcotank沥青高温性能最好,低温性能略差,适合用于对高温性能要求较为严格的地区;DHS和ERES沥青高温性能和低温性能较好,适合针对高低温均有要求的路面;3种硬质沥青除了Termcotank的低温延度,其他指标均能满足中国规范要求。按照美国战略公路研究计划(strategic highway research program, SHRP),3种沥青的性能分级(performance grade, PG)分别为PG76-10、PG70-16、PG70-16。根据PG分级确定了两种沥青适合的气候分区,同时根据统计分析给出了评价硬质沥青低温性能的建议性能指标。     

沥青混合料低温抗裂性评价方法研究

一般评价沥青混合料低温抗开裂性能可从两方面进行,一方面看其在低温下的变形能力;另一方面看其在低温断裂时所能承受的断裂拉力的大小,但以往多以其变形能力这一单一指标来衡量沥青混合料的抗开裂能力是不全面的,为此从如何综合反应沥青混合料断裂时的应力,应变大小的角度出发,提出了评价沥青混合料低温抗开裂性能的压缩应变能指标及计算方法,并对两种改性沥青混合料进行了冻断试验和压缩应变性能试验,比较了它们的试验结果。