基于动态剪切流变仪试验的温拌沥青老化性能研究

为了研究温拌沥青短期老化和长期老化后性能的变化,该文选用Sasobit和3G两种温拌沥青,加入到70#基质沥青和SBS改性沥青,制备相应的温拌沥青,采用动态剪切流变仪DSR,测试不同温拌剂种类及不同掺量的温拌沥青,测试其复数剪切模量G*和相位角δ。结果表明：Sasobit和3G温拌剂的加入都使沥青短期老化程度降低,Sasobit温拌剂的幅度比3G温拌剂大,且降低幅度随着温度的增大而增大,而3G温拌剂在不同温度下其降低幅度相差无几;长期老化后,Sasobit温拌剂能够使沥青的G*/sinδ值变大,提高沥青的高温性能,3G温拌沥青的高温性能基本不变。     

基于MSCR试验的生物沥青高温性能评价

通过高温分级试验和多应力蠕变恢复试验,研究了不同生物质重油掺量及温度下生物沥青的PG高温分级、不可恢复蠕变柔量、蠕变恢复率和应力敏感性,对比分析了基于AASHTO MP 19标准的生物沥青高温性能分级,并采用车辙试验验证了生物沥青混合料的高温性能.结果表明:综合等车辙因子临界温度对生物沥青的原样沥青的等级划分效果明显;生物沥青的恢复率较基质沥青和S100沥青大,蠕变柔量较基质沥青和S100沥青小;生物沥青的不可恢复蠕变柔量和蠕变恢复率应力敏感性随生物质重油掺量的变化不呈现明显规律,但应力敏感性随温度的升高而增大;64℃可作为低掺量生物沥青高温分级的基准温度.     

EC130温拌剂对SBS改性沥青高温性能及抗疲劳性能的影响

作为制备沸石发泡沥青的发泡剂,EC130温拌剂释放的发泡水和残留的沸石矿物对沥青的性能有着不同的影响.为研究EC130温拌剂对SBS改性沥青高温性能和抗疲劳性能的影响,采用石灰岩矿粉、EC130沸石矿物和EC130温拌剂等3种添加物,设计了以添加物掺量为变量的单因素试验.以石灰岩矿粉为参照对象,通过温度扫描试验、多重应力蠕变恢复试验和线性振幅扫描试验,分析了EC130沸石矿物和EC130温拌剂释放的发泡水对SBS改性沥青高温性能和抗疲劳性能的影响.结果表明：同石灰岩矿粉一样,沸石发泡沥青中的EC130沸石矿物使沥青弹性增大、黏性减小,有利于抗车辙性能的提升,但不利于抗疲劳性能;沸石发泡沥青中的发泡水使其黏性增大、弹性减小,有利于抗疲劳性能的提升,但不利于抗车辙性能.     

基于流变性能的抗油蚀改性沥青高温特性

为有效评价抗油蚀改性沥青的高温特性,采用5％抗油蚀剂对佛山70#、佛山90#两种基质沥青进行改性,并对其抗油蚀性能进行评价.同时,基于流变性能对不同沥青进行高温性能研究,并对不同表征高温特性的指标进行相关性分析.结果表明,与基质沥青相比,抗油蚀改性沥青具有更小的油蚀度,抗油蚀性能优异;抗油蚀改性沥青的相位角δ、不可恢复蠕变柔量Jnr下降明显,复数剪切模量G*、车辙因子G*/sinδ及蠕变恢复率R显著增加,高温性能显著改善;与其他高温指标相比,G*/sinδ与Jnr相关性更好,G*/sinδ更具适用性和准确性.     

温拌沥青混合料压实特性研究

通过温拌剂EC120对ES70#基质沥青进行改性,对温拌改性沥青进行等粘温曲线研究,通过粘温曲线确定的温度对温拌混合料拌合及压实特性进行研究.研究表明:EC120温拌改性剂的合理掺量为沥青质量的3%,掺入3%温拌改性剂的沥青的135℃粘度降低近50%,而温度在60℃时的粘度要比基质沥青的大5倍多,掺入3%温拌改性剂的沥青混合料拌和与压实温度比普通沥青混合料的施工温度要降低20～30℃.因此,EC120温拌改性剂是一种能有效降低沥青施工粘度、提高沥青高温稳定性的外加剂,同时又是一种节能、环保的材料.     

Sasobit温拌橡胶沥青及混合料高温蠕变特性

为了研究Sasobit温拌橡胶沥青及混合料的高温蠕变特性,制备了Sasobit温拌剂掺量为3%的温拌橡胶沥青,确定了Sasobit温拌橡胶沥青混合料的成型温度与基本路用性能;通过结合料与混合料蠕变试验全面评价了Sasobit温拌橡胶沥青路面的高温性能,并进行了混合料Burgers模型参数拟合分析。研究结果表明:Sasobit橡胶沥青结合料高温蠕变性能优于SBS改性沥青,Sasobit进一步提高了橡胶沥青高温性能;SBS改性沥青混合料的高温性能优于2种橡胶沥青混合料;3%的Sasobit掺量不仅能有效降低橡胶沥青混合料的施工温度20℃,而且能较大提升其高温性能,却不过分降低其低温性能;随着温度的升高或围压的出现,Sasobit能够更好地提升橡胶沥青混合料的高温性能,使其更加接近SBS改性沥青混合料。     

Honeywell温拌剂在SMA沥青混合料中的添加方法及性能研究

基于SMA-13沥青混合料,对Honeywell温拌剂进行了干法、湿法工艺的路用性能评价,并与SBS改性沥青混合料进行了对比.结果表明,该温拌剂在湿法使用时,可以赋予基质沥青较高的模量和高温粘度,并在30~65℃温度区间保持稳定粘弹性结构,降低沥青的温度敏感性.在干法使用时,该温拌剂可以在玄武岩颗粒表面形成裹附膜,有效提高沥青与玄武岩集料的粘附性等级;在采用基质70号沥青相同的生产温度下,干法添加0.3%的温拌剂生产的SMA混合料较好地满足了改性沥青混合料的相关要求,其路用性能与SBS改性沥青混合料相差不大,实现了一定的温拌效果.     

不同老化沥青掺量下的温拌再生沥青性能研究

目的研究在不同温拌剂、不同老化沥青掺量下的温拌再生沥青性能,分析温拌剂和老化沥青对温拌再生沥青的性能影响.方法对不同温拌再生沥青的旋转黏度、动态剪切流变试验的高温性能及抗疲劳性能、弯曲梁流变试验的低温性能进行分析.结果随老化沥青掺量的增加,沥青的旋转黏度、车辙因子及疲劳因子升高,低温蠕变速率下降;降黏型温拌再生沥青A与普通再生沥青相比,黏度下降20%~30%,高温性能和抗车辙能力降低,其抗疲劳性能和低温性能均有不同程度的提高;表面活性型温拌再生沥青B与普通再生沥青相比,其黏度、高温性能和抗车辙能力基本不变,抗疲劳性能和低温性能略有提高.结论老化沥青提高温拌再生沥青施工温度和高温性能,降低其抗疲劳和低温性能.不同温拌剂对再生沥青的性能影响不同,应根据实际需要选择相应温拌剂.     

高黏复配改性沥青低温性能试验评价

为了进一步提升开级配沥青混合料的低温抗裂性能，选用改性剂制备不同类型高黏改性沥青并对其进行压力老化(PAV)试验模拟长期老化，通过针入度、延度和弯曲梁流变试验(BBR)对比分析高黏改性沥青低温性能，同时基于Burgers模型拟合分析其低温蠕变行为，综合评价高黏改性沥青的低温抗裂性能。结果表明：对比基质沥青，增黏剂可以显著降低沥青低温蠕变劲度且提高沥青蠕变速率，改善沥青的低温柔韧性能和应力松弛能力，有效改善沥青的低温抗裂性能；通过Burgers模型分析进一步证明了所采用的增黏剂可以有效改善沥青的低温性能，但增黏剂过量会对沥青低温性能产生负面影响，通过综合比选，增黏剂最佳掺量为2%;PAV老化后高黏改性沥青低温柔性增强，但应力松弛能力降低。     

新型温拌改性沥青流变性能研究

为降低沥青混合料施工过程中大量的能源消耗和废气排放,研发了新型温拌沥青改性剂,基于布洛克菲尔德旋转黏度试验,确定了温拌剂降黏特性。采用动态剪切流变试验(DSR)试验研究了温拌剂掺量、温度等因素对沥青流变性能的影响规律。结果表明:温拌剂掺量大于1%时,沥青黏度降低约80%,与SBS改性沥青相比,在64~70℃范围内时,温拌改性沥青抗车辙因子提高幅度为28.6%~71.4%,温拌剂的加入不仅降低了沥青黏度,而且改善了沥青高温性能。     

不同温拌剂对沥青性能的影响分析

为了研究自行研制的HH-X型温拌剂对沥青性能的影响,以我国常用的针入度、软化点、延度、粘度、粘附性、老化性等作为评价指标,对添加乳化型温拌剂HH-X、DAT和有机添加剂Sasobit 3种温拌剂的SBS改性沥青和90#、70#基质沥青性能的变化进行对比分析.结果表明:HH-X型温拌剂和对比样乳化型温拌剂DAT对沥青的针入度、针入度指数、延度、软化点和粘度影响均较小,而有机添加剂Sasobit对沥青的上述物理指标影响较大;HH-X型和DAT温拌剂可以显著增加沥青与酸性粗集料的粘附性,有机添加剂Sasobit对沥青与粗集料的粘附性有一定的负面影响;HH-X温拌剂对沥青老化有一定的延缓作用,即温拌技术能有效缓和沥青的老化,说明HH-X温拌剂可以改善沥青的化学性能.     

Evotherm温拌与普通热拌沥青混合料路用性能对比

采用基质沥青和改性沥青分别制备Evotherm温拌以及普通热拌AC-13沥青混合料,并就稳定度、流值、渗水系数、高温稳定性、水稳定性以及疲劳性能等方面进行全面对比分析。试验结果表明:温拌及热拌混合料在稳定度、流值、渗水系数等方面性能相近,温拌混合料的高温性能及水稳定性优于热拌混合料。采用幂函数对两种混合料的疲劳规律进行拟合,并发现温拌混合料的疲劳寿命较热拌混合料略有提高且提高幅度随着应变水平的增加逐渐降低。     

湿热地区温拌沥青的性能与选择

为了研究湿热地区不同温拌剂对沥青性能的影响,选择Aspha-min,EC-120,EC-130,Sasobit,HPS-1五种温拌剂,分别掺加到70#基质沥青中,通过三大指标试验、动力黏度试验、旋转黏度试验、动态剪切流变试验、黏附性试验和黏结性试验,系统地研究了不同温拌剂对沥青性能的影响。研究结果表明,EC-120和Sasobit能够很好地改善沥青的高温抗车辙性能;相比其他3种温拌剂,EC-120和Sasobit能在一定程度上提高沥青黏附性等级和黏韧性能;EC-120和Sasobit的各项性能指标占优,因此在湿热地区温拌路面使用时可优先考虑。     

木质素改性沥青温度敏感性分析

为探究不同掺量木质素改性沥青的温度敏感性,采用基于针入度试验及动态剪切流变试验的温度敏感性评价方法,对经过短期老化前后不同木质素掺量的沥青试样进行了评价与分析。结果表明：木质素的掺入可有效降低基质沥青温度敏感性;采用复数指数法（CNI）评价木质素改性沥青温度敏感性更具优势,主要是木质素的掺入提高基质沥青的储存模量（G′）,增加沥青弹性部分;相比于基质沥青,短期老化对于木质素改性沥青而言,并不是加快老化进程,而是使得木质素与沥青进一步增容的物理变化过程。为木质素改性沥青制备工艺确定与高温温度性评价进一步研究提供了参考。     

一种成品温拌沥青的热存储耐久性

对一种由温拌剂改性生产的成品温拌沥青进行了沥青性能、混合料性能和现场热储存耐久性能评价,并与基质沥青进行了对比.该温拌沥青与基质沥青的技术性能指标(包括粘度)相当,但温拌沥青能够提高混合料的施工和易性,降低施工温度,且其温拌混合料性能不低于热拌沥青混合料的技术要求.在生产现场,温拌沥青经过长期高温储存后,仍能降低混合料的施工温度,具有较好的热储存耐久性.     

生物质重油与生物沥青制备及性能

为了制备生物沥青,缓解道路建设对石油沥青的依赖性,以木屑为生物质原材料,采用热液化方法制备生物质重油,将重油掺至50~#基质沥青中制备生物沥青,部分替代石油沥青。首先,采用红外光谱、扫描电镜、热重分析仪微观表征方法,分析生物质重油的物化性质;然后通过三大指标(针入度、软化点、延度)考察重油掺量对生物沥青基本物理性能的影响;以水煮法评价了生物沥青的黏附性,利用差示量热扫描仪(DSC)、动态剪切流变仪(DSR)分析生物沥青的低温性能、高温性能及蠕变恢复性能。试验结果表明:重油与70~#基质沥青存在相似的化学结构,且有较好的热稳定性,165℃时的热分解率仅为3.6%;重油中存在直径约3μm的球形颗粒生物炭,有利于提高生物沥青的高温性能;随重油掺量的增加,生物沥青的针入度增加,软化点、延度及玻璃化转变温度T_g降低,低温性能提升,且能保持较好的黏附性能;当重油掺量(质量分数,下同)为10%时,生物沥青的性能与70~#基质沥青最为接近;生物沥青的车辙因子与复数剪切模量介于50~#与70~#基质沥青之间,生物沥青较70~#基质沥青有更好的高温抗永久变形能力与抗剪切性能;平均应变恢复率与平均不可恢复蠕变柔量的计算结果均表明生物沥青的蠕变恢复性能优于70~#基质沥青。     

SMC再生SBS沥青的流变性能和微观特性研究

【目的】探究新型温拌再生剂甲基苯乙烯共聚物（styreneic methyl copolymer,SMC）对老化苯乙烯系热塑性弹性体（styrene butadiene styrene,SBS）改性沥青的再生效果和再生机理。【方法】首先,在室内制备不同老化程度的沥青。然后,采用SMC再生剂对不同老化程度的SBS改性沥青进行再生。接着,对再生后的SBS改性沥青进行动态剪切流变和低温弯曲蠕变试验,以评价其流变性能。最后,开展红外光谱试验以揭示其作用机理,进行电镜扫描试验以验证SMC再生剂的再生效果。【结果】SMC再生剂会降低老化SBS改性沥青的车辙因子,降低老化SBS改性沥青的恢复率,同时会使老化SBS改性沥青的低温性能得到极大提升。SMC再生剂未与SBS改性沥青发生化学反应,两者仅为物理共混。同时,SMC再生剂能够弥补沥青因老化产生的裂缝。【结论】SMC再生剂对老化SBS改性沥青具有较好的修复效果,能够为沥青的再生提供一种新的途径。     

基于RAP全掺量下再生温拌沥青混合料路用性能研究

为实现资源的循环利用,降低高温作用对沥青的二次老化,引入N24型再生剂、A型合成蜡类温拌剂对RAP全掺量下再生温拌AC-16C沥青混合料展开研究.通过RAP原材料试验,确定RAP的矿料级配及油石比.在再生剂、温拌剂及再生温拌沥青等原材料研究的基础上制备再生温拌沥青,评价不同再生剂掺量下再生温拌沥青性能的改善情况,同时确定再生剂掺量为4%、温拌剂掺量为3%时沥青混合料的施工温度.通过对再生温拌沥青混合料开展高温抗车辙、抗水损害及低温抗开裂等试验,评价再生剂掺量对再生温拌沥青混合料路用性能的影响.结果表明,RAP中的粗集料发生了细化,但整体矿料级配与原矿料目标级配相当,无需对RAP进行级配调整;再生剂掺量为4%时,再生沥青性可能恢复到原道路石油沥青水平;3%温拌剂的掺入,沥青混合料拌和及压实成型温度分别降低30、40℃;再生剂掺量为4%时,再生温拌沥青混合料整体路用性能最优.     

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。     

紫外老化下温拌沥青黏附性能的微观表征方法

为探究紫外线老化(UV)条件下温拌沥青黏附性能的表征方法,采用增力电动搅拌器,以基质沥青、Evotherm温拌剂为原材料制备Evotherm温拌改性沥青,根据表面自由能理论计算UV老化条件下Evotherm温拌改性沥青的宏观黏附性能指标(黏附功、剥落功),通过原子力显微镜(AFM)试验获取紫外老化条件下Evotherm温拌改性沥青的微观参数(纳观黏附力、蜂面积比、表面粗糙度),分析UV老化时间(0、50、100、150、200 h)和老化方式(隔氧、光氧耦合)对其微观参数、宏观黏附性能指标的影响规律,并对其进行线性回归分析。结果表明:Evotherm温拌改性沥青UV老化之后与石灰岩的黏附功逐渐减小,剥落功逐渐增大,在150 h UV老化后Evotherm温拌改性沥青的黏附功和剥落功都趋于稳定,且在有氧条件下黏附性能较隔氧条件下更差;UV老化时间在0～150 h时,温拌沥青纳观黏附力、蜂面积比和表面粗糙度降低幅度明显,延长老化时间至200 h时则逐渐趋于平衡,失去沥青的属性。经表面能理论得到的温拌沥青UV老化后的黏附功和剥落功与AFM试验得到的纳观黏附力、蜂面积比、表面粗糙度之间具有良好的相关性;且在隔氧和光氧耦合2种UV老化下,其微观参数与黏附性能指标的相关性基本一致。建议采用纳观黏附力、蜂面积比和表面粗糙度表征温拌沥青UV老化过程中黏附性能。