紫外吸收剂/环烷油对高寒区SBS沥青路面的性能影响

为提高沥青混合料在高寒高海拔地区路用性能,选择不同掺量的紫外吸收剂(UV-531)/环烷油(NPO)对SBS沥青进行复合改性,研究复合改性剂对SBS改性沥青及混合料路用性能的影响。结果表明,相比于原样SBS沥青,UV-531/NPO复合改性剂能显著提高SBS沥青的低温变形能力和感温性能,但会降低沥青的高温性能(延度增加117.6%,当量脆点和感温系数分别降低52.0%和11.9%,当量软化点降低2.3℃)。同时,复合改性剂能显著提高混合料的低温抗裂性能(弯曲劲度模量降低9.61%,最大弯拉应变提升11.20%),然而对其高温稳定性与水稳定性会产生一定程度消极影响。高寒高海拔地区主要考虑混合料的低温抗裂性,因此,UV-531/NPO复合改性沥青路面具有很大应用潜力。

直投式高黏改性沥青混合料路用性能试验

高黏改性沥青是决定排水沥青路面使用性能的关键因素之一。为了评价改性剂类型、掺量及生产工艺的影响,分别采用车辙、半圆弯曲、浸水马歇尔、冻融劈裂和浸水肯塔堡飞散试验对高黏改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性进行测试,通过微观形貌特征对改性剂在沥青中的工作机理进行分析。研究结果表明:不同因素对沥青混合料空隙率的影响很小。在相同的掺量和生产工艺下,与常规的泰孚派克(Tafpack super,TPS)高黏改性沥青混合料相比,热塑性树脂(thermoplastic resin,TPR)高黏改性沥青混合料具有更优的低温抗裂性、相当的水稳定性和略差的高温稳定性,但是两者的路用性能在统计学意义上无显著差异。TPR改性剂掺量的提高可以明显提升混合料的各项路用性能;当以70#普通沥青和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(styrenic block copolymers,SBS)改性沥青作为基质沥青时,TPR改性剂掺量分别达到13%和9%,其混合料路用性能即可满足排水沥青混合料的技术要求。总体上看,改性剂掺量和生产工艺对各项路用性能均有显著影响,其中改性剂掺量的影响大于生产工艺。从微观形貌角度证实采用直投法时沥青中存在颗粒结团,部分改性剂颗粒与沥青的不完全混融导致直投法的改性效率低于剪切法,因此采用直投法时应适当增加改性剂掺量。研究结果可为排水沥青路面的材料设计提供有益的参考。

不同条件下多孔沥青混合料黏结性能研究

采用高黏改性剂A对SBS改性沥青进行高黏改性,通过肯塔堡飞散试验对不同条件下的多孔沥青混合料的黏结性能进行研究。结果表明,冻融循环次数、最大公称粒径和水分的增加会增大多孔沥青混合料的飞散损失,但纤维可有效改善多孔沥青混合料的飞散损失。当冻融循环次数为1和8次时,PAC-16的飞散损失分别较PAC-13增大17.60%和3.90%,含纤维PAC-13的飞散损失分别较不含纤维PAC-13的减少15.34%和17.94%,有水试验试件的飞散损失分别较无水状态下增大18.58%和36.63%。

模量改性剂对沥青混凝土路面性能影响的研究

文中分析了高模量剂掺量对沥青混合料高低温性能的影响,确定了最佳高模量剂掺量,评价了高模量改性SMA沥青混合料的高低温性能及水稳定性能。研究结果表明,随着高模量剂掺量的增加,沥青混合料的动稳定度先快速增加后稳定,劲度模量先增加后降低,最佳高模量剂掺量为11%。与普通混合料相比,高模量SMA混合料的路用性能显著提升,其中动稳定度增幅为179%,劲度模量增幅为11.5%,破坏应变增幅为15.5%,残留稳定度增幅为7.8%,冻融劈裂强度比增幅为9.3%。

活化胶粉类高粘弹改性沥青超薄罩面应用技术研究

为探究活化胶粉类高粘弹改性沥青混合料在超薄罩面中的适用性,采用车辙试验、小梁弯曲试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验等对比高粘弹改性沥青和SBS改性沥青混合料的高温性能、低温性能和水稳定性能,并依托G30线嘉峪关段铺筑试验段。结果表明,相较于SBS改性沥青混合料,高粘弹改性沥青混合料的高温性能提升约70%,水稳定性能提升约20%,低温性能提升约10%,可显著改善路面的服役状况。

SBS与胶粉复合改性沥青制备及多孔混合料性能评价

为利用废胶粉(crumbrubber,CR)制备用于多孔沥青混合料(porousasphalt,PA)的高黏改性沥青,通过SBS与CR复合并添加增粘剂与稳定剂制备了高黏改性沥青,根据针入度、软化点、延度和60℃动力黏度确定了SBS与CR的最佳比例及增黏剂用量,并研究了PA-13的路用性能。结果表明:SBS与胶粉对沥青针入度和软化点具有一定改善作用,然而SBS对沥青延度改善作用有限且胶粉对其有负面影响;SBS与胶粉均能提高沥青的动力黏度,且根据性能推荐高黏改性沥青中SBS、胶粉、增粘剂的用量分别为5.5%、14%、3%;PA-13路用性能测试成果表明自制的高黏改性沥青能够为混合料提供杰出的高低温和水稳定性。此外,与高黏沥青相关文献相比,自制高黏沥青性能优良。

高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能对比研究

为对比研究高掺量胶粉改性沥青混合料疲劳性能,选取5种不同类型混合料级配和3种改性沥青设计出8种沥青混合料进行疲劳试验。结果表明:1)高掺量胶粉改性沥青混合料路用性能较SBS改性沥青类混合料优越;2)40%胶粉改性沥青不同级配类型混合料疲劳性能整体优于30%胶粉改性沥青混合料,且疲劳性能优势随着应变水平提高呈先增大后减小的趋势;3)相较SBS改性沥青类混合料,胶粉改性沥青混合料疲劳性能具有明显的优势;4)随着公称最大粒径增大,同一掺量胶粉改性沥青其不同级配类型混合料的疲劳性能呈下降趋势,且随着应变水平增加,疲劳寿命逐渐降低。

高黏高弹改性沥青混合料路用性能与工程应用研究

针对当前开级配超薄罩面沥青混合料耐久性不足,以及密级配抗滑性能不足等技术问题,提出可采用半开级配的CDP-10沥青混合料,并对其组成和路用性能进行了研究;采用荧光显微镜试验与傅里叶红外光谱试验,探究了高黏高弹改性沥青的改性机理;通过马歇尔试验,确定了CDP-10沥青混合料的最佳油石比;采用车辙试验评价了混合料的高温稳定性;用浸水马歇尔稳定度试验、冻融劈裂试验结果评价了混合料的水稳定性;用渗水系数试验结果评价了混合料的透水性;确定了CDP-10沥青混合料实体工程的施工工艺,并在铺筑结束后对试验段进行了质量检测。研究结果表明:高黏高弹改性沥青微观网络状结构致密均匀;用OMNIC软件量化分析了成品沥青与离析试验上下部样品在966 cm~(-1)与1 377 cm~(-1)处的峰面积,发现其未发生明显变化,改性沥青热储存稳定性较好;CDP-10沥青混合料所用级配介于开级配与密级配之间,最佳油石比为5.1%,具有良好的高温稳定性、水稳定性和透水性。在实体工程应用中,还提出了CDP-10高黏高弹沥青混合料的施工温度控制范围。试验段施工完成后经检验质量状况良好,具有优异的排水性能与抗滑性能。因此认为,CDP-10高黏高弹沥青混合料有着广泛的应用前景。

紫外老化作用下PPA/SBR改性沥青胶浆及混合料高低温性能研究

通过高温温度扫描试验、BBR低温蠕变试验对粉胶比为0.6、0.9、1.2的90#基质沥青胶浆、SBR改性沥青胶浆及PPA/SBR改性沥青胶浆紫外老化前后的高低温流变性能进行了研究,利用高温车辙试验及低温小梁弯曲试验对其紫外老化前后的沥青混合料高低温性能进行分析,同时引入沥青胶浆的车辙因子老化指数ASTA、蠕变劲度老化指数SAI、蠕变速率老化指数mAI,沥青混合料动稳定度老化指数DAI、弯曲劲度模量老化指数SBAI对沥青胶浆及沥青混合料的抗紫外老化性能进行定量分析,结果表明:紫外老化会提高沥青胶浆的高温抗变形能力,而显著降低沥青胶浆的低温抗裂性。而对于沥青混合料而言,紫外老化劣化了90#基质沥青混合料及SBR改性沥青混合料的高温抗车辙性能,提高了PPA/SBR改性沥青混合料的抗车辙性能,而低温抗裂性在紫外老化后均出现了明显下降,但PPA/SBR改性沥青混合料紫外老化前后都具有最佳的低温抗裂性能。说明PPA的掺入有效提高了SBR改性沥青胶浆及沥青混合料的高温抗变形能力、低温抗裂性能及抗紫外老化性能。研究成果表明:PPA/SBR沥青材料非常适用于高寒高海拔地区。

高粘高弹改性沥青路面混合料对降噪性能的影响研究

为了探究主骨料公称粒径、级配、沥青品质等因素对密级配降噪型混合料的影响,采用驻波法测定吸收系数并计算降噪指标,评价2因素对混合料降噪性能影响的显著性,并提出路面材料的选择建议。结果表明:沥青整体降噪性能排序大小依次为:PG82高粘高弹改性沥青、PG82高模量改性沥青、PG76改性沥青、普通AC-16C。相比普通AC-16C、PG76、PG82高模量、PG82高粘高弹改性沥青降噪能力分别提高60.1%、77.5%、81.5%。混合料峰值吸声能力受沥青种类的高度影响,基本不受粒径影响。小汽车为主交通的路面,建议选择高粘高弹改性沥青+4.75 mm粒径;载重汽车为主交通的路面,建议采用高模量改性沥青或者高粘高弹改性沥青+9.5 mm粒径。

直投改性剂对高模量沥青混合料应用性能的影响研究

采用3种直投改性剂制备高模量沥青混合料,研究了空隙率、改性剂种类及其掺量对混合料应用性能的影响。结果表明,高模量沥青混凝土的动态模量随空隙率增加而逐渐降低,建议将高模量混凝土的空隙率控制在3%左右。在改性剂选择中推荐采用与沥青相容性好、具有高熔融流动性、易密实的聚合物/沥青复合类和多元复合类高模量改性剂,改性剂最佳掺量为0.60%~0.75%。制备的高模量沥青混合料具有优异的应用性能,可兼顾动态模量、疲劳性能和抗车辙性能。

高温多雨气候条件耐久性沥青混合料设计及性能研究

为了提升高温多雨气候条件下沥青混合料的耐久性,通过掺入0%、1%、2%、3%、4%复合高模量剂改性基质沥青以及对级配曲线进行优化,设计了改进型GAC-20混合料,并对改进型GAC-20混合料的路用性能进行验证。此外,通过复合车辙试验和CT扫描试验对改进型GAC-20混合料的铺装结构性能进行评价。结果表明,复合高模量剂的掺入很好地提高了沥青的软化点、60℃黏度,降低了其针入度、135℃黏度以及延度,综合考虑沥青基本性能以及成本控制,确定复合高模量剂的掺量为1%。改进型GAC-20混合料路用性能能够很好满足规范要求,且与GAC-20混合料相比,高温稳定性、水稳定性提升了4.96倍、1.06倍。采用4 cm SMA-13+6 cm改进型GAC-20+8 cm GAC-25的铺装结构表现出很好的抗车辙性,且界面处空隙率降低0.8%、内部空隙率降低0.7%,有效提升了沥青混合料的压实效果。因此,采用改进型GAC-20混合料能够提升沥青路面的抗车辙性能和抗水损害性能,为高温多雨条件下耐久性沥青混合料的研究提供了理论依据。

高黏剂对高黏弹改性沥青宏观性能和微观结构的影响

通过常规性能试验、动力黏度试验、弹性恢复试验和Brookfield黏度试验,研究了高黏剂种类和掺量对高黏弹改性沥青宏观性能的影响,利用荧光显微镜探究了改性沥青微观结构变化,评价了自主研发的高黏剂制备的STC-10高黏弹沥青混合料路用性能。结果表明:不同类型高黏剂均能显著降低改性沥青针入度,提高软化点和延度,但对60℃动力黏度和135℃黏度有不同影响。高黏剂掺量提高导致改性沥青中零散的聚合物微粒向网络结构转变,网络结构间出现明显过渡区,对改性沥青高低温性能的增强具有重要作用。STC-10沥青混合料各项性能指标均满足相关规范技术要求,证明高黏弹改性沥青和STC-10级配在超薄罩面中应用具有可行性。研究成果为新型高黏弹改性沥青在同步超薄罩面中的应用提供了科学依据。

大风低温环境下热拌温铺技术降温特性研究

为解决大风低温环境下沥青路面施工压实度不足的工程问题,依托德昌至会理高速工程,采用热拌温铺技术并通过延长有效压实时间来保证压实度。先介绍了大风低温环境下热拌温铺技术,后通过室内马歇尔变温击实试验、车辙试验、浸水马歇尔试验及小梁弯曲试验探究了热拌温铺沥青混合料的碾压温度和路用性能,再通过现场试验分析了热拌温铺沥青混合料的降温规律并对路面检测结果作出评价。研究结果表明:1)热拌温铺沥青混合料具有更低的可压实温度,同时其综合路用性能可以得到保证;2)相较普通热拌沥青混合料,热拌温铺沥青混合料具有更为缓慢的降温速率,可获得更长的有效压实时间;3)路面检测结果显示,大风低温环境下热拌温铺沥青混合料铺筑效果良好;4)热拌温铺技术拓宽了混合料的碾压温度范围,可有效解决大风低温环境下沥青路面施工压实度不足的难题。

直投高模量剂与热集料干拌熔融分散性能研究

文中基于正交试验原理,提出了一套评价颗粒型高模量剂干拌熔融分散均匀性的试验方法及评价指标.该方法具有试验操作过程简单、结果可量化比较的优点.结果表明:干拌温度、拌和时间、高模量剂中心聚集程度、高模量剂掺量四个因素对高模量剂熔融分散均匀性在0.01级别上影响均为高度显著,影响程度排序为:干拌温度>拌和时间>高模量剂中心聚集程度>高模量剂掺量.直投高模量剂与热集料干拌熔融分散效果最优的组合为180℃-60 s-0.3%-50%.

多功能高模量改性沥青混合料级配参数优化研究

为了探讨多功能高模量改性沥青混合料的最佳级配范围,通过集料压碎值试验和混合料试验分析粗细集料骨架和填充作用,在其基础上合成5种不同级配和不同细集料含量的混合料,以路用性能为检验评价指标,对多功能高模量改性沥青混合料粗细集料的最佳含量开展试验研究。结果表明:0.6~2.36mm细集料在混合料中起到受力和填充作用,使用多功能高模量改性沥青,可有效提升沥青胶浆内黏聚力、刚度和软化点,进而增强混合料整体路用性能。当0.6~2.36mm的细集料含量占30%~60%,0.6mm以下填料含量占20%~30%,2.36mm以上粗集料含量占20%~40%,多功能高模量改性沥青混合料的动稳定度达到1万(次/mm)以上、冻融劈裂强度比达到88%以上,表现出较好的高温稳定性和水稳定性。

高模量改性剂对沥青混凝土路用性能影响研究

文中研究不同高模量外掺剂(7%、10%、13%、16%)沥青混合料的高低温性能变化规律,确定了最佳外掺剂用量,并对最佳高模量外掺剂用量下制备的沥青混合料高温性能、低温性能及水稳定性能进行评价。研究结果表明,沥青混合料的动稳定度与高模量剂掺量呈正相关关系,而低温性能与高模量剂掺量先呈正相关关系,后呈负相关关系。结合混合料高低温性能平衡原则,确定高模量剂最佳掺量为12%。与普通混合料相比,添加高模量剂后,SMA混合料的高低温性能及水稳性能均得到有效改善,动稳定度提高了188%,劲度模量提升幅度达9%,残留稳定度MS和冻融劈裂强度比TSR分别增加7.9%和8.2%。

橡胶粉高粘改性排水沥青混合料性能研究

选用SBS及橡胶粉对基质沥青进行复合改性来制备高粘复合改性沥青,以弥补沥青路面因大孔隙路面结构特点带来的性能不足。在2种70^(#)基质沥青中分别掺入4.5%的SBS和0%、6%、8%、10%、12%、14%的橡胶粉制备橡胶复合改性沥青,并对复合改性沥青进行3大指标、60℃动力黏度、135℃布氏黏度试验得出,橡胶粉推荐掺量为10%~12%。对复合改性OGFC-13排水式沥青混合料开展配合比设计及高温性能、水稳定性能、析漏及分散性能研究得出,SBS掺量固定为4.5%,橡胶粉掺量为12%时,2种橡胶复合改性沥青混合料高温抗车辙能力、抗磨耗能力性能最优,橡胶粉掺量为10%时,2种橡胶复合改性沥青混合料抗水损害能力性能最优。

超薄罩面在市政道路预养护中的应用

为研究高黏度改性沥青SMA-10混合料在道路超薄罩面养护技术上的应用效果,通过室内试验并结合实际工程,主要从沥青混合料的配比设计、性能检验、现场施工等方面进行研究。结果表明:高黏度改性沥青用于SMA-10沥青混合料展现出优异的道路使用性能,且工程效果显著,可为道路超薄罩面加铺养护材料提供参考。

玄武岩纤维对高模量改性沥青混合料性能影响

高模量改性沥青混合料常用于沥青路面的预防性养护及非结构性裂缝的修补,为了延长其使用寿命,进一步改善路用性能,在高模量改性沥青混合料中加入短切玄武岩纤维,并通过浸水马歇尔试验、车辙试验、小梁弯曲试验、冻融劈裂试验等来评价短切玄武岩纤维不同掺量下高模量改性沥青混合料的路用性能。试验结果表明,短切玄武岩纤维的最佳掺量为0.3%,在该掺量下,高模量改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性均有显著提升,其中动稳定度提升了58.1%,-10℃破坏弯拉应变提升了29.4%,残留稳定度提升了6.4%,冻融劈裂强度比提升了10.2%。为了进一步检测在玄武岩纤维最优掺量下高模量改性沥青磨耗层的路用性能,在福建省南平市铺装了试验段,对试验段进行相关检测后发现,纤维对高模量改性沥青磨耗层的水稳定性、平整度、抗滑性能均有着积极作用。