多聚磷酸改性沥青高温评价性能指标研究

针对不同多聚磷酸改性沥青胶结料进行了常规高温性能试验和Superpave高温性能试验,得到了不同的高温性能评价指标,并对比分析了沥青胶结料高温性能评价指标之间的关系.采用改进后的车辙试验验证了沥青混合料的高温性能,研究了沥青胶结料与混合料高温性能之间的相关性.通过差示扫描量热法(DSC)试验分析了多聚磷酸改性沥青以及SBS复配多聚磷酸改性沥青的改性机理.结果表明:软化点和累积应变可以较准确地评价不同类型沥青胶结料的高温性能;掺加多聚磷酸可以减小基质沥青和SBS改性沥青的热流率,从而改善基质沥青和SBS改性沥青的热稳定性;累积应变可作为高弹改性沥青胶结料的较合理评价指标.     

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.     

低温地区沥青结合料参数对沥青路面开裂的影响研究

为了研究河北低温地区沥青结合料参数对沥青路面裂缝病害的影响,以河北低温地区5条高等级公路共计80条路段为依托,采用不同PG分级的90#基质沥青和SBS改性沥青,通过现场调研、DSR动态剪切流变试验以及数理统计方法,分析沥青结合料的材料类型,应用类型以及流变参数与裂缝病害之间的关系.研究结果表明:在河北低温地区,级配碎石基层路面工程的抗横向裂缝性能较好,薄层罩面养护工程的抗纵向裂缝性能较好.对于新建半刚性基层路面和薄层罩面养护工程宜选用PG58-34基质沥青,对于新建级配碎石基层路面工程宜选用PG58-34 SBS改性沥青;相位角为64°左右的SBS改性沥青材料和相位角为81°左右的90#基质沥青材料适用于河北低温地区,不推荐该区域采用PG64-28 SK90#基质沥青;各结合料参数对河北低温地区沥青路面横向裂缝病害的影响权重排列为:材料类型>相位角>应用类型>复数剪切模量,对纵向裂缝病害的影响权重排列为:材料类型>应用类型>相位角>复数剪切模量.     

沥青胶结料高温性能试验方法的评价

介绍了两种评价沥青高温性能的方法:动态剪切流变试验(DSR)和重复蠕变试验.测试了10种沥青的车辙因子和蠕变参数.通过混合料高温车辙试验和沥青流变分析,比较了两种试验方法在评价沥青胶结料高温性能方面的适用范围和有效性.分析结果表明:车辙因子在评价基质沥青时具有较高的准确性,但不是评价改性沥青高温性能的最佳选择;而重复蠕变试验可以作为动态剪切试验的补充,能够较准确地判定基质沥青和改性沥青的抗车辙能力.     

环保增塑剂对天然改性沥青高低温性能的影响

为探究不同环保增塑剂对不同天然沥青高低温性能的影响,采用室内动态剪切流变试验和弯曲流变试验,对不同掺量的环保增塑剂和天然沥青复合改性沥青的高低温流变性能进行了研究,并采用车辙试验和小梁弯曲试验,分别评价其复合改性沥青混合料的高低温性能。研究结果表明:不同的环保增塑剂可有效提升天然改性沥青结合料低温等级,但会降低其高温等级。当增塑剂掺量4%时,高温等级会降低一个等级。不同环保增塑剂可有效提升天然改性沥青混合料的低温性能,但会降低其高温性能。环保增塑剂的掺量越大,其弯拉应变增幅越显著,动稳定度降幅越大。综合考虑环保增塑剂-天然沥青复合改性沥青及其混合料高温性能,确定4%为最佳掺量。     

沥青胶结料的测力延度试验研究

改性沥青的流变特性较为复杂，简单的常规试验方法不能很好地测出其特性．文中通过对基质沥青、SBS改性沥青、APAO和SBR改性沥青胶结料进行大量测力延度试验，分析了基质沥青、改性沥青的拉伸特性，证明了测力延度试验是评价改性沥青胶结料性能的一种有效方法，它可以作为一种简单、快捷判定沥青胶结料种类的方法，并有助于选择出性能优良的沥青胶结料．     

基于DSR的改性沥青及混合料动态黏弹性能

为了在相似加载条件下比较改性沥青及混合料的动态黏弹性能,选择4种不同特点的改性沥青,成型了混合料小梁试件.应用动态剪切流变仪(DSR)分别进行了不同温度下的频率扫描试验,根据时间-温度等效原理构建了改性沥青及混合料的流变主曲线,对主曲线形态和流变模型拟合结果进行了对比分析.研究表明:改性沥青及混合料的复数剪切模量主曲线形态相似,采用改进型CAM模型进行拟合的效果很好,相关系数在0.996以上;平衡复数剪切模量G*e可用来区分不同类型改性沥青及其混合料的高温性能;高强改性沥青的高温抗车辙性能明显优于其他改性沥青,但软化点和60℃动力黏度不适用于评价高强改性沥青.改性沥青的动态力学响应能够反映其混合料的黏弹性能.     

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.     

生物沥青、岩沥青及复合改性沥青常规性能与流变性能的相关性

为探讨生物沥青改性沥青和岩沥青改性沥青及其复合改性沥青常规性能和流变性能的相关性,对不同掺量的3种改性沥青进行常规使用性能和流变性能试验,并从高温性能、低温性能、可使用温度范围和感温性能等方面进行相关性分析.试验结果与分析表明:3种改性沥青的软化点和当量软化点之间相关性较好,且当量软化点与高温连续分级温度呈显著线性相关;生物沥青改性沥青的当量脆点与低温连续分级温度呈线性相关,另外两种改性沥青则为复杂抛物线关系,应结合两种性能指标综合评价沥青低温性能;3种改性沥青的当量软化点与当量脆点之差和高低温连续分级温度之差之间呈显著线性相关,对沥青可使用温度范围的评价具有一致性;3种改性沥青的针入度指数和复数模量指数之间相关性较好,对感温性能的评价具有一致性.可以通过常规性能指标来合理预估流变性能.     

不同浓度料浆流变特性与混合骨料级配相关性试验

为了探究混合骨料配比及粒径级配对料浆流变特性的影响,首先对矿山充填常用的废石和棒磨砂及其混合骨料进行粒径分析,并得到相应的特征粒径.其次采用流变仪对不同骨料配比、不同质量分数条件下的料浆进行测定,采用H-B流变模型拟合出相应的流变参数.然后对流变参数和流变特性进行分析,并基于最小二乘法研究骨料粒径级配与料浆流变特性的相关性.最后对料浆稳定性进行讨论,并通过建立力学模型确定了混合骨料不沉降离析的临界粒径范围为13.8~21.6mm.试验结果表明:料浆屈服应力和表观黏度均随料浆质量分数的增大而增大;随着剪切速率的增大,料浆流变特性表现出不同的模型特性;料浆流变特性参数与骨料粒径级配的相关性随着特征粒径值的增大而增大.随着质量分数的提高,料浆屈服应力与骨料粒径级配相关性逐渐减弱,而表观黏度与之相反,质量分数和骨料粒径级配对料浆稳定性有很大影响.     

Superpave技术在高速公路中的工程应用

文章以江苏的实体Superpave工程为依托,研究了Superpave混合料的设计、施工及设计性能等特点,并对2001年施工的Superpave工程进行了跟踪性能观测。研究结果表明,路面具有优良的高温稳定性、较好的路面均匀性及路表面服务性能,该Superpave混合料设计体系是个相对科学合理的沥青混合料设计体系。     

高性能沥青路面混合料初始沥青用量的预估

对美国高性能沥青路面(Superpave)混合料体积设计规范中初始沥青用量的预估方法进行分析后发现：根据其在我国工程实践中计算得到的混合料初始沥青用量与试验得到的最佳沥青用量仍有一定误差．通过对Superpave不同最大公称粒径级配Sup-25，Sup-19，Sup-16和Sup-12．5试验数据的分析，对规范中预估公式中的系数提出了修正，并从矿料间隙率(VMA)的定义出发，考虑不同最大公称粒径对VMA的不同要求，提出了一种新的Superpave混合料初始沥青用量的预估方法和公式．     

GAC-20混合料设计方法研究

高温多雨气候以及重载交通等环境下,沥青路面车辙和水害等早期病害一直是未得到很好解决的难题.在现有规范基础上借鉴Superpave技术成果,通过把混合料级配曲线设计成S型并尽量远离最大密度线,控制关键筛孔的通过率;通过马歇尔试件成型确定最佳配合比和测定VCAmin,然后采用CAVF法进行级配嵌挤检验.通过级配设计使沥青路面的密水性、均匀性和高温稳定性显著提高,施工的路面适合于高温多雨天气和重载交通下使用.     

掺聚酯纤维对普通沥青混合料性能的影响研究

应用Superpave沥青混合料设计方法,对掺聚酯纤维普通沥青混合料性能进行了系统的研究,并结合在329国道慈溪段畅通工程沥青路面中的应用,论证了聚酯纤维沥青混合料的路用性能,认为采用聚酯纤维加强沥青路面,是提高路面抗车辙能力、水稳定性能和抗裂性能的一种有效措施.     

沥青稳定基层混合料室内压实试验

随着美国SHARP计划被引入到国内,目前已开展了针对沥青稳定类基层的大量相关研究,但是有关基层沥青混合料的压实技术研究大多为常规压实方法。为此在分析基层沥青混合料压实特性的基础上,选择Superpave设计法中的旋转压实技术,进行室内压实试验,提出了表示沥青混合料现场碾压以及长期荷载碾压程度的参数。     

沥青混合料的体积组成及其数字图像处理技术

针对目前沥青混合料设计与生产领域的技术现状，在分析Superpave沥青混合料体积设计特点及存在问题的基础上，提出采用数字图像处理技术研究沥青混合料的体积组成特性，文中重点介绍了采用CCD技术获取沥青混合料体积组成二维图像并进行数字图像处理的研究结果与应用实例，指出了数字图像处理技术对于促进沥青混合料设计与生产技术进步的可行性与重要性，并对这一技术的发展做了预测。     

高掺量SBS改性沥青及其在OGFC中的应用

通过常规沥青指标试验,对不同掺量SBS改性沥青进行测试,并与日本高粘沥青进行对比,发现6%SBS改性沥青的135℃粘度与日本高粘沥青较为接近.采用动态剪切流变仪(DSR)分别进行剪切速率扫描试验和温度扫描试验,对比5%SBS改性沥青、6%SBS改性沥青、日本高粘沥青的零剪切粘度、复数模量和车辙因子.试验结果表明:6%SBS改性沥青零剪切粘度略大于日本高粘沥青,远大于5%SBS改性沥青;日本高粘沥青高温性能优于6%SBS改性沥青.最后通过车辙、飞散、水稳试验对比混合料的性能,试验结果表明:6%SBS改性沥青与日本高粘沥青相比,高温和水稳定性能较为接近;飞散损失略大,但远低于规范上限值.从试验结果分析可知,6%SBS改性沥青用于OGFC混合料是可行的.     

级配对混合料压实性能和车辙稳定性的影响

分别以混合料试件达到目标高度时的旋转压实次数Naim及沥青路面分析仪 (APA)浸水车辙深度为评价指标 ,探讨集料级配对沥青混合料压实性能和车辙稳定性的影响 .研究选取 10种级配 ,结果表明 :级配相对于Super pave控制点的分布状况对混合料的压实性能和车辙稳定性均有显著影响 ;与对于控制点约束范围内的级配相比 ,低于控制点约束低限的级配 ,其混合料车辙稳定性更好但更难压实 ;级配线高于、穿过、低于Superpave禁区以及沿禁区低限的混合料其车辙稳定性无显著差异 ;低于控制点低限最远的级配 ,混合料的压实性能最差 ,车辙稳定性也较差 .     

基于材料性能和数理统计的改性沥青适用性

为了寻求经济且环保的改性沥青结合料,以克服或减轻河北地区沥青路面的车辙和裂缝等病害,本文选用废胶粉（GTR）,多聚磷酸（PPA）和SBS高聚物作为SK90#基质沥青的改性剂,以河北某高等级公路为依托工程,在充分考虑当地施工环境的前提下,基于室内试验对不同改性沥青的高低温性能进行研究。同时,基于数理统计方法和沥青结合料的性能对各改性沥青在不同老化状态和不同温度条件下进行分组,从而研究GTR改性沥青和PPA改性沥青在河北地区的适用性。研究结果表明,与基质沥青相比,SBS,GTR和PPA三种改性剂对未老化和RTFO老化后的改性沥青高温性能均有显著影响。在河北地区,基于经济性对比结果,当强调沥青路面的高温性能时,掺加0.7％PPA（1.2％PPA）的改性沥青可以替代掺加3％SBS（5％SBS）的改性沥青;当强调沥青路面的低温性能时,掺加8%GTR或掺加1.2％PPA的改性沥青可以代替掺加5%SBS的改性沥青使用;SBS,GTR和PPA三种改性剂的掺加对经PAV老化后的改性沥青在中温区间时（22℃~31℃）的抗车辙性能不会造成显著影响;相较于基质沥青,掺加PPA可以增加沥青结合料的m值,而掺加GTR或SBS在一定程度上会降低该值。