强紫外线辐射对沥青路用性能的影响

运用薄膜烘箱试验、美国公路战略研究计划(SHRP)的压力老化试验(PAV)和人工强紫外线光照射试验，对沥青路用性能的针入度、延度、软化点和SHRP的动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)指标分析，发现紫外线光老化与热老化对沥青性能的影响在指标上有所不同，从影响沥青路面低温开裂的延度和劲度模量这两项指标来说，紫外线光老化对沥青性能的影响远大于PAV热老化．这对于西部强紫外线辐射地区研究防止沥青路面过早老化和损害有着积极的意义。     

沥青混合料粉胶比

目前人们对沥青胶浆的作用认识模糊,在沥青混合料设计中,没有对其给予应有的重视。采用SHRP仪器动态剪切流变仪(DSR)和弯梁流变仪(BBR)对沥青胶浆的性能进行分析,试验研究了粉胶比对沥青胶浆的高温性能和低温性能的影响。结果表明粉胶比对沥青混合料性能有非常重要的影响,对粉胶比应进行合理的限制,如果从高温指标分析,粉胶比不宜超过1.4;而从低温指标分析,粉胶比不宜超过1.2;在沥青混合料设计中确定沥青用量和级配曲线时应严格控制粉胶比小于1.2,并用水筛法确定0.075mm通过量。     

紫外老化对废食用植物油再生沥青性能的影响

目的研究紫外老化对70#和SBS两种废食用植物油再生沥青性能的影响,为沥青路面再生技术的实际工程提供指导性建议.方法利用动态剪切流变仪(Dynamic Shear Rheological test,DSR)的温度扫描和频率扫描以及弯曲梁流变仪(Bending Beam Rheometer,BBR)分别测试了不同紫外老化时间后废食用植物油再生沥青的抗疲劳性能、弹性恢复性能和低温性能.结果随着紫外老化时间的延长,两种再生沥青抗疲劳性能和弹性恢复能力逐渐下降,但对其低温性能的影响不明显.结论相对于SBS再生沥青,紫外老化对70#再生沥青的抗疲劳性能、弹性恢复性能和低温性能的影响更为显著.     

纤维和矿粉对沥青胶浆性能的影响

为了研究纤维和矿粉对沥青胶浆性能的影响，采用动态剪切流变仪（DSR）和弯梁流变仪（BBR）对纤维、矿粉和沥青三者组成的沥青胶浆的高、低温性能进行了研究，分析了粉胶比和纤维用量变化对沥青胶浆性能的影响。结果表明，提高粉胶比、增加纤维用量使沥青胶浆的高温性能改善，但会使低温性能有所降低；矿粉和纤维两种材料具有不同的作用机理，采用纤维取代部分矿粉可取得沥青混合料高、低温性能均改善的效果，是解决沥青混合料高、低温性能难以兼顾的有效途径。     

不同纤维对SMA路用性能的影响

选用3种不同的纤维(木质素纤维、矿物纤维和聚丙烯腈纤维),研究其对SMA混合料路用性能的影响。通过动态剪切流变试验(DSR)及简支梁弯曲蠕变试验(BBR),评价纤维沥青胶浆的技术性能。以SMA-10为例,通过车辙试验及动、静态蠕变试验和恒高度重复剪切试验(RSCH),评价不同纤维对SMA高温性能的影响。结果表明:纤维的加入能够改善沥青混合料的高温性能,同时也降低了沥青混合料的低温抗裂性能,与其他2种胶浆相比,木质纤维胶浆低温性能较差;车辙试验、动态蠕变试验和恒高度重复剪切试验结果具有较好的相关性,能较好地反映不同纤维对SMA高温性能的影响;动态蠕变试验得出的粘弹性常数可以用来进行沥青面层车辙的预估,矿物纤维SMA-10的高温性能好于另外2种纤维;通过4点弯曲疲劳试验,得到不同纤维对SMA疲劳寿命的影响,聚丙烯腈纤维SMA-10的抗疲劳性能最好。     

就地热再生高温加热对不同深度老化沥青流变性能的影响

为了研究就地热再生施工时高温加热(大于200℃)对不同深度老化沥青流变性能的影响,采用红外热像仪测量各个加热阶段的路表温度,分别采用动态剪切流变仪(DSR)、弯曲梁流变仪(BBR)试验测试高温加热后不同深度老化沥青的高低温流变性能。结果表明:加热后的路表温度高达240℃,同一横截面上存在温度离析;高温加热主要使上面层表面2 cm沥青(RS2)发生二次老化,加热后不同深度沥青老化梯度增大;高温加热后RS2的温度敏感性增加,高温性能增强,低温性能衰减较快。结论可为优化就地热再生老化沥青胶结料性能评价提供理论参考。     

老化沥青常应力疲劳演化规律分析

为评价老化沥青的疲劳性能,采用动态剪切流变仪(DSR),在应力控制模式下对经延时薄膜烘箱加热试验(RTFOT)老化的70#基质沥青和SBS改性沥青进行了重复加载试验,通过复数剪切模量(G*)、耗散能变化率(DR)和累计耗散能比(DER)随荷载作用次数的变化,分析了老化沥青疲劳性能演变规律,对比了不同方法确定的老化沥青疲劳寿命。结果表明:通过G*、DR、DER随加载次数变化关系,可将老化沥青疲劳破坏过程分为荷载适应、损伤累积和加速破坏3个阶段,3种方法确定的沥青疲劳寿命相差不大;沥青老化后G*增大,老化对70#基质沥青的影响大于SBS改性沥青,不同老化程度下,70#基质沥青耗散能变化规律相同,SBS改性沥青耗散能变化与沥青老化程度有关。短期老化条件下,沥青老化程度越深,在应力控制模式下疲劳寿命越长。     

基于玻璃化转变温度的沥青混合料低温性能研究

鉴于目前尚未有公认、合理的沥青和沥青混合料低温性能评价指标,提出采用玻璃化转变温度来进行评价.采用动态剪切流变仪AR-2000对不同沥青和沥青混合料在线粘弹范围内进行了动态频率扫描;应用时温等效原理对频率扫描结果分析得到不同材料的玻璃化转变温度,并用沥青混合料低温弯曲试验进行验证.结果表明,由动态频率扫描测试得到的玻璃化转变温度符合路面实际情况,且物理意义明确,沥青和沥青混合料的玻璃化转变温度与混合料低温弯曲破坏应变相关性良好.因此,玻璃化转变温度可用于评价沥青和沥青混合料的低温性能.     

不同掺量下水泥与矿粉对沥青胶浆性能影响试验研究

为了深入研究水泥与矿粉对沥青胶浆性能改善效果,试验选用水泥与矿粉2种填料与沥青质量比m_c/m_a为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8等6种比例制备沥青胶浆,对二者的路用性能进行了基本指标测定试验、动态剪切流变试验(DSR)、弯曲梁流变试验(BBR)、标准粘度测定试验,综合评判水泥与矿粉对沥青胶浆性能影响效果。研究表明,m_c/m_a在0.4～0.6范围时,选用水泥填料的沥青胶浆比矿粉填料的沥青胶浆在抗剪强度、耐高温性能和抗车辙能力等方面均有较大幅度的提升,研究成果为水泥作为填料改善沥青混凝土路用性能的可行性提供了依据。     

基于蠕变试验计算沥青的低温松弛弹性模量

为了利用易操作的试验得到沥青的低温松弛弹性模量,采用沥青弯曲梁流变仪(BBR)测得沥青的蠕变柔量,通过对蠕变试验数据在时域内进行离散,根据蠕变与松弛之间的本构关系建立松弛弹性模量和蠕变柔量的数值迭代表达式.从迭代表达式可以计算出沥青在基准温度下的松弛弹性模量.使用时温等效换算法则可以得到不同温度下的松弛弹性模量主曲线,分析松弛弹性模量主曲线特性可以评价沥青的低温性能,为工程上选择合适的沥青提供参考.     

聚酯纤维沥青胶浆及混合料路用性能

 为研究聚酯纤维沥青混合料的性能,引入木质素纤维作对比,对两种纤维的技术指标进行测试;通过动态剪切流变试验、弯曲梁流变试验、车辙试验、低温弯曲小梁试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验分别对无纤维和掺加聚酯纤维、木质素纤维的沥青胶浆和沥青混合料性能进行试验研究,并分析其改善机制。结果表明,掺加纤维能显著地改善沥青混合料的路用性能,聚酯纤维沥青混合料比木质素纤维混合料具有更优良的路用性能。     

基于SHRP方法的不同层位旧沥青性能试验评价

针对某高速公路沥青路面不同层位的回收沥青及其短期老化（旋转薄膜烘箱RTFOT）和长期老化（旋转薄膜烘箱RTFOT＋压力老化PAV）后的沥青,应用Superpave技术中的PG分级方法开展动态剪切流变（DSR）和低温弯曲梁流变（BBR）试验,分别评价它们的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能及耐老化性能.同时,利用沥青混合料简单性能试验仪（SPT）进行不同层位沥青混合料的重复加载永久变形试验,评价它们的高温稳定性能.研究结果表明,不同层位面层的旧沥青由于沥青品种、老化程度不同,所测试出的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能及耐老化性能都有所差异.高温稳定性增强了,但低温抗裂性、抗疲劳性能及耐老化性能均有所降低,需进一步提高.还确定了不同层位沥青的最高和最低的路面设计温度等级.     

多聚磷酸改性沥青流变特性及改性机理

采用动态剪切流变、重复蠕变和弯曲梁流变等试验分别对多聚磷酸改性沥青、聚合物改性沥青以及聚合物复配多聚磷酸改性沥青在高、低温状态下的流变特性进行了系统研究.结果表明,多聚磷酸能够改善基质沥青和聚合物改性沥青的高低温性能;多聚磷酸与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性剂在改善沥青高温性能机制上存在明显不同,多聚磷酸的掺入显著增加了沥青的黏度,而对沥青的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.采用核磁共振(NMR)试验对多聚磷酸改性沥青的改性机理进行了初步分析,发现多聚磷酸与沥青发生了接枝、磷酸酯化和环化反应,从而改变了沥青的碳链结构和化学结构,宏观上使沥青变得更加黏稠.     

AC-13布敦岩改性沥青混合料的路用性能

 为探讨布敦岩改性沥青的路用性能,以辽河A-90 号沥青作为基质沥青,布敦岩沥青作为外掺剂制备改性沥青混合料,通过车辙、浸水马歇尔、冻融劈裂、低温小梁弯曲等实验,研究沥青混合料的高低温性能和浸水性能,进而分析布敦岩沥青掺量对沥青混合料路用性能的影响。结果表明,布敦岩沥青可以有效地改善沥青的感温性能和抗老化性能,随着布敦岩沥青掺量的增加,混合料的高温稳定性能和水稳定性大大提高,但当布敦岩沥青掺量从20%增加到30%时,低温性能略有降低,因此布敦岩沥青掺量不宜超过30%。     

多因素影响纤维沥青胶浆流变性能研究

为了改善沥青路面粘结剂—沥青胶浆的高低温性能,从材料流变学和粘弹性力学出发,采用动态剪切流变仪测定纤维沥青胶浆的相位角和车辙因子,采用弯曲梁流变仪测定沥青胶浆的蠕变劲度和蠕变速率,系统研究了填料种类、纤维种类、纤维掺量和老化程度对沥青胶浆流变性能的影响及其变化规律。研究表明:纤维改善沥青胶浆的高温性能优于水泥和矿粉,但改善沥青的低温性能却次于水泥和矿粉;德兰尼特纤维能较好地提高沥青路面的高温性能,其较小的用量可达到显著的效果;随着纤维掺量的增加,沥青胶浆的高温性能增强,低温性能有所改善,老化后沥青胶浆的高温性能更好,增粘效果更明显。研究成果对合理选择填料种类和比例,提高沥青路面的使用性能具有指导和应用价值。     

Effect of moisture on the aging behavior of asphalt binder

The moisture aging effect and mechanism of asphalt binder during the in-service life of pavement were investigated by laboratory simulating tests. Pressure aging vessel (PAV) test simulating the long-term aging of binder during the in-service life of pavement was modified to capture the long-term moisture aging effect of binder. Penetration grade tests including penetration test, soften point test, and ductility test as well as SuperpaveTM performance grade tests including viscosity test, dynamic shear rheometer test, and bending beam rheometer test were conducted to fully evaluate the moisture aging effect of binder. Fourier transform infrared spectroscopy test and Gel-permeation chromatography test were applied to provide a fundamental understanding of the moisture aging mechanism of binder. The results indicate that moisture condition can accelerate the aging of asphalt binder and shorten the service life of asphalt binder. The modified PAV test with moisture condition can well characterize the moisture aging properties of asphalt binder.     

沥青路面夹层动态粘弹性及抗剪性能(英文)

为提高半刚性沥青路面与沥青加铺层的防反射裂缝的能力,在基面层之间设置了柔性夹层.采用动态剪切流变仪(DSR)对纯沥青夹层、不同土工织物夹层进行了动态扫描,并分析了其动粘弹性,然后对夹层的抗剪性能进行试验分析.研究结果表明,土工织物夹层满足路面抗滑移的要求,具有良好的路用性能.     

改性沥青结合料低温性能评价指标

针对高寒多年冻土区特点，选用基质沥青与丁苯橡胶（SBR）改性沥青，通过测力延度试验进行沥青结合料低温性能多指标评价对比，据此提出韧性比指标与常规技术指标试验、夏普计划（SHRP）动态剪切试验及弯曲粱流变仪试验等不同试验指标进行相关性分析。结果表明：韧性比指标与动态剪切试验、弯曲流变仪试验及常规技术指标有良好的相关性，采用韧性比作为评价沥青结合料低温性能的主要指标合理可行：为保证低温性能，建议多年冻土地区沥青韧性比不宜低于4．5。