岩沥青对沥青混合料路用性能的研究

文章针对国产岩沥青的特性,对不同掺量的岩沥青改性沥青混合料和复合改性沥青混合料SMA-10的水稳定性,高温稳定性和低温抗裂性分别进行室内对比试验研究。结果表明,随着岩沥青掺量的增加,岩沥青改性混合料和复合改性沥青混合料的水稳定性,高温稳定性和低温抗裂性等路用性能改善明显,其中,以岩沥青掺量为沥青混合料质量的4%时,综合路用性能改善效果最好。     

布敦岩沥青混合料路用性能的试验研究

为评价布敦岩沥青对基质沥青混合料的改性效果,采用A-70沥青作为基质沥青,对不同掺量布敦岩沥青混合料的路用性能进行了试验研究.结果表明:布敦岩沥青混合料的马歇尔稳定度、劈裂抗拉强度和水稳定性明显优于基质沥青混合料和SBS改性沥青混合料;其动稳定度远远高于基质沥青混合料,接近于SBS改性沥青混合料;布敦岩沥青能有效改善混合料的低温性能,但当布敦岩沥青掺量从20％增加到25％时,混合料的低温性能有所降低,因此工程应用中的布敦岩沥青掺量不宜超过25％.     

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%。     

采用天然岩沥青改性的沥青混合料路用性能

以SK 70#沥青作为基质沥青,选用青川天然岩沥青作为外掺剂制备改性沥青混合料,通过车辙试验、动态蠕变试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和低温小梁弯曲试验等室内试验,测试和评价改性沥青混凝土的路用性能,并分析岩沥青改性剂对混合料路用性能的影响.研究结果表明:掺入岩沥青改性剂后,岩沥青改性沥青混合料的高温性能、力学性能、抗疲劳性能和抗水损害能力有所提高,低温性能有所降低;但随着岩沥青掺量的增加,其对混合料路用性能的影响逐渐减弱,实际工程中,建议岩沥青的适宜掺量为8%.     

适用于机场道面的复合改性沥青性能试验

选用4种纳米材料与青川岩沥青结合,对基质沥青进行复合改性,通过沥青试验及混合料试验研究复合改性沥青的性能。沥青试验包括3大指标试验、旋转黏度试验、动态剪切流变试验、弯曲蠕变试验及旋转薄膜烘烤箱试验,沥青混合料试验包含车辙试验、浸航油稳定性试验、浸水稳定性试验和冻融劈裂试验等。沥青试验结果显示:与基质沥青及岩沥青改性沥青相比,复合改性沥青的针入度降低,低温延度下降,软化点和稠度提升,高温稳定性和抗老化性得到改善,但低温性能会有一定程度下降。混合料试验表明:岩沥青和纳米材料的加入使得混合料具有更高的抗车辙能力,抗水损害和抗航油侵蚀性能也得到提升。研究结果表明这种新型的复合改性沥青适应于非极端寒冷地区机场道面面层。     

ERA/WCO复合改性沥青及沥青混合料高低温性能

为探索欧洲岩沥青(European Rock Asphalt, ERA)和废食用油(Waste Cooking Oil, WCO)对沥青及沥青混合料性能的影响,应用黏度和DSR试验研究改性沥青的高温性能,应用BBR试验探索沥青在低温状态下的性能表现.此外,进行了马歇尔试验、车辙试验以及低温劈裂试验以评估改性剂对沥青混合料路用性能的影响.试验结果表明:ERA可显著地提升沥青的车辙因子,WCO可提升沥青的低温蠕变速率,表明ERA有利于沥青的高温性能,WCO可有效改善沥青在低温条件下的应力消散能力.此外,WCO还有助于提升沥青的抗疲劳性能.沥青混合料试验和沥青试验所得结论具有一致性,掺入ERA后,沥青混合料的马歇尔稳定度和动稳定度都显著提高,随着WCO的掺入,低温劈裂强度有所提升,表明沥青混合料的高温性能和低温性能都得到了提升.综上,为使沥青和沥青混合料均衡高温和低温两方面的优越性能,建议ERA/WCO复合改性沥青的最佳掺量为18%ERA+4%WCO.     

布敦岩沥青改性沥青混合料试验研究

通过电子探针检测，测得了布敦岩沥青的矿物组成元素主要为碳、氧、硫、硅、镁、铝、钙、钾及铁等；微观形态结构表明布敦岩沥青中有的岩矿是多孔材料，沥青和岩矿相互包容．沥青组分试验表明，跟普通石油沥青相比，该种岩沥青的沥青质含量很高而胶质含量较低．不同温度的针入度结果则揭示了布敦岩中的沥青能明显改善基质沥青的高温性能，但同时降低其低温性能．高温弯曲蠕变试验进一步证实了布敦岩沥青对沥青混合料的高温性能具有显著的改性作用．     

岩沥青/环氧树脂复合改性路面回收料路用性能

为了提高路面回收料（RAP）再生过程中的利用率,并确保再生的沥青混合料能满足路用条件,本文提出了一种新的复合改性沥青材料。将布敦岩沥青（BRA）、E-44热固性环氧沥青、自制固化剂、70#基质沥青以及路面回收旧料,以一定的配比组成新型岩沥青与环氧树脂复合改性RAP料,通过响应面法对试验进行设计并预测分析最优掺量。通过高温车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和四点弯曲梁试验对不同掺量改性剂下的力学性能以及抗疲劳性能进行了评价。结果表明：岩沥青与环氧树脂都能有效提高再生沥青混合料的高温性能;岩沥青会导致再生沥青混合料的柔性降低,释放应力的能力变差,通过掺入环氧树脂能改善这一现状;环氧树脂、沥青、固化剂三者发生的交联固化反应使再生沥青混合料成为不可逆的固体,显著降低了对旧料的要求,从而提高RAP旧料的使用率。     

橡胶粉在沥青混凝土中的应用

主要讨论了橡胶粉在沥青混合料中的应用,通过试验表明,掺加一定数量的橡胶粉对沥青和沥青混合料的路用性能有明显改善.     

国产环氧沥青混合料施工控制

为充分验证国产环氧沥青混合料的低温施工性能、容留时间范围、强度发展规律及影响因素等主要特性,对其进行了低温压实及马歇尔试验研究.研究表明:国产环氧沥青混合料可在10℃低温条件下进行施工;120℃容留温度条件下混合料的最长容留时间达70 min;在混合料达到最终强度前,其强度随养生时间的增加而增长,且养生温度是其强度增长的重要影响因素.最后,通过国产环氧沥青铺装混合料在国内某大跨径桥梁钢桥面上的应用情况对研究成果进行了工程验证,结果表明:国产环氧沥青混合料具有良好的低温施工性能及宽泛的容留时间范围,且其强度的发展主要取决于养生的时间及温度.     

材料参数对沥青混合料高温稳定性的影响

为了提高国内高速公路沥青路面的高温稳定性,针对沥青路面中面层常用的19型沥青混合料,分析了集料级配、沥青类型、沥青用量、空隙率等材料参数以及压实方法、实验温度等因素对19型沥青混合料高温稳定性的影响.试验结果表明,沥青混合料的抗高温车辙受集料级配和沥青性能的双重影响,同时采用油石比在最佳油石比基础上低0%～0.3%和4%的空隙率时,沥青混合料的高温稳定性最好.     

就地热再生技术在公路养护中的应用研究

通过对沥青路面材料(RAP)样品添加再生剂和掺加新拌AC-13沥青混凝土的方法进行就地热再生,并参照现行规范确定工程设计级配范围,进行再生剂剂量设计、矿料配合比设计,在再生混合料马歇尔相关试验的基础上得到沥青用量,经过配合比设计检验。得出添加再生剂掺量为3%以及占总料比例为10%新拌AC-13沥青混凝土不仅能满足热再生性能要求而且能满足所设计的再生沥青混合料各项技术指标满足规范的要求。     

直馏沥青与半氧化沥青及其混合料性能对比研究

为了研究直馏和氧化两种工艺生产的沥青及其混合料路用性能特点,选择两种生产工艺下的70#和90#沥青进行沥青常规指标试验,并分别用四种沥青和AC-16级配配制混合料进行马歇尔试验,对比研究直馏沥青混合料和半氧化沥青混合料高温、低温和水稳定性等路用性能的特点。结果表明,氧化工艺相比较于直馏工艺,能改善沥青高温性能,但在提高沥青的低温性能和抗老化性方面不如直馏工艺;半氧化沥青混合料抗压强度高于直馏沥青混合料;半氧化沥青混合料的高温稳定性,低温抗裂性和低温状态下的水稳定性均在一定程度上优于直馏沥青混合料;鉴于两种沥青各有优缺点,对于高标准重交通道路的石油沥青,建议采用直馏和半氧化综合生产工艺。     

橡胶沥青混合料的疲劳性能

参考美国AASHTO TP8标准要求,根据中国沥青混合料的成型现状,采用MTS(material test system)控制加载,选择改进的三分点加载小梁弯曲疲劳试验评价了亚利桑那州体系下的橡胶沥青混合料的疲劳性能.试验结果表明:橡胶沥青混合料的疲劳寿命与应变水平有着很好的线性关系;使用了间断级配和高沥青用量的橡胶沥青混合料的疲劳性能明显好于一般AC-13级配下的SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青混合料和基质沥青混合料;橡胶沥青混合料优异的疲劳性能与高温稳定性与沥青及特殊的级配有密切关系.     

橡胶粉与岩沥青复合干法改性高模量沥青混合料试验研究

为探明不同粒度特征的橡胶粉等量替换布敦岩沥青(BRA)对改性沥青混合料路用性能的影响,采用干法改性工艺拌制Sup-13型沥青混合料,开展了残留稳定度试验、冻融劈裂试验、车辙试验、低温劈裂试验和小梁弯曲试验。结果表明:采用较细粒度的橡胶粉相对较粗粒度的橡胶粉,可减小橡胶粉等量替换部分BRA对沥青混合料残留稳定度和动稳定度的不利影响,并能明显提升改性沥青混合料的劈裂抗拉强度、冻融劈裂抗拉强度比和低温劈裂压缩模量,而低温劈裂压缩变形量有所降低;100目的橡胶粉等量替换BRA,使改性沥青混合料的动稳定度提升了21.2%,小梁低温弯曲的弯拉强度和弯曲劲度模量分别提高了71.8%和87.5%。     

彩色沥青混合料的设计及路用性能的影响因素

为了分析胶结料、颜料对彩色沥青混合料路用性能的影响,基于4组分(基础油、树脂、脱色剂、改性剂)的原材料,掺入不同颜色(红色、黄色、绿色、蓝色)的无机颜料,制备出4种彩色胶结料Cb-a、Cb-b、Cb-c、Cb-d,提出料粉比概念,设计出4种彩色沥青混合料CAM-A、CAM-B、CAM-C、CAM-D.通过车辙试验、弯曲蠕变试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分别对4种彩色沥青混合料高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行评价.试验表明:4种颜色下的彩色沥青混合料性能指标均满足技术要求.颜料的加入对彩色沥青混合料的高温性能、水稳定性有提高作用,对低温性能提升幅度不明显,可通过改善胶结料的软化点、延度、黏度等指标,合理选择颜料的系列及其粒径大小来提高彩色沥青混合料的路用性能.     

水作用对沥青混合料疲劳性能影响试验

为了便于高温潮湿多雨地区和季节性冰冻地区选用合适的水处理方式评价沥青混合料水稳定性,设计制备了3种级配、4种空隙率的AC-13沥青混合料,通过间接拉伸疲劳试验,研究了不同水作用方式(高温浸水和冻融循环)对它们疲劳性能的影响。试验结果表明,水作用会明显降低沥青混合料的疲劳性能,并且冻融循环的不利影响更为严重;细集料多、空隙率小的沥青混合料的疲劳性能较好,其疲劳寿命对荷载应力也更为敏感。设计和施工时应保证沥青混合料空隙率在4%~5%之间,以降低水作用对沥青混合料疲劳性能的影响程度。同时,评价了水作用对Superpave级配禁区上下方的沥青混合料疲劳性能的影响,并探讨分析了高温浸水和冻融循环影响不同空隙率的沥青混合料疲劳性能的作用机制。     

超薄磨耗层SAC-5沥青混合料设计及性能研究

为提供一种路用性能优良的沥青混合料作为超薄磨耗层用于预防养护工程,采用多碎石沥青混合料(SAC)级配设计方法设计了SAC-5沥青混合料。通过室内试验,对比分析了4%、6%、8%三种空隙率下混合料的路用性能。结果表明：SAC-5沥青混合料中粗集料含量占比达70%以上,当目标空隙率由4%增大8%时,混合料中矿料级配变化不大,最佳油石比减小;随着空隙率的增加,SAC-5沥青混合料的动稳定度、残留稳定度、残留强度比、构造深度及摆值均增加,低温弯曲应变减小,但仍满足规范要求;对于急弯陡坡等对抗滑性能要求较高路段,推荐使用目标空隙率8%的沥青混合料作为超薄磨耗层。     

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。